選擇示波器探討需要考慮什么?徹底解決示波器問題!

本文中，小編將對(duì)測(cè)試測(cè)量儀器示波器予以介紹，如果你想對(duì)示波器的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí)，或者想要增進(jìn)對(duì)它的了解程度，不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。

一、選擇示波器探討需要考慮什么

1、帶寬和上升時(shí)間

探頭的帶寬或上升時(shí)間要等于或優(yōu)于示波器的帶寬。如果觀察純正弦信號(hào)，探頭帶寬等于被測(cè)信號(hào)頻率的最高值即可;如觀察非正弦信號(hào)，探頭帶寬應(yīng)能容納被測(cè)信號(hào)的基波和最重要諧波分量。為精確地測(cè)量脈沖的上升時(shí)間和下降時(shí)間，系統(tǒng)的上升時(shí)間(示波器和探頭之和)應(yīng)該比要測(cè)量的最快的上升時(shí)間快3-5倍。

2、阻抗匹配

探頭的輸入阻抗要與所用示波器的輸入阻抗匹配，另外對(duì)被測(cè)電路的負(fù)載作用最少。對(duì)于低輸入阻抗的示波器，應(yīng)選擇有源探頭或50Ω輸入阻抗的探頭;對(duì)于高輸入阻抗的示波器，應(yīng)選擇×10的探頭。例如示波器的輸入阻抗是1MΩ/10pF,探頭輸入阻抗最好是10MΩ/1pF，這樣的探頭既有10倍的信號(hào)衰減，對(duì)被測(cè)信號(hào)的負(fù)載很輕，又能與示波器輸入阻抗匹配。

3、負(fù)載作用

減輕探頭對(duì)被測(cè)電路的負(fù)載作用。除了選擇輸入阻抗高的探頭外，還有記住探頭輸入阻抗隨頻率成反比例下降。

4、時(shí)間延遲的影響

每種探頭對(duì)被測(cè)信號(hào)的延遲時(shí)間存在差異，在進(jìn)行差分測(cè)量以及時(shí)間(或相位)一致性測(cè)量時(shí)，最好使用2個(gè)型號(hào)相同和電纜長(zhǎng)度相等的探頭。

5、良好的接地

探頭的額定頻率特性是在同軸系統(tǒng)內(nèi)測(cè)得的結(jié)果。在實(shí)際電路應(yīng)用時(shí)，往往探頭處于非同軸匹配的系統(tǒng)內(nèi)，因此探頭的接地引線要盡量減短，把串聯(lián)電感減到最小。如發(fā)現(xiàn)高阻探頭接地不良，就要考慮使用低阻同軸探頭或者與探頭匹配的適配器、連接器和夾具。

二、徹底解決示波器問題

1. 示波器能否進(jìn)行傅立葉分解?

答：現(xiàn)代數(shù)字示波器大多具有FFT功能，其中上述系統(tǒng)甚至可以按EN61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電流諧波進(jìn)行預(yù)測(cè)試。

2. 示波器能否進(jìn)行濾波處理?如對(duì)PWM波進(jìn)行低通濾波?

答：TDS5000可以進(jìn)行20MHz，150MHz低通濾波，還可以進(jìn)行一種稱之為高分辨率采集的數(shù)字低通濾波，在此種模式中采樣點(diǎn)的垂直分辨率可從8bits提高到12bits，上述系統(tǒng)可以輸出像比如PWM這樣的信號(hào)按照脈寬變化的趨勢(shì)的類似正弦波波形。

3. 使用數(shù)字示波器時(shí)，對(duì)B觸發(fā)和觸發(fā)電平的設(shè)置與被測(cè)信號(hào)有什么原則?

答：泰克的示波器支持A,B trigger功能，簡(jiǎn)單說就是可以雙事件序列觸發(fā)，當(dāng)選擇A-B seq時(shí)，A事件作為主觸發(fā)，配合B事件捕獲復(fù)雜的波形。觸發(fā)方法為A事件arm觸發(fā)系統(tǒng)，當(dāng)定義的B事件出現(xiàn)時(shí)在B事件處觸發(fā)。具體詳細(xì)的觸發(fā)說明，請(qǐng)參考示波器的手冊(cè)。

4. 如何用TDS3052B測(cè)量載波頻率為幾十K，調(diào)制波頻率為電源頻率的已調(diào)波的最大值?

答：工頻輸入可能為低頻的50Hz/60Hz，同時(shí)載波為幾十K，一個(gè)工頻周期為20ms左右，如果示波器需要觀測(cè)20ms信號(hào)，即示波器的duration采集窗口至少為2ms/div ×10格, 同時(shí)根據(jù)幾十k的載波信號(hào)，確定示波器的采樣率。最后可以估算出需要的采集內(nèi)存長(zhǎng)度，判斷是否能夠滿足測(cè)試要求。

5. 使用一臺(tái)標(biāo)稱100MHz的DSO示波器，測(cè)量一個(gè)高頻開關(guān)幅值400V，f=50M，示波器如何描繪出它的波形和上升時(shí)間?

答：① 示波器的帶寬是以正弦波幅度衰減-3dB點(diǎn)為帶寬定義的。

② 數(shù)字示波器中對(duì)于波形和上升時(shí)間的描繪都是通過實(shí)時(shí)采樣電路和高速A/D變換器獲得波形數(shù)據(jù)，再通過插值運(yùn)算得到的。

③ 在泰克的示波器中，有實(shí)時(shí)的處理電路完成所謂的正弦內(nèi)插功能，在信號(hào)采集電路部分完成。當(dāng)然，很多示波器也是通過示波器的主處理器進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算完成的，這個(gè)時(shí)候會(huì)花比較多的時(shí)間。

④ 對(duì)于您測(cè)量的信號(hào)，恐怕使用100MHz的示波器是無法進(jìn)行。50MHz的方波，理論上應(yīng)該使用450MHz以上的示波器才能將信號(hào)中最重要的9次以下諧波準(zhǔn)確重新，從而保證波形不失真。更何況，您恐怕還要考慮信號(hào)上升時(shí)間的問題，理論上，示波器的上升時(shí)間應(yīng)該比信號(hào)快5倍以上。

⑤ 探頭也一樣，由于普通探頭在測(cè)量高壓的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生高頻失真的效應(yīng)，您應(yīng)該采用特別的差分探頭或者高壓探頭比如，泰克的P5205，P5100進(jìn)行測(cè)量。

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