示波器使用问答100
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《示波器的使用》的评分标准和参考答案
注:思考题参考答案见附件
思考题参考答案
1、观察方波波形,如果扫描频率是方波的二倍看到什么图形?如果扫描频率
是方波的2/3看到什么图形?
答:如果扫描频率是方波的二倍,那么看到的时半个方波,如果扫描频率是方波的2/3则看到3/2个方波。
2、用李萨如图形测频率实验时,屏幕上图形在时刻转动,为什么?
答:是x和y轴的信号不同步造成的,也就是两个信号的初相位不一致导致的。
3、如果示波器的扫描频率远大于或小于Y轴正弦波信号的频率时,将会出现
什么波形?(试先从扫描频率等于正弦信号频率的2(或1/2),3(或
1/3)……倍考虑,然后推广到n(或1/n)倍的情形)
答:如果示波器的扫描频率远大于Y轴正弦波信号的频率时,将看到2个、3个、4个...n个正弦波,如果示波器的扫描频率远小于Y轴正弦波信号的频
率时,将看到1/2、1/3、1/4...等波,直至看将一个点在屏幕慢慢扫过。
4、如果示波器是好的,但当Y轴输入交变电压时,发现荧光屏上只出现一条垂
直亮线,试问,应调哪几个旋钮?
答:证明x轴的信号没有输入应检查x输入信号,或者是否将扫描置于x-y档。
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。
示波器测试题及答案
一、选择题
1. 示波器的主要功能是什么?
A. 测量电阻
B. 测量电流
C. 测量电压
D. 观察电压随时间变化的波形
答案:D
2. 以下哪个参数是示波器不能直接测量的?
A. 频率
B. 电压
C. 电流
D. 电阻
答案:D
3. 示波器的触发方式中,哪种方式可以观察到稳定的波形?
A. 自由运行
B. 单次触发
C. 正常触发
D. 外部触发
答案:C
二、填空题
4. 示波器的垂直灵敏度旋钮用于调节________。
答案:波形在屏幕上的高度
5. 示波器的水平扫描旋钮用于调节________。
答案:波形在屏幕上的水平移动速度
6. 示波器的触发电平旋钮用于调节________。
答案:触发信号的电平
三、简答题
7. 描述示波器的触发模式有哪些,并简要说明它们的特点。
答案:示波器的触发模式主要有边沿触发、视频触发和外部触发。
边
沿触发模式下,示波器会在信号的上升沿或下降沿触发,适用于观察
周期性信号;视频触发模式下,示波器会同步于视频信号,适用于观
察视频信号;外部触发模式下,示波器会响应外部信号,适用于同步
两个信号。
8. 简述示波器在测量频率时的基本步骤。
答案:首先,将示波器设置为X-Y模式;然后,调整信号源的输出频率;接着,使用示波器的光标测量功能,测量一个周期的时间;最后,用1除以测量的时间得到频率值。
结束语:通过以上题目的练习,可以加深对示波器使用方法和测量原
理的理解,提高实际操作示波器的技能。
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。
示波器相关试题及答案1. 示波器是一种用于观察和分析电信号波形的仪器。
以下关于示波器的描述,哪一项是不正确的?A. 示波器可以测量电压B. 示波器可以测量频率C. 示波器可以测量电阻D. 示波器可以测量电流答案:C2. 在使用示波器进行信号测量时,下列哪项操作是正确的?A. 将信号源直接连接到示波器的地线B. 将信号源的输出端连接到示波器的信号输入端C. 将示波器的信号输入端连接到电源D. 将示波器的信号输入端悬空答案:B3. 示波器的触发功能用于:A. 放大信号B. 同步信号C. 过滤信号D. 测量信号答案:B4. 示波器的垂直灵敏度和水平灵敏度分别指的是什么?A. 垂直灵敏度指的是示波器显示的信号幅度,水平灵敏度指的是示波器显示的信号频率B. 垂直灵敏度指的是示波器显示的信号频率,水平灵敏度指的是示波器显示的信号幅度C. 垂直灵敏度和水平灵敏度都指的是示波器显示的信号幅度D. 垂直灵敏度和水平灵敏度都指的是示波器显示的信号频率答案:A5. 示波器的带宽限制了其能够测量的信号频率。
如果一个示波器的带宽是100MHz,那么它能够测量的信号频率范围是:A. 0 - 100MHzB. 0 - 200MHzC. 0 - 50MHzD. 0 - 500MHz答案:A6. 示波器的探头衰减比是什么意思?A. 探头衰减比指的是探头对信号的衰减程度B. 探头衰减比指的是探头对信号的放大程度C. 探头衰减比指的是探头对信号的滤波效果D. 探头衰减比指的是探头的输入阻抗答案:A7. 在示波器上观察到的波形是:A. 瞬时波形B. 连续波形C. 离散波形D. 随机波形答案:B8. 示波器的触发电平是指:A. 触发信号的起始点B. 触发信号的终止点C. 触发信号的幅度D. 触发信号的频率答案:C9. 示波器的时基设置决定了:A. 波形的垂直放大倍数B. 波形的水平扫描速度C. 波形的触发方式D. 波形的显示颜色答案:B10. 示波器的存储深度指的是:A. 示波器能够存储的信号数量B. 示波器能够存储的信号持续时间C. 示波器能够存储的信号频率D. 示波器能够存储的信号幅度答案:B。
示波器使用六大常见问题解答示波器技术指标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: 基原来说对带宽和采样率要充分串行信号的要求,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确定要是信号频率的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重量,导致时间和幅度测试的不精准。
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特别关键,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)特别紧要。
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特别有限,以至于高速信号经过传输之后高频重量损耗严重。
很多新的第三代标准(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,它接受多而杂的调制技术(DP—QPSK),要求四个模拟输入及超过20 GHz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,带宽过大会加添噪声,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,可以接受波形平均,合适的探头的带宽,选择高辨别率(Hi—res)采集模式等等。
强烈推荐:示波器使用常见问题集锦1、如何测量直流?答:首先需要设置耦合方式为直流,按照也许的范围调整垂直档位到一个合适的值,然后比较偏移线跟通道标记的位移。
2、用户反应测量220V市电的时候幅度超出屏幕范围?三相电源的相位差如何测?答:DS5000系列最大输入峰峰值电压是400V,按照有效值换算峰峰值公式220V市电超过了400V峰峰值,幅度超出屏幕范围正常现象。
用测量三相电源相移的时候,可以设置触发源为市电,并用法一通道先测A-B波形,然后存储为参考波形,再用法探头衔接B-C,这时可以测量出相移。
3、什么是混淆抑制作用?答:混淆是指示波器采集的频率低于实际信号最大频率的2倍采集产生的一种情况。
混淆抑制是为了防止混淆的产生而特地设计的,混淆抑制可判别信号的最大频率,并以2倍的最大频率采集信号。
4、如何捕获非周期性的信号?答:①、设定触发电平至需要的值。
②、点击主控按钮SINGLE,机器开头等待,假如有某一信号达到设定的触发电平,即采样一次,显示在屏幕上。
利用此功能可以轻易捕获到偶然发生的大事,例如幅度较大的突发性毛刺:将触发电平设置到刚刚高于正常信号电平,点击SINGLE按钮,则当毛刺发生时,机器自动触发并把触发前后一段时光的波形记录下来。
拖动触发位置标记线可以得到不同长度的负延迟触发,便于观看毛刺发生之前的波形。
5、如何观看低压直流电源的噪声?答:①、衔接示波器探头于通道A1(或A2)与被测点之间。
②、设定触发源(Trigger Source)为A1或A2(必需与实际被测信号输入的通道全都)。
③、点击A1或A2按钮,选定耦合方式为AC(沟通)耦合。
④、调整采样速率及垂直敏捷度,直至得到惬意的显示。
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示波器习题答案在电子工程领域,示波器是一种常用于观察和测量电压波形的电子测试仪器。
它能够将电压的变化以图形的形式显示出来,帮助工程师分析和调试电路。
以下是一些关于示波器的习题答案,这些习题可能包括基本操作、波形分析和故障诊断等方面。
习题1:如何正确连接示波器以测量信号?答案:首先,确保示波器已经接通电源并预热。
然后,将待测信号通过适当的探头连接到示波器的输入通道。
通常,需要将探头的接地点连接到电路的地线,以确保信号的准确测量。
调整探头的衰减比以匹配信号的幅度。
最后,通过示波器的控制面板设置触发水平和时间基准,以便能够清晰地观察到信号波形。
习题2:如何调整示波器的触发设置?答案:触发是示波器显示稳定波形的关键。
要调整触发设置,首先需要确定触发源,通常为内部或外部信号。
然后,设置触发模式(边沿触发、脉冲触发等),并调整触发电平,使其与信号的特定部分相匹配。
此外,还可以设置触发耦合方式(直流、交流或地线),以适应不同的信号类型。
习题3:如何测量信号的频率和周期?答案:在示波器上测量信号的频率和周期,首先需要将波形稳定显示在屏幕上。
然后,使用示波器的光标测量功能,将光标放置在波形的两个相邻的相同点上(例如,两个相邻的峰值或零点)。
示波器会自动计算并显示这两个点之间的时间间隔,即为周期。
频率则是周期的倒数。
习题4:如何使用示波器测量信号的幅度?答案:测量信号幅度时,需要将波形的峰值对准屏幕的垂直刻度。
然后,读取屏幕上显示的峰-峰值(即从波形的最低点到最高点的垂直距离),这就是信号的幅度。
注意,如果信号是正弦波,峰-峰值是信号幅度的两倍。
习题5:如何诊断电路中的噪声问题?答案:当电路中存在噪声时,波形会在示波器上显示为不规则的波动。
要诊断噪声问题,首先需要确定噪声的来源。
可以通过改变示波器的输入阻抗或使用不同的探头来观察噪声是否改变。
其次,检查电路的接地是否牢固,以及是否有电源干扰。
通过逐步排除法,可以找到噪声的源头并进行相应的修复。
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。
当输入信号为上下沿均很陡的方波,由于Y轴增益的不合适,使得方波的高低电平均超出了Y轴显示范围,这种波形在荧光屏上仅仅出现了几条很陡的竖线。
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。