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利用示波器精确测量传输线延迟时间

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电学计量等方面的工作 。
传输线一端加一信号 ， 经传输后 ， 在末端开路处 反射 回极性相 同的信号 ， 测量出起始信号与反
射信号间的时 间差 即为传输线 延迟时 间的 ２
３７ ６
倍 引。如果传输线上有故 障（ 短路、 开路、 或受 用 Ｄ ５５ Ｇ ３ 延迟输 出脉冲接入示波器 ｃ２ ｈ 挤压变形等）则必有阻抗不匹配点存在 ， ， 有不 通道， 并设置 ｏ２ ｈ 触发方式使示波器稳定触发。 匹配点就必有反射波形 ， 因此根据起始信号与 反射脉冲接人示波器 ｅ ｌ ｈ 通道 。由于脉冲信号
一
抗不均匀性存在时 ， 该点将发生反射， 信号的一 部分将被反射回来［ 。 ¨ 反射系数 Ｉ可用下式计算 ： 、
ｒ ＝
ｆ ０ 十
种 时 域 反 射 仪 （ ｉｅＤ ｍ ｉ Ｒ ｆｃ ｒ Ｔ ｍ ｏ ａ ｅ ｅｔ ， ｎ ｌ ｏ
（） １
Ｔ Ｒ 直接 测 量 ， １０Ｂ １ｏＣ 等 型号 的 Ｄ ） 如 ５２ 、 ５３ ＴＲ Ｄ 。该类仪器 是用波形 反射的原理 测量传 输线延迟时间， 其精度可达到 ｌｓ测量传输线 ｎ， 长度可达 ｌｍ 以上。传输线延迟 时间的测量 ｋ 还有驻波法 、 脉冲抵消法和反射振荡法等 。 然而， 时域反射仪是一种较贵重 的设备， 在 条件不具备时， 可利用现有 的示波器来精确测
１
则信号在传输线 中的传输时间， 即延迟时
间 为 ：
＝
出两波形间的时间差 ｔ则被测传输线延迟 时 ，
（） ｓ （） ３ 间：
＝
ｚ 一 ／
式中 ｚ 为传输线物理长度（ 。 ｍ）
（ ± ｔ／ （） Ｌ ）２ｓ
（） ４
３ 示波器测量传输线延迟时间
对于短传输线延迟时间的测量 在传输 引， 线一端加一信号， 最好是前沿较快的方波脉 冲
电压 极性 相 同 ，延迟时间。示波器测量传输线延迟时 间也利用 反射法 的原 理 。其测量 精度 与延迟 信
号产生器的时间延迟精度及示波器的水平采样 速度有关 ， 测量长度则可以更长 。
即终端开路时 ， ＝１说 明反射波 电压 幅度绝 ｒ ， 对值与人射波相等， 而且极性相同。当 ＜
反射信号间的时间差大小 ， 也可以精确诊断传 输线的故障位置。 信号沿传输线传播速度 由下式给出：
一 ３ ｓ √ ，ｍ ｓ １ ／ ￡（ ／） Ｘ ０ （ 相对于真空 ￡＝１ 。 ， ） （） ２ 式 中 ｅ 为传输 线介质 的相对介 电常数 ｒ］ ［
经长传输线传输和反射后 ， 必然引起波形前后 沿变慢 、 幅度衰减 ， 因此需仔细调节示波器 ｃ ｌ ｈ 的灵敏度、 Ｇ ３ Ｄ ５５的延迟量 、 示波器扫速等
征 阻抗 。
式中 为反射点负载阻抗 ， 为传输线特 当 —Ｚ 即终端匹配时， ｏ 反射系数均等于 零 。这说明在匹配 的传输线上是没有反射的， 也就是没有负 向行波。如果阻抗不匹配即 ≠Ｚ 时， ０ 电压 反射系数将不 为零。当 Ｚ ＞ 』 时 ，＞０ Ｆ 。反射信号的电压极性与输入信号的
路有 故 障导致 特 性 阻抗 发 生 了变 化 、 者有 阻 或
２ 传输线传输速度和延迟时间
收稿 日期 ：０ ８０ －３ ２０ －４２
根据传输线传输信号的反射原理， 如果在
作者简 介： 李宪 优 （９８）男 ， １６－， 陕西 佳 县人 ， 学硕 工 士， 高级工程师 ， 主要从 事脉冲信 号测 量技 术研究及
时 ， ＜０ 。反射信号的电压极性与输入信号的 电压极性相反， 即通常所说 的负反射。Ｚ —０ ２ ， 即终端短路 时， 一１ 说 明反射波 电压幅度绝 ， 对值 与入 射波 相等 ， 但极 性相反 。
１ 信号在传输 线中传输 的反射
传输线终端 （ 开路或短路） 或 中间环节线 、
路、 通讯电缆等有很 大的帮助 。
关键词 ： 传输线示波器延迟时间 ； 雪灾
中图分类号 ： ＴＮ １ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： Ｏ ５ －９４ ２ １ ） ３０ ６—３ ２８ｏ ３ （Ｏ Ｏ Ｏ —３ ７０
在设计和建立信号测量系统及传输线故障 诊断中， 常要精 确测量传输线 的延 迟时 间。 经 测量传输线延迟 时间的简单、 直接的方法是用
信号源， 用示波器 同一屏上可同时观测到起始 信号和反射信号。如图 １ 所示。
式 中 Ｔ 为 Ｄ ５５ Ｇ ３ 的延迟量 ；土” “ 号取法 ： 反射脉冲在延迟脉冲前时取“ ， 一”反之取“ 。 ＋” 延迟时间确定后 ， 根据公式（） ３可估算出传
第３卷 Ｏ
２１ ００年
第３ 期
３月
核 电子学与探 测技 术
Ｎｕ ｌ ｒＥ ｅｔ ｎｃ ｃｅ ｌ ｒ ｉ ａ ｃ ｏ ｓ＆ Ｄｅｅ ｔ ｎＴｅｈ ｏｏ ｙ ｔｃｉ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
Ｖ０． Ｏ Ｎｏ ３ １３ ． Ｍ ａ． ２ １ ｒ ００
利 用 示 波器 精 确 测量 传 输 线 延 迟 时 间
参数。示波器扫速可先慢后快 ， 找到反射波形 后， 配合 １ ｝３ ３ ５５的延迟量调节 ， （ 逐步加快扫速
至精确测量范围（ｎ／ ｉ－ｌ ｓｄ ）使反射 １ｓｄ ＇ Ｏｎ／ｉ ， ｖ－ － ｖ
波形 （ｈ 显示波形） ｅｌ 显示在 ｏ２ ｈ 波形附近， 且 清晰易判读 。以两波形的起跳点为判读点， 读
李宪优 ， 魏学荣 ， 丽娟 ， 于 王 玲
（ 西北核技术研究所 ， 西安 ７ ０ ２ ） １０ ４
摘要 ： 在快脉冲信号测量和传输 线故障诊 断 中， 常用到精 确 的传输 线延迟 时间 。论文介绍 一种用 示波器精确测量传输线延迟时 间的方法 ， 并介绍 了用示波器诊断传输线故障点的方法 ， 际工作 中得 在实 到成功应用 。在遭遇“ 中国南方雪灾” 等类似 问题时 ， 传输线故 障诊 断方法将对快 速查找 和修复 电力线

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02示波器使用方法_示波器的测量技巧及使用注意事项

02示波器使用方法_示波器的测量技巧及使用注意事项

02示波器使用方法_示波器的测量技巧及使用注意事项
一、示波器使用前准备
1、示波器应先用柔软的棉布将外表擦拭干净，以防止锈蚀。

2、按说明书将输入端子的阻抗调节在高阻或中阻的位置上，以防止浪涌电压超过额定电压从而损坏示波器的管子。

3、示波器的分辨率要根据实际应用选择合适的分辨率，以减少示波器的低通滤波器影响。

4、对于要测量高频信号，最好采用使用抗感放大器的方法，以防止外界干扰，以及误差扩大。

5、为了得到更准确的测量结果，我们可以在示波器使用的时候，选择一个适当的时基，以减少测量噪声等干扰因素的影响。

二、示波器测量技巧
1、对于同步脉冲信号，采用单次扫描即可完成测量，此时要加强连接的稳定性，以防止杂散的干扰信号影响测量准确性。

2、对于异步脉冲信号，可以通过将示波器的脉冲延时时间调整到最大值来测量，保证测量的准确性。

3、对于要测量的信号，由于其可能存在一定的偏移，我们可以使用示波器的偏移控制功能，将信号偏移到适当位置。

4、若要测量更复杂的波形，我们可以同时使用两种不同的示波器，以满足测量的要求，例如可以使用两种示波器同时测量不同的信号波形。

1、示波器的工作电源不可超过额定电流。

示波器测时间的原理

示波器测时间的原理

示波器测时间的原理示波器测时间的原理是通过观察和测量电信号的时间特性来进行。

示波器可以显示电信号的波形，并根据波形的特征来测量不同的时间参数。

示波器通常使用垂直和水平的坐标系来显示电信号的波形。

垂直轴表示电压或电流的幅值，而水平轴表示时间。

示波器的屏幕由一系列的水平线组成，称为扫描线或扫描周期。

每个扫描周期都对应于示波器屏幕上的一个水平刻度。

示波器利用水平扫描周期来测量信号的时间。

通过调整扫描速度或时间基准，可以改变每个扫描周期的时间跨度。

较慢的时间基准使得每个扫描周期的时间跨度更长，从而能够更精确地测量慢速信号的时间参数。

相反，较快的时间基准使得每个扫描周期的时间跨度更短，适用于测量快速信号的时间。

示波器还经常配备触发电路，用于确定何时开始扫描电信号。

通过设置合适的触发电平或触发边沿，示波器可以稳定地捕捉和显示特定的波形。

测量时间参数的常见功能包括：频率、周期、脉宽、占空比、上升时间和下降时间等。

示波器通过在波形上标记垂直和水平的参考点来实现这些测量。

测量结果可以直接在示波器的屏幕上显示，也可以通过示波器的接口传输给计算机或其他设备进行进一步分析和处理。

需要注意的是，示波器测量的时间参数受到示波器的带宽限制和采样率限制。

带宽限制指示波器能够显示的最高频率范围，超过该频率范围的信号将无法正确显示。

采样率限制指示波器对信号进行采样的速率，采样率较低可能会导致信号的细节丢失或失真。

综上所述，示波器通过显示和测量电信号的时间特性，包括波形的形状、频率、周期等参数，来进行时间测量。

这些测量结果可以用于分析和诊断电路和信号的性能和特征。

示波器的时间测量和时钟同步技巧

示波器的时间测量和时钟同步技巧

示波器的时间测量和时钟同步技巧示波器是在电子行业中广泛使用的一种测量仪器，其主要功能是展示电压随时间的变化情况，并进行各种信号的分析和测量。

然而，在使用示波器进行时间测量时，由于外部环境的干扰和示波器本身的误差等原因，可能存在一定的不准确性。

因此，本文将介绍一些示波器的时间测量和时钟同步技巧，以提高测量结果的准确性和可靠性。

一、示波器的时间测量技巧1. 选择合适的触发源：在进行时间测量时，触发源的选择非常重要。

触发信号的稳定性和准确性将直接影响到示波器的测量结果。

因此，根据具体需求选择合适的触发源，如外部触发、内部触发或自动触发等。

2. 合理设置时间基准：示波器的时间基准是进行测量的基础，因此必须正确设置和校准时间基准。

可以使用外部时间基准或内部时间基准，通过与标准时间源进行对比和校准，确保时间测量的准确性。

3. 调整水平和垂直缩放：在进行时间测量时，通过调整示波器的水平和垂直缩放，可以使观测信号完整地显示在示波器的屏幕上，从而准确地进行时间测量。

二、示波器的时钟同步技巧1. 外部时钟同步：当需要对示波器进行时间同步时，可以通过外部设备提供的时钟信号进行同步。

将外部时钟源连接到示波器的外部时钟输入端口，并确保外部时钟源的稳定性和准确性，以实现示波器的时钟同步。

2. 内部时钟校准：示波器的内部时钟是进行时间测量的关键，因此需要定期校准示波器的内部时钟。

可以使用标准时间源进行校准，根据校准结果调整示波器的内部时钟，以确保示波器测量结果的准确性。

3. 信号触发和同步：在进行时钟同步时，需要确保待测信号与示波器的时钟信号同步。

可以通过信号触发设置和同步信号源的选择来实现信号的触发和同步，从而保证测量结果的准确性。

总结：对于示波器的时间测量和时钟同步技巧，需要充分考虑信号触发和同步，选择合适的触发源和时钟源，并进行适当的调整和校准。

只有确保示波器的测量准确性和时钟同步性，才能得到可靠的测量结果，并满足实际应用的需求。

TDR测试原理

TDR测试原理

TDR测试原理评价频率响应的最普通的方法是在频域中解Ma某well方程。

这个过程能够把系统所有的物理和电气特性都考虑进去，包括传输线。

因而已经有很多基于此原理的测量方法来帮助电气工程师分析信号完整性。

当和其他测试方法比较时，时域反射（TDR：TimeDomainReflector）可以提供更加直观观察DUT的特性。

TDR使用阶跃信号发生仪和示波器，在被测得传输线上发送一个快速的上升沿，再特定的点上用示波器观察反射电压波形。

这种技术可以测出传输显得特性阻抗，并显示出每个阻抗不连续点的位置和特性（阻抗、感抗和容抗）。

所有这些信息都是示波器上实时显示。

相对于其他技术，TDR能够给出更多的关于系统宽带相应的信息。

图1时域反射计工作原理阶跃信号发生器向被测系统产生一个正向的阶跃信号。

该信号沿着传输线向前传输。

如果负载组抗等于传输线的特性阻抗，将没有信号反射，示波器上能看到的只有发送的阶跃信号。

假如负载存在失配，将有部分的输入信号被反射，示波器上将出现反射信号和输入信号的叠加。

图2是一个传输线的测试波形，由此可以看出，对于非连续的阻抗，示波器对应位置将出现变化的波形，由此我们就能够分析每个中断点的特性。

图2时域反射计测试结果·A:50Ohm电缆·B:微波传输带开始·C:50Ohm微波传输带·D:75Ohm微波传输带·E:50Ohm微波传输带·F:开路与其他测试方法的比较最常用的测量传输线和负载的方法是向系统发送一个正弦波，并观察线上不连续点的波形。

这种测试方法中，我们要计算SWR(驻波比)并将它看作系统的参数。

当系统有数个阻抗不连续点时，SWR测试往往不能分开这些点。

另外，当系统拥有很宽的带宽时，必须测量很多频点的SWR，测试很枯燥并且耗费时间。

另一个常见的测量传输线的仪器是矢量网络分析仪(VNA)。

这时，信号源产生一个连续扫频的正弦波来激励DUT。