示波器基本知識

示波器應(yīng)用基本知識

以TDS3000B產(chǎn)品的基本功能為基礎(chǔ)現(xiàn)在是1頁\一共有52頁\編輯于星期日1示波器-電子工程師的眼睛示波器的首要條件準(zhǔn)確地顯示波形保證信號完整性測量現(xiàn)在是2頁\一共有52頁\編輯于星期日2什么是示波器示波器是形象地顯示信號幅度隨時間變化的波形顯示儀器，是一種綜合的信號特性測試儀，是電子測量儀器的基本種類示波器的用途：電壓表，電流表，功率計頻率計，相位計脈沖特性，阻尼振蕩示波器的應(yīng)用：電子，電力，電工壓力，振動，聲，光，熱，磁時間幅度現(xiàn)在是3頁\一共有52頁\編輯于星期日3波的類型大多數(shù)波都屬于如下類型：正弦波方波和矩形波三角波和鋸齒波階躍波和脈沖波噪聲波、復(fù)雜波很多波是上述波形的組合周期信號和非周期信號同步信號和異步信號現(xiàn)在是4頁\一共有52頁\編輯于星期日4正弦波是波形的基本波非正弦波是由基波加無數(shù)次諧波所構(gòu)成。包含的諧波越多，波形越近似方波。例：100M方波是由3次、5次、7次………….合成，3次諧波頻率為300M、5次諧波頻率為500M………….對于非正弦波波形，波形從最小值過渡到最大值越快，所含諧波就越多，波形所含的諧波頻率的分量也越高。對于脈沖波占空比越小，波形所含諧波就越多，諧波頻率分量也越高?，F(xiàn)在是5頁\一共有52頁\編輯于星期日5波形的重要諧波非正弦波是由多次,按不同頻率不同相位和不同幅度的正弦波組成的合成波，諧波是基波的倍數(shù)。列出的是影響波形變化的諧波次數(shù)，(考慮諧波分量為基波幅度10％以上的諧波，是對波形形狀影響較大的因素)

波形重要諧波數(shù)正弦波（正弦波基波為：1）1:1方波1:9三角波1:3脈沖波（占空比50％）1:9脈沖波（占空比25％）1:14脈沖波（占空比10％）1:26諧波數(shù)為基波的倍數(shù)在沒有邊沿時間信息，只有信號頻率和波形類別信息，我們希望所觀測到的波形有精度不失真，可以使用倍數(shù)的的方法選擇示波器帶寬。現(xiàn)在是6頁\一共有52頁\編輯于星期日6波形測量參數(shù)50%90%10%VmaxVminVp-pVhiRiseTime+Width-WidthVlo100%FallTime幅值正向超調(diào)負(fù)向超調(diào)頻率＝1/周期現(xiàn)在是7頁\一共有52頁\編輯于星期日7示波器的類型模擬示波器模擬數(shù)字混合示波器數(shù)字示波器數(shù)字熒光示波器取樣示波器現(xiàn)在是8頁\一共有52頁\編輯于星期日8示波器的典型結(jié)構(gòu)ART模擬示波器DSO數(shù)字示波器DPO數(shù)字熒光示波器放大器水平放大器垂直放大器延遲線觸發(fā)放大器多路分解器采集信號存儲器uP顯示存儲器A/D放大器數(shù)字熒光器A/DuP模擬實時顯示串行處理并行處理觸發(fā)電路和時基觸發(fā)和時基電路現(xiàn)在是9頁\一共有52頁\編輯于星期日9波形的捕獲波形捕獲率也就是波形刷新率，已經(jīng)成為考核一臺示波器的重要參數(shù)之一；對于示波器來說，波形捕獲率高，就能夠組織更大數(shù)據(jù)量的波形質(zhì)量信息，尤其是在動態(tài)復(fù)雜信號和隱藏在正常信號下的異常波形的捕獲方面，有著特別的作用。模擬示波器數(shù)字熒光示波器數(shù)字存儲示波器現(xiàn)在是10頁\一共有52頁\編輯于星期日10各類示波器對波形顯示的能力由于采用的技術(shù)和原理不同，在波形的保真、顯示能力和捕獲能力上，各技術(shù)類別的示波器之間存在較大差異。

波形顯示示波器類別簡單重復(fù)信號復(fù)雜動態(tài)重復(fù)信號定時測量非重復(fù)單次信號觸發(fā)功能預(yù)觸發(fā)示波器帶寬數(shù)據(jù)處理穩(wěn)定信號變化信號異常信息緩變信號隨機毛刺快沿信號模擬示波器TRD顯示技術(shù)好好差差差差好差不能邊沿不能低470M不能DSO示波器等效采樣技術(shù)好差差好差好差(點,余輝)改善顯示好差多種能高6G能DSO示波器實時采樣技術(shù)好好差好好好差(點,余輝)改善顯示好好多種能高6G能DPO示波器數(shù)字熒光技術(shù)好好好好好好好好好多種能高6G能現(xiàn)在是11頁\一共有52頁\編輯于星期日11示波器的組成水平系統(tǒng)垂直系統(tǒng)掃描系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)顯示系統(tǒng)現(xiàn)在是12頁\一共有52頁\編輯于星期日12示波器的主要指標(biāo)示波器主要技術(shù)指標(biāo)－是保證示波器精確顯示信號波形的前提條件示波器的帶寬數(shù)字示波器采樣率示波器存儲長度波形捕獲率（先進的DPO）示波器主要的功能－是保證示波器穩(wěn)定、捕獲和顯示波形的必要條件垂直水平示波器的觸發(fā)與外部設(shè)備的互聯(lián)能力數(shù)據(jù)的處理技術(shù)與能力現(xiàn)在是13頁\一共有52頁\編輯于星期日13帶寬是示波器的首要規(guī)格參數(shù)示波器的結(jié)構(gòu)決定了帶寬的重要性：放大器的模擬帶寬決定了示波器的帶寬；放大器是信號進入示波器的大門，它的帶寬決定了示波器的帶寬，示波器能請進什么樣的信號由這個大門來決定。數(shù)字示波器的帶寬也是模擬帶寬。示波器所謂帶寬是指:垂直放大器的頻率響應(yīng)，定義為：隨著正弦波頻率增加，信號幅度下降3dB（70.7％）.在此頻點為示波器的帶寬現(xiàn)在是14頁\一共有52頁\編輯于星期日14正弦波諧波分量方波諧波分量100%70.7%,-3dbBWBW100%70.7%,-3db帶寬不足將導(dǎo)致波形幅度衰減和波形失真注意：示波器帶寬或上升時間與信號頻率或上升時間一樣時，對會對波形幅度和上升時間產(chǎn)生影響，帶來測量誤差，如減少測量誤差只能提高延伸示波器帶寬?，F(xiàn)在是15頁\一共有52頁\編輯于星期日15探頭也是儀器，它和示波器共同組成測量系統(tǒng)。這一系統(tǒng)帶寬將影響被測信號如正弦波、脈沖和方波的幅度和上升時間的測量精度，如果探頭選擇不當(dāng)，你將冒無法預(yù)知測量結(jié)果的風(fēng)險。探頭和示波器上升時間和帶寬的關(guān)系由下式?jīng)Q定：探頭、示波器T上升＝0.35/BW（適合于1G以下示波器）BW=帶寬（－3dB時的頻率）（單位Hz）測量所得的上升時間＝信號上升時間2＋測量系統(tǒng)上升時間2儀器測量系統(tǒng)上升時間＝探頭上升時間2＋測量儀表上升時間2探頭的上升時間應(yīng)快于示波器的上升時間（泰克非常精細(xì)的匹配示波器的系統(tǒng)帶寬）示波器的上升時間應(yīng)快于被測量信號的上升時間。例：使用100Mhz探頭和100Mhz示波器組成測量系統(tǒng)，測量上升時間為3.5ns的方波信號，系統(tǒng)帶寬為多少？測量誤差是多少？系統(tǒng)上升時間＝3.5ns2＋3.5ns2＝4.95ns，系統(tǒng)帶寬＝0.35/4.95ns＝70Mhz顯示信號上升時間＝3.5ns2＋4.95ns2＝6.08ns，測量誤差＝(6.08-3.5)/3.5＝73％使用100Mhz示波器及不當(dāng)?shù)?00Mhz探頭，將導(dǎo)致測量系統(tǒng)帶寬性能降低100Mhz以下示波器帶寬是應(yīng)包含探頭和示波器整個測量系統(tǒng)的問題，泰克公司承諾指定示波器的帶寬（上升時間），是當(dāng)使用原配探頭時，是探頭尖的上升時間（示波器帶寬）。示波器測量系統(tǒng)帶寬現(xiàn)在是16頁\一共有52頁\編輯于星期日16測量系統(tǒng)的帶寬將影響脈沖和方波的上升時間，示波器系統(tǒng)上升時間和帶寬的關(guān)系由下式?jīng)Q定：示波器測量系統(tǒng)T上升＝0.35/BW（適合于1G以下示波器）BW=帶寬（單位Hz）（－3dB時的頻率）示波器系統(tǒng)的上升時間應(yīng)快于被測量信號波形的上升時間。儀器顯示的信號上升時間＝被信號上升時間2＋儀表系統(tǒng)上升時間2例：100Mhz正弦波使用100Mhz的示波器系統(tǒng)進行測量，依據(jù)幅頻特性可得測量顯示的信號與被測信號的誤差為30％。例：一個100Mhz方波上升時間為3,5ns的信號，使用100Mhz的示波器系統(tǒng)進行測量，根據(jù)上述公式計算顯示信號與被測信號的誤差為：100Mhz示波器上升時間＝350/100Mhz＝3.5ns儀器顯示的信號上升時間＝3.5ns2＋3.5ns2＝4.95ns測量誤差＝（4.95ns－3.5ns）/3.5ns＝0.414＝41％改善和提高測量精度只能提高示波器系統(tǒng)帶寬，如選擇比信號上升時間高5倍的示波器,測量誤差為：500Mhz示波器系統(tǒng)上升時間為＝350/500Mhz＝0.7ns

儀器顯示的信號上升時間＝3.5ns2＋0,7ns2＝3.569ns測量誤差＝（3.569ns－3.5ns）/3.5ns＝0.0198＝2％（選擇示波器的5倍法則）注意：示波器系統(tǒng)帶寬不足引起上升時間慢和異常幅度衰減示波器系統(tǒng)帶寬（上升時間）對信號影響現(xiàn)在是17頁\一共有52頁\編輯于星期日17示波器帶寬總結(jié)示波器帶寬是由放大器模擬帶寬決定。示波器帶寬是應(yīng)包含探頭和示波器整個測量系統(tǒng)的問題，是包括探頭的系統(tǒng)帶寬。泰克公司承諾指定的示波器帶寬（上升時間），是當(dāng)使用原配探頭時，探頭尖的上升時間（示波器帶寬）。示波器系統(tǒng)帶寬不足，會引起上升時間慢和異常幅度衰減為了獲得正確的振幅測量，示波器的帶寬應(yīng)該比被測量的波形的頻率大5倍。為了合理精確地測量波形的上升或下降時間，示波器必須有足夠的上升時間。儀表上升時間：信號上升時間信號上升時間讀值測量誤差之比％1:141%2:122%3:112%4:15%5:12%7:11%10:10.5%現(xiàn)在是18頁\一共有52頁\編輯于星期日18采樣采樣點數(shù)字化需要的保持時間采樣間隔采樣是等間隔地進行；采樣率以“點/秒”來表示。實時采樣、隨機等效采樣、順序等效采樣方式現(xiàn)在是19頁\一共有52頁\編輯于星期日19輸入重復(fù)信號第一次采集第二次采集第三次采集。。。。數(shù)字實時采樣技術(shù)：實時采樣是最直觀的采樣方式，采樣率超過模擬帶寬4－5倍或更高。只需一次觸發(fā)已采集到信號所有資料對信號的要求：重復(fù)信號且可允許信號變化實時采樣技術(shù)示波器，不僅適用捕獲重復(fù)信號、而且是捕捉非重復(fù)信號和單次信號的有效技術(shù)。以及是捕獲隱藏在重復(fù)信號中的毛刺和異常信號前提條件。示波器標(biāo)定帶寬＝重復(fù)信號帶寬＝瞬態(tài)（單次）信號帶寬現(xiàn)在是20頁\一共有52頁\編輯于星期日20第一次觸發(fā)采集第二次觸發(fā)采集第三次觸發(fā)采集第四次觸發(fā)采集輸入重復(fù)信號隨機數(shù)字等效采樣技術(shù)：以較低的A/D對信號采集,將多次觸發(fā)采集到的資料進行重組，實現(xiàn)對重復(fù)信號的捕獲和顯示。需要經(jīng)過多次次觸發(fā)才能采集到信號的所有資料對信號的要求：信號必須重復(fù)并且穩(wěn)定，如信號變化（如幅度）將造成顯示混亂。等效技術(shù)示波器，只適用捕獲重復(fù)穩(wěn)定信號，對捕獲非重復(fù)信號和單次信號的能力。以及是捕獲隱藏在重復(fù)信號中的毛刺和異常信號的能力。將受到實時采樣率的限制。示波器標(biāo)定帶寬＝重復(fù)信號帶寬瞬態(tài)（單次）信號帶寬。現(xiàn)在是21頁\一共有52頁\編輯于星期日21采樣率對單次信號采集數(shù)字示波器不但用于觀測重復(fù)信號，同時需要觀測單次事件信號。雖然示波器放的大器帶寬保證了信號輸入不失真。如采樣率不足會造成顯示信號漏失和失真。所以示波器必須具有足夠的采樣速率，用以捕捉單次信號和精確恢復(fù)顯示波形。奈奎斯特抽樣定律中指出采樣率至少為信號最高頻率帶寬的2倍以上，從而保證信號在恢復(fù)時不發(fā)生混迭現(xiàn)象和失真的情況發(fā)生。放大器多路分解器采集信號存儲器uP顯示存儲器A/D采樣率低使信號失真采樣率高使信號保真現(xiàn)在是22頁\一共有52頁\編輯于星期日22單次采樣帶寬也就是常說的實時帶寬，它是由模擬帶寬、采樣率以及波形重建的方法共同決定，因此它決定了所構(gòu)建的單次波形的完整性。波形重建的方法主要是指波形再現(xiàn)的插值算法。線性內(nèi)插：在相鄰采樣點直接連接上直線，局限于直邊緣信號。正弦內(nèi)插：（SinX/x）利用曲線來連接樣點，通用性更強。它利用數(shù)學(xué)處理，在實際樣點間隔中運算出結(jié)果。這種方法彎曲信號波形，使之產(chǎn)生比純方波和脈沖更為現(xiàn)實的普通波形。泰克公司采用的是sinx/x正弦內(nèi)插發(fā)復(fù)現(xiàn)信號。內(nèi)插系數(shù)：泰克公司的內(nèi)插系數(shù)為2.5,采用5倍以上示波器帶寬的采樣率是為提高信號的保真使用正弦內(nèi)插，一般采用內(nèi)插系數(shù)為5計算示波器的單次信號帶寬。單次帶寬＝實時采樣率/5（內(nèi)插系數(shù)）。使用線性內(nèi)插，一般采用內(nèi)插系數(shù)為10計算示波器的單次信號帶寬。單次帶寬＝實時采樣率/10（內(nèi)插系數(shù)）。正弦內(nèi)插線性內(nèi)插單次采集帶寬和波形復(fù)現(xiàn)現(xiàn)在是23頁\一共有52頁\編輯于星期日23示波器采樣率決定：窄脈沖和毛刺信號精確捕獲和復(fù)現(xiàn)能力只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn)示波器帶寬選定后，采樣率決定了單次帶寬。單次寬決定示波器對毛刺和單脈沖信號的捕獲能力和復(fù)現(xiàn)能力，也決定了示波器檢測重復(fù)信號中異常信號和隨機毛刺信號的捕獲能力。例：示波器帶寬100Mhz采樣率1Gs/S,200Ms/S,100Ms/S,（不考慮帶寬對波形的影響）現(xiàn)在是24頁\一共有52頁\編輯于星期日24示波器帶寬選定后，采樣率決定單次帶寬。單次帶寬決定示波器對階躍、單次信號中的快沿的捕獲和復(fù)現(xiàn)能力，也決定了示波器對檢測，低重復(fù)率信號的上升和下降沿捕獲能力。示波器采樣率決定：單次事件信號沿的精確捕獲和復(fù)現(xiàn)能力只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn)例：示波器帶寬100Mhz采樣率1Gs/S,200Ms/S,100Ms/S,（不考慮帶寬對波形的影響）現(xiàn)在是25頁\一共有52頁\編輯于星期日25示波器采樣率決定：脈沖序列精確復(fù)現(xiàn)能力，只有信號速度在單次帶寬的范圍內(nèi)，對捕獲信號才能精確復(fù)現(xiàn)1Gs/S單次帶寬為100Mhz100Mhz60Mhz80Mhz40Mhz20Mhz200MMhzs/S單次帶寬為40Mhz100MMhzs/S單次帶寬為20Mhz現(xiàn)在是26頁\一共有52頁\編輯于星期日26總結(jié)：采樣率的選擇我們在確定示波器的帶寬后，還要選擇足夠的采樣率來與之相配合，這樣才能獲得適合于實際測量中的實時帶寬，從而獲得滿意的顯示和測量結(jié)果。示波器采樣率不足，將會使信號失去高頻成份，影響對信號的完整性測量。如：使信號上升和下降時間變慢，或造成波形漏失。如果在實際的測量中，比較重視單次信號的精確信息，我們建議采樣率要在帶寬的五倍以上，最好能在八到十倍?，F(xiàn)在是27頁\一共有52頁\編輯于星期日27示波器存儲深度定義：一個波形記錄是指可被示波器一次性采集的波形點數(shù)最大記錄長度由示波器的存儲容量決定，要增加存儲容量才能增加記錄長度是為捕獲和顯示單次信號過渡過程提供的重要指標(biāo)示波器的存儲由兩個方面來完成：觸發(fā)信號和延時的設(shè)定確定了示波器存儲的起點；示波器的存儲深度決定了數(shù)據(jù)存儲的終點。記錄時間＝記錄長度/采樣率由于時基和采樣率是聯(lián)動的，所以時基的速度快慢將同時改變采樣率的高低。當(dāng)采樣率達到指標(biāo)定義最高速率時，加快基速度的調(diào)整，采樣率將不能加快。時基與采樣率的關(guān)系應(yīng)為：存儲深度（點）時間/格10＝采樣間隔.1/采樣間隔＝采樣率觸發(fā)點延時時間記憶長度起點終點現(xiàn)在是28頁\一共有52頁\編輯于星期日28示波器采樣率與存儲長度的關(guān)系示波器最高采樣率決定示波器單次帶寬的限制，為保證波形精確復(fù)現(xiàn)建議：正弦內(nèi)插技術(shù)示波器以:采樣率/5＝單次帶寬的公式計算單次帶寬，線性內(nèi)插技術(shù)示波器以:采樣率/10＝單次帶寬公式計算。采樣率不足將限制示波器單次帶寬。如果示波器在全帶寬范圍內(nèi)，對單次信號實現(xiàn)捕獲和精確復(fù)現(xiàn)。只有采樣率高于示波器帶寬5倍以上（正弦內(nèi)插），才能使示波器的重復(fù)信號帶寬＝單次信號帶寬。示波器存儲長度對波形的記錄是以波形精確捕獲為前提。當(dāng)信號頻率或速度超過單次帶寬的限制（信號不能重組），即使示波器帶寬對信號不產(chǎn)生影響，但由于采樣不足將造成顯示信號的混疊、畸變和漏失。就是示波器有在長的存儲，存儲的波形也是畸變的失真波形。當(dāng)單次信號中的高頻成份，低于示波器的單次帶寬，才能保證信號的高頻細(xì)節(jié)。此時存儲長度越長，波形記錄時間越長。存儲深度短，將丟失波形部分時間的信息?，F(xiàn)在是29頁\一共有52頁\編輯于星期日29被測信號時間T被測信號時間T被測信號時間T采樣率、單次帶寬與存儲深度對波形限制示波器存儲深度和存儲時間示波器存儲深度和存儲時間示波器存儲深度和存儲時間現(xiàn)在是30頁\一共有52頁\編輯于星期日30采樣率、單次帶寬與存儲深度：對波形的限制示波器存儲深度和存儲時間示波器存儲深度和存儲時間示波器存儲深度和存儲時間事件信號時間長度事件信號時間長度事件信號時間長度現(xiàn)在是31頁\一共有52頁\編輯于星期日31存儲深度總結(jié)示波器帶寬、單次帶寬和記錄長度對被測波形顯示的影響：單次帶寬對單次信號的精確復(fù)現(xiàn)起到限制作用。對單次事件和脈沖串等非重復(fù)信號，以及對重復(fù)信號中的異常信號進行捕獲時，如采樣率不符合捕獲信號速度的要求，將造成復(fù)現(xiàn)的信號會失去高頻成份。顯示的信號與被測信號相比，上升和下降時間變慢，或高頻脈沖信息漏失，影響信號完整性測量。在這種情況下不論示波器的存儲深度有多長，已沒有實際意義。在保證對單次信號進行精確捕獲前提下，示波器存儲深度越長，波形的存儲時間就越長。由于示波器存儲深度有限。使用的不是示波器最高采樣率，對單次信號進行捕獲時。提高采樣率可以提高對信號的捕獲精度和分辨率。但降低了存儲信號的時間。采樣率和存儲深度有限，提高存儲時間只能降低采樣率，但降低采樣率將失去波形的細(xì)節(jié)同時失去快沿信號的高頻成份使上升時間變慢。如單次信號時間較長，要保證信號中高頻信息不丟失（信號漏失和畸變）。需要我們綜合考慮示波器帶寬、采樣率和存儲長度等指標(biāo)，以保證被測信號的精確復(fù)現(xiàn)。示波器的捕獲率和觸發(fā)功能、可以優(yōu)化示波器的存儲深度和采樣率。現(xiàn)在是32頁\一共有52頁\編輯于星期日32示波器的觸發(fā)觸發(fā)電路的作用就是保證每次時基掃描或采集的時候，都從輸入信號上與定義的相同的觸發(fā)條件開始，這樣每一次掃描或采集的波形就同步，可以每次捕獲的波形相重疊，從而顯示穩(wěn)定的波形，或保證單次信號的捕獲、模擬示波器觸發(fā)和數(shù)字示波器的觸發(fā)是使重復(fù)信號穩(wěn)定顯示對單次信號進行捕獲對重復(fù)信號中的異常波形和單次事件中的特殊波形進行隔離捕獲。觸發(fā)設(shè)置是使用示波器最麻煩的一點示波器設(shè)置都是依據(jù)信號特征進行的，所以應(yīng)該對被測信號有所了解。示波器提供了許多觸發(fā)設(shè)置方式，這些觸發(fā)器（功能）可以響應(yīng)輸入信號的不同條件，根據(jù)波形特征加以設(shè)定和正確應(yīng)用。會使檢測簡化，幫助快速發(fā)現(xiàn)問題。如一個脈沖比實際應(yīng)該達到的寬度要窄，若只使用電壓門限的觸發(fā)器是不可能捕獲到這樣的脈沖。高級觸發(fā)控制使你可以單獨關(guān)注波形中感興趣的細(xì)節(jié)，這樣可以使示波器采樣速率和記錄長度得到優(yōu)化。觸發(fā)器：邊緣（電壓門限）、釋抑、脈沖、邏輯、視頻、B觸發(fā)等、觸發(fā)模式：自動、正常、單次、滾動模式現(xiàn)在是33頁\一共有52頁\編輯于星期日33

數(shù)字示波器時基和觸發(fā)電路功能數(shù)字示波器的時基和觸發(fā)電路的功能與模擬示波器的有很大不同。它不像模擬示波器的時基電路那樣產(chǎn)生斜波電壓。而時基電路是一個晶體振蕩器。通過測量觸發(fā)信號和取樣時鐘之間的時間差，微處理器便可確定將波形取樣放在顯示器的什么地方。對選定的觸發(fā)功能和設(shè)定的觸發(fā)條件，進行精確的鑒別，依據(jù)是否符合觸發(fā)條件決定取樣閥門的關(guān)斷。放大器高頻低頻抑制噪聲DC采集信號存儲器uP顯示存儲器A/D時基電路晶體振蕩器AC取樣時鐘來源2通道通道1DC地來源3通道EXT外觸發(fā)觸發(fā)比較器電路現(xiàn)在是34頁\一共有52頁\編輯于星期日34

示波器觀測波形：應(yīng)根據(jù)波形特征進行對示波器設(shè)置

所有波形都具有自己的特征，主要類別周期信號：連續(xù)不斷的信號周期相同的簡單重復(fù)信號如：正弦波、方波等信號在小周期內(nèi)不同但每個小周期可以重疊的周期信號如：調(diào)制、多周期、低重復(fù)率等信號復(fù)雜周期信號如：視頻信號非周期信號或稱為單次信號：有起始和結(jié)止時間的信號高速單次信號如：單脈沖、階躍等信號單次事件信號如：脈沖序列、高壓放電、震蕩等信號重復(fù)信號中的異常信號如：重復(fù)信號中的欠幅脈沖、脈沖序列中特征碼等信號示波器接入電路后并不能看到波形，我們需要根據(jù)已知信號的特征進行對示波器調(diào)整和觸發(fā)條件的設(shè)定，才能捕獲得到穩(wěn)定顯示的波形。調(diào)整垂直和水平部分，合理的選擇耦合、垂直與時基等，為波形穩(wěn)定或為單次信號的捕獲做好合理顯示的準(zhǔn)備。根據(jù)的波形特征，選擇觸發(fā)器和設(shè)定觸發(fā)條件才能穩(wěn)定和捕獲你關(guān)心的信號現(xiàn)在是35頁\一共有52頁\編輯于星期日35數(shù)字示波器捕獲模式示波器捕獲模式是控制如何從采樣點中產(chǎn)生出的波形點。采集模式：是最簡單的捕獲模式，每一個采樣間隔，示波器存儲一個采樣點的值，并做為波形的一個點。峰值檢測模式：以最高的采樣速率運行ADC，既便設(shè)置的時基非常慢。采樣模式不能捕獲采樣點之間的快速變化的信號，而峰值檢測模式可以捕獲到。利用該模式可非常有效地觀察到偶爾發(fā)生的窄脈沖。包絡(luò)模式：要觀察信號的噪聲或者抖動現(xiàn)象時。采用包絡(luò)模式。示波器在連續(xù)采集過程中，對波形記錄中的每個采樣點位置的最小值和最大值都存儲下來，并以此構(gòu)成波形顯示。這種模式可采用可變余輝的調(diào)節(jié)，使采樣點在屏幕上保持一定的時間，直至無限顯示。包絡(luò)捕獲和無限余輝顯示的用途之一，是測量信號最壞的情況。如波形抖動、監(jiān)察毛刺、觀察峰峰值噪聲、顯示包絡(luò)線、檢測信號漂移等。平均模式：是示波器把連續(xù)的各次波形采集的結(jié)果，通過計算連續(xù)捕獲得到的波形點的平均值，產(chǎn)生最后顯示的波形。采用平均捕獲模式，示波器要用更長的時間才能響應(yīng)信號的變化。平均模式在減少噪聲的同時并沒有損失帶寬，將噪聲刪除，有利于對信號進行精確測量?，F(xiàn)在是36頁\一共有52頁\編輯于星期日36數(shù)字示波器觸發(fā)模式自動：即使沒有觸發(fā)，自動模式也能引起示波器的掃描。如果沒有信號的輸入，示波器中的定時器觸發(fā)掃描。有信號顯示信號，沒有信號顯示水平基線。正常：當(dāng)輸入信號不能滿足觸發(fā)條件時，不掃描，示波器沒有任何顯示。只有當(dāng)輸入信號滿足設(shè)置的觸發(fā)點條件時，才進行掃描，并將最后捕獲到的信號凍結(jié)顯示在屏幕上。如符合觸發(fā)條件，再次進行捕獲，清除上次信號，保留凍結(jié)此次的波形。單次：當(dāng)輸入的單次信號滿足觸發(fā)條件時，進行捕獲（掃描），將波形存儲和顯示在屏幕上。此時再有信號輸入示波器不予理會。需要進行再次捕獲必須進行單次設(shè)置。滾動：模式是一種可以應(yīng)用于全連續(xù)顯示的方式，可以用示波器來代替圖表記錄儀來顯示慢變化的現(xiàn)象，如化學(xué)過程、電池的沖放電周期或溫度對系統(tǒng)性能的影響等。注：在實際應(yīng)用中，采用正常觸發(fā)模式即使觸發(fā)以很慢的速率發(fā)生，也能觀測感興趣的內(nèi)容。對低重復(fù)的信號捕獲是非常有意義。現(xiàn)在是37頁\一共有52頁\編輯于星期日37預(yù)觸發(fā)和觸發(fā)位置數(shù)字示波器的一個最顯著特點在于它容許用戶觀看觸發(fā)前的事件這是因為數(shù)據(jù)被連續(xù)地存儲到內(nèi)存中，同時觸發(fā)事件在數(shù)據(jù)量足夠后停止采集。只有數(shù)字示波器才有觸發(fā)位置控制，它代表的是波形記錄中的水平位置。變更水平觸發(fā)位置，可以允許你采集觸發(fā)事件以前的信號，稱為預(yù)觸發(fā)。這樣，可以確定觸發(fā)點前面部分和后面部分所包含的可視信號的長度?，F(xiàn)在是38頁\一共有52頁\編輯于星期日38毛刺預(yù)觸發(fā)單次采樣捕捉事件前的毛刺預(yù)觸發(fā)預(yù)觸發(fā)是一個有價值的處理故障的工具，如果故障間歇地發(fā)生，可以利用預(yù)觸發(fā)來解決這樣的問題，記錄故障發(fā)生前的事件，很可能找到原因，由于電路器件對信號的延時效應(yīng)，其他方面應(yīng)用如：開關(guān)特性輸入和輸出瞬態(tài)特性，以輸出信號觸發(fā)來觀看研究輸入的小信號。現(xiàn)在是39頁\一共有52頁\編輯于星期日39觸發(fā)耦合由于示波器的輸入信號經(jīng)放大器分兩路，一路進入A/D采樣器；一路到觸發(fā)電路，形成觸發(fā)信號。觸發(fā)耦合是觸發(fā)信號與觸發(fā)電路的耦合方式，就像垂直系統(tǒng)輸入一樣，可為觸發(fā)信號選擇各種耦合方式。這些設(shè)置對消除觸發(fā)噪聲很有用處，噪聲的消除可以避免錯誤的觸發(fā)。耦合方式：默認(rèn)時為DC耦合：觸發(fā)信號直接連到觸發(fā)電路交流耦合：觸發(fā)源通過一個串聯(lián)的電容連到觸發(fā)電路起到隔直作用HF抑制：使觸發(fā)信號通過低通濾波器以抑制高頻分量，這意味即使一個低頻信號中包含很多高頻噪聲，仍能使其按低頻信號觸發(fā)。LF抑制：使觸發(fā)源信號通過一個高通濾波器以抑制其低頻成分。這意味即使一個高頻信號中包含很多低頻噪聲，仍能使其按低頻信號觸發(fā)。這對于顯示包含很多電源交流信號時情況是很有用處的?，F(xiàn)在是40頁\一共有52頁\編輯于星期日40

邊緣觸發(fā)功能：是使重復(fù)信號同步、穩(wěn)定顯示示波器為使重復(fù)波形穩(wěn)定顯示，具有邊緣觸發(fā)最基本的觸發(fā)方式，上升、下降沿和觸發(fā)電平在信號邊緣上構(gòu)成觸發(fā)點，重復(fù)信號會有多個觸發(fā)點。觸發(fā)位置、沿和觸發(fā)電平?jīng)Q定每次掃描的開始時刻。同時觸發(fā)位置還代表波形記錄中觸發(fā)水平位置。邊緣觸發(fā)控制器是使每一次掃描起始都從信號的相同觸發(fā)位置開始，不斷的顯示輸入信號的相同部分，并使每次捕獲的波形相重疊顯示。波形邊緣和觸發(fā)電平的設(shè)置成為重復(fù)信號顯示的標(biāo)準(zhǔn)條件對于重復(fù)信號AUTOSET(自動設(shè)置）是最簡單的觸發(fā)方式。

觸發(fā)條件不具備具備觸發(fā)條件觸發(fā)點觸發(fā)電平T觸發(fā)位置T觸發(fā)位置觸發(fā)電平現(xiàn)在是41頁\一共有52頁\編輯于星期日41

邊緣觸發(fā)和單次觸發(fā)：是使簡單單次信號得到捕獲示波器為使單次信號（包括重復(fù)信號中的過沖異常）得到捕獲。邊緣觸發(fā)條件是基本的觸發(fā)方式。但要同時設(shè)定單次觸發(fā)模式進行配合。重復(fù)信號上升、下降沿和觸發(fā)電平在信號邊緣上構(gòu)成觸發(fā)點，而重復(fù)信號會構(gòu)成有多個觸發(fā)點。估對重復(fù)信號中異常波形捕獲的觸發(fā)條件設(shè)定，必須能使沿和觸發(fā)電平構(gòu)成唯一觸發(fā)條件，信號方能得到隔離捕獲。波形邊緣和電平的設(shè)置是單次信號捕獲的標(biāo)準(zhǔn)條件觸發(fā)電平觸發(fā)電平多個觸發(fā)條件不能捕獲觸發(fā)電平觸發(fā)電平觸發(fā)電平觸發(fā)電平觸發(fā)電平沿和電平構(gòu)成唯一觸發(fā)條件能捕獲多個觸發(fā)條件不能捕獲上升沿和電平構(gòu)成觸發(fā)條件下降沿和電平構(gòu)成觸發(fā)條件上升沿和電平構(gòu)成觸發(fā)條件沿和電平構(gòu)成觸發(fā)條件觸發(fā)點觸發(fā)點觸發(fā)點觸發(fā)點觸發(fā)點觸發(fā)點觸發(fā)點現(xiàn)在是42頁\一共有52頁\編輯于星期日42觸發(fā)釋抑(Holdoff):調(diào)整設(shè)定，是使特殊重復(fù)信號同步、穩(wěn)定顯示。一些信號在在小周期內(nèi)不重復(fù)，但每個小周期可以相重疊的周期信號如：調(diào)制、多周期、重復(fù)率低等信號（如圖）信號具有多個可能的觸發(fā)點，但示波器的掃描間隔是固定的，會造成使每一次掃描起始都從信號不相同位置開始，使波形顯示混亂。采用觸發(fā)隔離功能即在各次掃描之間加入延遲時間，使得掃描的每次觸發(fā)總是從相同的信號沿開始。從而得到穩(wěn)定的波形顯示。依據(jù)波形特征設(shè)置顯示穩(wěn)定的觸發(fā)條件沿和觸發(fā)電平標(biāo)準(zhǔn)條件設(shè)定，同時還有設(shè)定觸發(fā)釋抑波形特征條件。隔離時間過波形混迭正確隔離時間觸發(fā)點觸發(fā)電平隔離時間調(diào)整現(xiàn)在是43頁\一共有52頁\編輯于星期日43寬度觸發(fā):我們關(guān)心周期信號中出現(xiàn)的與規(guī)定時間寬度不符的異常信號或關(guān)心脈沖序列中的某一時間寬度特征碼捕獲。使用脈沖寬度觸發(fā)是最佳選擇。由于信號在波形的沿上都具有觸發(fā)點。隔離捕獲異常寬度信號時，利用邊緣觸發(fā)的基本方式設(shè)定觸發(fā)條件，是不可能捕獲到異常寬度波形。根據(jù)信號的特征(波形寬度問題），選用脈沖寬度觸發(fā)功能設(shè)定觸發(fā)電平和設(shè)定所要捕獲波形的時間寬度(時間觸發(fā)條件設(shè)定為=或<或>或

≠)。當(dāng)波形滿足電平觸發(fā)條件。同時滿足設(shè)定的波形時間寬度的觸發(fā)條件時，通過脈沖寬度觸發(fā)比較器使示波器觸發(fā)，捕獲到所關(guān)心的寬度波形。利用脈沖寬度觸發(fā)，可以長時間監(jiān)視信號，當(dāng)脈沖寬度超過設(shè)定的允許范圍時，引起觸發(fā)。脈沖寬度設(shè)定整范圍：(TDS3000B為，39.6ns—10s)t設(shè)定觸發(fā)電平觸發(fā)點關(guān)心的信號觸發(fā)電平t設(shè)定觸發(fā)點關(guān)心的信號現(xiàn)在是44頁\一共有52頁\編輯于星期日44欠幅觸發(fā):我們關(guān)心信號周期信號中出現(xiàn)的與規(guī)定幅度不符的異常波形或關(guān)心脈沖序列的欠幅脈沖的捕獲。使用欠幅觸發(fā)是最佳選擇由于信號在波形的沿上都具有觸發(fā)點。隔離捕獲欠幅信號時，利用邊緣觸發(fā)的基本方式設(shè)定觸發(fā)條件，是不可能捕獲到欠幅波形。根據(jù)信號的特征(波形欠幅問題），選用欠幅觸發(fā)功能，設(shè)定高低電平。當(dāng)波形滿足低電平觸發(fā)條件，同時（波形幅度低于設(shè)置的高電平）不能滿足高電平觸發(fā)條件時，通過欠幅觸發(fā)比較器使示波器觸發(fā)，捕獲到欠幅的波形。TDS3KB在使用欠幅觸發(fā)時，可同時選擇波形寬度條件(方法與脈寬觸發(fā)相同)，當(dāng)波形滿足高低電平設(shè)置條件，同時滿足設(shè)定的波形時間寬度的觸發(fā)條件時，通過欠幅觸發(fā)比較器使示波器觸發(fā)，捕獲到所關(guān)心的欠幅波形。利用欠幅觸發(fā)，可以長時間監(jiān)視信號，當(dāng)波形幅度低于設(shè)定的門限電平時，引起觸發(fā)。高電平低電平門限電平觸發(fā)電平觸發(fā)點關(guān)心的信號t設(shè)定高電平低電平門限電平觸發(fā)電平觸發(fā)點關(guān)心的信號現(xiàn)在是45頁\一共有52頁\編輯于星期日45擺率觸發(fā):我們關(guān)心信號周期信號中，出現(xiàn)的與規(guī)定邊緣速率不符的異常波形或關(guān)心脈沖序列的邊緣速率異常的脈沖捕獲。使用擺率觸發(fā)是最佳選擇。擺率＝V幅度/S時間。幅度表示高低閥值之間的幅度，時間表示波形沿高低閥值之間的時間。擺率表示沿由低電平變化到高電平的速度。由于信號在波形的沿上都具有觸發(fā)條件，隔離捕獲上升或下降時間異常信號時，利用邊緣觸發(fā)的基本方式設(shè)定觸發(fā)條件，是不可能捕獲到關(guān)心的波形。根據(jù)信號的特征(波形邊沿速度問題），選用擺率觸發(fā)功能，設(shè)定高低閥值和高低閥值之間的時間。示波器自動計算擺率（擺率觸發(fā)條件設(shè)定為=或<或>或

≠）當(dāng)波形滿足觸發(fā)條件條件時，通過觸發(fā)觸發(fā)比較器使示波器觸發(fā)，捕獲到關(guān)心的沿信號。擺率觸發(fā)。如果高頻信號的響應(yīng)速率比期望或需要的快，則發(fā)出易出故障的能量，響應(yīng)速率觸發(fā)優(yōu)于傳統(tǒng)的邊緣觸發(fā)，這是因為增加了時間元素，允許您選擇觸發(fā)邊緣的快慢。觸發(fā)點擺率高值擺率低值t設(shè)定關(guān)心的信號觸發(fā)點t設(shè)定關(guān)心信號的細(xì)節(jié)t設(shè)定允許選擇觸發(fā)邊緣的快慢?，F(xiàn)在是46頁\一共有52頁\編輯于星期日46邏輯觸發(fā):我們關(guān)心各通道輸入信號之間的數(shù)字邏輯關(guān)系，選擇邏輯觸發(fā)是最佳的選擇、如果輸入通道的邏輯組合滿足觸發(fā)條件時，產(chǎn)生觸發(fā)。則為邏輯觸發(fā)。特別適用驗證數(shù)字邏輯的操作。觸發(fā)點觸