電子工程師的利器——TDS2012示波器評測

在電子工程師的學(xué)習(xí)和工作中，有許許多多的電子儀器可以起到輔助開發(fā)的作用。如數(shù)字萬用表、信號發(fā)生器、電子計數(shù)器、模擬實時示波器、數(shù)字存儲示波器、萬用電橋、失真度測試儀、頻譜分析儀、邏輯分析儀等。其中示波器、信號發(fā)生器和邏輯分析儀又是不能離手的。但如果只能讓電子工程師選擇其中一種，恐怕大部分人會選擇示波器。

為什么示波器會如此重要呢？眾所周知，傳感器將自然界形形色色的物理量，如聲音、機(jī)械壓力、光和熱等轉(zhuǎn)換為電信號，而示波器正是用來觀察和分析這些電信號。通過示波器，電子工程師可以輕易“看到”隨時間變化的事件。對于設(shè)計、制造和維修電子設(shè)備的任何人來說，示波器都是不可或缺的工具。同時，一個項目中的數(shù)字錯誤通常源于模擬信號完整性問題。為追蹤數(shù)字問題的成因，通常必須打開示波器，因為示波器可以顯示波形的細(xì)節(jié)、邊沿和噪聲，可以檢測和顯示瞬態(tài)信號，可以幫助測量定時關(guān)系、建立時間和保持時間等數(shù)據(jù)。

在當(dāng)前快節(jié)奏的世界中，電子工程師需要最優(yōu)秀的工具，來迅速的解決面臨的測量挑戰(zhàn)。今天我和大家分享下TDS2012這款示波器的使用心得。

TDS2012是著名儀器廠商泰克的產(chǎn)品，屬于TDS2000產(chǎn)品線下的一款數(shù)字存儲示波器。TDS2000系列性能滿足需要，價格合理實惠，可以說是兼顧了高性能與低價格的系列。故TDS2012型示波器在價格不會讓人難以接受的同時，也很好的滿足了測量需求。 

一、初見   

一套完整的TDS2012套件包含了必購部分和選購部分。在這里僅展示必購部分。從外觀上看，TDS2012示波器控制面板潔白整齊，看上去十分的美觀舒心，探頭線與電源線均為內(nèi)斂儒雅的黑色，與TDS2012示波器更是相得益彰。整體效果如下圖。

包括：

•  1、TDS2012型示波器 * 1  
•  2、無源探頭 * 1
•  3、電源線 * 1
•  4、其它說明文檔

其中TDS2012型示波器是實現(xiàn)測量功能的主體，無源探頭是連接信號輸入端和示波器的橋梁，電源線負(fù)責(zé)提供電源和接地保護(hù)。說明文檔主要對示波器的操作進(jìn)行了簡要的說明，并指出了一些享受售后服務(wù)的注意事項。一些常見都問題都可以在上面找到解答，用戶查找十分方便 。接下來來一張示波器特寫。如下圖：

TDS2012型示波器特性和優(yōu)點(diǎn)

• 100 MHz帶寬
• 2 通道
• 全部通道均實現(xiàn)高達(dá) 1 GS/s 采樣率
• 全部通道均實現(xiàn) 2.5k 點(diǎn)記錄長度
• 高級觸發(fā)，包括脈寬觸發(fā)和選行視頻觸發(fā)
• 16 種自動測量功能及 FFT 分析，簡化波形分析
• 內(nèi)置的波形極限測試
• 自動化、擴(kuò)展的數(shù)據(jù)記錄功能
• 自動設(shè)置和信號自動量程
• 內(nèi)置的上下文相關(guān)幫助
• 探頭檢查向?qū)?/li>
• 多語言用戶界面
• 5.7 英寸（144 毫米）有源 TFT 彩色顯示器
• 體積小、重量輕 – 厚度僅 4.9 英寸（124 毫米），重量僅 4.4 磅（2 千克） 

在上述的特性和優(yōu)點(diǎn)中，最引起我注意的是其具有FFT(快速傅里葉變換)功能，這點(diǎn)完美地展現(xiàn)了數(shù)字存儲示波器的優(yōu)勢，即使沒有多少電子測量經(jīng)驗的工程師也只需幾個簡單的步驟就可以設(shè)定、測量和分析產(chǎn)品的動態(tài)特性。  

二、入手

這款示波器的前面板主要分為六個區(qū)域：即顯示區(qū)、控制按鈕區(qū)、水平/垂直控制區(qū)、觸發(fā)控制區(qū)、連接器區(qū)、功能選擇區(qū)。如下圖。

首先映入眼簾而又最吸引人的當(dāng)然是5.7 英寸有源 TFT 彩色顯示器，這里屬于顯示區(qū)，用于顯示信號圖像和一些基本的參數(shù)設(shè)置。其中數(shù)軸（Y）表示電壓，橫軸（X）表示時間。顯示輝度或者亮度的稱為Z軸。圖像示意圖如下。

通過這塊區(qū)域我們可以看到一些我們關(guān)心的信號的基本屬性，如時間值、電壓值、震蕩信號的頻率、直流還是交流等。

彩屏黑框中第一項是選擇耦合方式。耦合可以設(shè)置為DC、AC或接地。DC耦合顯示輸入信號的所有信息。AC耦合封鎖信號的DC成分，因此可以看到以零伏為中心的波形。故AC耦合設(shè)置適用于整個信號（交流+直流）對伏特/格設(shè)置太大的情況。第二項是設(shè)置帶寬限制，可以降低顯示的波形上有時出現(xiàn)的噪聲，得到更干凈的信號畫面。注意，在消除噪聲的同時，帶寬限制還會降低或消除高頻信號成分。第三項是設(shè)置探頭的倍率因子。黑框位置如下圖。

可以注意到彩屏中還有一個粉框，可以自動顯示被測信號的的一些重要參數(shù)，如幅值、頻率、每格代表的時間等信息。一般來說，示波器自動測量的數(shù)值要比讀格數(shù)要準(zhǔn)確得多。

按鈕控制區(qū)是配合顯示區(qū)使用的，用于選擇黑框中基本的顯示參數(shù)。可以通過這些按鈕選擇耦合方式、帶寬限制、倍率因子等等。并且還有一些有顏色的按鈕提供中間值、RMS、占空比等數(shù)學(xué)運(yùn)算。

觸發(fā)控制區(qū)用于設(shè)置觸發(fā)方式。

連接器區(qū)顧名思義是信號輸入的通道所在的區(qū)域，TDS2012是一款雙通道的示波器，所以在它的連接器區(qū)有兩個通道CH1和CH2。

垂直/水平控制區(qū)是我們操作最頻繁的區(qū)域，在下節(jié)測試中做詳細(xì)的描述。