实验题目:泰克TDS1002数字示波器的使用报告
姓 名:冉 杰 文 学 号: 2012213624
一.实验目的
1.了解示波器的基本结构和工作原理,巩固在理论上学习的示波器的知识。
2.熟悉示波器的面板及每个按钮的功能和作用,熟练运用示波器。
3.学会使用数字示波器测量各种电压信号波形,熟练读取示数。
二.实验准备
实验前对泰克TDS1002数字储存示波器进行了了解。TDSl002 型数字式存储示波器是—一种小巧、轻便、便携式的可以进行以接地电平为 参考点测量的双踪示波器。主要性能有:60MHz 的可选带宽限制。 每个通道都具有 lGS/ s 取样率和 2500D 点记录长度。 光标具有读出功能。 五项自动测量功能。 带温度补偿和可更换高分辨率和高对比度的液晶显示。 设置和波形的存储/调出: 提供快速设置的自动设定功能; 波形的平均值和峰值检测: 数字是存储示波器: 双时基: 视频触发功能: 不同的持续显示时间; 具有 RS-232、 GPlB 和 Centronics 通信端口 (增装扩展模块) 配备十种语言的用户接口,由用户自选。
此数字示波器和模拟示波器的主要区别有:(1)模拟示波器运用传统电路技术在阴极射线管上显示波形, 显示的时间是短暂的, 当输入信号消失时,显示的波形也消失,因此只能对周期性的重复信号进行测量,且 显示的波形会暗淡、闪烁,不能显示波形的重要细节。数字示波器是把模拟信号经 A / D)转换、数据处理后再进行存储和显示,可以保持波形显示。(2)数字示波器的时间基线由晶体振荡器控制,其线性度和精度比模拟示波器好(振 荡器频率精度可达
0.005% )。(3)模拟示波器的垂直位置没有分度,通过输入端接地置定零伏的位置;数字示波 器的垂直位置有分度,能在屏幕上显示地电位的位置。(4)模拟示波器两波道通过电子开关,采用切换和交替的方式来同时显示两个波道 的波形。交替方式的潜在问题是两个波形进行定时测量时,是在两个 不同的时间点上进行的,需要测量两个信号的时间与相位。而数字示波器不存在这个 问题,可以进行精确的定时测量。
三.实验步骤
1.面板介绍
按功能可分为显示区、垂直控制区、水平控制区、 触发区、功能区五个部分。另有 5 个菜单按钮, 3 个输入连接端口。下面将分别介绍各 部分的控制钮以及屏幕上显示的信息。
1.1、垂直系统
1.1.1
为通道的操作菜单分上下两页,七种选择:
a
、耦合:交流、直流、接地、左下角相应标志为 ∽ 或 ···· 或 ╧。 交流:屏幕显示无直流分量的波形,如观察直流电源上的纹波
直流:屏幕显示含直流分量的波形,因此可测量波形的直流电平,被测信 号的直流分量和交流分量均被通过。
接地:断开输入信号
b、带宽限制:打开时,带宽限制在20MHz,在观察频率较低信号时,可抑制掉高频噪音,使波形清晰稳定。关闭时被测信号的高频分量可以通过打开时示波器带宽限制在20MHz,因此大于20MHz的高频分量将被隔离。带宽限制标记:左下角‘B’显示时表示带宽限制被打开。
c、探头:1X、10X、100X、1000X,根据探极衰减因数选取,以保证Y灵敏度的正确性。探头衰减系数的改变,相对的垂直档位的标记也相应更改,如1:1时垂直档位为1V,则10:1时垂直档位为10V。
d、反相:打开时波形反向,关闭时波形正常显示。波形反相:相对地电位翻转180°
1.1.2、数字运算功能
数字运算可以实现两通道的加、减、乘、除以及FFT快速付立叶变换运算。 a、操作:分A+B、A-B、A×B、A÷B、FFT。A、B分别为两个信号源,由菜单键选择。
b、反相,数字运算波形可反相显示。
运算波形的幅度可通过垂直VOLTS/DIV档级进行调整,幅度以百分比的形式显示,从0.1%至1000%以1-2-5进制分档。
FFT频谱分析:使用快速付立叶变换可以将时域信号转换成频谱信号,因此可研究信号中的谐波分量,失真、噪声,可应用于分析振动、滤波器及系统的脉冲响应。
显示全屏:全屏显示FFT波形;分屏:半屏显示FFT波形。
垂直刻度:VRMS:以VRMS为垂直刻度单位。
dBVRMS:以dBVRMS为垂直刻度单位。
1.1.3、垂直POSITION
调节波形在垂直方向的位置。标记在屏幕左下方,调节时自动显示,数秒后消失。如POS:-1.20v,屏幕中心为0。
1.1.4、垂直VOLTS/DIV
为档位调节旋钮,在1×时为2mV/DIV—5V/div,1-2-5分档。档级标记显示在框格外的左下方,如CH1~500mV。彩色液晶屏以不同的颜色表示不同通道和MATH、REF等波形。
1.2、水平系统
1、POSITION:可调节水平位置,也就是触发点在内存的相对位置;也可调节触发释抑时间(触发电路重新启动的时间间隔)。屏幕水平方向中点是波形时间参数点。
2、SEC/DIV:扫描速度调节,从50S/DIV~2nS/DIV(150Hz带宽)。
3、MENU水平菜单,如图2-10所示。
a、延迟扫描:为了观看各图象的某细节部位,延迟扫描的时基快于主时基,故能拉开波形细节。由POSITION和SEC/DIV旋钮来选择延迟扫描的水平位 置和大小。由于延迟扫描模式下,屏幕分上下两部分,相应波形幅度小了一半,故垂直档级也相应改变,如原垂直档级为1V/DIV在延迟扫描打开变成2V/DIV。 b、触发位移:调整触发位置在内存中的水平位置,由POSITION调节时间值在屏幕左下方显示如T→200.0000ns,按触发位移复位键可复位至T→0.000000s中心位置。
c、触发释抑: 为了观察一些重复的组合波形,保证每次触发取样点一致,由触发释抑功能调整间隔时间,使观察波形同步稳定,释抑时间范围为100ns—1.5s,按触发释抑复位,使释抑时间复位到100ns.释抑时间标记在屏幕左下方,如Holdoff:2ms
d、X—Y方式:X—Y方式时,CH1为水平轴电压,CH2为垂直轴电压,采样速率可调,缺省采样率为1Ms/s,一般来说采样率适当降低可获得较好李沙育图形。
1.3触发系统
触发是示波器采集和显示波形的定位点,在模拟示波器中只能显示触发点(满足触发条件)以后的波形,数字示波器开始波形数据采集后一旦触发条件满足的触发点出现时,继续采集足够数据,因此在数字示波器中采集的数据包括触发点前后的数据,触发前的数据显示在触发点的左方,触发后的数据显示在触发点的右方,因此它可以观察触发前的信号,例如研究器件损坏前工作状态或继电器触点的波形都十分方便。
1、LEVEL触发电平,调节触发点对应的信号电压。
2、50%设置触发电平为被测信号幅值中点。
3、FORCE强制产生一个触发信号。
4、MENU触发菜单,触发方式分边沿,视频及脉宽触发。
a、边沿触发:利用输入沿(上升沿或下降沿)的某一电平为触发条件的触发。*边沿触发可对信号源进行选择,分别可选择CH1、CH2,EXT(外触发输入)、EXT/5(外触发输入信号衰减5倍)、EXT(50~)(外触发输入其输入阻抗设置为50Ω),市电(市电频率信号)作为触发源。在外触发时,触发信号从面板的EXT TRIC输入端输入。*可对信号源的上升沿、下降沿进行选择。 *触发工作方式分三种:自动:在没有检测到触发条件下,也能采集波形。 普通:只有满足触发条件时才能采集波形。单次:一次触发,采样一个波形,然后停止。*耦合:触发源信号与触发信号形成电路之间的耦合方式有四种:直流:允许信号所有频率分量通过。交流:阻止直流分量和低于5Hz以下的信号分量通过。低频抑制:只允许信号的高频分量通过,衰减8KHz以下的信号。高频抑制:只允许信号的低频分量通过,衰减150KHz以上的信号。
b、视频触发(如图2-13所示):选择视频触发可以在不同电视制式(PAL、NTSC、SECAM)的标准视频信号进行选场,选行的触发。*视频触发也可对信号源进行选择,可选CH1、CH2、EXT、EXT/5及EXT(50Ω)作为触发源。
*可对不同视频信号的极性进行选择。 适用黑色电平为低的视频信号,适用于黑色电平为高的视频信号。*有不同的同步方式,选场、选行方式。奇数场:在奇数场上触发同步。偶数场:在偶数场上触发同步。所有行:行同步脉
冲触发。指定行:指定的行同步脉冲触发,由触发电平旋钮进行选择指定行。
c、脉宽触发。脉宽触发是由被测脉冲宽度来确定触发条件,这功能在观察某些特殊脉冲群十分有用。*脉宽触发信号源可以选择其中之一:CH1、CH2、EXT、EXT/5、EXT(50Ω)。 *脉冲条件,设置触发脉冲的条件。
指正脉冲,并宽度小于脉冲宽度设置值
指正脉冲,并宽度大于脉冲宽度设置值
指正脉冲,并宽度等于脉冲宽度设置值
指负脉冲,并宽度小于脉冲宽度设置值
指负脉冲,并宽度大于脉冲宽度设置值
指负脉冲,并宽度等于脉冲宽度设置值
*脉宽设置
设置脉冲宽度:按相应菜单键,符号颜色反转,此时可旋转水平
POSITION,改变脉冲宽度值,脉宽宽度调节范围为20ns—1.5s。 *触发方式为自动、普通、单次三种,功能同边沿触发。*耦合方式为直流、交流、高频抑制、低频抑制,功能同边沿触发。
1.4、采样系统
(ACQUIRE)采样系统在MENU区域内,按ACQUIRE键即进入采样系统。采样的获取方式有:
普通:快速触发采样,按相等的时间间隔对信号采样,建立波形。
平均:平均采样方式,用多次采样的平均值显示信号,消除随机噪声,在生物研究时可获取淹没在随机噪声中的有规律的生物电信号。
模拟:模拟显示方式,用亮度表示采集数据出现的概率,数据出现的概率越大,就越亮。
峰值检测:通过采集在采样周期内的最大值和最小值,以检测信号的包络或其中的窄脉冲,此取样方式可以避免信号的混淆,但显示的噪声比较大。 采样系统的几点说明:
*滚动模式:观察低频信号使用滚动模式,当扫描速度在50ms/DIV及以下时,触发方式在自动时,仪器工作于滚动模式,波形自左向右滚动显示更新值,此时水平移位和触发控制不起作用,因为是观察低频信号所以通道耦合应在“直流”状态。
*模拟方式工作时,亮度选中后由水平POSITION调节,范围为1%-100%,最低扫速档级为20ms/DIV。
*混淆抑制:如果示波器对信号取样不够快时,从而无法建立精确的波形,就会产生假波,示波器取样速率在理论上能重现波形的最高频率,就是奈奎斯特频率。混淆抑制打开时可判别信号的最大频率,并以2倍的最大取样速率采集信号,避免假波现象出现。
*实时采样和等效采样:实时采样是每一次采样内存空间的数据,可以捕捉非周期性或单次信号,在20ns或更快时,示波器自动进行内插计算,在采样点之间填补光点,等效采样是一个重复采样方式,适宜于观察重复的周期信号,它有很高的水平分辨率“20PS”,也即等效50GS/S的等效采样速率。
1.5自动测量
(MEASURE)自动测量功能键在MENU区域内,自动测量可进行信源选择,分电压测量和时间测量,全部测量参数可屏幕显示或关闭,也可以清除屏幕上测量数据的显示。
电压测量:具有十种测量功能:峰值、最大值、最小值、平均值、幅度、顶端值、底端值、均方根值、过冲、预冲等。菜单如下(图2-22):
时间测量:具有十种测量功能:频率、周期、上升时间、下降时间、正脉宽、负脉宽、正占空比、负占空比。
延迟1—2(上升沿的延迟时间)延迟1—2(下降沿的延迟时间)。菜单如下:自动测量的结果在屏幕下方,最多可同时显示3个数据,并自动左移,由清除测量键清除显示。
电压参数的定义,
峰峰值(Vpp):波形最高点和最低点的电压值。
最大值(Vmax):波形最高点对GND(地)的电压值。
最小值(Vmin):波形最低点对GND(地)的电压值。
幅值(Vamp):波形顶部与底部的电压值。
顶端值(Vtop):波形顶部对GND(地)的电压值。
底端值(Vbase):波形底部对GND(地)的电压值。
过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值之比。
预冲(preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值之比。
平均值(Vaverage):信号的平均值。
均方根值(Vrms):信号的有效值。
时间参数的定义,如图2-25所示。
上升时间(Rise Time):波形幅度从10%上升至90%的时间。
下降时间(Fall Time):波形幅度从90%下降至10%的时间。
正脉宽(Positive width):正脉冲在50%幅度时脉冲宽度。
负脉宽(Negative width):负脉冲在50%幅度时脉冲宽度。
延迟1→2 :通道1.2相对于上升沿的延时。
延迟1→2:通道1.2相对于下降沿的延时。
正占空比:正脉冲与周期的比值。
负占空比:负脉冲与周期的比值。
1.6光标系统
光标测量分三种:
1、手动方式:手动调节电压和时间的光标间距,菜单下方显示光标A、B的电压值或时间值,或△,1/△。
2、追踪方式:水平和垂直光标交叉构成十字光标,通过垂直移位CH1 POSITION和CH2 POSITION可移动十字光标,在菜单下方显示光标Cur-Ax. Cur-Ay, Cur-Bx, Cur-By,△Y, △X, 1/△X等。
3、自动测量,此自动测量设定后,并在MEASURE功能被选中,和选定测量参数后,系统会自动显示对应的电压和时间光标,并计算相应的参数值。 手动方式:手动方式光标操作方法, 按光标模式键进入手动菜单:选择光标类型的电压或时间;选择信源:CH1、CH2或MATH;使用垂直CH1的POSITION和CH2的POSITION移动光标A,B,在电压测量时,光标上下移动,在时间测量时光标左右移动。将光标移动至所需测试位置,此时菜单下方显示光标A,B所处位置的电压值或时间值。以及△Y,△X,1/△X(即频率)。
光标追踪操作方法:光标追踪方式是在被测波形上显示十字光标,通过垂直CH1、CH2的POSITION移动光标位置,在菜单下方显示Cur-Ax, Cur-Ay, Cur-Bx, Cur-By, △Y, △X, 1/△X的值。(图2-27)
光标自动测量方式:光标模式在自动测量时,只有当MEASURE功能被选中并选择某参数测量时,光标才有显示,并显示在相应的参数定义的位置上,如图2-28所示。
1.7自动(AUTO)和运行/停止(RUN/STOP)
AUTO:自动设定仪器的各项档级及范围,以产生适宜观察的输入信号的波形,如图2-29所示。
多周期:自动显示多个周期信号;
单周期:自动显示单个周期信号,
上升沿:自动设置并显示上升时间;
下降沿:自动设置并显示下降时间。
撤消:撤消自动设置。
RUN/STOP:波形采样/停止波形采样。在停止状态下,水平和垂直档位和移位可在一定范围内调整,以便观察。自动设定的功能的状态,档级、电平、耦合等均在屏幕相应位置的状态拦显示,也可通过各菜单MENU,调出显示。
自动设定功能的项目;
显示方式 Y—T
采样方式 等效采样
获取方式 普通
垂直耦合 根据信号确定交流或直流
垂直V/DIV 根据信号确定适当档位
垂直档位调节 粗调
带宽限制 关闭
信号反相 关闭
水平位置 居中
“SEC/DIV” 根据信号确定适当档位
触发类型 边沿
触发信源 自动检测到有信号输入的通道
触发耦合 直流
触发电平 中点设定
触发方式 自动
水平位移 触发位移
四.实验总结
通过本次实验熟练的掌握了数字示波器的面板,了解了示波器的解基本原理。知道面板上的每个按钮的作用,熟练的运用这些按钮进行波形的测试,掌握了示波器的各种方法测试方法。
实验题目:泰克TDS1002数字示波器的使用报告
姓 名:冉 杰 文 学 号: 2012213624
一.实验目的
1.了解示波器的基本结构和工作原理,巩固在理论上学习的示波器的知识。
2.熟悉示波器的面板及每个按钮的功能和作用,熟练运用示波器。
3.学会使用数字示波器测量各种电压信号波形,熟练读取示数。
二.实验准备
实验前对泰克TDS1002数字储存示波器进行了了解。TDSl002 型数字式存储示波器是—一种小巧、轻便、便携式的可以进行以接地电平为 参考点测量的双踪示波器。主要性能有:60MHz 的可选带宽限制。 每个通道都具有 lGS/ s 取样率和 2500D 点记录长度。 光标具有读出功能。 五项自动测量功能。 带温度补偿和可更换高分辨率和高对比度的液晶显示。 设置和波形的存储/调出: 提供快速设置的自动设定功能; 波形的平均值和峰值检测: 数字是存储示波器: 双时基: 视频触发功能: 不同的持续显示时间; 具有 RS-232、 GPlB 和 Centronics 通信端口 (增装扩展模块) 配备十种语言的用户接口,由用户自选。
此数字示波器和模拟示波器的主要区别有:(1)模拟示波器运用传统电路技术在阴极射线管上显示波形, 显示的时间是短暂的, 当输入信号消失时,显示的波形也消失,因此只能对周期性的重复信号进行测量,且 显示的波形会暗淡、闪烁,不能显示波形的重要细节。数字示波器是把模拟信号经 A / D)转换、数据处理后再进行存储和显示,可以保持波形显示。(2)数字示波器的时间基线由晶体振荡器控制,其线性度和精度比模拟示波器好(振 荡器频率精度可达
0.005% )。(3)模拟示波器的垂直位置没有分度,通过输入端接地置定零伏的位置;数字示波 器的垂直位置有分度,能在屏幕上显示地电位的位置。(4)模拟示波器两波道通过电子开关,采用切换和交替的方式来同时显示两个波道 的波形。交替方式的潜在问题是两个波形进行定时测量时,是在两个 不同的时间点上进行的,需要测量两个信号的时间与相位。而数字示波器不存在这个 问题,可以进行精确的定时测量。
三.实验步骤
1.面板介绍
按功能可分为显示区、垂直控制区、水平控制区、 触发区、功能区五个部分。另有 5 个菜单按钮, 3 个输入连接端口。下面将分别介绍各 部分的控制钮以及屏幕上显示的信息。
1.1、垂直系统
1.1.1
为通道的操作菜单分上下两页,七种选择:
a
、耦合:交流、直流、接地、左下角相应标志为 ∽ 或 ···· 或 ╧。 交流:屏幕显示无直流分量的波形,如观察直流电源上的纹波
直流:屏幕显示含直流分量的波形,因此可测量波形的直流电平,被测信 号的直流分量和交流分量均被通过。
接地:断开输入信号
b、带宽限制:打开时,带宽限制在20MHz,在观察频率较低信号时,可抑制掉高频噪音,使波形清晰稳定。关闭时被测信号的高频分量可以通过打开时示波器带宽限制在20MHz,因此大于20MHz的高频分量将被隔离。带宽限制标记:左下角‘B’显示时表示带宽限制被打开。
c、探头:1X、10X、100X、1000X,根据探极衰减因数选取,以保证Y灵敏度的正确性。探头衰减系数的改变,相对的垂直档位的标记也相应更改,如1:1时垂直档位为1V,则10:1时垂直档位为10V。
d、反相:打开时波形反向,关闭时波形正常显示。波形反相:相对地电位翻转180°
1.1.2、数字运算功能
数字运算可以实现两通道的加、减、乘、除以及FFT快速付立叶变换运算。 a、操作:分A+B、A-B、A×B、A÷B、FFT。A、B分别为两个信号源,由菜单键选择。
b、反相,数字运算波形可反相显示。
运算波形的幅度可通过垂直VOLTS/DIV档级进行调整,幅度以百分比的形式显示,从0.1%至1000%以1-2-5进制分档。
FFT频谱分析:使用快速付立叶变换可以将时域信号转换成频谱信号,因此可研究信号中的谐波分量,失真、噪声,可应用于分析振动、滤波器及系统的脉冲响应。
显示全屏:全屏显示FFT波形;分屏:半屏显示FFT波形。
垂直刻度:VRMS:以VRMS为垂直刻度单位。
dBVRMS:以dBVRMS为垂直刻度单位。
1.1.3、垂直POSITION
调节波形在垂直方向的位置。标记在屏幕左下方,调节时自动显示,数秒后消失。如POS:-1.20v,屏幕中心为0。
1.1.4、垂直VOLTS/DIV
为档位调节旋钮,在1×时为2mV/DIV—5V/div,1-2-5分档。档级标记显示在框格外的左下方,如CH1~500mV。彩色液晶屏以不同的颜色表示不同通道和MATH、REF等波形。
1.2、水平系统
1、POSITION:可调节水平位置,也就是触发点在内存的相对位置;也可调节触发释抑时间(触发电路重新启动的时间间隔)。屏幕水平方向中点是波形时间参数点。
2、SEC/DIV:扫描速度调节,从50S/DIV~2nS/DIV(150Hz带宽)。
3、MENU水平菜单,如图2-10所示。
a、延迟扫描:为了观看各图象的某细节部位,延迟扫描的时基快于主时基,故能拉开波形细节。由POSITION和SEC/DIV旋钮来选择延迟扫描的水平位 置和大小。由于延迟扫描模式下,屏幕分上下两部分,相应波形幅度小了一半,故垂直档级也相应改变,如原垂直档级为1V/DIV在延迟扫描打开变成2V/DIV。 b、触发位移:调整触发位置在内存中的水平位置,由POSITION调节时间值在屏幕左下方显示如T→200.0000ns,按触发位移复位键可复位至T→0.000000s中心位置。
c、触发释抑: 为了观察一些重复的组合波形,保证每次触发取样点一致,由触发释抑功能调整间隔时间,使观察波形同步稳定,释抑时间范围为100ns—1.5s,按触发释抑复位,使释抑时间复位到100ns.释抑时间标记在屏幕左下方,如Holdoff:2ms
d、X—Y方式:X—Y方式时,CH1为水平轴电压,CH2为垂直轴电压,采样速率可调,缺省采样率为1Ms/s,一般来说采样率适当降低可获得较好李沙育图形。
1.3触发系统
触发是示波器采集和显示波形的定位点,在模拟示波器中只能显示触发点(满足触发条件)以后的波形,数字示波器开始波形数据采集后一旦触发条件满足的触发点出现时,继续采集足够数据,因此在数字示波器中采集的数据包括触发点前后的数据,触发前的数据显示在触发点的左方,触发后的数据显示在触发点的右方,因此它可以观察触发前的信号,例如研究器件损坏前工作状态或继电器触点的波形都十分方便。
1、LEVEL触发电平,调节触发点对应的信号电压。
2、50%设置触发电平为被测信号幅值中点。
3、FORCE强制产生一个触发信号。
4、MENU触发菜单,触发方式分边沿,视频及脉宽触发。
a、边沿触发:利用输入沿(上升沿或下降沿)的某一电平为触发条件的触发。*边沿触发可对信号源进行选择,分别可选择CH1、CH2,EXT(外触发输入)、EXT/5(外触发输入信号衰减5倍)、EXT(50~)(外触发输入其输入阻抗设置为50Ω),市电(市电频率信号)作为触发源。在外触发时,触发信号从面板的EXT TRIC输入端输入。*可对信号源的上升沿、下降沿进行选择。 *触发工作方式分三种:自动:在没有检测到触发条件下,也能采集波形。 普通:只有满足触发条件时才能采集波形。单次:一次触发,采样一个波形,然后停止。*耦合:触发源信号与触发信号形成电路之间的耦合方式有四种:直流:允许信号所有频率分量通过。交流:阻止直流分量和低于5Hz以下的信号分量通过。低频抑制:只允许信号的高频分量通过,衰减8KHz以下的信号。高频抑制:只允许信号的低频分量通过,衰减150KHz以上的信号。
b、视频触发(如图2-13所示):选择视频触发可以在不同电视制式(PAL、NTSC、SECAM)的标准视频信号进行选场,选行的触发。*视频触发也可对信号源进行选择,可选CH1、CH2、EXT、EXT/5及EXT(50Ω)作为触发源。
*可对不同视频信号的极性进行选择。 适用黑色电平为低的视频信号,适用于黑色电平为高的视频信号。*有不同的同步方式,选场、选行方式。奇数场:在奇数场上触发同步。偶数场:在偶数场上触发同步。所有行:行同步脉
冲触发。指定行:指定的行同步脉冲触发,由触发电平旋钮进行选择指定行。
c、脉宽触发。脉宽触发是由被测脉冲宽度来确定触发条件,这功能在观察某些特殊脉冲群十分有用。*脉宽触发信号源可以选择其中之一:CH1、CH2、EXT、EXT/5、EXT(50Ω)。 *脉冲条件,设置触发脉冲的条件。
指正脉冲,并宽度小于脉冲宽度设置值
指正脉冲,并宽度大于脉冲宽度设置值
指正脉冲,并宽度等于脉冲宽度设置值
指负脉冲,并宽度小于脉冲宽度设置值
指负脉冲,并宽度大于脉冲宽度设置值
指负脉冲,并宽度等于脉冲宽度设置值
*脉宽设置
设置脉冲宽度:按相应菜单键,符号颜色反转,此时可旋转水平
POSITION,改变脉冲宽度值,脉宽宽度调节范围为20ns—1.5s。 *触发方式为自动、普通、单次三种,功能同边沿触发。*耦合方式为直流、交流、高频抑制、低频抑制,功能同边沿触发。
1.4、采样系统
(ACQUIRE)采样系统在MENU区域内,按ACQUIRE键即进入采样系统。采样的获取方式有:
普通:快速触发采样,按相等的时间间隔对信号采样,建立波形。
平均:平均采样方式,用多次采样的平均值显示信号,消除随机噪声,在生物研究时可获取淹没在随机噪声中的有规律的生物电信号。
模拟:模拟显示方式,用亮度表示采集数据出现的概率,数据出现的概率越大,就越亮。
峰值检测:通过采集在采样周期内的最大值和最小值,以检测信号的包络或其中的窄脉冲,此取样方式可以避免信号的混淆,但显示的噪声比较大。 采样系统的几点说明:
*滚动模式:观察低频信号使用滚动模式,当扫描速度在50ms/DIV及以下时,触发方式在自动时,仪器工作于滚动模式,波形自左向右滚动显示更新值,此时水平移位和触发控制不起作用,因为是观察低频信号所以通道耦合应在“直流”状态。
*模拟方式工作时,亮度选中后由水平POSITION调节,范围为1%-100%,最低扫速档级为20ms/DIV。
*混淆抑制:如果示波器对信号取样不够快时,从而无法建立精确的波形,就会产生假波,示波器取样速率在理论上能重现波形的最高频率,就是奈奎斯特频率。混淆抑制打开时可判别信号的最大频率,并以2倍的最大取样速率采集信号,避免假波现象出现。
*实时采样和等效采样:实时采样是每一次采样内存空间的数据,可以捕捉非周期性或单次信号,在20ns或更快时,示波器自动进行内插计算,在采样点之间填补光点,等效采样是一个重复采样方式,适宜于观察重复的周期信号,它有很高的水平分辨率“20PS”,也即等效50GS/S的等效采样速率。
1.5自动测量
(MEASURE)自动测量功能键在MENU区域内,自动测量可进行信源选择,分电压测量和时间测量,全部测量参数可屏幕显示或关闭,也可以清除屏幕上测量数据的显示。
电压测量:具有十种测量功能:峰值、最大值、最小值、平均值、幅度、顶端值、底端值、均方根值、过冲、预冲等。菜单如下(图2-22):
时间测量:具有十种测量功能:频率、周期、上升时间、下降时间、正脉宽、负脉宽、正占空比、负占空比。
延迟1—2(上升沿的延迟时间)延迟1—2(下降沿的延迟时间)。菜单如下:自动测量的结果在屏幕下方,最多可同时显示3个数据,并自动左移,由清除测量键清除显示。
电压参数的定义,
峰峰值(Vpp):波形最高点和最低点的电压值。
最大值(Vmax):波形最高点对GND(地)的电压值。
最小值(Vmin):波形最低点对GND(地)的电压值。
幅值(Vamp):波形顶部与底部的电压值。
顶端值(Vtop):波形顶部对GND(地)的电压值。
底端值(Vbase):波形底部对GND(地)的电压值。
过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值之比。
预冲(preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值之比。
平均值(Vaverage):信号的平均值。
均方根值(Vrms):信号的有效值。
时间参数的定义,如图2-25所示。
上升时间(Rise Time):波形幅度从10%上升至90%的时间。
下降时间(Fall Time):波形幅度从90%下降至10%的时间。
正脉宽(Positive width):正脉冲在50%幅度时脉冲宽度。
负脉宽(Negative width):负脉冲在50%幅度时脉冲宽度。
延迟1→2 :通道1.2相对于上升沿的延时。
延迟1→2:通道1.2相对于下降沿的延时。
正占空比:正脉冲与周期的比值。
负占空比:负脉冲与周期的比值。
1.6光标系统
光标测量分三种:
1、手动方式:手动调节电压和时间的光标间距,菜单下方显示光标A、B的电压值或时间值,或△,1/△。
2、追踪方式:水平和垂直光标交叉构成十字光标,通过垂直移位CH1 POSITION和CH2 POSITION可移动十字光标,在菜单下方显示光标Cur-Ax. Cur-Ay, Cur-Bx, Cur-By,△Y, △X, 1/△X等。
3、自动测量,此自动测量设定后,并在MEASURE功能被选中,和选定测量参数后,系统会自动显示对应的电压和时间光标,并计算相应的参数值。 手动方式:手动方式光标操作方法, 按光标模式键进入手动菜单:选择光标类型的电压或时间;选择信源:CH1、CH2或MATH;使用垂直CH1的POSITION和CH2的POSITION移动光标A,B,在电压测量时,光标上下移动,在时间测量时光标左右移动。将光标移动至所需测试位置,此时菜单下方显示光标A,B所处位置的电压值或时间值。以及△Y,△X,1/△X(即频率)。
光标追踪操作方法:光标追踪方式是在被测波形上显示十字光标,通过垂直CH1、CH2的POSITION移动光标位置,在菜单下方显示Cur-Ax, Cur-Ay, Cur-Bx, Cur-By, △Y, △X, 1/△X的值。(图2-27)
光标自动测量方式:光标模式在自动测量时,只有当MEASURE功能被选中并选择某参数测量时,光标才有显示,并显示在相应的参数定义的位置上,如图2-28所示。
1.7自动(AUTO)和运行/停止(RUN/STOP)
AUTO:自动设定仪器的各项档级及范围,以产生适宜观察的输入信号的波形,如图2-29所示。
多周期:自动显示多个周期信号;
单周期:自动显示单个周期信号,
上升沿:自动设置并显示上升时间;
下降沿:自动设置并显示下降时间。
撤消:撤消自动设置。
RUN/STOP:波形采样/停止波形采样。在停止状态下,水平和垂直档位和移位可在一定范围内调整,以便观察。自动设定的功能的状态,档级、电平、耦合等均在屏幕相应位置的状态拦显示,也可通过各菜单MENU,调出显示。
自动设定功能的项目;
显示方式 Y—T
采样方式 等效采样
获取方式 普通
垂直耦合 根据信号确定交流或直流
垂直V/DIV 根据信号确定适当档位
垂直档位调节 粗调
带宽限制 关闭
信号反相 关闭
水平位置 居中
“SEC/DIV” 根据信号确定适当档位
触发类型 边沿
触发信源 自动检测到有信号输入的通道
触发耦合 直流
触发电平 中点设定
触发方式 自动
水平位移 触发位移
四.实验总结
通过本次实验熟练的掌握了数字示波器的面板,了解了示波器的解基本原理。知道面板上的每个按钮的作用,熟练的运用这些按钮进行波形的测试,掌握了示波器的各种方法测试方法。