电子示波器及测量技术

浮地测量和隔离输入示波器基础知识应用指南本应用指南将介绍电源测量术语，阐述为进行浮地测量提供的不同选项，重点介绍每种选项的优点和缺点。

最苛刻的浮地测量要求源自电源控制电路，如马达控制器、不间断电源和工控设备。

在这些应用领域中，电压和电流可能会很大，足以给用户和/或测试设备带来危险。

在测量浮地高压信号时，有许多选项可以考虑。

每个选项都有自己的优点和缺点。

差分测量与浮地测量比较所有电压测量都是差分测量。

差分测量定义为两点之间的电压差。

电压测量分成两类：1. 参考地电平测量2. 非参考地电平测量(也称为浮地测量)传统示波器大多数传统示波器把“信号参考”端子连接到保护接地系统上，通常称为“接地”。

通过这种方式，所有应用到示波器的信号或示波器提供的信号都会有一个公共连接点。

这个公共连接点通常是示波器机箱，通过AC供电设备电源线中的第三条线接地，来保持在(或接近)零伏。

这意味着每个输入通道参考点都捆绑在一个接地参考源上。

不应该使用传统无源探头，直接在参考地电平的示波器上进行浮地测量。

视流经参考引线的电流数量，传统无源探头会开始变热；在电流足够高时，它会类似熔丝那样熔化断开。

浮地测量技术为进行高压浮地测量提供的不同选项包括：n隔离输入示波器n差分探头n电压隔离装置n“A - B” 测量技术n示波器“浮地”技术术语表共模信号两个输入上共同的输入信号成分（幅度和相位完全相同）。

共模范围差分放大器可以抑制的共模信号的最大电压（从接地）。

共模抑制比衡量差分放大器抑制共模信号能力的一个性能指标。

由于共模抑制一般会随着频率提高而下降，因此通常会指定特定频率的CMRR。

差分模式或差模差分放大器两个输入之间的不同信号。

差模信号(VDM)可以表达为：VDM = (V+input) - (V-input)差模信号两个输入之间不同的信号。

差分测量两点之间的电压差。

差分探头为差分应用专门设计的探头。

有源差分探头在探头尖端包含一个差分放大器。

电子信号的观察与测量在电子学中，电子信号是指电子设备中传输和处理信息的电流、电压或电场强度的变化。

电子信号可以分为模拟信号和数字信号两种类型。

模拟信号是连续变化的信号，可以表示为连续的波形，例如声音、光线的强度等。

数字信号是离散的信号，只能取有限个特定的离散值，例如计算机中的二进制信号。

观察和测量电子信号的主要工具包括示波器、频谱分析仪、信号发生器等。

下面将详细介绍这些工具和观察测量电子信号的方法。

示波器是用来观察和测量电子信号波形的仪器。

它将电子信号转换成可见的波形图像，以便人们观察和分析。

示波器的工作原理是通过控制电子束在屏幕上绘制出信号的波形。

示波器可以显示信号的振幅、频率、相位、周期、上升时间、下降时间等参数。

示波器的使用可以帮助我们观察到电子信号的不稳定性、干扰、噪声等问题。

频谱分析仪是用来测量电子信号频谱特性的仪器。

它可以将一个复杂的信号分解成不同频率的成分，并显示在频谱图上。

频谱分析仪可以帮助我们观察到信号的频谱分布、频率分量、谐波、杂散等特性。

频谱分析仪在研究和设计通信系统、音频系统、无线电等领域中广泛应用。

信号发生器是用来产生特定频率、振幅、波形和模式的电子信号的仪器。

它可以模拟不同类型的信号，例如正弦信号、方波信号、脉冲信号等。

信号发生器可以帮助我们生成标准的测试信号，用于测试和校准其他电子设备和电路。

在观察和测量电子信号时首先，选择合适的测量设备和工具。

根据所要测量的信号类型和参数，选择适合的示波器、频谱分析仪、信号发生器等设备。

同时，需要根据测量范围、精度、带宽和采样率等要求进行选择。

其次，进行准确的测量配置。

在测量过程中，需要正确连接电路和设备，并设置合适的测量参数。

例如，选择合适的电压和时间刻度、触发方式和触发电平等。

最后，对测量结果进行分析和评估。

观察和测量到的信号波形、频谱图等结果需要进行分析和评估，以便了解信号的特性、性能和问题。

总之，电子信号的观察与测量在电子学领域中起着关键作用。

电子示波器的原理及应用注意事项1. 电子示波器的原理电子示波器是一种用于检测和观察电信号波形的仪器。

它利用电子技术来实现信号的采样、处理和显示。

电子示波器的原理主要包括以下几个方面：1.1 采样电子示波器通过采用高速模拟-数字转换器（ADC）来对电信号进行采样。

采样是指将连续时间域的信号转换为离散时间域的信号。

采样频率越高，示波器显示的波形越接近原始信号。

1.2 存储采样后的信号需要存储在示波器的存储器中。

存储器的容量决定了示波器可以存储的波形长度。

较高容量的存储器可以更好地显示长时间的波形，而较低容量的存储器则适合显示短时间内的快速变化的波形。

1.3 处理示波器会对采样信号进行数字信号处理，包括放大、滤波、数值计算等操作。

这些处理可以帮助用户观察和分析波形。

1.4 显示经过处理的信号会传输到示波器的显示器上进行显示。

示波器的显示器通常为液晶显示器或者CRT显示器。

用户可以通过调整示波器的设置来选择不同的显示模式，如时间域显示、频谱显示等。

2. 电子示波器的应用注意事项使用电子示波器时，需要注意以下几个方面：2.1 带宽示波器的带宽决定了它能够处理的信号频率范围。

当需要观察高频信号时，需要选择具备较高带宽的示波器。

一般来说，示波器的带宽应为被测信号频率的2-3倍。

2.2 采样率示波器的采样率决定了它能够准确还原原始信号的能力。

采样率应该根据被测信号的最高频率进行选择，一般来说，采样率应为被测信号频率的5-10倍。

2.3 触发功能示波器的触发功能可以帮助用户在复杂的信号中准确地捕捉特定的波形。

触发功能包括边沿触发、脉冲触发、视频触发等。

正确设置触发条件可以有效地避免信号的混叠和失真。

2.4 输入阻抗示波器的输入阻抗决定了它对被测电路的影响程度。

一般来说，输入阻抗应该远大于被测电路的输出阻抗，以避免对被测电路产生影响。

常见的输入阻抗值有1MΩ和50Ω两种选择。

2.5 地线连接在连接示波器的地线时，需要注意避免产生地环路，以减少干扰信号。

示波器的测量精度和准确性分析示波器是一种广泛应用于电子测量和实验的仪器。

在电路设计和故障排除中，精确的测量结果对于确保电路性能和可靠性至关重要。

因此，了解示波器的测量精度和准确性是十分重要的。

一、测量精度示波器的测量精度指示波器测量结果与被测波形真实值之间的差异程度。

测量精度受到示波器本身技术特性和测量环境等因素的影响。

1. 垂直测量精度垂直测量精度是指示波器对输入信号幅值的测量精度。

它受到示波器的增益线性度、输入缓冲放大器的噪声以及示波器的垂直分辨率等因素的影响。

增益线性度指的是示波器在不同设置下的放大倍数是否准确。

如果示波器的线性度不高，测量结果将存在明显的偏差。

2. 水平测量精度水平测量精度是指示波器对时间和频率的测量精度。

它受到示波器时间基准的稳定性、水平缩放的准确性以及示波器的时间分辨率等因素的影响。

时间基准的稳定性是指示波器的时间刻度是否准确及其长期稳定性。

若时间基准不可靠，测量结果将受到很大影响。

二、准确性准确性是指示波器测量结果与被测信号真实值之间的接近程度。

示波器的准确性主要与校准有关，校准是确保示波器测量结果准确的重要手段。

1. 定期校准定期校准是示波器维持准确度的重要方法。

示波器制造商通常建议用户在使用一段时间后进行定期校准。

通过校准，可以检查和调整示波器各个测量通道的增益、偏移、时间基准以及补偿等参数，确保测量结果准确。

2. 外部标准使用外部标准是进行示波器校准的一种常见方法。

外部标准可以是已知准确度的信号源或者其他经过校准的设备，通过与示波器进行比较，确定示波器的测量偏差，并进行修正，从而提高示波器的准确性。

三、提高测量精度和准确性的方法1. 注意测量环境示波器的测量精度和准确性受到测量环境的影响。

应尽量避免电磁干扰和温度变化等因素对示波器的影响，确保测量结果的可靠性。

2. 合理选择示波器根据具体需求，在选择示波器时考虑其技术指标和功能。

对于要求较高的应用场景，需要选择具有高精度和准确性的示波器，以确保测量结果的可靠性。

示波器的射频测量和分析技巧射频测量和分析技术是现代通信、无线电和电子领域中的关键技术之一。

示波器作为一种重要的测量仪器，被广泛用于射频电路的测试和分析。

本文将介绍示波器在射频测量和分析中的常用技巧和方法，以帮助读者更好地理解和应用这一技术。

一、示波器的基本原理简介示波器是一种用于测量电信号波形的仪器。

它通过将待测信号连接到水平和垂直偏转系统，可以显示出信号的波形和特征。

示波器主要由示波管、扫描电路、触发电路和垂直放大器等组成。

二、射频信号的测量技巧1. 垂直放大器的设置在射频测量中，正确设置垂直放大器是非常关键的。

首先，选择适当的垂直增益，使得待测信号能够充分展示在示波器的屏幕上；其次，根据信号的幅度范围选择合适的垂直灵敏度，确保信号能够在示波器的垂直方向上合理分布。

2. 水平扫描的设置对于射频信号的测量，正确设置水平扫描参数也非常重要。

首先，通过调整扫描速率和时间基准，使得待测信号的周期和特征能够在示波器屏幕上得以清晰显示；其次，选择合适的水平灵敏度，确保信号能够在示波器的水平方向上合理分布。

3. 触发电路的应用射频信号的触发对于测量和分析来说是至关重要的。

通过调整触发电路的阈值和触发方式，可以实现对特定信号的检测和显示。

在射频测量中，通常选择边沿触发方式，并根据信号波形的特点调整触发电平和触发延迟，以确保触发的准确性和稳定性。

三、射频信号的分析技巧1. 频率测量示波器可以通过测量信号的周期或脉宽，计算出信号的频率。

在射频测量中，通常选择自动或单次测量模式，并利用示波器上的软件工具实现频率的测量和分析。

2. 波形分析示波器通过显示信号的波形和特征，可以对射频信号进行进一步的分析。

通过观察波形的振幅、频率、相位和时序等参数，可以判断信号的稳定性、失真情况和干扰程度，从而指导后续的电路设计和优化。

3. 频谱分析频谱分析是射频信号分析中常用的方法之一。

示波器可以通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，并显示出信号的频谱分布。

示波器的工作原理和使用方法
示波器是一种用于观察和测量电信号波形的专用仪器。

它可以测量电压、电流、频率和相位等信号特征，常用于电子、通信、医疗和科学等领域。

下面将介绍示波器的工作原理和使用方法。

1. 工作原理
示波器的工作原理基于两个技术原理：扫描和采样。

扫描指的是示波器屏幕上的电子枪扫描电子束的水平速度，即水平扫描速率。

采样指的是示波器对信号进行采样的速度，即垂直扫描速率。

通过这两个速率的不同，示波器可以将电信号完整地显示在屏幕上。

2. 使用方法
使用示波器时需要注意以下几点：
（1）接线。

正确地连接信号源和示波器。

一般情况下，示波器的输入电阻为1MΩ或10MΩ，应根据信号源而定。

（2）校准。

打开示波器，进行校准，调整时基、触发电平、垂直灵敏度等参数，确保信号的准确显示。

需要注意的是，示波器的校准需要经过一定的时间稳定后才能进行。

（3）触发。

选择合适的触发方式，设置触发电平，确保示波器可以捕捉到所需的信号。

（4）测量。

根据需要选择合适的测量方式，包括电压、电流、频率和相位等。

示波器还可以进行自动测量，可以方便地获取信号的各种特征参数。

（5）保存。

示波器可以将测量结果保存到内存或者USB设备上，方便之后的查阅和分析。

总之，示波器是一种十分有用的仪器，对于电子、通信和科学等领域的工作者来说，必不可少。

正确地掌握示波器的工作原理和使用方法，能够更好地帮助工作者开展工作。

示波器在电子工程中的重要性和应用示波器是一种用于测量和显示电信号波形的仪器，被广泛应用于电子工程领域。

它不仅能够帮助工程师进行信号调试和故障排查，更能提供详细的信号分析和评估，从而在电子工程设计和维护中起到至关重要的作用。

本文将探讨示波器在电子工程中的重要性和应用。

1. 示波器的基本原理和类型示波器的基本原理是通过探头将被测信号接入示波器中，利用示波器的放大、调制和显示功能将信号波形展示在屏幕上。

根据不同的应用需求，示波器有多种类型，如模拟示波器、数字示波器、存储示波器、虚拟示波器等。

每种类型的示波器都有其独特的特点和适用范围。

2. 信号调试和故障排查在电子工程设计和制造过程中，各种信号的调试和故障排查是不可避免的环节。

示波器作为工程师的得力助手，能够准确显示信号的波形和特征，帮助工程师快速定位故障点。

通过示波器，工程师可以分析信号的幅值、频率、相位等参数，发现信号异常，并及时采取措施进行修复。

3. 信号分析和评估示波器不仅能够显示信号的波形，还能提供丰富的信号分析和评估功能。

例如，通过示波器的频谱分析功能，工程师可以深入了解信号的频谱特性，检测是否存在干扰频率或频率失真等问题。

此外，示波器还可以进行傅里叶变换、自相关分析、协方差分析等高级分析，帮助工程师更加全面地评估信号的质量和稳定性。

4. 信号发生器与示波器的配合使用在电子工程设计和测试过程中，信号发生器与示波器常常成为一对重要的工具。

信号发生器能够生成特定频率、幅值和波形的信号，而示波器则可以将这些信号显示出来，通过两者的配合使用，工程师能够更好地进行信号测试、频率响应评估、滤波器设计等工作，提高设计的准确性和可靠性。

5. 示波器在电子领域的应用案例示波器在电子领域有着广泛的应用。

以通信领域为例，示波器可以帮助工程师调试和评估无线电信号、调制解调器、天线等设备的性能。

在控制系统中，示波器被用于分析和优化控制回路的响应和稳定性。

在电力系统中，示波器可以用于评估电力质量和检测电力设备中的故障。

示波器在无线电频率测量中的应用和技巧无线电频率测量是电子工程领域中常见的一项任务。

而示波器作为一种电子测量设备，在无线电频率测量中发挥着重要的作用。

本文将从示波器的基本原理、无线电频率测量的需求以及示波器在无线电频率测量中的应用和技巧等方面展开论述。

一、示波器基本原理示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器，通过将电信号转换为可见的波形来进行测量和分析。

示波器的基本原理是利用示波管（CRT）或者其他显示器件对电压信号进行扫描显示。

示波器通常具有以下组成部分：1. 输入部分：用于接收被测电压信号，并将其转换成适合显示的信号。

2. 水平和垂直放大器：用于调整波形的水平和垂直放大倍数。

3. 触发电路：用于控制示波器的显示起始位置，以确保波形的稳定和重复性。

4. 水平扫描发生器：用于控制波形的水平扫描速度。

5. 显示屏：用于显示电压信号的波形。

二、无线电频率测量的需求在无线电通信、无线电广播和无线电频谱分析等领域，需要进行对电信号频率的准确测量。

无线电频率测量的需求一般有以下几个方面：1. 测试发射信号频率：对于无线电台或者通信设备，需要准确测量其发射信号的频率，以确保信号的稳定和合规。

2. 分析调制信号：调制信号的频率分析对于无线电通信的正常运行至关重要，通过频率测量可以了解信号的调制方式以及带宽要求等。

3. 频谱分析：频谱分析是无线电频谱管理和干扰分析的重要手段，通过对频率的准确测量可以进行频谱分析和干扰定位。

三、示波器在无线电频率测量中的应用和技巧示波器作为一种重要的测量工具，在无线电频率测量中具有广泛的应用和一些实用的技巧。

以下将介绍几种常见的应用和技巧：1. 测量信号频率示波器可以直接测量电信号的频率。

在示波器上选择适当的测量模式（如频率测量模式），将待测信号输入示波器，示波器会自动显示信号的频率。

需要注意的是，示波器的带宽需要满足被测信号的频率要求，同时还需要对示波器进行校准以确保测量的准确性。

示波器的波形显示和测量方法示波器是一种常用的电子测试设备，用于显示和测量电信号的波形。

它广泛应用于电子工程、通信、医疗、教育和科研等领域。

本文将介绍示波器的波形显示原理和常用的波形测量方法。

一、波形显示原理示波器通过采集被测信号并将其转换为电压值，然后将这些离散的电压值通过水平和垂直扫描进行扫描和显示，从而形成连续的波形图像。

具体的波形显示原理有两种常见的类型：模拟示波器和数字示波器。

1. 模拟示波器模拟示波器使用电子光束和电磁偏转来显示被测信号的波形。

它通过电子束在阴极射线示波管（CRT）屏幕上作二维扫描，利用电磁偏转系统来控制电子束的水平和垂直移动，从而将电压信号转换为可见的波形图像。

2. 数字示波器数字示波器将被测信号转换为数字信号，并通过模数转换器将其转换为离散的电压值。

然后，这些离散的电压值可以通过数字信号处理技术重新恢复成连续的波形，最终在示波器屏幕上显示出来。

数字示波器具有高精度、稳定性好以及多种自动化功能，因此在现代电子测试中得到了广泛应用。

二、波形测量方法示波器不仅可以显示波形，还可以进行各种波形测量。

常用的波形测量方法有以下几种：1. 幅值测量示波器可以测量波形的峰值、峰峰值、平均值和有效值等幅值参数。

通过在示波器上设置合适的垂直量程和触发模式，可以准确地测量波形的幅度。

2. 频率测量示波器可以通过测量波形的周期或脉冲宽度来获取频率信息。

利用示波器上的时间测量功能，可以轻松地获取波形的频率，并通过适当的设置还可以获得频谱分析图。

3. 相位测量对于多个信号或者周期信号，示波器可以通过设置触发源和触发级来测量信号之间的相位关系，从而获取波形的相位信息。

相位测量对于频率合成、通信系统和控制系统等领域非常重要。

4. 上升时间和下降时间测量对于快速变化的信号，示波器可以测量信号的上升时间和下降时间，这对于分析信号的传输特性和约束等参数是至关重要的。

5. 示波器中的数学运算现代数字示波器经常配备各种数学运算功能，例如傅里叶变换、微分、积分和滤波等。

任务2 使用模拟式示波器测量波形使用模拟式示波器可以对信号的幅度、频率及周期等参数进行测量。

测量时，首先要在屏幕上显示清晰、稳定的被测信号波形，调整垂直偏转因数和扫描时间因数来优化波形显示。

在观测波形的过程中，如果发现波形不同步（连续左移或右移），就需要调整触发部分；如果需要改变波形在屏幕上显示的“高低”，则需要调整垂直偏转因数；如果需要改变波形在屏幕上显示的“宽窄”，则需要调整扫描时间因数。

读数时，需要确保垂直因数微调旋钮、扫描时间微调旋钮处于校准（CAL）位置，记录波形的高度为H，单个周期所占宽度为D。

信号的幅度U、周期T计算方法如下：①幅度U=KHDy式中，D———垂直偏转因数；yK———探头衰减系数。

②周期T= DDx式中，D———扫描时间因数；xM———扫描时间因数扩展倍率。

测量直流电压或含直流分量的交流电压时，先将通道的输入耦合方式选择开关置于“GND”，屏幕上水平扫描线所处的位置表示““”电平的位置，再将输入耦合方式选择开关置于“DC”，就可观测直流电压的大小、交直流电压的正峰值、负峰值和直流分量的大小。

【认识仪器】本任务实施需要使用测量信号的模拟式示波器、产生各种信号的信号发生器、提供直流电压的稳压电源以及相应的探头，测量所用仪器的面板如图3-2-1 所示。

图 3-2-1 测量所用仪器的面板1.准备工作完成测量前的准备工作，具体步骤参见表 3-1-6。

2.校准工作完成校准工作，具体步骤参见表 3-1-7。

3.测量直流电压调整稳压电源输出的直流电压，用模拟式示波器测量该直流电压，测量步骤见表 3-2-1。

表 3-2-1 测量直流电压步骤活动一 测量接线活动二 确定 。

电平线位置活动三 测量直流电压“适正【任务实施】4.测量交流电压调整信号发生器输出正弦交流信号，并与模拟式示波器连接，观察并测量该输入信号的参数，测量步骤见表3-2-2，测量结果记录在表3-2-3。

表3-2-2 测量交流电压步骤活动一测量接线活动二确定。