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  • 如何挑选和购买适合自己示波器

    千次阅读 2020-01-30 22:19:17
    示波器是最重要、最常用的电子测试工具之一。由于电子技术的发展,示波器的能力也在不断提升,其性能与价格各具特色,市场上的品种也多种多样,在购买示波器时应充分考虑这些方面因素:要捕捉并观察信号的类型, ...

    示波器是最重要、最常用的电子测试工具之一。由于电子技术的发展,示波器的能力也在不断提升,其性能与价格各具特色,市场上的品种也多种多样,在购买示波器时应充分考虑这些方面因素:要捕捉并观察信号的类型, 信号本身有无复杂特性,需要检测的信号是重复信号还是单次信号,以及要测量的信号过渡过程、 带宽或者上升时间是多大等等。

    模拟示波器也许具有你熟悉的面板控制键钮,价格低廉。 但是随着A/D转换器速度逐年提高和价格不断降低,以及数字示波器不断增加的测量能力与各种实用功能的开发,尤其是捕捉瞬时信号和记忆信号的功能的完善,使数字示波器越来越受欢迎。因此在选购时应因地制宜,合理地选择。

    下面我们来看看选择示波器应考虑哪些参数:

    带宽
    带宽一般定义为正弦输入信号幅度衰减到-3dB时的频率宽度, 即平均幅度的70.7%, 带宽决定示波器对信号的基本测量能力。 随着被测信号频率的增加,示波器对信号的准确显示能力将下降, 如果没有足够的带宽, 示波器将无法分辨高频分量的变化。 幅度将出现失真,边缘会变得圆滑,细节参数将丢失。 如果没有足够的带宽,就不能得到关于信号的所有特性及参数。

    选择示波器时将要测量的信号最高频率分量乘以5作为示波器的带宽。这将会在测量中获得高于2%的精度。例如要测量电视机的色副载波,其频率为4.43MHz,取4.43MHz的5倍约为22MHz的示波器能满足精确的测量要求。

    在某些应用场合,不知道信号带宽,但要了解它的最快上升时间,大多数字示波器的频率响应,可用下面的公式来计算等效带宽和仪器的上升时间: Bw=0.35/信号的最快上升时间。

    带宽有两种类型:重复(或等效时间)带宽和实时(或单次)带宽。重复带宽只适用于重复的信号,显示来自于多次信号采集期间的采样。 实时带宽是示波器的单次采样中所能捕捉的最高频率,且当捕捉的信号不是经常出现时要求相当苛刻。 实时带宽与采样速率是密切相关的。

    由于更宽的带宽往往意味着更高的价格,因此,应根据成本,投资和性能进行综合考虑.
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    采样率
    采样率即为每秒采样次数,指数字示波器对信号采样的频率。示波器的采样率越快,所显示的波形的分辨率和清晰度就越高,重要信息和随机信号丢失的概率就越小。

    如果需要观测较长时间范围内的慢变信号,则最小采样速率就变得较为重要。为了在显示的波形记录中保持固定的波形数,需要调整水平控制旋钮,而所显示的采样速率也将随着水平调节旋钮的调节而变化。
    采样速率计算方法取决于所测量的波形的类型,以及示波器所采用的信号重现方式.
    为了准确再现信号并避免混淆,奈奎斯特定理规定:信号的采样速率必须大于被测信号最高频率成分的两倍。然而,这个定理的前提是基于无限长时间和连续的信号。

    由于没有示波器可以提供无限时间的记录长度,而且,从定义上看,低频干扰是不连续的,所以采用两倍于最高频率成分的采样速率,对数字示波器来说通常是不够的。

    实际上,信号的准确再现取决于其采样速率和信号采样点间隙所采用的插值法。有一个在比较取样速率和信号带宽时很有用的经验法则: 如果示波器有内插(通过筛选以便在取样点间重新生成),则(取样速率/信号带宽)的比值至少应为4:1。无正弦内插时,则应采取10:1的比值。

    波形捕获率
    所有的示波器都会闪烁。 也就是说,示波器每秒钟以特定的次数捕获信号,在这些测量点之间将不再进行测量。 这就是波形捕获率, 也称屏幕刷新率,表示为波形数每秒(wfms/s)。采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内,采样输入信号的频率;波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。 波形捕获速率取决于示波器的类型和性能级别,且有着很大的变化范围。 高频波形捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特性,并能极大地增加示波器快速捕获瞬时的异常信息,如抖动,矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的概率等。

    数字存储示波器(DSO)使用串行处理结构每秒钟可以捕获10到5000个波形。DPO数字荧光示波器采用并行处理结构,可以提供更高的波形捕获速率,有的高达每秒数百万个波形,大大提高了捕获间歇和难以捕捉信号的可能性,并能更快地发现瞬间出现的信号。

    存储深度
    存储深度也叫记录长度,是示波器所能存储的采样点多少的量度。 如果需要不间断地捕捉一个脉冲串,则要求示波器有足够的存储空间以便捕捉整个过程中偶然出现的信号。 将所要捕捉的时间长度除以精确重现信号所须的取样速度,可以计算出所要求的存储深度。

    在正确位置上捕捉信号的有效触发,通常可以减小示波器实际需要的存储量。

    存储深度与取样速度密切相关。 存储深度取决于要测量的总时间跨度和所要求的时间分辨率。

    许多示波器允许用户选择记录长度,以便对一些操作中的细节进行优化。分析一个十分稳定的正弦信号,只需要500点的记录长度;但如果要解析一个复杂的数字数据流,则需要有一百万个点或更多点的记录长度。
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    触发功能
    示波器的触发能使信号在正确的位置开始水平同步扫描,决定着信号波形的显示是否清晰。触发控制按钮可以稳定重复地显示波形并捕获单次波形。

    大多数通用示波器的用户只采用边沿触发方式,特别是对新设计产品的故障查询。先进的触发方式可将所需要的信号分离出来,从而最有效地利用采样速度和存储深度。

    现今有很多示波器,具有先进的触发能力:能根据由幅度定义的脉冲,由时间限定的脉冲(脉宽触发)和由逻辑状态或图形描述的脉冲(逻辑触发)进行触发。扩展和常规的触发功能组合也帮助显示视颍和其他难以捕捉的信号,如此先进的触发能力,在设置测试过程时提供了很大程度的灵活性,而且能大大地简化测量工作,给使用带来了很大的方便。
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    示波器的通道数
    示波器的通道数取决于同时观测的信号数。在电子产品的开发和维修行业需要的是双通道示波器或称双踪示波器。如果要求观察多个模拟信号的相互关系,将需要一台4通道示波器。许多工作于模拟与数字两种信号系统的科研环境也考虑采用4通道示波器。
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    示波器选购其它注意事项
    选购示波器时,要根据检测需要选购。 一般的检测,单通道示波器即可,对于检测两个相关的信号时,需要使用双通道示波器。双通道示波器具有两个独立的信号处理通道,可同时输入两个信号,因而可以将两个信号的相位、幅度、波形等参数进行比较和计量。此外,在检测同一信号的直流分量和交流分量时,借助于双通道示波器的两个通道,一个通道测直流分量,一个通道测交流分量,会十分方便。

    在进行家用电器设备的电视机、影碟机、电磁炉等维修时,通常选40MHz 双通道示波器可以满足维修要求,因为在维修工作中往往不需要精确的测量信号的各种参数, 只需粗略的观测信号波形,估算频率和周期。此外,家电产品中很多的信号的频率特性都在示波器的测量范围之内,例如音频信号、视频信号、行同步、场同步、控制信号等都在示波器的测量范围之内,某些大于40MHz时钟信号也能测量。

    经济条件好应选购100MHz的示波器,这样测量高频信号的精度更高。

    家电维修工作中的示波器最好要有选行(电视信号的行信号)和选场(场同步)功能,观测视频信号时易于同步,使观测的波形稳定。
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  • 因为商业成品示波器往往过于昂贵,几乎每一个电子爱好者都想着,找到一个能自己亲手从头开始来diy的示波器。 传统的示波器(阴极射线管)是很难在家里制作的,因为它的尺寸大,手工不容易操作,又有高电压存在,等等...
  • 不管您每月购买一台新示波器,还是每五年购买一台新示波器,本秘籍都可以让您迅速了解多个关键因素,确定基础示波器是否适合您手边的工作。一、带宽 决定着示波器测量。具体地讲,它决定着仪器可以准确测量的频率。...
  • 有的朋友示波器,看到示波器的刷新率标称,可能会很好奇,想知道能否测出来。相对于采样率、存储深度等由硬件特性决定的指标,刷新率完全是由处理器处理方式决定的,合理的数据处理方式可以得到更高的刷新率,接...

    有的朋友买了示波器,看到示波器的刷新率标称,可能会很好奇,想知道能否测出来。相对于采样率、存储深度等由硬件特性决定的指标,刷新率完全是由处理器处理方式决定的,合理的数据处理方式可以得到更高的刷新率,接下来我们就手把手教大家测量示波器的刷新率,感兴趣的朋友可以拿起手中的示波器测一下。
    首先我们先来了解下示波器刷新率(也叫波形捕获率)的概念。

    波形捕获率概念
    波形捕获率是个什么概念呢?波形捕获率是相对于数字示波器来说的。数字示波器采样、处理数据、把数据在屏幕上显示出来都是需要时间的。我们也可以这样理解,示波器会眨眼睛。它们会每秒睁开眼睛多少次,来捕获信号,其间则会闭上眼睛去处理数据,把数据显示到屏幕上。
    处理数据和把数据在屏幕上显示出来这段时间称为死区时间。
    死区时间内示波器不采样数据,是探测不到信号发生的变化的,所以实际上不是所有波形我们都能在屏幕上看到,我们看到的波形其实是被死区时间分隔成一段一段的,因此就有了波形捕获率一说。
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    有的人可能会觉得好奇,示波器的屏幕刷新一般只有几十赫兹,每秒只能刷新几十张图片,这么多波形屏幕可以显示的过来吗?事实上,示波器里面还有波形合成器,如下图所示,波形合成器会将多帧波形合成一张图片,屏幕每秒虽然只刷新了几十张图片,但是每张图片里包含成千上万帧波形,所以波形刷新率再高屏幕都是可以显示的过来。
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    准备工具

    1. 被测示波器
    2. 测量示波器
    3. 信号发生器
    4. 2根BNC转BNC线
      示波器每采样一帧波形,都会在Aux out输出一个脉冲信号,这个Aux out接口通常和示波器其他BNC通道口在一起,因此我们可以测量Aux out信号来测量示波器的波形捕获率。我们本次要测量麦科信STO1104C示波器的波形捕获率。
      我们用一根BNC转BNC线将信号发生器输入到被测示波器的通道一口,用另一根BNC转BNC线链接被测示波器的Aux out接口和测量示波器的通道一口。
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    被测示波器设置
    示波器标称的波形刷新率通常是最大值,而实际上每种设置和每个水平时基档位下波形捕获率都不一致,我们需要找到波形捕获率最大的那个设置。首先我们设置信号发生器生成一个2MHz的正弦波输入到被测示波器,然后被测示波器采样方式设置为正常,余晖设置为自动,记录长度设置为自动,调节时基到50ns后,打开测量示波器通道一的频率计,读数为80KHz左右,可得被测示波器的最大波形捕获率在8万次每秒。
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  • stm32示波器

    2013-10-07 09:30:34
    自己用stm3做的2示波器,用的是神州一号开发板(这个板子很垃圾,了就后悔了),自己写的代码,可供参考一下!
  • 许多刚从模拟示波器转到使用数字示波器的人可能会抱怨,说他新买的示波器测出来的波形还不如自己那台老式的模拟示波器清晰,甚至怀疑自己买到的示波器是不是坏的。那么,真的是示波器坏了吗? 要知道,示波器的作用...

    在学习如何使用示波器来减小噪声之前,我们先来了解下示波器的噪声是怎么来的。

    许多刚从模拟示波器转到使用数字示波器的人可能会抱怨,说他新买的示波器测出来的波形还不如自己那台老式的模拟示波器清晰,甚至怀疑自己买到的示波器是不是坏的。那么,真的是示波器坏了吗?

    要知道,示波器的作用是还原真实的信号,性能越高的示波器,越能观察到信号的更多细节,而这些细节往往是发现异常问题的关键。在实际使用过程中,周围环境中的干扰是实实在在存在的,噪声不可能被完全地消除。事实上,示波器的带宽越高,采集到的噪声信号就会越多。低性能示波器的灵敏度很低,在选择无视这部分干扰的同时,也漏过了很多信号本身的有用信息,从而无法进行有效正确的分析。

    许多因素都会影响示波器上波形的显示,我们所看到的信号肯定不是100%完整的真实信号,它和我们所用的探头类型,测量方式,是否接地,以及各种示波器设置都有关联,比如垂直档位设置,存储深度、实时采样率的大小,采样的方式,示波器的带宽,显示的模式(如余晖显示)等等。

    当示波器采集信号的能力越接近真实,屏幕上就越可能会出现噪声干扰,那么我们是不是对这些噪声就束手无策了呢?当然不是,新一代的高性能示波器,对于信号提供了更多样的处理方式,下面我们就来一一了解:

    条件垂直档位,尽量使波形占满屏幕

    很多使用示波器的人可能都有一个“坏习惯”,就是测量多个信号的时候,为了避免各个信号重叠显示影响观察,就会调节垂直档位,把各个信号缩小显示。实际上,受垂直分辨率等因素影响,波形是越占满整个屏幕,就越精准的,同时也可以减小噪声信号,而且示波器厂家标注的直流增益精度(一般是1-2%)也都是指波形在满屏的情况下的精度。

    可以看到,即使在其他条件相同的情况下,不同的垂直档位测量出来的数值亦是不同的,波形越占满屏幕,测量的值就越精准。
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    选用合适的探头

    1X无源探头的输入无衰减,输入阻抗基本不计,加上示波器内部本身的1MΩ,总输入阻抗也就为1 MΩ;10X高阻无源探头的输入阻抗一般为9MΩ,示波器内部的输入阻抗为1MΩ,总输入阻抗为10MΩ。对于10X探头,信号从测试点到示波器器采样点处有一个10倍衰减,示波器采样到的电压幅度是实际被测电压幅度的1/10。不同衰减倍数的探头测量的范围也不同。

    采样率、存储深度(记录长度)对信号的影响

    当波形的记录时长固定时,采样率和存储深度是一次函数关系:采样率 = 存储深度 ÷ 波形记录时长

    采样率决定了示波器采集信号多少的能力,而存储深度决定了示波器一屏幕最多可以存储多少信号数据。可以想象,存储深度如果太低,大多数的信号信息都没法被显示出来,自然波形只会严重失真,更谈不上精准了。

    比如我们测试一个方波信号,在其它条件相同只改变存储深度的情况下,可以看到28K存储深度时,实时采样率是2KSa/s,原本的方波已经变成了锯齿波,波形都变形,已经谈不上精准了。而且根据奈奎斯特采样定理,实时采样率和被测信号频率也有关。当存储深度设置为28M的时候,实时采样率为2MSa/s,方波依然是方波。
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    使用高低通带宽限制

    之前说过,同样的信号在模拟示波器里看起来可能更“干净”,一方面也是因为模拟示波器的带宽低,从而无法捕捉到很多高频的噪声导致,但这并不意味着真实中这些噪声信号不存在。同样的,数字示波器通过高低通带宽限制功能,也能达到减小噪声的效果。
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    这里最常用的应该就是“20M”了,即低通20M,仅允许 20MHz 以下频率的信号通过,20MHz 以上的信号被有效衰减。对付高频信号噪音十分有效。

    使用平均采样模式
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    使用平均采样模式可平均多个采集结果,以减少所显示信号中的随机或无关噪声。平均多个 采样结果需要稳定的触发。 平均的数目可在平均采样模式后的选择框内进行设定,可设为 2、4、8、16、32、64、128、 256 共八个量级。 平均数目越高,显示的波形对波形变化的响应就越慢。必须在波形对变化的响应速度与信号上所显示噪声的降低程度之间进行折衷。
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  • 最近了个二手普源示波器,勉强能应付自己在家中玩些简单的测试,有时对测得波形缩放观察,感觉要旋转编码器好几下,才有反应。于是决定编码器更换,方便以后的使用操作。 由于以前没有维修过示波器,所以编码器...

    最近买了个二手普源示波器,勉强能应付自己在家中玩些简单的测试,有时对测得波形缩放观察,感觉要旋转编码器好几下,才有反应。于是决定买编码器更换,方便以后的使用操作。

    由于以前没有维修过示波器,所以编码器的型号规格不清楚。还好,有前辈在网上发的相关消息,以及在淘宝卖家再三确认,决定买EC12 24脉冲 5脚 带开关的编码器。

    一、维修前的准备
    1、工具 镊子、电烙铁、焊锡线、扳手等
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    2、找个与大地接触良好的金属,放放自己身上的静电,不要在拆示波器或维修过程中,把芯片打坏了或不良了,那就亏大了。

    二、拆解示波器
    1、面板的旋钮帽、顶部的电源按钮开关都得取下,动作要轻些,不要帽子没有取下,面膜都整烂了,影响了美观。
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    2、拆后盖,有很多朋友都说不好取,老是有地方卡着卡着。

    将示波器的把手稍微拉开个角度,可以看到两颗螺丝。
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    示波器底部两个螺丝,还有这两个垫脚也要拆,不拆可能会出现打不开后盖的原因。
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    完成上面操作,手扶着后盖往电源插座一侧用力就能拆下后盖。

    3、拆屏蔽盖和前面板
    屏蔽盖需用小一字螺丝刀,慢慢撬开,这个轻松,它是靠叉子扣住的。

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    拆前面板
    下图左侧上下螺丝两颗
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    下图右侧上下侧螺丝两颗
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    完成上面的操作,大家想该取下前面板了吧!可怎么也拿不下。问题在哪,还得继续往下走。

    电源板下还有一颗螺丝,咋办,马上拆电源板!
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    挪开电源板,还真有这么一颗螺丝。呵呵!
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    三、更换24脉冲编码器
    1、拆按键和编码器电路板
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    2、取不能用的编码器
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    这功夫了得,每个焊孔的锡,取得干干净净的,铜皮丝毫未受损。

    3、焊编码器
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    由于电路板上的编码器与新的有些区别,保险起见,还是用卡尺测量一下长度,以免影响安装。
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    长度相差少许,准备还原,看看波形是否能正常调节。

    四、波形调节测试

    视频不知怎么上传,所以截屏了。已正常使用了,算是大功告成!
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  • 或者是买示波器以后,放了比较长的时间,或者比较热的温度,比较冷的温度下它有温差的变化。会有一些偏移,或者温漂这种现象。或者时间很久了几年之后老化了可能会用上这个功能,自己矫正一下。这方面也比较简单好用...
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  • 许多刚从模拟示波器转到使用数字示波器的人可能会抱怨,说他新买的示波器测出来的波形还不如自己那台老式的模拟示波器清晰,甚至怀疑自己买到的示波器是不是坏的。那么,真的是示波器坏了吗?要知道,示波器的作用是...
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