示波器知识百问
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示波器中碰到的常见问题示波器使用中的常见问题1.开机后,示波器黑屏怎么办?所谓黑屏,就是示波器的荧光屏看起来没有任何光点,好像没有开机一样。
造成这种现象的主要原因有以下几种:1)示波器的辉度不合适示波器辉度被调整而引起黑屏的现象一般出现于,上次使用者由于测试需要降低了辉度(比如在昏暗的灯光下,过强的辉度会刺眼);教师在考核学生时,故意将示波器辉度调整为最小;维修者的习惯性操作。
但是,这个问题不容忽视,当出现黑屏时,首先检查辉度旋钮,并将其拧到最大,是一个良好的习惯。
2)示波器没有触发扫描辉度合适的情况下,仍然可能出现黑屏。
当示波器的触发方式为常态(Normal),如果输入通道没有接入有效信号,或者接入的信号幅度没有达到设定电平(Level),将不会引起X轴偏转板上锯齿波的产生。
在多数情况下,荧光屏的左边(以观察者为基准)将会出现一个不移动的光点。
但是,如果此时X轴基准位置(X_Position)不正确,将使得此光点不出现在屏幕上。
这也就造成了黑屏。
解决的方法就是让示波器出现扫描线。
因为,X_Position可以将一个光点移出屏幕,但是却无法将宽达8cm左右的扫描线整个移出。
将触发方式选择为自动触发(Auto)就可以让示波器产生扫描线。
(参见 1.1.2中第6个问题)3)示波器Y基线位置(Y_Position)不合适如果示波器的Y轴基线位置不合适,即便产生扫描线,也有可能使得扫描线处于屏幕的上方或者下方,仍然可能出现黑屏。
这种情况下,通过旋转Y_Position旋钮,可以很快找回扫描线,而消除黑屏。
4)不合适的被测信号通过上述分析,可以得出,消除黑屏的一般步骤是:旋转辉度至最大(保证辉度正常)→将触发方式设为自动(保证扫描线产生)→将X位置旋钮旋至中间→满幅度调整Y_Position(找回扫描线)。
但是,即便此时,也有可能仍然黑屏。
当被测信号是一种特殊信号,也有可能让观察者难以看到,而误认为是黑屏。
示波器知识百问,示波器来分析抖动是一个很好的工具,目前可以使用TDS5000B/6000B/7000B 系列示波器配合抖动分析软件进行彻底抖动分析,象确定抖动(Dj),随机抖动(Rj),Rj 和Dj 的分离,最后通过分析造成抖动的原因来消除抖动。
29.在示波器上看波形时,用外触发和自触发来看有何区别?答:示波器的通常触发是边沿触发,其触发条件有2 个,触发电平和触发边沿;即:信号的上升沿(或者下降沿)达到某一特定电平(触发电平)时,示波器触发。
示波器只有在信号自触发有问题的时候才会使用外触发,没有哪一个更好的问题。
而这种问题通常可能是,信号比较复杂,有很多满足触发条件的点,无法每次在同一位置触发,从而得到稳定的显示。
这时需要使用外触发。
举例如下:观测上面的信号,由于ABCD 各点都会触发,示波器显示波形将不能稳定。
这时可以使用下面的信号作为触发信号,示波器将得到能够全部周期的显示。
30.TDS3032B 的带宽是300MHz,采样频率为2.5G/s,采样频率为带宽的8 倍。
请问带宽和采样频率之间有什么固定关系?我们也有一款其它厂家的示波器,带宽100MHz、采样频率只有200MHz。
为什么两个示波器的带宽采样频率比相差这么大?答:带宽是示波器最重要的指标,因为在数字示波器中有ADC,它的采样率理论上需要满足Nyquist 采样定律,即被测信号的最高频率信号的每个周期理论上至少需要采2 个点,否则会造成混叠。
但是在实际上还取决于很多其它的因素,比如波形的重构算法等。
泰克示波器采用先进的波形重构算法,被测信号的每个周期只需要2.5 个点就能够重构波形。
也有的示波器采用线性插值算法,可能就需要10 个点。
一般采样率是带宽的4-5 倍就可以比较准确地再现波形。
泰克的TDS3000B 系列是“实时采样”示波器,即,它的单次带宽(捕获单次信号的能力)=重复带宽,您所说的另一。
示波器知識百問1〃對一個已設計完成的產品,如何用示波器經行檢測分析其可靠性?答︰示波器早已成為檢測電子線路最有效的工具之一,透過觀察線路關鍵節點的電壓電流波形可以直觀地檢查線路工作是否正常,驗証設計是否恰當。
這對提升可靠性極有幫助。
當然對波形的正確分析判斷有賴于工程師自身的經驗。
2〃決定示波器探頭價格的主要原素是什麼?答︰示波器的探頭有非常多的種類,不同的性能,比如高壓,差分,有源高速探頭等等,價格也從幾百民眾幣到接近一萬美元。
價格的主要決定原素當然是帶寬和功能。
探頭是示波器接觸電路的部分,好的探頭可以提供測詴需要的保真度。
為做到這一點,即使無源探頭,內部也必頇有非常多的無源器件補償電路(RC網路)。
3〃一般的示波器探頭的使用壽命有多長時間?探頭需不需要定期的標定?答︰示波器的探頭壽命不好說,取決于使用環境和方法。
標準對于探頭沒有明確的計量規定,但是對于無源探頭,至少在更換探頭,探頭交換通道的時候,必頇進行探頭補償調整。
所有有源探頭在使用前應該有至少20分鐘的預熱,有的有源探頭和電流探頭需要進行零點漂移調整。
4〃什麼是示波器的實時采樣率?答︰實時采樣率是指示波器一次采集(一次觸發)采樣間隔的倒數。
據了解,目前業界的最高水準是四個通道同時使用。
5〃什麼是示波器的等效時間采樣?答︰等效時間采樣指的是示波器把多次采集(多次觸發)采集到的波形拼湊成一個波形,每次采樣速率可能很慢,兩次采集觸發點有一定的偏移,最後形成的兩個點間的最小采樣間隔的倒數稱為等效采樣速率。
其指標可以達到很高,如1ps。
6〃什麼是功率因數?如何如何測量?答︰功率因數︰在直流電路裡,電壓乘電流就是有功功率。
但在交流電路裡,電壓乘電流是視在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)將小于視在功率。
有功功率與視在功率之比叫做功率因數,以COSΦ表示,其實最簡單的測量模式就是測量電壓與電流之間的相位差,得出的結果就是功率因數。
如何表達和測詴功率密度?7〃答︰功率密度就是單位體積裡的功率,一般電源裡用W/in3。
12项示波器疑问的回答及维护和修理保养12项示波器疑问的回答1、示波器最值钱的指标是什么?带宽,档次级别参数,提升带宽对成本的提升也是档次级别。
2、采样率要多高才能充分?一般来说采样率是带宽的5倍即可,比如200M带宽的示波器,配1G采样率就可以了。
努力探求更高的采样率无非为了抓小毛刺,但是这些高频毛刺在带宽层已经被滤掉了,更高的采样率并不能带来很好的收益。
3、一般触发和自动触发有什么区分?Normal:一般(标准)触发,必需有充分条件的触发事件才会采样波形;Auto:自动触发,在等待一段时间后,若没有符合条件的触发事件显现,则会强制触发并采样波形;由于触发位置是随机的,往往会导致波形显示不稳定。
假如显现上述情况,请使用Normal模式。
4、如何捕获不能确定条件的异常信号?可以使用模板触发来捕获。
当模板触发打开之后,模板其实是作为一个图层来的,它会不断地检测是否有波形会碰触到模板的区域,当有波形触碰到模板时,就会检测到一个信号,进而就会把它过滤,显示出来。
5、示波器的通道是否隔离?示波器的通道不是隔离的;示波器的地与大地相连,不能直接与零线相连;加了隔离变压器的确可以直接测量220V市电,但不是推举的做法,最安全正确的做法应是使用差分探头。
6、测电压示波器和万用表哪个准?通用示波器的垂直辨别率是8bit。
测量精度跟垂直辨别率及垂直档位有关。
万用表的精度高多了,六位半万用表ADC可达24bit,手持表也远不止8位,万用表测得的电压值更可信。
7、示波器探头X1档位X10档位有什么区分?核心有两点:衰减带宽不同,X1档位信号幅值不衰减,X10档位信号衰减为原来的特别之一;带宽不同,X1档位带宽只有10M左右,而X10档位带宽在250M 左右。
8、一般的示波器探头需不需要定期的标定?标准对于探头没有明确的计量规定,但是对于无源探头,至少在更换探头,探头交换通道的时候,必需进行探头补偿调整。
9、决议示波器探头价格紧要因素是什么?价格的紧要决议因素当然是带宽和功能。
关于示波器的问题集锦示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。
它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象,便于人们研究各种电现象的变化过程。
在使用过程中我们也会遇到很多问题,那今天我们就来小小的普及一下示波器的知识吧!1.如何判断示波器的采样率是否足够?要了解示波器选择的采样率是否足够,首先要先了解采样过程。
采样是将连续模拟信号转换为离散数字信号的过程,采样率就是离散数字信号的采样时间间隔。
采样最基本的遵循是奈奎斯特定理。
示波器的采样率反映的是示波器能够捕获被测信号细节的分辨程度。
采样率越高,单位时间内对被测波形捕获的点数就越多,最后显示的波形就越接近真实被测信号。
根据以上理论,就能清楚的知道,选择示波器的采样率,要明确知道我们所要关注的被测信号的细节达到什么程度,并且结合带宽(信号上升时间)来判断选取示波器的采样率。
一般情况下,采样率是带宽的4~5倍就能比较准确的显示波形。
某位安捷伦员工提供的资料是:对高斯频响示波器,其采样率应该是带宽的4倍或以上,对最大平坦度频响示波器,其采样率应该是带宽的2.5倍或以上。
另外,并不一定是采样率越高,测量精度越高。
这是因为采样率较高的情况下,要做到采样等间距不是件容易的事情,在有些情况下,情况正好相反。
2.示波器带宽通常是指模拟带宽,那么示波器带宽越高越好吗,如何选择带宽呢?选择示波器的带宽取决于你所测量的信号频率以及波形状态。
选择示波器的带宽,我们首先要明白如何确定示波器的带宽足够。
我们通常认为一个高速信号,要么是频率高,要么是它的上升时间非常快。
那么我们可以认为通过被测信号频率和信号上升时间,可以得出选择示波器的带宽。
若对于正弦信号,示波器带宽是被测正弦信号频率的3~5倍;若对于方波或者其它一些快速上升沿信号,其所需要的示波器带宽=0.35/Tr,Tr是10%~90%的上升时。
示波器最常被问到的九个问题
1、致远示波器一共有几个型号?有什么差别?
目前ZDS2000系列示波器一共有6个型号,包括4款200M带宽示波器和2 款100M带宽示波器。
后缀Plus的示波器存储深度为250M,同时标配
CAN、LIN、FLEXRAY、CAN-FD解码;
不带Plus的示波器存储深度为112M,标配CAN、LIN、FLEXRAY解码,不带CAN-FD;
100M带宽示波器存储深度均为56M,不标配
CAN、LIN、FLEXRAY、CAN-FD解码。
2、存储深度如此重要,是不是所有测量状态下都选择250M存储深度?
不是。
大存储深度保证了观测长时间波形依然不失真,但存储深度选择并非越大越好。
过大的存储深度会降低示波器运行速度,因此我们更推荐使用自动存储深度。
这样示波器根据可以自动调配存储。
3、为什么示波器协议解码有时候解码不成功?
理论上来讲,只要波形能够准确捕获,解码是一定不会出错的。
请按照如下步骤检查:
请确认协议类型,协议参数是否一一对应上。
如果这里对应上了,再去调整合适的时基,尽量使屏幕上出现一帧完整的信号。
(示波器解码是基于屏幕抽点,如果屏幕内不足一帧,则有可能解码失败)
特殊情况下,可能需要调整解码阈值。
4、参数测量界面占用太多的屏幕空间如何处理?。
示波器基本知识培训考核之一
姓名:电话: Email: 得分:
1,示波器的五大基本功能是:、、、、。
2,示波器的第一指标是、第一关系式是、第一局限性是、
3,示波器的水平轴一般是格,垂直轴是格。
4,示波器的“带宽”有带宽,带宽,带宽。
5.示波器的模拟带宽是如何定义的?选择示波器的带宽时应考虑哪些因素?
6,如何判断当前的采样率是否足够?
7,在捕获PCI-E Gen2信号时,假设我们固定采样率为40GS/s,为了能分析出30KHz 左右的扩频时钟(要求屏幕上能分析出两个以上完整周期的扩频时钟),需要将示波器的时基设置为多少?对应的示波器的存储深度至少需要多少?
8,在捕获PCI-E Gen2信号时,根据规范要求分析的100万个UI的眼图。
假设我们固定采样率为40GS/s,对应的存储深度需要多少?
9,调节示波器垂直灵敏度时应注意什么?
10,使用Sinx/x插值方式时应注意什么?
11,示波器触发的作用是什么?
12,和触发相关的五个名词是触发源、、、、。
13,Auto触发和Normal触发有什么区别?
14,对于下面的信号,用什么触发方式能稳定触发?
15,什么叫模拟余辉? 使用模拟余辉有什么好处?
16,直方图设置菜单中,buffer的含义是、BIN的含义是。
17,如何测量屏幕上显示的波形的局部范围内的参数大小?
18, 抖动追踪的水平轴和垂直轴分别是什么含义?
19,简述传统的眼图形成方法的原理,这种眼图形成方法有哪些缺点?
20,力科的连续比特位的眼图形成方法有哪些优点?。
示波器练习题一、选择题1. 示波器的主要用途是什么?A. 测量电压B. 测量电阻C. 测量电流D. 观察和分析电信号波形2. 以下哪个参数不是示波器的基本参数?A. 带宽B. 采样率C. 存储深度D. 电源电压3. 示波器的触发方式有哪些?A. 正常触发B. 单次触发C. 交替触发D. 所有选项4. 以下哪个不是示波器的探头类型?A. 无源探头B. 有源探头C. 差分探头D. 电流探头5. 示波器的垂直灵敏度调节影响的是:A. 波形的垂直位置B. 波形的放大倍数C. 波形的水平位置D. 波形的频率二、填空题1. 示波器的______是用来控制波形在屏幕上显示的时间长度。
2. 示波器的水平扫描速度调节影响的是波形的______。
3. 示波器的触发电平是用来确定波形______的点。
4. 通过示波器的______功能,可以测量电信号的频率。
5. 为了减少测量误差,通常使用示波器的______探头进行测量。
三、判断题1. 示波器的带宽越高,能够测量的信号频率越低。
(对/错)2. 示波器的采样率是指单位时间内采样点的数量,与测量精度无关。
(对/错)3. 示波器的触发模式设置为单次触发时,每触发一次就会显示一次波形。
(对/错)4. 示波器的垂直偏移旋钮可以用来改变波形的垂直位置。
(对/错)5. 示波器的探头衰减比通常有1:1和10:1两种,10:1的探头能够测量更高的电压。
(对/错)四、简答题1. 简述示波器的触发同步功能的作用。
2. 描述如何使用示波器测量电信号的周期。
3. 说明示波器的存储深度对测量的影响。
五、计算题1. 已知某示波器的采样率为1GSa/s,存储深度为1k点,计算该示波器能够记录的最大时间长度。
2. 如果某信号的频率为1MHz,使用上述示波器测量,计算能够显示的信号周期数。
六、实践题1. 假设你正在使用一台示波器测量一个周期性信号,请描述你将如何设置示波器的参数以获得最佳的波形显示效果。
示波器基础二十问目录第一问:示波器的波形代表什么意义? (2)第二问:示波器的波形区的网格代表什么? (3)第三问:如何进行示波器的探针补偿? (4)第四问:从“自动”谈起,示波器是如何设置的? (7)第五问:示波器设置——垂直幅度、水平时间 (9)第六问:示波器设置——稳定波形 (13)第七问:示波器三大关键指标——带宽 (15)第八问:示波器三大关键指标——采样率 (17)第九问:示波器三大关键指标——存储深度 (19)第十问:如何理解示波器的“波形刷新率” (24)第十一问:示波器的测量方法——光标测量 (25)第十二问:示波器的测量方法——自动测量 (27)第十三问:介绍常用的测量类型(一) (30)第十三问:介绍常用的测量类型(二) (32)第十四问:示波器垂直系统——什么是输入耦合? (34)第十五问:示波器垂直系统——什么是带宽限制? (36)第十六问:示波器垂直系统——探头设置 (38)第十七问:示波器水平系统——采样模式的选择 (40)第十八问:示波器水平系统——什么是ZOOM模式 (43)第十九问:示波器水平系统——什么是滚屏(Roll)模式 (44)第二十问:示波器水平系统——什么是XY模式 (45)第一问:示波器的波形代表什么意义?一句话概括:水平坐标代表时间,垂直坐标代表电压(一般是电压),电压随时间变化的曲线就是示波器显示的波形。
垂直坐标比较好理解,就是电压的大小。
水平坐标代表时间,有很多人被绕了进去,但是只要注意以下一点就可以了:注意:示波器是一个实时工具,示波器显示的,就是当前时刻正在发生的。
为什么要强调这个问题呢?因为曾经有人问我:我的示波器怎么这么慢,显示一条波形要等十几秒钟,作为电子设备,显示一条波形不是一瞬间的事么?我一看,可不要十几秒么,他设置的水平坐标长度就是十几秒。
他认为这十几秒只是信号的特征,和真实时间没有关系。
第二问:示波器的波形区的网格代表什么?示波器波形区水平方向网格代表时间,如图所示,当前水平方向每格是200us,方波周期为5格,即1ms,则该方波频率为1KHz;示波器波形区垂直方向网格代表电压,如图所示,当前垂直方向每格是500mV,方波幅值为4格,即2V。
示波器学问百问十五示波器是如何工作的77.在开发当中碰到一个问题,在样板机上加改功能,检测样板的声频,数据输出,触发信号等等,检测的结果跟设计的结果差不多一样,为什么样板声音清楚,显示精准,而成品的声音有时候是可以接受,但是有时候不行?答:实际被测对象的声音有时可以接受,有时不行,但示波器上的波形显示看不出什么问题,或示波器显示数据和被测对象上的数据相差很远。
往往是示波器和您的被测对象没有同步造成的。
可尝试下面的方法:声音信号通常为低速信号,可让示波器工作在滚动方式下,察看信号显现问题时,手动停止波形采集,并进行分析。
在时域中察看声音信号往往不太全面,安捷伦的动态信号分析仪在很多时候是更好的选择,但若没有该仪器,可结合示波器的FFT功能从频域察看。
尝试用示波器的触发功能,若手边有混合信号示波器(54xxxD),可结合其逻辑通道定义触发条件(如仿佛逻辑分析仪的状态触发,次序触发)。
78.如何tds3012示波器进行时钟抖动测试?答:在泰克的开放平台示波器中(比如TDS7000,TDS5000)有专门的抖动测量软件,可以进行全面的抖动测量(比如Rj,Dj等)。
在TDS3012中只能通过无限余辉对信号进行比较长时间的累计测量。
另外,一般频率比较高的时钟才需要测量抖动。
一般示波器测量信号的原则是:示波器的带宽应当是信号最高频率的5倍,假如上升时间比较快的方波可能需要示波器带宽是信号频率的10倍甚至更高。
所以建议接受更高带宽,开发平台的示波器。
79.在AC/DC开关电源中如何用示波器进行功率因数测量?答:其实使用示波器测量功率因数就是测量电压与电流之间的相位差即cosφ,同时泰克TDS5000功率测试系统也自动对PFC的相关参数进行测量(如:THD,True Power,Apparent Power,Power Factor等)。
80.用泰克示波器的FFT功能可以看到开关电源的辐射的频率及幅度,但是这里面的幅度的值与认证中心的值的概念是一样吗?假如不是,怎样转换?而且,假如在看波形时选不同的V/DIV,在FFT状态下有不同的幅度,是否正常?———我用的型号是TDS1012、答:使用示波器的FFT功能测得的幅值只能作为定性的分析,而不能作为定量的分析,因此只具备参考价值,假如希望对频谱幅度进行分析可选择Blackman—Harris窗口,这样效果会好一些;当转换V/div时确定会对FFT的幅值产生影响,由于这是受到示波器本身的ADC的辨别率限制,所以为了提高测量精度,一般会选择将波形尽可能占满整个屏幕(但决不能超出屏幕),也就是选择较小的V/div档位。
关于示波器的十个问题和十个答案示波器数字示波器一直是工程师设计、调试产品的好帮手。
但随着计算机、半导体和通信技术的发展,电路系统的信号时钟速度越来越快,信号上升时间也越来越短,导致因底层模拟信号完整性问题引发的数字错误日益突出。
针对这些新的测试挑战,示波器供应商不断推出了性能更好的数字示波器。
但要想准确快速地对系统信号进行分析,测量时还有很多新的因素必须考虑。
如仪器速度能否跟上被测信号的变化、带宽是否足够、测量方法会不会引入干扰,甚至还有所使用的探头是否合适等等。
问题1:每台示波器都有一个频率范围,比如10M、60M、100M……,我手头用的示波器标称为60MHz,是不是可以理解为它最大可以测到60MHz?可我用它测4.1943MHz的方波时都测不到,这是什么原因?答:60MHz带宽示波器,并不意味着可以很好地测量60MHz的信号。
根据示波器带宽的定义,若输入峰峰值为1V的60MHz正弦波到60MHz带宽示波器上,您在示波器上将看到0.707V的信号(30%幅值测量误差)。
如果测试方波,选择示波器的参考标准应是信号上升时间,示波器带宽=0.35/ 信号上升时间×3,此时您的上升时间测量误差为5.4%左右。
示波器的探头带宽也很重要,若使用的示波器探头包括其前端附件构成的系统带宽很低,将会使示波器带宽大大下降。
如若使用20MHz带宽的探头,则能实现的最大带宽是20MHz,如果在探头前端使用连接导线,将会进一步降低探头性能,但对4MHz左右方波不应有太大影响,因为速度不是很快。
另外还要看一下示波器使用手册,有的60MHz示波器在1:1设置下,其实际带宽将锐减到6MHz以下,对于4MHz左右的方波,其三次谐波是12MHz,五次谐波是20MHz,若带宽降到6MHz,对信号幅值衰减很大,即使能看到信号也绝对不是方波,而是幅值被衰减了的正弦波。
当然,测不出信号的原因可能有多种,如探头接触不好(该现象很容易排除),建议用BNC电缆连接一函数发生器,检验该示波器本身有没有问题,探头有没有问题,如有问题,可和厂家直接联系。
示波器知识百问1.对一个已设计完成的产品,如何用示波器经行检测分析其可靠性?答:示波器早已成为检测电子线路最有效的工具之一,通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常,验证设计是否恰当。
这对提高可靠性极有帮助。
当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。
2.决定示波器探头价格的主要因素是什么?答:示波器的探头有非常多的种类,不同的性能,比如高压,差分,有源高速探头等等,价格也从几百人民币到接近一万美元。
价格的主要决定因素当然是带宽和功能。
探头是示波器接触电路的部分,好的探头可以提供测试需要的保真度。
为做到这一点,即使无源探头,内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。
3.一般的示波器探头的使用寿命有多长时间?探头需不需要定期的标定?答:示波器的探头寿命不好说,取决于使用环境和方法。
标准对于探头没有明确的计量规定,但是对于无源探头,至少在更换探头,探头交换通道的时候,必须进行探头补偿调整。
所有有源探头在使用前应该有至少20分钟的预热,有的有源探头和电流探头需要进行零点漂移调整。
4.什么是示波器的实时采样率?答:实时采样率是指示波器一次采集(一次触发)采样间隔的倒数。
据了解,目前业界的最高水平是四个通道同时使用。
5.什么是示波器的等效时间采样?答:等效时间采样指的是示波器把多次采集(多次触发)采集到的波形拼凑成一个波形,每次采样速率可能很慢,两次采集触发点有一定的偏移,最后形成的两个点间的最小采样间隔的倒数称为等效采样速率。
其指标可以达到很高,如1ps。
6.什么是功率因数?如何如何测量?答:功率因数:在直流电路里,电压乘电流就是有功功率。
但在交流电路里,电压乘电流是视在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)将小于视在功率。
有功功率与视在功率之比叫做功率因数,以COSΦ表示,其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差,得出的结果就是功率因数。
7.如何表达和测试功率密度?答:功率密度就是单位体积里的功率,一般电源里用W/in3。
示波器六问六答示波器仍是目前工作台上必不可少的工具,这里整理了六条基于示波器使用者的常见问题,不知道是否解答了您的困惑?Q1:在高速串行测试时,对测试所需示波器有什么样的要求?哪几个指标是最关键的?A:基本来说对带宽和采样率要满足串行信号的要求,接下来就需要考察是否是差分信号,以及示波器对串行测试的分析功能,比如说码型的触发和解码等等。
Q2:在测量高速数字信号时,示波器的带宽是不是一定要是信号频率的5倍以上?为什么?A:选择示波器的带宽,一般是被测信号的速率的2.5倍或信号最高频率的5倍,这样可以看到高速信号的5次谐波。
Q3:测试时的带宽是如何影响测试结果?对测试仪器的带宽有何要求?A:首先,带宽不足会损失掉信号的高频谐波分量,导致时间和幅度测试的不准确。
然而即使带宽相同的示波器会表现出不同的上升时间,对应用来说,测量上升沿上发生的错误非常关键,另外在数据信号中,对眼图的张开度影响也很大。
正因如此,上升时间指标对在时域中执行测量的设备(示波器)非常重要。
Q4:带宽是否越高越好?A:前面提到,目前广泛使用的电路板、连接器、电缆和集成模块的上升时间非常有限,以至于高速信号经过传输之后高频分量损耗严重。
许多新的第三代标准(USB3.0,PCIE Gen3,10G-KR)已经考虑到这一点,要求的带宽比以前低得多。
当然,也有一些例外情况,要求更高的带宽。
比如100G以太网方案,它采用复杂的调制技术(DP-QPSK),要求四个模拟输入及超过20GHz的带宽进行分析。
鉴于这些应用,泰克已经宣布,其带宽超过30GHz的示波器将于今年下半年晚些时候推出。
Q5:怎样才能提高测试仪器的灵敏度呢?A:选择合适的带宽,带宽过大会增加噪声,在垂直设置上,尽可能让信号填满屏幕,好充分利用示波器的AD位数,可以采用波形平均,合适的探头的带宽,选择高分辨率(Hi-res)采集模式等等。
Q6:在对系统设计进行调试时,确认异常现象并在短时间内弄清电路的运行条件,如何增加捕捉异常现象的机会?A:使用DPX技术,并打开无限余辉,几秒钟就可以看到平时可能数小时看不到的异常信号。
51.在实际工作中,当碰到突发的毛刺信号,如何捕捉和测试?答:比如我们在进行时钟测试时,经常会碰到偶发毛刺信号,该信号将会对我们的电路产生误动作,因此捕获该信号成为测试的关键,由于事先我们无法判断该毛刺为正还是为负,因此我们须先利用TDS5000示波器的数字荧光功能即快速波形捕获模式结合无限余辉查看毛刺特征,然后利用示波器的高级触发功能——脉宽触发依照信号特征,如:小于正常时钟脉冲宽度触发。
52.毛刺/脉宽触发的应用场合有哪些?答:毛刺/脉宽触发一般有两种典型应用场合,一是同步电路行为,如利用它来同步串行信号,或对于干扰非常严重的应用,无法用边沿触发正确同步信号,脉宽触发就是一个选择;另一是用来发现信号中的异常现象,如因干扰或竞争引起的窄毛刺,由于该异常是偶发显现,必须用毛刺触发来捕获(另一种方法是峰值检测方式,但峰值检测的方法有可能受其最大采样率的限制,同时,一般是能看,不能测)。
若被测对象的脉冲宽度是50ns,而且该信号没有任何问题,也就是说,没有因干扰,竞争等问题引起的信号畸变或更窄的,用边沿触发就可同步该信号,无需使用毛刺触发。
有不少用户将脉宽触发设置为10ns ~ 30ns,幸运的是,5462x和5464x是业界难得的能完成该操作的仪器。
若想验证该10MHz方波中有无异常脉冲,包括比50ns窄很多的脉冲,就会用到脉宽或毛刺触发, 也就有可能会用到5ns的设置。
53.安捷伦的数字示波器有没有DPO功能?答:DPO是一个专用名词,只有一个示波器公司使用该名词,安捷伦对应的功能叫MegaVision,和DPO相同之处是:①可以直接信号中的异常现象。
②波形捕获率远高于普通数字存储示波器。
不同之处:①发现异常信号后,MegaVision可对该异常直接放大并观察信号细节。
②MegaVision示波器的实时采样率突破1. 25GSa/s极限,可达2GSa/s(如5464xA/D示波器)甚至更高。
③MegaVision示波器是为需要深存储的应用场合优化的,当示波器存储深度>10K,甚至100K, 2M时,其波形刷新率是业界及其领先的。
触发有内触发、外触发两种,由触发选择开关来选择。
当该开关置于内的位置时,触发信号来自经Y轴通道送入的被测信号。
当该开关置于外的位置时,触发信号是由外部送入的。
这个信号应与被测信号的频率成整数比的关系。
示波器在使用中,多数采用内触发工作方式。
所谓内触发也分为两种情况,并由内触发选择开关控制。
当开关置于常态的位置时,触发电路的触发信号来自YA,YB通道。
此时,两个通道即可同时稳定地显示出各自的被测信号。
当用双踪显示来作时间比较分析时,就应该将内触发选择开关置于YB的位置。
在这个位置时,触发电路的触发信号只取自YB通道的输入信号。
此时只有当uA,uB的频率成整数比时,荧光屏上才能同时稳定地显示两个波形。
(1)显示方式选择开关用以转换两个Y轴前置放大器YA与YB 工作状态的控制件,具有五种不同作用的显示方式:“交替”:当显示方式开关置于“交替”时,电子开关受扫描信号控制转换,每次扫描都轮流接通YA或Y B 信号。
当被测信号的频率越高,扫描信号频率也越高。
电子开关转换速率也越快,不会有闪烁现象。
这种工作状态适用于观察两个工作频率较高的信号。
“断续”:当显示方式开关置于“断续”时,电子开关不受扫描信号控制,产生频率固定为200kHz方波信号,使电子开关快速交替接通YA和YB。
由于开关动作频率高于被测信号频率,因此屏幕上显示的两个通道信号波形是断续的。
当被测信号频率较高时,断续现象十分明显,甚至无法观测;当被测信号频率较低时,断续现象被掩盖。
因此,这种工作状态适合于观察两个工作频率较低的信号。
“YA”、“YB ”:显示方式开关置于“YA ”或者“YB ”时,表示示波器处于单通道工作,此时示波器的工作方式相当于单踪示波器,即只能单独显示“YA”或“YB ”通道的信号波形。
“YA + YB”:显示方式开关置于“YA + YB ”时,电子开关不工作,YA与YB 两路信号均通过放大器和门电路,示波器将显示出两路信号叠加的波形。
示波器测试题及答案一、选择题1. 示波器的基本功能是什么?A. 测量电压B. 测量频率C. 测量时间D. 显示电压波形2. 以下哪个不是示波器的探头类型?A. 无源探头B. 有源探头C. 差分探头D. 电流探头3. 示波器的触发方式有哪些?A. 边沿触发B. 脉冲触发C. 视频触发D. 所有以上二、填空题4. 示波器的______功能可以帮助用户测量波形的时间参数。
5. 示波器的垂直灵敏度设置影响______的显示大小。
三、简答题6. 简述示波器的基本组成部件。
7. 描述示波器的垂直和水平扫描方式的区别。
四、计算题8. 假设示波器的屏幕水平刻度设置为1ms/div,屏幕显示的波形周期为2格,求该波形的频率。
五、分析题9. 给定一个信号,如何使用示波器测量其峰-峰值?六、实验题10. 描述如何使用示波器测量正弦波的幅度和频率。
答案:一、选择题1. D2. D3. D二、填空题4. 测量5. 波形三、简答题6. 示波器的基本组成部件包括:显示屏幕、垂直放大器、水平扫描器、触发电路、探头和输入通道。
7. 垂直扫描方式决定了波形在屏幕上的垂直位置,而水平扫描方式决定了波形在屏幕上的水平位置和时间基线。
四、计算题8. 波形周期为2格,每格代表1ms,因此波形周期为2ms。
频率计算公式为:频率 = 1/周期,所以频率 = 1/0.002秒 = 500Hz。
五、分析题9. 要测量信号的峰-峰值,首先确保示波器的探头连接到信号源,然后调整垂直灵敏度和位置,使波形在屏幕上完整显示。
接着使用示波器的光标或测量工具,从波形的最低点到最高点进行测量,得到峰-峰值。
六、实验题10. 使用示波器测量正弦波的幅度和频率,首先将正弦波信号连接到示波器的输入通道。
调整垂直和水平灵敏度,使波形清晰显示。
使用示波器的自动测量功能或手动使用光标测量波形的峰值来确定幅度。
测量周期,然后使用公式频率 = 1/周期来计算频率。
示波器试题及答案(总3页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、空题(每题2分,共15题)1.示波器建立时间tr与带宽上限频率fH常用的关系式为tr=fH带宽下限频率fL下垂量So和测试方波频率f之间的关系为So=πfL/f。
2.在双时基扫描示波器中,为使B扫描加亮A扫描光迹的1/5水平宽度,则A 扫描时间因数应为B扫描时间因数为 5 倍,如果A扫描时间因数为5ms/div,那么B扫描时间因数为1ms/div。
3.用带宽100MHz示波器,将垂直偏转因数置于100mV/div,测量输出为1Vp-p 的100MHz稳幅正弦信号源的波形,其荧光屏上的垂直高度应显示div;如果信号源输出幅度为有效值,则示波器屏幕垂直高度显示2div。
(注:示波器与信号源为匹配状态)4.示波器扫描时间因数越大,则扫描光点移动速度就慢。
示波器垂直偏转因数大,则对输入信号的衰减就大。
,SO4,SO6型示波器校准仪输出时间校准信号准确度优于 +%,电压校准信号输出幅度50mV以上准确度±%±50μV。
6.脉冲周期是两个相邻脉冲重复出现的间隔时间,周期的倒数即为脉冲重复频率。
7.在脉冲参数的计量检定中,通常标准误差选择为被检定脉冲仪器参数误差的1/3倍到1/10倍。
8.示波器扫描时间因数是指光点在X轴方向移动单位长度所需的时间,用t/div或t/cm表示。
9. 示波器Y轴放大的位移线性误差,是指荧光屏上所显示的信号由于位置的变化而引起的幅度变化的相对误差。
10. 双线示波器是由双枪示波管来实现两个信号显示,双踪示波器是通过电子开关在单枪示波器上实现两个信号的显示。
11.脉冲上升时间的定义为从稳态幅度A的10%到90%所经过的时间间隔。
12.有一示波器垂直偏转因数误差为-3%,用它来测量波幅度,其读数为,则方波幅度实际值为 V;偏差值为。
(注:需给出符号)13.用S03,S04,S06的电压校准器来检定示波器垂直偏转因数1V/div档时,其“V”偏差表头指示为-2%,测该档垂直偏转因数误差为2% ,修正值为div。
示波器知识百问1.对一个已设计完成的产品,如何用示波器经行检测分析其可靠性?答:示波器早已成为检测电子线路最有效的工具之一,通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常,验证设计是否恰当。
这对提高可靠性极有帮助。
当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。
2.决定示波器探头价格的主要因素是什么?答:示波器的探头有非常多的种类,不同的性能,比如高压,差分,有源高速探头等等,价格也从几百人民币到接近一万美元。
价格的主要决定因素当然是带宽和功能。
探头是示波器接触电路的部分,好的探头可以提供测试需要的保真度。
为做到这一点,即使无源探头,内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。
3.一般的示波器探头的使用寿命有多长时间?探头需不需要定期的标定?答:示波器的探头寿命不好说,取决于使用环境和方法。
标准对于探头没有明确的计量规定,但是对于无源探头,至少在更换探头,探头交换通道的时候,必须进行探头补偿调整。
所有有源探头在使用前应该有至少20分钟的预热,有的有源探头和电流探头需要进行零点漂移调整。
4.什么是示波器的实时采样率?答:实时采样率是指示波器一次采集(一次触发)采样间隔的倒数。
据了解,目前业界的最高水平是四个通道同时使用。
5.什么是示波器的等效时间采样?答:等效时间采样指的是示波器把多次采集(多次触发)采集到的波形拼凑成一个波形,每次采样速率可能很慢,两次采集触发点有一定的偏移,最后形成的两个点间的最小采样间隔的倒数称为等效采样速率。
其指标可以达到很高,如1ps。
6.什么是功率因数?如何如何测量?答:功率因数:在直流电路里,电压乘电流就是有功功率。
但在交流电路里,电压乘电流是视在功率,而能起到作功的一部分功率(即有功功率)将小于视在功率。
有功功率与视在功率之比叫做功率因数,以COSΦ表示,其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差,得出的结果就是功率因数。
7.如何表达和测试功率密度?答:功率密度就是单位体积里的功率,一般电源里用W/in3。
8.有无办法利用示波器测出高频变压器或电感磁芯的工作情况?答:TEK推出的功率测试方案里就有一项功能——B-H曲线的分析,它能反应磁芯的工作状态,还能测出动态电感值,并得出磁芯损耗。
9.开关电源的噪声有多种如布线不合理引起的交叉干扰、电感漏磁、二极管反向尖峰...等引起噪声,如何用示波器鉴别?答:TEK的TDS5000示波器上有频域分析、分析噪声的频率段就能分析出噪声的种类,才好用相应的处理方法。
示波器只能提供数据分析和波段形显示。
10.用示波器怎样可以测试到开头电源的幅射?答:开关电源存在幅射干扰,一般做法是设法探出干扰源,然后再去屏蔽它。
用示波器可以傅立叶变换的功能分析其频率成份构成,根据频率范围,从而判断干扰的种类。
11.在反激式电源设计过程当中,经常会因为变压器漏感大,而使变压器的转换效率降低,绕制时采用初级中间夹绕次级的方式仍然不大理想。
变压器绕制有什么技巧吗?答:将大功率的输出绕组绕在里面,尽量靠近原边,加强偶合。
12.有没有能分析开关损耗的示波器?答:泰克的电源测试系统即TDS5000系列数字荧光示波器加上TDSPWR2功率分析软件就可以轻松的分析开关损耗以及每周期的功率损耗甚至包括RDS ON。
13.示波器能否进行傅立叶分解?答:现代数字示波器大多具有FFT功能,其中上述系统甚至可以按EN61000-3-2标准对电流谐波进行预测试。
14.示波器能否进行滤波处理?如对PWM波进行低通滤波?答:TDS5000可以进行20MHz,150MHz低通滤波,还可以进行一种称之为高分辨率采集的数字低通滤波,在此种模式中采样点的垂直分辨率可从8bits提高到12bits,上述系统可以输出像比如PWM这样的信号按照脉宽变化的趋势的类似正弦波波形。
15.使用数字示波器时,对B触发和触发电平的设置与被测信号有什么原则?答:泰克的示波器支持A,B trigger功能,简单说就是可以双事件序列触发,当选择A-B seq 时,A事件作为主触发,配合B事件捕获复杂的波形。
触发方法为A事件arm触发系统,当定义的B事件出现时在B事件处触发。
具体详细的触发说明,请参考示波器的手册。
16.如何用TDS3052B测量载波频率为几十K,调制波频率为电源频率的已调波的最大值?答:工频输入可能为低频的50Hz/60Hz,同时载波为几十K,一个工频周期为20ms左右,如果示波器需要观测20ms信号,即示波器的duration采集窗口至少为2ms/div ×10格, 同时根据几十k的载波信号,确定示波器的采样率。
最后可以估算出需要的采集内存长度,判断是否能够满足测试要求。
17.使用一台标称100MHz的DSO示波器,测量一个高频开关幅值400V,f=50M,示波器如何描绘出它的波形和上升时间?答:①示波器的带宽是以正弦波幅度衰减-3dB点为带宽定义的。
②数字示波器中对于波形和上升时间的描绘都是通过实时采样电路和高速A/D变换器获得波形数据,再通过插值运算得到的。
③在泰克的示波器中,有实时的处理电路完成所谓的正弦内插功能,在信号采集电路部分完成。
当然,很多示波器也是通过示波器的主处理器进行数学运算完成的,这个时候会花比较多的时间。
④对于您测量的信号,恐怕使用100MHz的示波器是无法进行。
50MHz的方波,理论上应该使用450MHz以上的示波器才能将信号中最重要的9次以下谐波准确重新,从而保证波形不失真。
更何况,您恐怕还要考虑信号上升时间的问题,理论上,示波器的上升时间应该比信号快5倍以上。
⑤探头也一样,由于普通探头在测量高压的时候会产生高频失真的效应,您应该采用特别的差分探头或者高压探头比如,泰克的P5205,P5100进行测量。
18.如何在模拟电路用好数字示波器,比如测音频放大器的小信号,电源的杂波等?答:要注意的问题有:①示波器的接地问题,示波器的机壳和探头的参考地线都是连接地线的,因此良好的接地是测量干扰的首要条件。
②示波器参考地线引入的干扰问题,由于普通探头通常都有一段接地线,会与待测点构成一个类似环形天线的干扰路径,引入比较大的干扰,因此要尽量减少这一干扰,可以采用的方法是将探头帽拿掉,不使用探头上引出的地线,而直接使用探头尖端和探头内的地点接触待测点进行测量。
③使用差分测量的方法,消除共模噪声。
泰克提供一系列的差分探头,比如专门针对小信号的ADA400A可以测量到几百微伏,用于高速信号测量的P7350提供高达5GHz的带宽④在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集(Hi-Res)的信号捕获模式,可以过滤信号上叠加的随机噪声。
19.在测量离板信号线的传导骚扰时,发现在两个特定频点(一个是659K另一个是1.977K)上由两个很大的噪声信号。
初步分析是由于板上的开关电源芯片引起的,如何使用示波器测量这样的噪声信号?答:示波器可以测试噪声信号有几个考虑的因素:①被测信号的幅度,是否为小信号,示波器配合探头可以测试uA级的信号②被测信号的频率。
③探头的连接方式不当会产生噪声,影响测试结果。
20.在用泰克的示波器时,如何理解Holdoff这个参数?答:Holdoff(触发释抑)的含义是暂时将示波器的触发电路封闭一段时间(即释抑时间),在这段时间内,即使有满足触发条件的信号波形点示波器也不会触发。
在数字示波器中也会用百分比来表示,意义是整个记录长度或者整个屏幕的百分比。
示波器的触发部分的作用就是稳定的显示波形,触发释抑也是为了稳定显示波形而设置的功能。
主要针对大周期重复而在大周期内有很多满足触发条件的不重复的波形点而专门设置的。
比如图中所示,图中红色的点都可以满足触发条件,如果不用释抑功能,触发点将不固定,造成显示不稳定,使用触发释抑后,每次都在同一个点触发,因此可以稳定显示。
此外,对于调幅信号等也一样要使用触发释抑。
详情请参见泰克文章《示波器XYZ》。
21.关于holdoff,所谓触发与非触发,示波器对采集信号的处理有什么区别?答:对于数字示波器,不论是否触发,示波器实际上都是在不断地采集波形,但是如果只有稳定的触发才能有稳定的显示。
也会出现这种状况,示波器触发电路的模式出于“自动”模式,即不论是否满足触发条件都进行波形显示。
如果使用“通常”Normal模式,不满足触发条件就不会显示波形。
22.关于holdoff,如果在水平时间分辨率不变的前提下,是否百分比设置越大(对应信号显示逐渐稳定)那么就意味着信号的周期越长?答:是的,百分比越大,释抑时间越长。
23.如何使用示波器测量差分信号?答:最好的方法是选用差分探头,这时测到的信号最为真实客观;若没有差分探头,可使用两个差分探头接到示波器的两个通道上(如Ch1, Ch2),然后用数学运算,得到ch1-ch2的波形并进行分析,这时尽量保持两根探头完全一样,示波器两个通道的Vertical scale ( 每格多少伏)设置一样,否则,误差会较大。
24.怎样用示波器测量出USB总线上的差分信号?答:USB 信号的测试分为2种情况:第一种是需要进行符合USB组织定义USB1.1/2.0总线的物理层测试规范,只有通过USB 一致性测试后方可打上USB标识。
USB物理层一致性测试分为很多个测试项目,主要是考察USB信号的信号质量如何,象Signal Quality TestDroop & Drop TestInrush Current TestHS Specific TestsChirp TestMonotonic TestReceiver sensitivity TestImpedance Test (TDR) 等等。
第二种情况是仅观测USB总线上的信号,可以选择合适的差分探头连接到D+, D-,直接进行USB信号的观测。
USB2.0信号速度比较快,上升时间为几百皮秒,为了保证信号的包真度测试,需要选择大于2GHz的示波器和差分探头进行测试。
25.PCB板上的高速信号特征:XAUI接口3.125GBd串行差分信号:60ps,请问需要多高带宽的示波器才能精确测量?测量误差可达多少?答:对XAUI接口3.125GBd 串行差分信号,听起来有点象InfiniBand 信号,用正弦内插的方式,或类似等效采样的方式来采集,但由于本身带宽和触发抖动等因素,在其测量100ps ~ 130ps范围内的上升时间时,采用7GHz差分探头可保证误差<3%,对于< 80ps的上升时间测量,其误差会大于10%, 虽然这已经是实时示波器中最好的方案,单就上升时间测量而言,最精确的方案是安捷伦的网络分析仪(需配上物理层分析软件),因为其带宽可高达50GHz。
26.对时钟的相位噪声参数的要求很高的设计,需要考虑哪些关键性的问题来降低相位噪声?答:在ADC,DAC的器件中衡量性能有很多项指标:象位数、转换速度、DC精度、开关性能、动态性能(SNR, SINAD,IMD)等等。