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示波器运用的几个问题及答案

示波器数字示波器一直是工程师设计、调试产品的好帮手。但随着计算机、半导体和通信技术的发展,电路系统的信号时钟速度越来越快,信号上升时间也越来越短,导致因底层模拟信号完整性问题引发的数字错误日益突出。针

示波器数字示波器一直是工程师规划、调试产品的好帮手。但跟着计算机、半导体和通讯技能的开展,电路体系的信号时钟速度越来越快,信号上升时刻也越来越短,导致因底层模仿信号完好性问题引发的数字过错日益突出。针对这些新的测验应战,示波器供货商不断推出了功用更好的数字示波器。但要想准确快速地对体系信号进行剖析,丈量时还有许多新的要素有必要考虑。如仪器速度能否跟上被测信号的改动、带宽是否满意、丈量办法会不会引进搅扰,乃至还有所运用的探头是否适宜等等。

  问题1:每台示波器都有一个频率规模,比方10M、60M、100M……,我手头用的示波器标称为60MHz,是不是可以了解为它最大可以测到60MHz?可我用它测4.1943MHz的方波时都测不到,这是什么原因?

  答:60MHz带宽示波器,并不意味着可以很好地丈量60MHz的信号。依据示波器带宽的界说,若输入峰峰值为1V的60MHz正弦波到60MHz带宽示波器上,您在示波器大将看到0.707V的信号(30%幅值丈量误差)。假如测验方波,挑选示波器的参阅规范应是信号上升时刻,示波器带宽=0.35/ 信号上升时刻×3,此刻您的上升时刻丈量误差为5.4%左右。

  示波器的探头带宽也很重要,若运用的示波器探头包含其前端附件构成的体系带宽很低,将会使示波器带宽大大下降。如若运用20MHz带宽的探头,则能完结的最大带宽是20MHz,假如在探头前端运用衔接导线,将会进一步下降探头功用,但对4MHz左右方波不该有太大影响,由于速度不是很快。

  别的还要看一下示波器运用手册,有的60MHz示波器在1:1设置下,其实践带宽将锐减到6MHz以下,关于4MHz左右的方波,其三次谐波是12MHz,五次谐波是20MHz,若带宽降到6MHz,对信号幅值衰减很大,即便能看到信号也肯定不是方波,而是幅值被衰减了的正弦波。

  当然,测不出信号的原因或许有多种,如探头触摸欠好(该现象很简单扫除),主张用BNC电缆衔接一函数发生器,查验该示波器自身有没有问题,探头有没有问题,如有问题,可和厂家直接联络。

  问题2:有些瞬时信号稍纵即失,怎么捕捉并使其重现?

  答:将示波器设置成单次收集办法(触发形式设置成Normal,触发条件设置成边缘触发,并将触发电平调到适当值,然后将扫描办法设置成单次办法),留意示波器的存储深度将决议您能收集信号的时刻以及能用到的最大采样速率。

  问题3:在PLL中周期颤动可以衡量一个规划的好坏,可是要准确丈量却十分困难,有什么办法和技巧吗?

  答:在运用示波器时,要留意其自身的颤动相关目标是否满意您的测验需求,如示波器自身的触发颤动目标等。一起要留意运用不同的探头和探头衔接附件时,若不能确保示波器的体系带宽,丈量成果也会不准确。别的关于PLL设置时刻的丈量,可运用示波器+USB-GPIB适配器+软件选件来完结,也可用较为廉价的调制域剖析仪。

  问题4:为什么我的示波器有时分抓不到通过扩大后的电流信呢?

  答:假如信号确实存在,但示波器有时能抓到有时抓不到,这就或许和示波器的设置有联系。一般可将示波器触发形式设置成Normal,触发条件设置成边缘触发,并将触发电平调到适当值,然后将扫描办法设置成单次办法。假如这种办法还不可,那就或许是仪器出了问题。

  问题5:怎么丈量电源纹波?

  答:可以先用示波器将整个波形捕获,然后将关怀的纹波部分扩大来调查和丈量(主动丈量或光标丈量均可),一起还要运用示波器的FFT功用从频域进行剖析。

  问题6:新式数字示波器怎样用于单片机开发?

  答:I2C总线信号一般作业速率不超越400Kbps,最近也呈现了几Mbps的芯片,有的示波器在设置触发条件时,无需顾及不同速率的影响,但对其它总线,如CAN总线,则需求先在示波器上设置CAN总线其时的实践作业速率以便示波器能正确了解协议,并正确触发。若想对Inter-IC总线信号进行进一步的剖析,如协议级剖析,可运用逻辑剖析仪,但相对来说价格比较高。

  问题7:关于模仿和数字示波器比较的问题:1、模仿和数字示波器在调查波形的细部时,哪个更有优势(例如在过零点和峰值时,调查1%以下寄生波形)?2、数字示波器一般供给在线闪现均方根值,它的精度一般是多少?

  答:1)调查1%以下寄生波形,无论是模仿示波器仍是数字示波器,调查精度都不是很好。模仿示波器的笔直精度未必比数字示波器更高,如某500MHz带宽的模仿示波器笔直精度是±3%,这并不比数字示波器(一般精度为1~2%)更具优势,并且对细节,数字示波器的主动丈量功用比模仿示波器的人工丈量更准确。

  2)关于示波器的幅值丈量精度,许多人用A/D位数来衡量。实践上,跟着您所用的示波器带宽、实践采样率设置等,它会有所改动。若带宽不行,自身带来的幅值丈量误差就很大,若带宽够了,采样设置很高,实践的幅值丈量精度也不如采样率低时分的精度(您有时可参阅示波器的用户手册,它或许会给出不同采样率下,示波器的A/D实践有效位数)。总的来讲,示波器丈量幅值,包含均方根值的精度往往不如万用表,同理,丈量频率它不如频率计数器。

  问题8:毛刺触发目标有什么含义(例如5ns)?假如有一个100MHz示波器,丈量的方波信号大约是10M左右,并且是占空比1:1左右的方波,想象一下,一个10M的方波,它的正向或负向的脉宽都是50ns,那么在什么样的情况下能真实用到5ns这个功用呢?

  答:毛刺/脉宽触发一般有两种典型运用场合,一是同步电路行为,如运用它来同步串行信号,或关于搅扰十分严峻的运用无法用边缘触发正确同步信号时,脉宽触发便是一个挑选;另一是用来发现信号中的异常现象,如因搅扰或竞赛引起的窄毛刺,由于该异常是偶发闪现,有必要用毛刺触发来捕获(也有一种办法是峰值检测办法,但峰值检测办法有或许受其最大采样率的约束,所以一般是只能看而不能测)。在问题所提的比如中,若被测目标的脉冲宽度是50ns,并且该信号没有任何问题,也便是说没有因搅扰、竞赛等问题引起的信号畸变或变窄,那么用边缘触发就可同步该信号,无需运用毛刺触发。依据不同的运用,未必会运用到5ns这个目标,一般用户将脉宽触发设置为10ns~30ns。

  问题9:在挑选示波器时,一般考虑最多的是带宽,那么在什么情况下要对采样速率有所考虑呢?

  答:取决于被测目标。在带宽满意的前提下,期望最小采样距离(采样率的倒数)可以捕捉到您需求的信号细节。业界有些关于采样速率经历公式,但基本上都是针对示波器带宽得出的,实践运用中,最好不必示波器测相同频率的信号。若在选型时,对正弦波挑选示波器带宽应是被测正弦信号频率的3倍以上,采样率是带宽的4到5倍,也即实践上是信号的12到15倍;若是其它波形,要确保采样率足以捕获信号细节。若您正在运用示波器,可通过以下办法验证采样率是否够用:将波形停下来,扩大波形,若发现波形有改动(如某些幅值)就阐明采样率不行,不然无碍。别的也可用点闪现来剖析采样率是否够用。

  问题10:怎么了解“查核波形采样率够不行时,将波形停下来,扩大波形,若发现波形有改动(如某些幅值)就阐明采样率就不行,不然无碍。也可用点闪现来剖析采样率是否够用。”?

  答:我有幸给用户做过实测,曾亲历这种现象。其时被测目标是一种看上去很随机且高速改动的信号,用户将触发电平设在-13V左右。波形收集下来后想扩大丈量细节时,却发现改动示波器时基(SEC/DIV)设置时,信号幅值忽然变小,我其时将示波器改成点闪现,发现好像是点数(存储深度)不行,但我比较点闪现和矢量闪现后,发现若矢量闪现有必定可信性,那么便是其时的两个采样距离(采样率的倒数)中信号有骤变,但未能被收集到(采样距离不行细,即采样率不行高)。我换了一台相同存储深度但采样率较高的示波器,发现问题消失了。

  存储深度也会影响示波器能用到的实践最大采样率。存储深度太浅或许是个问题,由于存储深度或许约束能实践用到的最大采样速率,但实质上是采样率不行,丢掉了信号细节。存储深度不行深,或许会导致实践采样率不高,这一点跟厂家供给的目标联系不大。

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