示波器使用中的常見(jiàn)問(wèn)題

1、示波器使用中的常見(jiàn)問(wèn)題  1開(kāi)機(jī)后，示波器黑屏怎么辦？所謂黑屏，就是示波器的熒光屏看起來(lái)沒(méi)有任何光點(diǎn)，好像沒(méi)有開(kāi)機(jī)一樣。造成這種現(xiàn)象的主要原因有以下幾種：1）  示波器的輝度不合適示波器輝度被調(diào)整而引起黑屏的現(xiàn)象一般出現(xiàn)于，上次使用者由于測(cè)試需要降低了輝度（比如在昏暗的燈光下，過(guò)強(qiáng)的輝度會(huì)刺眼）；教師在考核學(xué)生時(shí)，故意將示波器輝度調(diào)整為最??；維修者的習(xí)慣性操作。但是，這個(gè)問(wèn)題不容忽視，當(dāng)出現(xiàn)黑屏?xí)r，首先檢查輝度旋鈕，并將其擰到最大，是一個(gè)良好的習(xí)慣。2）  示波器沒(méi)有觸發(fā)掃描輝度合適的情況下，仍然可能出現(xiàn)黑屏。當(dāng)示波器的觸發(fā)方式為常態(tài)（Normal），如果輸入通道

2、沒(méi)有接入有效信號(hào)，或者接入的信號(hào)幅度沒(méi)有達(dá)到設(shè)定電平（Level），將不會(huì)引起X軸偏轉(zhuǎn)板上鋸齒波的產(chǎn)生。在多數(shù)情況下，熒光屏的左邊（以觀察者為基準(zhǔn)）將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)不移動(dòng)的光點(diǎn)。但是，如果此時(shí)X軸基準(zhǔn)位置（X_Position）不正確，將使得此光點(diǎn)不出現(xiàn)在屏幕上。這也就造成了黑屏。解決的方法就是讓示波器出現(xiàn)掃描線。因?yàn)?，X_Position可以將一個(gè)光點(diǎn)移出屏幕，但是卻無(wú)法將寬達(dá)8cm左右的掃描線整個(gè)移出。將觸發(fā)方式選擇為自動(dòng)觸發(fā)（Auto）就可以讓示波器產(chǎn)生掃描線。（參見(jiàn)1.1.2中第6個(gè)問(wèn)題）3）  示波器Y基線位置（Y_Position）不合適如果示波器的Y軸基線位置不合適，即便產(chǎn)

3、生掃描線，也有可能使得掃描線處于屏幕的上方或者下方，仍然可能出現(xiàn)黑屏。這種情況下，通過(guò)旋轉(zhuǎn) Y_Position旋鈕，可以很快找回掃描線，而消除黑屏。4）  不合適的被測(cè)信號(hào)通過(guò)上述分析，可以得出，消除黑屏的一般步驟是：旋轉(zhuǎn)輝度至最大（保證輝度正常）將觸發(fā)方式設(shè)為自動(dòng)（保證掃描線產(chǎn)生）將X位置旋鈕旋至中間滿幅度調(diào)整Y_Position（找回掃描線）。但是，即便此時(shí)，也有可能仍然黑屏。當(dāng)被測(cè)信號(hào)是一種特殊信號(hào)，也有可能讓觀察者難以看到，而誤認(rèn)為是黑屏。當(dāng)輸入信號(hào)為上下沿均很陡的方波，由于Y軸增益的不合適，使得方波的高低電平均超出了Y軸顯示范圍，這種波形在熒光屏上僅僅出現(xiàn)了幾條很陡的豎線

4、。當(dāng)示波管老化，或者其它原因，非常容易造成觀察者難以察覺(jué)。將輸入耦合開(kāi)關(guān)置于GND，示波器將關(guān)斷輸入信號(hào)而顯示0線，就可以回避這個(gè)問(wèn)題。因此，按照下述步驟操作，一般均可順利消除黑屏，除非示波器真的損壞了。旋轉(zhuǎn)輝度至最大（保證輝度正常）將觸發(fā)方式設(shè)為自動(dòng)（保證掃描線產(chǎn)生）將輸入耦合開(kāi)關(guān)置于GND（保證不受到奇異被測(cè)信號(hào)的影響）將X位置旋鈕旋至中間滿幅度調(diào)整Y_Position（找回掃描線）。2張同學(xué)和李同學(xué)分別制作了一個(gè)波形發(fā)生器，輸出都是1000Hz的方波。當(dāng)將這兩個(gè)被測(cè)信號(hào)分別接入一個(gè)示波器的通道1和通道2，每一路信號(hào)都可以穩(wěn)定顯示，用雙蹤顯示卻怎么也無(wú)法穩(wěn)定顯示兩路波形，為什么？任何兩個(gè)非

5、通源的波形發(fā)生器，要做到頻率完全相同是不可能的。隨著時(shí)間的推移，它們之間存在的相位差將不停地改變，因此，數(shù)字示波器可以記錄某一個(gè)瞬間它們之間的相差關(guān)系，并穩(wěn)定顯示，而模擬示波器由于沒(méi)有記錄功能，只能顯示觀察的時(shí)刻它們之間不穩(wěn)定的相差，因此，不穩(wěn)定顯示是正常的，穩(wěn)定了反而是此前某一個(gè)時(shí)刻的記錄或者出現(xiàn)了什么問(wèn)題。3一個(gè)周期性信號(hào)如圖1.1.23A所示，周同學(xué)無(wú)論如何也無(wú)法將其在示波器上穩(wěn)定顯示，你有什么辦法嗎？之所以難以穩(wěn)定顯示的原因是：無(wú)論使用上升沿還是下降沿觸發(fā)，在圖中顯示的每個(gè)周期中，都存在2個(gè)滿足電平觸發(fā)條件的時(shí)刻（用縱向虛線表示）。這就造成如圖1.1.23B所示的兩個(gè)不同的觸發(fā)位置，導(dǎo)

6、致波形顯示的不重疊。仔細(xì)調(diào)整掃速的微調(diào)旋鈕（內(nèi)圈），可以使得第二個(gè)滿足觸發(fā)條件被正在發(fā)生的鋸齒波所覆蓋，而使波形穩(wěn)定顯示，如圖1.1.23C所示。但是，這樣就造成顯示的波形無(wú)法讀取時(shí)間參數(shù)（一旦改變微調(diào)，則示波器不在測(cè)量狀態(tài)）。復(fù)雜一些，但是可以解決問(wèn)題的方法如下：用比較器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，產(chǎn)生如圖1.1.23D所示的信號(hào)。然后，用2進(jìn)制計(jì)數(shù)器將信號(hào)變?yōu)?.1.23E所示。用E圖信號(hào)作為觸發(fā)源，就可以穩(wěn)定顯示上述波形。在數(shù)字電路中，預(yù)將圖D所示的信號(hào)穩(wěn)定顯示，也經(jīng)常使用這種方法。4趙同學(xué)發(fā)現(xiàn)，示波器的觸發(fā)方式選擇存在與書上介紹不一致的地方。他將觸發(fā)方式選擇由常態(tài)（Normal）變?yōu)樽詣?dòng)

7、（Auto），按道理，觸發(fā)將按照自動(dòng)節(jié)律，波形會(huì)出來(lái)，但不會(huì)穩(wěn)定。可是，他怎么改變信號(hào)頻率，示波器仍然穩(wěn)定顯示，這是為什么？現(xiàn)在生產(chǎn)的多數(shù)示波器，都豐富了AUTO（自動(dòng)觸發(fā)）的功能：當(dāng)觸發(fā)源信號(hào)滿足電平觸發(fā)條件，觸發(fā)電路按照觸發(fā)源產(chǎn)生鋸齒波，這與NORM（常態(tài)觸發(fā)）沒(méi)有任何區(qū)別；當(dāng)觸發(fā)源信號(hào)不滿足電平觸發(fā)條件，才按照固定頻率產(chǎn)生無(wú)法穩(wěn)定波形顯示的鋸齒波。趙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中輸入的信號(hào)，滿足電平觸發(fā)條件，所以可以穩(wěn)定顯示。5陳同學(xué)將一個(gè)峰峰值為1V的正弦波，用兩根電纜線分別接入通道1和通道2，在示波器上讀數(shù)，通道1為峰峰值1V，通道2卻是0.8V，為什么？陳同學(xué)沒(méi)有將通道2的Y軸增益開(kāi)關(guān)內(nèi)圈旋鈕右旋到底

8、。應(yīng)該右旋內(nèi)圈旋鈕，聽(tīng)到“啪嗒”聲響，示波器才進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。6王同學(xué)將一個(gè)峰峰值為1V的正弦波，用兩根電纜線分別接入通道1和通道2，并且他學(xué)會(huì)了問(wèn)題5，將兩個(gè)通道的Y軸增益均設(shè)為測(cè)量狀態(tài)，在示波器上讀數(shù)，通道1為峰峰值1V，通道2卻是0.1V，為什么？王同學(xué)使用的是帶衰減開(kāi)關(guān)的電纜線。這種電纜線具有“×1”和“×10”兩種選擇。當(dāng)置于“×10”位置時(shí)，電纜對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行1/10衰減，導(dǎo)致輸入到示波器的信號(hào)幅度變?yōu)樵盘?hào)的1/10。7楊同學(xué)在一旁觀察到了陳同學(xué)和王同學(xué)所犯的測(cè)量錯(cuò)誤，他也將一個(gè)峰峰值為1V的正弦波，用兩根沒(méi)有任何衰減的電纜線分別接入自己示波器的通道1

9、和通道2，并將兩個(gè)通道的Y軸增益均設(shè)為測(cè)量狀態(tài)，在示波器上讀數(shù)，通道1為峰峰值1V，通道2卻是0.85V，為什么？這種情況，幾乎可以肯定，是示波器的通道2發(fā)生了故障，通常是Y軸放大器的增益控制出現(xiàn)了問(wèn)題，應(yīng)該檢修。8輸入信號(hào)是1Hz的方波，在示波器上卻看到如圖1.1.24所示的波形，為什么？錯(cuò)誤地將輸入耦合開(kāi)關(guān)置于AC，改變?yōu)镈C就可以消除這種故障。9能夠用模擬示波器觀察1Hz的信號(hào)嗎？模擬示波器是利用被測(cè)信號(hào)的周期性，在熒光屏上重復(fù)掃描獲得穩(wěn)定波形的。當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)，用于掃描的鋸齒波，其周期也會(huì)相應(yīng)變長(zhǎng)。這就造成觀察者可以在屏幕上看到光點(diǎn)的緩慢移動(dòng)，而不是波形連續(xù)的曲線。圖1.1.24

10、所示的波形，更確切地說(shuō)，應(yīng)該是光點(diǎn)移動(dòng)的軌跡。但是，有些觀察者可以通過(guò)大腦的記憶，而在大腦中形成這樣的波形。因此，應(yīng)該說(shuō)，模擬示波器可以顯示低頻信號(hào)，但是效果不好。有一種被稱為“長(zhǎng)余輝”的示波器，利用一種特殊的熒光粉這種熒光粉，在電子束轟擊并停止轟擊后，會(huì)繼續(xù)發(fā)出較長(zhǎng)時(shí)間的余輝，余輝時(shí)間的長(zhǎng)短，也是示波器的一個(gè)指標(biāo)可以使模擬示波器穩(wěn)定顯示更加低頻的被測(cè)信號(hào)。10            將一個(gè)信號(hào)源的正弦波輸出直接接到示波器的通道1，卻看到一條直線。這是為什么？這是教師在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)時(shí)，最常

11、遇到的問(wèn)題，只要同學(xué)們認(rèn)真分析，就不難解決?？赡茉斐蛇@種現(xiàn)象的主要原因有：l         信號(hào)源本身就是損壞的；l         信號(hào)源沒(méi)有使用正確；l         信號(hào)源存在過(guò)量的衰減，輸出值太小；l         信號(hào)源的輸出線斷了；l  &#

12、160;      示波器是損壞的；l         示波器的通道選擇錯(cuò)誤（常見(jiàn)）；l         示波器的輸入耦合開(kāi)關(guān)錯(cuò)誤地置于GND上（常見(jiàn)）；l         示波器掃速太快（常見(jiàn)）；l         示波器通道1

13、的電纜線斷了；l         其它可能的錯(cuò)誤。很顯然，同學(xué)們遇到這樣的問(wèn)題，立即叫老師，是錯(cuò)誤地認(rèn)為，不是信號(hào)源壞了，就是示波器壞了，而儀器損壞自己是無(wú)能為力的，只好叫老師。實(shí)際上，以我們的經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)情況下，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是儀器損壞之外的。正確的處理方法是：將信號(hào)源和示波器斷開(kāi)，用示波器的校準(zhǔn)信號(hào)單獨(dú)測(cè)試示波器，以保證示波器工作良好，然后用替換的方法，按照上述可能的故障，逐步查找，很快就可以找到故障所在。11        &#

14、160;   孫同學(xué)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：他將信號(hào)源輸出電纜線的紅線和示波器電纜線的紅線連接在一起，卻忘記將這兩根電纜線的地線（黑線）接在一起?？墒牵麉s在示波器上看到了清晰的信號(hào)源輸出。這是為什么？出于安全和抗干擾的要求，許多儀器設(shè)備都將機(jī)殼、信號(hào)地和電源引線中的大地相連（儀器的大地來(lái)源于建筑物就近的接地點(diǎn)，并且通過(guò)墻內(nèi)的交流電源線，出現(xiàn)在電源插板上）。因此，當(dāng)信號(hào)源和示波器共用一個(gè)電源插板，它們的信號(hào)地實(shí)際上已經(jīng)連接在一起了。這就造成了張同學(xué)發(fā)現(xiàn)的奇怪現(xiàn)象：信號(hào)的單線傳輸。12        

15、;    許同學(xué)明白了問(wèn)題11后，心想，既然信號(hào)源的地線和示波器的地線已經(jīng)在電源插板上連接在一起，以后只需要連接信號(hào)線就可以了，地線可以不接了。這樣做，對(duì)嗎？這樣做不對(duì)。不管外部連接與否，正確的使用規(guī)定的接地線是必須的。13            錢同學(xué)希望將輸入信號(hào)反相后接入，于是他將信號(hào)源的黑線和示波器的紅線連接，信號(hào)源紅線與示波器黑線連接，這樣做，可以嗎，有危險(xiǎn)嗎？由于問(wèn)題11已經(jīng)解釋的原因，信號(hào)源和示波器的地線實(shí)際上已經(jīng)連接在一起。當(dāng)將信號(hào)源的紅線

16、和示波器的黑線連接在一起，實(shí)際上就等于將信號(hào)源的紅線和自己的地線連接在一起，肯定會(huì)造成信號(hào)源的輸出短路。輕則燒毀保險(xiǎn)，重則引發(fā)更大的故障或者危險(xiǎn)。14            何同學(xué)也發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：他用手接觸示波器探頭中的紅線，發(fā)現(xiàn)示波器上顯示出高達(dá)幾十伏的，頻率大約是50Hz的，很難看的信號(hào)。難道自己是一個(gè)信號(hào)源嗎？或者自己的身體可以發(fā)電嗎？人體類似于一個(gè)大天線，在目前的環(huán)境中，接收50Hz交流電引起電磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的干擾信號(hào)，是一種客觀存在。這種干擾信號(hào)的特點(diǎn)是：電壓幅度較大，

17、高達(dá)幾十伏，但是輸出電阻也很大。因此，這種高電壓干擾，既不能電擊別人，也不能提供功率輸出點(diǎn)亮燈泡，或者電爐子。但是，這種信號(hào)在遇到高輸入阻抗的儀器時(shí)，卻能夠?qū)㈦妷后w現(xiàn)在儀器的輸入端。示波器的輸入電阻為1M，接收并顯示這個(gè)電壓是正常的。多數(shù)電路設(shè)計(jì)中，信號(hào)都具有較小的輸出電阻，這些信號(hào)即便幅度很小，當(dāng)它們與人體接觸時(shí)，就類似于一個(gè)小幅度、低輸出電阻的信號(hào)與一個(gè)大幅度、高輸出電阻的信號(hào)的連接，實(shí)際的輸出值幾乎不會(huì)受到人體的干擾。這就是很多電路中，用手指接觸電路的裸露部分，幾乎不會(huì)影響電路工作的原因。而一旦電路設(shè)計(jì)中，出現(xiàn)某個(gè)裸露部分，具有較高的輸出電阻，并且被人體接觸，則電路有可能出現(xiàn)故障。這就是

18、為什么有些儀器的內(nèi)部電路，不允許隨意觸摸的原因。這種特性，也被應(yīng)用于一些檢測(cè)領(lǐng)域：比如有一種觸摸臺(tái)燈，臺(tái)燈表面有一個(gè)金屬片，連接一個(gè)高輸入電阻的檢測(cè)部分通常用高阻的場(chǎng)效應(yīng)管實(shí)現(xiàn)，當(dāng)人體感應(yīng)的干擾信號(hào)通過(guò)手指接觸到金屬片，則放大電路就接受到一個(gè)比較大的電壓信號(hào)，利用這個(gè)電壓信號(hào)作為人體接觸臺(tái)燈的標(biāo)識(shí)，來(lái)點(diǎn)亮或者關(guān)閉臺(tái)燈。15            在雙蹤顯示中，如何選擇使用ALT（交替）或者CHOP（斷續(xù)）？在被測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)，不宜使用ALT。在被測(cè)信號(hào)頻率較高時(shí)，不宜使用CHOP。在

19、大多數(shù)情況下，ALT和CHOP沒(méi)有明顯區(qū)別，可以隨意使用。16            胡同學(xué)將探頭校準(zhǔn)信號(hào)引入通道1，卻顯示兩個(gè)光點(diǎn)在屏幕上移動(dòng)，是怎么回事？是掃速不合適引起的。將掃速開(kāi)關(guān)由原先的0.2s/DIV改為0.5ms/DIV，顯示正常。17            示波器出現(xiàn)圖1.1.25A所示的波形，是怎么回事？在雙蹤顯示中，出現(xiàn)這種奇怪波形，一般是由于兩個(gè)波形的顯示

20、位置不合適而引起的。實(shí)際的波形如圖1.1.25B所示，由虛線、黑實(shí)線、白實(shí)線組成，其中黑實(shí)線在熒光屏之外，肯定無(wú)法顯示，而虛線由于波形的沿很陡，實(shí)際掃描時(shí)間非常短暫，導(dǎo)致只有仔細(xì)觀察，才有可能看到虛弱的線，一般都會(huì)被忽視。改變兩個(gè)通道的0電平位置通過(guò)Y軸POSITION旋鈕，或者改變其Y軸增益通過(guò)Y軸增益開(kāi)關(guān)，就可以消除這種奇怪的波形，而清楚地顯示兩個(gè)波形及其關(guān)系。18            示波器可以用于觀察或者測(cè)量非周期性信號(hào)嗎？根據(jù)示波器工作原理，示波器無(wú)法將非周期性信號(hào)穩(wěn)定顯示，因此，似乎示波器面對(duì)非周期性信號(hào)，也就無(wú)能為力了。但是，觀察者也可以利用示波器的不穩(wěn)定顯示，獲得足夠的信息，比如檢