示波器基础

关于示波器的带宽汪进进美国力科公司深圳代表处带宽被称为示波器的第一指标，也是示波器最值钱的指标。

示波器市场的划分常以带宽作为首要依据，工程师在选择示波器的时候，首先要确定的也是带宽。

在销售过程中，关于带宽的故事也特别多。

通常谈到的带宽没有特别说明是指示波器模拟前端放大器的带宽，也就是常说的-3dB截止频率点。

此外，还有数字带宽，触发带宽的概念。

我们常说数字示波器有五大功能，即捕获（Capture），观察（View），测量(Measurement)，分析（Analyse）和归档（Document）。

这五大功能组成的原理框图如图1所示。

图1，数字示波器的原理框图捕获部分主要是由三颗芯片和一个电路组成，即放大器芯片，A/D芯片，存储器芯片和触发器电路，原理框图如下图2所示。

被测信号首先经过探头和放大器及归一化后转换成ADC可以接收的电压范围，采样和保持电路按固定采样率将信号分割成一个个独立的采样电平，ADC将这些电平转化成数字的采样点，这些数字采样点保存在采集存储器里送显示和测量分析处理。

图2，示波器捕获电路原理框图示波器放大器的典型电路如图3所示。

这个电路在模拟电路教科书中处处可见。

这种放大器可以等效为RC低通滤波器如图4所示。

由此等效电路推导出输出电压和输入电压的关系，得出理想的幅频特性的波特图如图5所示。

图3，放大器的典型电路图4，放大器的等效电路模型图5，放大器的理想波特图至此，我们知道带宽f2即输出电压降低到输入电压70.7%时的频率点。

根据放大器的等效模型，我们可进一步推导示波器的上升时间和带宽的关系式，即我们常提到的0.35的关系：上升时间=0.35/带宽，推导过程如下图6所示。

需要说明的是，0.35是基于高斯响应的理论值，实际测量系统中这个数值往往介于0.35-0.45之间。

在示波器的datasheet上都会标明“上升时间”指标。

示波器测量出来的上升时间与真实的上升时间之间存在下面的关系式。

示波器及探头使用公司目前使用的示波器以数字示波器为主，分为两类，一类是福禄克（FLUKE）数字示波器，另一类是泰克（Tektronix ）,另外还有一台建伍（KENWO0D）模拟示波器。

示波器在生产和研发中都是非常重要的一种仪器，而且也是非常昂贵的一种仪器，所以正确使用示波器不仅能提高工作效率，也能减小对示波器的不合理损耗。

一、示波器基础知识♦什么叫示波器？示波器本质上是一种图形显示设备，它描绘电信号的图形曲线。

在大多数应用中，呈现的图形能够表明信号随时间的变化过程：垂直（Y）轴表示电压，水平（X）轴表示时间。

有时称亮度为Z轴。

这一简单的图形能够说明信号的许多特性，例如：信号的时间和电压值振荡信号的频率信号所代表电路的“变化部分” 信号的特定部分相对于其他部分的发生频率是否存在故障部件使信号产生失真信号的直流值（DC）和交流值（AC）信号的噪声值和噪声是否随时间变化。

♦波形测量频率和周期不断重复的信号具有频率特性。

频率的单位是赫兹（Hz）,表示一秒时间内信号重复的次数。

成为周期每秒。

重复信号也具有周期特性，即信号完成一个循环所需要的时间量。

周期和频率互为倒数关系，即1/ 周期等于频率，同理1/ 频率等于周期。

电压电压是电路两点间的电势能或信号强度。

有时把地线或零电压作为参考点。

如果测量的是波形从最高峰值到最低峰值的电压值，则称为电压的峰值- 峰值。

幅度幅度是指电路两点间电压量。

幅度通常指被测信号以地或零电压为参考时的最大电压。

其他有些示波器还提供了测量相位、占空比、延时、上升时间等的功能。

♦示波器的分类模拟示波器本质上，模拟示波器工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。

示波器屏幕通常是阴极射线管（CRT。

电子束投到荧幕的某处，屏幕后面总会有明亮的荧光物质。

当电子束水平扫过显示器时，信号的电压是电子束发生上下偏转，跟踪波形直接反映到屏幕上。

在屏幕同一位置电子束投射频度越大，显示得也越亮。

示波器使用基础知识示波器（Oscilloscope）是一种用于观测和测量电信号波形的仪器，是电子实验室和工程师常用的工具之一、它能够显示电压随时间变化的波形图，并可以用于分析信号的频率、幅度、相位等特性。

本文将介绍示波器的基础知识，包括工作原理、种类、操作方法等内容。

一、示波器的工作原理示波器的工作原理基于信号的采样和显示。

当被测信号通过示波器的输入通道时，示波器会对信号进行采样，并将采样结果通过电子束扫描的方式显示在屏幕上，形成波形图。

示波器的核心部件是电子束管，它是一种真空管，内部包含有阴极、聚焦剂、水平和垂直偏转板等。

当示波器接收到信号后，会对电子束施加水平和垂直的偏转电压，使电子束在屏幕上形成波形图。

二、示波器的种类示波器根据使用范围、性能特点等因素可以分为不同的种类。

常见的示波器包括：1.模拟示波器：采用电子束管显示波形图，具有较高的输入动态范围和带宽，适用于高频、高速的信号测量。

2.数字示波器：采用数字方式对信号进行采样和处理，并通过液晶显示屏显示波形图。

数字示波器可以对波形进行数学运算、存储、触发等操作，适用于对信号进行更复杂的分析和处理。

3.存储示波器：能够将波形数据存储在内部存储器中，并可以通过接口输出到计算机进行进一步分析和处理。

4.扫描示波器：通过扫描方式显示多个信号的波形图，适用于多通道信号的观测和比较。

三、示波器的操作方法1.连接电源和信号源：示波器通常需要连接外部电源，并通过输入通道接收被测信号。

在连接信号源时，需要注意信号源的适配性和匹配阻抗。

2.调节水平和垂直控制：示波器的水平和垂直控制可以调节波形图的位置和大小。

水平控制可以调整波形图的水平偏移和触发位置，垂直控制可以调整波形图的幅度和灵敏度。

3.设置触发模式：示波器可以设置触发模式以稳定地显示波形图。

触发模式可以根据信号的上升沿、下降沿、脉冲宽度等进行设置。

4.进行波形显示和分析：根据需要可以选择采样率和时间基准进行波形显示。

示波器的基础操作初学者必看教程•示波器概述与基本原理•示波器基本结构与组成部分•示波器基本操作方法与步骤•典型信号测量实例分析目•示波器在电子实验和维修中应用举例•示波器使用注意事项和故障排除方法录01示波器概述与基本原理0102示波器定义示波器是一种电子测量仪器，用于显示和测量电信号的波形。

它能够将随时间变化的电压信号转换为可见的光信号，从而在屏幕上显示出波形的形状、幅度、频率和相位等信息。

示波器作用示波器在电子测量领域具有广泛的应用，主要用于以下几个方面信号波形的显示和观测通过示波器的屏幕，可以直观地观察信号波形的形状、幅度和频率等特征。

信号参数的测量示波器可以测量信号的幅度、频率、周期、相位等参数，为电子设备的调试和维修提供依据。

故障诊断通过观察信号波形的异常变化，可以判断电子设备是否存在故障，并定位故障点。

030405示波器定义及作用工作原理简介垂直系统示波器的垂直系统负责将输入信号进行放大和偏转，使其在屏幕上形成垂直方向的波形。

该系统包括输入耦合电路、衰减器、放大器和偏转板等部分。

水平系统水平系统控制信号在屏幕水平方向上的扫描速度和时间基准。

它主要由扫描发生器、触发电路和水平偏转板等组成。

扫描发生器产生与时间相关的扫描电压，触发电路则根据输入信号的特征控制扫描的起始点和稳定性。

显示系统显示系统负责将经过垂直和水平系统处理的信号转换为可见的光信号，并在屏幕上显示出来。

该系统包括示波管或液晶显示屏等显示器件，以及相应的驱动电路和亮度控制电路等。

模拟示波器采用模拟电路技术，具有较快的响应速度和较高的带宽。

它们通常使用示波管作为显示器件，能够提供较为直观的波形显示。

但是，模拟示波器的精度和稳定性相对较低，且功能较为单一。

模拟示波器数字示波器采用数字化技术，具有较高的精度、稳定性和灵活性。

它们使用高速模数转换器将输入信号转换为数字信号，然后通过数字信号处理技术对信号进行处理和分析。

数字示波器通常具有较大的存储深度和多种触发模式，能够实现复杂的波形分析和测量功能。

新手必看示波器的使用方法示波器是一种用来观测电信号波形的仪器，它可以帮助我们检测和分析电路中的各种问题，是电子工程师必备的重要工具。

然而，对于初学者来说，示波器的使用可能会有些困难和陌生。

在本文中，我们将介绍一些关于示波器的基础知识和使用方法，帮助新手更好地掌握这一工具。

一、示波器的基本构成示波器由三个基本部分组成：控制面板、显示屏和探头。

控制面板包括各种控制按钮和旋钮，用来控制示波器的各种功能。

显示屏用来显示电信号波形。

探头则是将电路中的信号引导到示波器输入端的装置。

探头通常包括一个夹子和一个探头头部，头部将电信号转换成示波器能够读取的信号。

二、示波器的工作原理示波器的工作原理是将电信号转换成可视化的波形。

当电信号通过探头引入示波器时，示波器会将信号放大并显示在屏幕上。

示波器的屏幕通常是一个二维的坐标轴，其中横轴表示时间，纵轴表示电压。

当电信号经过示波器时，它会在屏幕上显示出一个波形，这个波形可以帮助我们分析电路中的各种问题。

三、示波器的使用方法1. 连接示波器和电路首先，我们需要将示波器和电路连接起来。

将探头夹子夹在电路中需要测试的地方，然后将探头头部插入示波器的输入端。

2. 设置示波器的参数在连接电路和示波器之后，我们需要设置示波器的参数。

这些参数包括水平和垂直的缩放比例、时间基准、触发模式等等。

这些参数的设置将影响到示波器显示的波形。

对于初学者来说，最好选择自动设置或者使用预设的参数。

3. 观察示波器的波形当示波器的参数设置好之后，我们可以开始观察电信号的波形了。

在观察波形的过程中，我们需要注意以下几点：（1）观察波形的形状和幅度我们需要仔细观察波形的形状和幅度，以确定电路中是否存在问题。

例如，如果波形的幅度过大或过小，可能意味着电路中存在过载或失效的元件。

（2）观察波形的频率我们还需要观察波形的频率，以确定电路中的信号频率是否符合要求。

如果信号频率过高或过低，可能会影响电路的性能和稳定性。

示波器基础（一）——示波器基础知识之一1．1 说明和功能我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。

普通的电压表是在其度盘上移动的指针或者数字显示来给出信号电压的测量读数。

而示波器则与共不同。

示波器具有屏幕，它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间的变化，即波形。

示波器和电压表之间的主要区别是：1.电压表可以给出祥测信号的数值，这通常是有效值即RMS值。

但是电压表不能给出有关信号形状的信息。

有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率。

然而，示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况。

2.电压表通常只能对一个信号进行测量，而示波器则能同时显示两个或多个信号。

显示系统示波器的显示器件是阴极射线管，缩写为CRT，见图1。

阴极射线管的基础是一个能产生电子的系统，称为电子枪。

电子枪向屏幕发射电子。

电子枪发射的电子经聚焦形成电子束，并打在屏幕中心的一点上。

屏幕的内表面涂有荧光物质，这样电子束打中的点就发出光来。

图1 阴极射线管图电子在从电子枪到屏幕的途中要经过偏转系统。

在偏转系统上施加电压就可以使光点在屏幕上移动。

偏转系统由水平（X）偏转板和垂直（Y）偏转板组成。

这种偏转方式称为静电偏转。

在屏幕的内表面用刻划或腐蚀的方法作出许多水平和垂直的直线形成网络，称为标尺。

标尺通常在垂直方向有8个，水平方向有10个，每个格为1cm。

有的标尺线又进一步分成小格，并且还有标明0％和100％的特别线。

这些特别的线和标明10％和90％的标尺配合使用以进行上升时间的测量。

我们后面会讨论这个问题。

如上所述，受到电子轰击后，CRT上的荧光物质就会发光。

当电子束移开后，荧光物质在一个短的时间内还会继续发光。

这个时间称为余辉时间。

余辉时间的长短随荧光物质的不同而变化。

最常用的荧光物质是P31，其余辉时间小于一毫秒(ms).而荧光物质P7的余辉时间则较长，约为300ms，这对于观察较慢的信号非常有用。

P31材料发射绿光，而P7材料发光的颜色为黄绿色。