示波器的測試波形

1、示波器的測試波形摘要:示波器是電子技術基礎實驗中和電子設備的檢修中最常用的儀器之一，而在使用示波器之時，被測信號測試波形的不穩(wěn)定常常會造成無法讀取波形數(shù)據(jù)或測量不精確。經(jīng)過在教學中和示波器的使用中不斷地摸索和總結，要穩(wěn)定示波器的測試波形，應注意易困惑使用者的幾個問題，如觸發(fā)及觸發(fā)源的選擇， 電源觸發(fā)的方法，觸發(fā)電平自動鎖定，輸入耦合開 關使用，常態(tài)觸發(fā)(NOR)和自動觸發(fā)(AUTO )轉換，探頭合理使用等。只要合理的使用 和調(diào)節(jié)，選擇正確的檔位和測量方法就可以使得示波器的測試波形穩(wěn)定，以達到精確測量。關鍵詞：示波器？被測信號？觸發(fā)脈沖？波形穩(wěn)定正文：一、觸發(fā)及觸發(fā)源的選擇。在使用示波器時，一個

2、最基本的問題就是如何使得被顯示的波形穩(wěn)定下來。這就涉及到觸發(fā)操作，觸發(fā)操作是示波器使用中較難掌握的操作技能。因為它涉及到示波器的觸發(fā)原理。示波器中是通過掃描來顯示被測信號的，每次掃描都顯示被測信號的一部分。要使得被顯示的波形是穩(wěn)定不變的， 就必須做到每次所顯示的波形是完全一樣的，即重疊的。對于周期信號來說，只要每次掃描所顯示的波形起始相位是相同的，那么每次所顯示的波形就是相同的，從而所顯示的波形就是穩(wěn)定的。為了做到這一點，示波器中除了將被測信號送到示波管去以外，還從中分出一路，用電壓比較器來形成觸發(fā)脈沖，用觸發(fā)脈沖去控制水平方向的掃描，以保證水平方向的每次掃描起始點都正好對準被測信號的相同相位

3、點。故而，當由于操作不當而無法形成觸發(fā)脈沖時，所顯示的波形就不可能被穩(wěn)定下來。例如，圖所示正弦波是從被測信號在送往示波管的途中所分出來的一部分，則所形成的觸發(fā)脈沖及水平方向的掃描鋸齒波均如圖1所示：圖觸發(fā)脈沖是這樣形成的：將被測信號取出一部分送到一個電壓比較器，而電壓比較器的另一端則是其電壓被觸發(fā)電平旋鈕(Trigger LEVEL )所調(diào)節(jié)的直流電壓。當被測信號的瞬時電壓高于觸發(fā)電平時電壓比較器就輸出高電平，而被測信號的瞬時電壓低于觸發(fā)電平時電壓比較器就輸出低電平。故電壓比較器輸出矩形波形式的觸發(fā)脈沖。掃描鋸齒波是這樣形成的：當觸發(fā)脈沖的前沿到來時，鋸齒波的正程開始，但是正程的長短則由掃描開

4、關(TIME/DIV)來決定，掃描的逆程時間是固定的。若逆程時期結束后尚未有 觸發(fā)脈沖的前沿到來，則掃描鋸齒波維持低電平，一直要到某個觸發(fā)脈沖的前沿到來則第二 個掃描鋸波的正程期才開始。當觸發(fā)模式開關(Trigger MODE)置于NORM位置時，示波器就按以上的方式來進行掃描。顯然，如果沒有被測信號，或有被測信號但無法形成觸發(fā)脈沖時，就沒有掃描鋸齒波， 這時屏幕上就沒有掃描線。當觸發(fā)模式開關置于AUTO位置時，示波器將自動形成掃描，故無論有無被測信號，掃描線總是會出現(xiàn)。但是，當有被測信號時，示波器就立刻轉換到上面所說的工作方式上來。有沒有觸發(fā)脈沖的形成是示波器能否穩(wěn)定波形的關鍵。那么，如果觸

5、發(fā)電平自動鎖定開關(AUTO LEVEL)沒有按下，在下面幾種情況下將不會形成觸發(fā)脈沖，因而就不可能穩(wěn)定所顯示波形：第一，觸發(fā)電平旋鈕(Trigger LEVEL)調(diào)節(jié)不當。當觸發(fā)電平調(diào)節(jié)得高于被測信號的正峰值 或低于被測信號的負峰值時，從上面的圖中可以看到，此時就不可能形成觸發(fā)脈沖。第二，觸發(fā)源開關(Trigger SOURCE)設置錯誤。例如被測信號從CH1饋入，而觸發(fā)源開關置于CH2或EXT等，此時被測信號就不可能送到用于形成觸發(fā)脈沖的電壓比較器上，從而就不可能形成觸發(fā)脈沖。第三，Y軸偏轉因數(shù)開關(VOLTS/DIV)設置不當。如果原來所顯示的波形是穩(wěn)定的，又將 Y軸偏轉因數(shù)開關向左旋動

6、了，此時，由于將被測信號的幅度衰減得更小了，就可能使得觸發(fā)電平高于被測信號的正峰值或低于被測信號的負峰值，也就不能形成觸發(fā)脈沖。第四，觸發(fā)耦合開關(Trigger CPLG)設置不當。該鍵被按下時，被測信號將被經(jīng)過用于從 被測的電視信號中取出同步信號的同步分離電路，如果被測信號不是電視信號，遇不可能通過該同步分離電路，、故也不可能形成觸發(fā)脈沖。二、觸發(fā)電平自動鎖定 (AUTO LEVEL)不是所有的示波器都有這個功能。這個鍵一旦按下，則示波器內(nèi)用于形成觸發(fā)脈沖的電壓比較器的兩個輸入端上，一個端子是被測信號，另一個端子是被測信號的平均直流電平。 (此 時，由觸發(fā)電平旋鈕來調(diào)節(jié)的觸發(fā)電平被斷開，故

7、觸發(fā)電平旋鈕失效)。對于一般的被測信號而言，只要有這個鍵被按下，則示波器就會將所顯示的波形穩(wěn)定，因為一般被測信號的直流分量總是在其正峰值和負峰值之間，總可以形成觸發(fā)脈沖，故波形總是可以穩(wěn)定的。當然，如果被測信號中疊加有較大的直流分量，而CH1或CH2耦合開關又置于 DC位置，觸發(fā)脈沖就無法形成了。故此時應將耦合開關置于 AC位置，也就是將被測信號中的直流分量去掉。雖然在大多數(shù)情況下，只要將觸發(fā)電平自動鎖定鍵 (AUTO LEVEL)按下，就可以將被測信號穩(wěn)定，但是在有些特殊情況下， 卻不能將該鍵按下。例如測量調(diào)幅波時，如果將該鍵按下， 則只能穩(wěn)定調(diào)幅波中的載波，而不能穩(wěn)定調(diào)幅波中的包絡，但在使

8、用中，往往要求穩(wěn)定調(diào)幅波中的包絡。這時就不能將該鍵按下，從而通過調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕( Trigger LEVEL )來穩(wěn) 定包絡。如圖2所示：當觸發(fā)電平在A范圍或在C的范圍時，可以穩(wěn)定顯示調(diào)幅波的包絡線；當觸發(fā)電平在B的范圍時則可以穩(wěn)定載波。、電源觸發(fā)當要顯示穩(wěn)壓電源的輸出紋波時，由于紋波的幅度一般是很小的（幾十毫伏），這么小的被測信號是很難形成觸發(fā)脈沖的， 故很難將其穩(wěn)定。不過，這時只要將觸發(fā)源開關置于 LINE 的擋位就可以了。因為穩(wěn)壓電源的紋波肯定是與電網(wǎng)同步的，而觸發(fā)源置于LINE后，貝U示波器內(nèi)部就將來自電網(wǎng)的其電源變壓器次級的電壓送到電壓比較器去形成觸發(fā)脈沖，從而可以穩(wěn)定地顯示任何與

9、電網(wǎng)同步的被測信號。四、輸入耦合開關（AC/GND/DC ）如果該開關置于 AC擋，則由于被測信號的直流分量被隔斷，顯示的只是其交流分量。故 當要從被顯示的脈沖中讀取其高低電平時，就不應該置于 AC日擋。因為被測脈沖被隔斷直流分量后，其高低電平可能會發(fā)生變化，故應該置于DC擋。GND擋，屏不過，在讀取脈沖中的高低電平時，必須確定零電平，這時，將該開關置于 幕上所顯示的掃描線就是零電平。五、常態(tài)觸發(fā)（NOR）和自動觸發(fā)（AUTO ）在觸發(fā)模式開關中有兩擋：常態(tài)觸發(fā)（NOR）和自動觸發(fā)（AUTO ）,這兩擋有什么區(qū)別呢？在自動觸發(fā)狀態(tài)下， 即使沒有觸發(fā)脈沖的形成，示波器依然產(chǎn)生掃描， 故不論在什么

10、情況下，示波器的屏幕上總是會出現(xiàn)掃描線。一旦觸發(fā)脈沖形成， 示波器就自動地轉換到常態(tài)觸發(fā)的狀態(tài)。而在常態(tài)觸發(fā)狀態(tài)下，如果沒有觸發(fā)脈沖，則示波器就停止掃描，此時示波器上 是沒有掃描線的。但時人們往往不習慣于這種情況。例如當沒有信號饋入到示波器上時，或雖然有信號饋入到示波器上，但是由于某些操作鍵設置得不對從而沒有觸發(fā)脈沖形成時，示波器上就沒有掃描線。故一般應將示波器置于自動觸發(fā)狀態(tài)。一般自動觸發(fā)狀態(tài)雖然在示波器內(nèi)有觸發(fā)脈沖形成時將自動地轉換到常態(tài)觸發(fā)的狀態(tài)，可是如果被測信號的頻率低于25HZ時，自動觸發(fā)狀態(tài)下就不可能將波形穩(wěn)定，此時只有將示波器置于常態(tài)觸發(fā)狀態(tài)才可以將波形穩(wěn)定。故而，在一般情況下應將示波器置于自動觸發(fā)狀態(tài)，但是，當被測信號的頻率低于25HZ時，就應該將示波器置于常態(tài)觸發(fā)狀態(tài)。六、探頭使用示波器的探頭大多具有 X1衰減（直接耦合）和X10衰減兩擋。X10衰減探頭將探頭與示波 器之間的有效輸入阻抗提高到10修，旁路電容約為數(shù)皮法（即 X10擋位探頭的輸入電阻是10MQ，輸入電容為數(shù)皮法。而示波器的輸入電阻是1MQ，輸入電容是幾十皮法）。在高頻時往往使