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泰克示波器基本理论培训教程一、示波器基本原理示波器的基本原理是利用电子束的偏转和显示来表达输入信号的波形。
偏转系统控制电子束在屏幕上水平和垂直方向上的移动，从而绘制出输入信号的波形。
显示系统则将电子束的位置转换成明暗度，形成图像显示在示波器屏幕上。
二、示波器结构示波器一般由以下几部分组成：1.垂直系统：用于控制电子束在屏幕上的垂直移动。
垂直放大器用于放大输入信号，垂直偏移器用于调整波形在屏幕上的位置。
2.水平系统：用于控制电子束在屏幕上的水平移动。
水平扫描器用于产生扫描信号，水平放大器用于控制扫描信号的幅度。
3.显示系统：将电子束的位置转换为亮度，形成图像显示在屏幕上。
示波器屏幕一般由荧光屏、聚焦系统和偏转系统等组成。
4.触发系统：用于控制示波器对输入信号进行触发。
触发器可以根据预设的触发条件，在合适的位置上锁定并显示波形。
三、示波器操作步骤使用示波器进行测量一般包括以下步骤：1.连接待测信号。
将待测信号通过探头连接到示波器的垂直输入通道上。
2.设置垂直参数。
根据信号的幅值范围和波形特点，调整垂直放大器的增益和垂直偏移器，使波形能够在屏幕上合适地显示。
3.设置触发条件。
通过触发器设置触发电平、触发方式和触发源等参数，以便示波器能够稳定地显示输入信号的波形。
4.设置水平参数。
根据信号的频率和时间范围，设置水平放大器的时间基准和扫描速率，使波形能够在屏幕上适当地展示。
5.调整显示。
通过聚焦调节和亮度控制，使显示的波形清晰可见。
6.测量分析。
通过示波器提供的测量功能，进行信号的幅值、频率、相位等参数的测量分析。
四、泰克示波器的应用1.电子电路分析和设计：示波器可以帮助工程师观察和分析电子电路中的信号波形，如调试、测试、验证和优化电路设计。
2.通信系统测试：示波器可以用于观察和分析通信系统中的信号波形，如信号的幅值、频率、相位等参数，以评估系统性能。
3.自动化设备维修和故障排除：示波器可以用于检测和识别故障信号，分析故障产生的原因，指导维修和排除故障。
泰克示波器使用手册（最新版）目录1.泰克示波器概述2.泰克示波器的主要功能3.泰克示波器的使用步骤4.泰克示波器的维护与保养5.泰克示波器的注意事项正文【泰克示波器概述】泰克示波器是一种用于测量电信号的仪器，它能够将电信号转换成可视化的波形，便于工程师们分析和调试电路。
泰克示波器具有高精度、高速度、高可靠性等特点，广泛应用于电子科技、通信技术、计算机科学等领域。
【泰克示波器的主要功能】泰克示波器的主要功能包括波形观察、数据分析、信号生成和调试等。
它能够观测和记录各种模拟和数字信号，对信号进行实时监测和分析，为电路设计和故障排查提供有力支持。
【泰克示波器的使用步骤】1.连接电路：将待测电路与示波器连接，注意正确连接地线、电源线等。
2.打开示波器：开启示波器电源，根据需要调整示波器的垂直和水平缩放。
3.设置示波器：选择适当的测量模式，设置触发器、时基等参数。
4.观察波形：开始观测波形，并进行实时数据记录和分析。
5.保存和输出数据：将观测到的波形和数据保存到计算机或其他存储设备中，以便后续分析和打印。
【泰克示波器的维护与保养】1.定期检查：定期检查示波器的性能和外观，确保其正常工作。
2.清洁示波器：使用干净柔软的布擦拭示波器表面，避免使用有刺激性化学品的清洁剂。
3.避免振动：示波器在工作过程中应避免受到振动和冲击。
4.储存条件：在不使用示波器时，应将其存放在通风干燥、避免阳光直射的地方。
【泰克示波器的注意事项】1.使用前请仔细阅读说明书，了解示波器的性能和使用方法。
2.操作示波器时需佩戴防静电手环，防止静电损坏元器件。
3.切勿在示波器上施加过高的电压或电流，以免损坏示波器。
01示波器基本概念与原理Chapter示波器定义及作用01020304信号随时间变化的图形表示，如正弦波、方波、三角波等。
信号波形信号波形的最大和最小值之间的垂直距离，表示信号的强度。
幅度单位时间内信号波形重复的次数，表示信号的周期性。
频率描述信号波形相对于某一参考点的位置关系。
相位信号波形与参数示波器工作原理0102030402泰克示波器特点及优势Chapter高带宽高分辨率低噪声030201高性能指标分析多样化触发模式边沿触发脉宽触发模式触发强大数据处理能力实时FFT分析波形数学运算自动测量数据存储与导出03泰克示波器基本操作指南Chapter电源开关01亮度调节02聚焦调节03通道选择耦合方式选择垂直灵敏度调节水平时基调节触发源选择触发方式选择自动设置调用设置调用之前保存的设置，快速恢复示波器的配置。
将当前设置保存为默认设置或用户自定义设置，以便下次使用。
参数设置在子菜单下设置各种参数，如垂直灵敏度、水平时基、触发源、触发方式等。
主菜单通过前面板的按键或旋钮进入主菜单，进行各种设置和调整。
子菜单在主菜单下选择相应的子菜单，菜单设置与调整方法选择合适的触发源和触发方式，确保波形稳定将测量数据存储在示波器内部或通过接口导出到计算机进行进一步处数据存储与导出使用单次触发或自动触发模式，捕获瞬态或异常波形。
波形捕获波形分析使用双通道或多通道功能，同时显示多个信号，进行波形比较和分析。
波形比较0201030405波形显示与测量技巧04信号捕获、存储与回放功能详解Chapter信号捕获方式选择触发模式选择根据信号特点选择合适的触发模式，如边沿触发、脉宽触发等，确保信号稳定捕获。
触发电平设置调整触发电平，使其适应信号幅度，避免误触发或漏触发。
时基设置根据信号频率和所需观察的细节，选择合适的时基，以便在屏幕上显示完整的信号波形。
1 2 3存储格式选择存储深度设置数据压缩技术数据存储格式及大小设置01020304历史波形查看信号特性分析故障定位与诊断教学与演示回放功能应用举例05触发模式设置及优化建议Chapter触发模式类型介绍边沿触发脉宽触发模式触发触发条件设置方法选择触发源首先，用户需要选择触发的信号源，这通常是示波器的输入通道之一。
Tektronix示波器培训Agenda④示波器篇示波器的应用范围示波器的参数示波器的基本原理④探头篇探头的分类及应用④应用篇示波器的使用注意事项Tektronix示波器交流示波器篇示波器显示波形幅度时间衡量示波器的指标④带宽④上升时间④采样率④存储深度④波形捕获率④丰富的分析功能示波器带宽定义●电路网络对信号的幅频响应特性，对信号幅度衰减为-3DB 点的频率范围。
●在 -3dB 带宽频率，信号的垂直幅度误差大约为30%* 此系数仅适合高斯系统，目前的一些示波器其系数已经达到0.45 70.7 (- 3 dB)0.10.20.30.40.5 0.6 0.8 0.9 1.00.7 100 97.5 95 92.5 90 87.5 85 82.5 80 77.5 75 72.5t rise0.35*BW =示波器带宽对被测信号的影响•例：100M带宽示波器输入100M 1V正弦波观察到的将是100M 0.707V。
•对于非正弦波的波形，必须考虑其谐波。
示波器的带宽0 dB6 div at 50 kHz- 3 dB4.2 div at bandwidth上升/下降时间 vs. 示波器带宽上升时间(示波器) ~= 0.35/带宽(示波器)2 GHz BW Oscilloscope has ~200ps Risetime4 GHz BW Oscilloscope has ~100ps Risetime用 2GHz 带宽示波器测试 100ps 上升时间RT(measured) = SQRT[RT(measure system)2 + RT(Signal)2] RT(measured) = SQRT[200ps2 + 100ps2] = 224ps!用 4GHz带宽示波器测试 100ps 上升时间RT(measured) = SQRT[RT(oscilloscope)2 + RT(Signal)2]RT(measured) = SQRT[100ps2 + 100ps2] = 140ps!如何正确的选择示波器？What you don’t know... ...can hurt you!等于信号的上升时间 比信号的上升时间快2倍 比信号的上升时间快3倍 比信号的上升时间快4倍 比信号的上升时间快5倍示波器上升时间 41% 12% 5% 3% 2%上升时间慢/异常幅度衰减多快才是足够快?带宽 & 谐波Digital Square Wave – Odd Fourier Sums-110 50 100Fundamental (1st Harmonic) 5th Harmonic3rd Harmonic Fourier Square Wave (1st -5th H)示波器带宽对测量波形影响测量20MHz的方波在200MHz带宽示波器测试所显示的结果在20MHz带宽示波器测试所显示的结果示波器所显示的波形114 MHz Clock Signal - “5 Times” Rule1GHz BW250MHz BW采样④采样率：示波器采集模块对信号每秒的采样点数。
④采样点等时间间隔分布④采样率以 样点数/秒描述(S/s, kS/s, MS/s, GS/s)在特定的时间点采集输入信号的值采样点数字化 需要的 保持时间采样间隔存储深度存储深度：高速采集存储器的存储空间的大小存储深度＝采样窗口X采样率20MS = 1ms X 20GS/s眼图和抖动测试对示波器存储深度的要求④为保证充分体现信号特性以及测试结果的客观性，进行眼图和抖动分析的时候，很多串行测试规范规定了示波器采集数据信号的最小存储深度。
例如PCIE 2.0的规范要求捕获1Mllion UI 的Bit,需要的存储深度至少为8M 。
④HDMI 1.4 需要至少16M 的存储深度进行分析。
时间抖动幅度Tektronix采样时发生了什么?1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 . . . . .1 0 1 1 1 0 0 11 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0. . . . . 信号采样数字化存储(采样, 保持) (转换成为数据）(顺序存储）示波器屏幕屏幕显示选定 部分的内存第三代示波器一种新的示波器技术实时地存储,分析,显示复杂的动态信号History三代示波器比较——原理决定应用DSO DPO 串行处理并行处理ART 模拟显示模拟示波器的好处④对实际的信号变化有直接的视觉效果④亮度等级 (信息出现的频率)④没有量化误差和信号混叠④非常快的波形获取率④单一的用户界面模拟示波器的缺陷④纯粹的视觉信息④闪烁和遗失④有限的带宽性能④边缘触发④无法观测触发事件之前的信息④在单通道模式下性能最好④对于低重复率信号写速有限数字存储示波器的好处④存储波形④捕获罕见的异常事件④先进的触发功能④显示触发事件之前的信息④去除噪声④具有更精确的时基④彩色显示④信号处理 (averaging, FFT)④传输/拷贝存储的波形数字存储示波器的缺点④有限的波形捕获速率④由于数据信息不足产生混叠④没有亮度等级 (信息出现的分布)突破性的解决方案 数字荧光示波器数字荧光示波器定义:一台能将电信号数字化,并且以三维数据(信号的幅度,时间,以及幅度相对于时间的分布)实时地存储,分析,显示波形的仪器信号Amp A/DDisplayuPDPX波形成像处理器并行处理Acqui- sition RasterizerDigital PhosphorDisplay MemoryTektronix 的数字荧光示波器技术的基础--- DPX™④DPX 是泰克公司的专有的波形成像处理器,用于创建和管理信息的亮度等级④每个通道有自己的 DPX 波形成像处理器④DPX 在一快 13 mm2 芯片上集成了130万个晶体管,采用0.65µ CMOS 工艺制作的数字荧光显示技术模拟实时数字存储数字荧光例如: 假设– 1 MHz 方波信号 – 1 µsec/division 时基设置 – 每秒有一个周期会变形,或者说，每百万分之一的信号有问题... ...典型的DSO 工作周期采集时间系统死区时间 10 µsec4ms (typical)一秒中内捕获到故障的概率 = 0.25%90％的概率下，大概需要15分钟才能看到一次故障90％的概率下，大概只需要6秒就才能看到一次故障DPO 工作周期采集时间死区时间 10 µsec20 µs (typical)一秒中内捕获到故障的概率 = 33%难以发现的症结:ProductivityDPO 的效率——快速发现问题ProductivityDPO的波形捕获率——眼见为实Tektronix 示波器交流示波器的触发功能波形获取过程④仪器只有当触发事件发生时才进行存储 ④仪器连续采集，直到后触发条件满足④采集停止Pre AmpDemuxTriggering16128SRAMSystem processor16ADCPinpoint™ TriggeringNew Sequential Logic TriggeringNew Pinpoint Triggering–1445 Trigger Combinations–Plus Comm & Serial 3.125GA-B trigger传统的边缘触发触发电平时间高级触发能力的考虑④脉冲 (宽度，毛刺，Runt，斜率，建立/保持时间④逻辑 (And, Or, Nand, Nor)④定时关系 (四通道)④状态分析 (3通道 + 1时钟)脉宽触发仅接受 (或不接受) 由预先定义的脉宽介于两个时间限制之间的，选择正负极性的脉冲触发。
Time T1(+)(-)T2斜率触发在信号从高到低和/或从低到高的门限时间慢于（大于）或快于（小于）规定的时间及正负极性时触发如果快于触发如果慢于触发 触发如果快于触发如果慢于 高电平门限低电平 门限+ 极性 低到高 时间间隔- 极性高到低时间间隔时间欠幅触发接受(或拒绝)由门限电平所定义的脉冲，脉冲极性可正可负(+) 时间(两者之一)(-)建立/保持触发如果 ＋或－数据沿（瞬态）在预先定义的正极性时钟 沿（或 负极性）建立保持时间窗口内时，触发时钟源 (任何通道)时钟电平XX建立时间 保持时间数据电平触发参考触发参考保持时间违反建立时间违反数据源 (任何通道l)Time探头的要求④负载效应低，对被测试信号的影响小④输入阻抗大④带宽高④动态范围大④频率响应曲线平坦④垂直放大精度高④垂直灵敏度大④丰富的探针类型探头参数的含义④带宽④上升时间④电容:给DUT带来容性负载④输入阻抗:给DUT带来的负载④衰减比:1X、5X、10X…………④动态范围:探头放大器的线形工作范围④输入范围:被测试信号超出输入范围，探头损坏④偏移量:探头放大器的偏移量探头的传输延时一般是4 ns 到 8 ns④不同探头的差别很大④同类型的探头差别很小（ <200 ps）1 X 无源探头④优点–无衰减–价廉④缺点–很大的反射–很大的输入电容–很窄的带宽10 X 无源探头④优点–高输入阻抗–动态范围大–价格便宜④缺点–输入电容较大–与 50 ohm 系统不兼容–必须补偿有源探头④优点–低输入电容–高的带宽–高输入电阻–兼容50 ohm 系统–不需补偿④缺点–价格高–动态范围有限–要求电源–结构复杂有源差分探头V OUTPROBE HEADSCOPETypical CMRR 10,000 : 1 @ DC 2000 : 1 @ 20 MHzScope Ch 1 AmplifierDisadvantages:●Higher Cost●Limited Dynamic Range ●Requires PowerAdvantages:●Lower Input Capacitance ●Higher CMRR vs Frequency Than Passive Differential Pair ●Compatible With 50 Ω and 1 M Ω Single-ended Systems+_使用探头测试时，一定要注意信号回流路径，如果发现波形上下跳动，就需要考虑接是否是接地线异常；1.信号回流路径尽可能短；或者如果考虑地线和信号线形成的一个闭合面，这个面的面积需要尽可能小；2.测试准备工作中，单端探头测试时可以使用接地线（带鳄鱼夹或香蕉头的导线）将被测信号的参考点与示波器的外壳（也就是示波器的“地”）连接起来；3.差分探头测试时应该将示波器和被测设备共地。
如果示波器和被测设备使用同一个接地良好的电源插线板，则这一步一般可以省去。
