电子技术的常用知识（131楼-140楼有大量实用网址）

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维修主板的工具大致可以分成下列几类：
第一类，拆焊设备
1.电烙铁，建议购买现成的AT936可调恒温焊台，这类焊台的烙铁部分较为小巧，运用灵活，一般功率50W，最高温度可调至480℃，有效的防止对CMOS元件的静电危害，还可以根据焊接的具体要求来选取不同的烙铁头（特殊型烙铁头价格较贵），现在价格还不到200元，我用的是安泰936，很好。如果经济条件实在困难可以购买普通可调恒温电烙铁，如广州黄花电子工具有限公司生产的905、906型，最大功率60W，较适合主板铜箔层数多、散热面积大的特点，价格一般50元以下，但不要选907型，我作上门时使用的就是它，已发现诸多问题。另外提醒大家一下买电烙铁时，不宜选烙铁头很尖的，尖头实际使用中常常适得其反。
2.热风枪，市场上有多个厂家的产品，恒温型便宜的不到500元，用来修手机较合适，但普遍不适用于主板维修。主板尺寸比手机大得多，也厚得多，现有热风枪焊主板上的小件尚可，对如super I/O等稍大的芯片加热时间过长，拖泥带水，常常坏事。我还是觉得用塑料焊枪自制热风枪的效果较为理想，价格也不贵，只是要加装电机调速。这里建议大家不要选购燃气热风枪，因为它的温度难以控制，96年我买带电子打火的燃气热风枪时发现打火部分才使了几次就不好使了，用火柴点，喷出的气流却吹灭了火柴，更要命的是常常元件是拆下来了，电路板也鼓了。建议买安泰信的。
第二类，检测设备
1．万用表，使用第一频繁的仪表，强烈推荐数字式万用表,价格不高，我用的DT9205大概70－80元，抗跌落性能远高于指针式的，高内阻，读数精确，可用声音指示通断，利用其二极管挡区分普通低频二极管、开关二极管、高速二极管、稳压二极管很容易，好处多多，咱从93年用了数字万用表后就没再使指针的了。
2．POST卡，这可是主板检测专用工具呀，必备。对于不亮的主板如果电源没问题，POST卡的检测结果非常重要。POST卡有多个厂家生产，国内卖的基本上都是深圳生产的，价格一般30－50，我使用中都发现有这样那样的问题，但与国外的产品比较还是性价比最优的。提醒大家一下国产POST卡的说明书都是彼此抄袭，代码解释错误诸多，参考性不大。
3.示波器，通用设备，属“万金油”类必备利器。我觉得如果没有示波器，是没法修主板的。我认为20MHz带宽示波器基本是入门级设备，如果资金不够可以先考虑买台模拟的，1000元左右的，如果资金允许可以考虑买台普源的数字示波器，彩色液晶，使用起来比较方便,推荐型号：DS1102E 带宽100M，采样率1G，或者DS1052E，带宽50M。选择这两款绝对没有错。
4．AT/ATX电源，没电源就没法修主板，这简直是废话。ATX电源建议购买P4用的，一步到位，并且一定要带电源开关的，否则就得自己加装了，比较麻烦。我在待机用+5VSB组输出端加了个发光二极管，既可以知道电源的通断又利于观察＋5VSB的输出情况，很方便。也可以考虑固纬的电源，质量好，就是价格贵一些。
5．键盘、串口、并口测试设备，键盘、串口比较好测，并口用打印机试倒是可以，但有时主板也会烧坏打印机的接口部分，你如果有很多打印机并且不心疼的话，那还是可以的。专业维修站一般都有专用的串口、并口测试盒及配套软件。
6．PCI BUS信号测试卡，在老的686（包括586）主板芯片设计中，南北桥是通过PCI总线连接在一起的，通过测试PCI信号的波形可以帮助发现问题的所在。INTEL从810开始南北桥之间采用了HUB接口，PCI总线是挂在南桥上的，测量PCI信号的做法已不重要，但仍不失为一种参考。
7．编程器，在我接修的主板当中会有大约30%的故障是由BIOS引发的（很多用户是已经找人刷过BIOS的），没有编程器修主板会困难重重，特别是不亮的主板。我买过三个编程器:西尔特L+、润飞RF1800、LT-48。买L+时对编程器没什么了解，只是觉得够用，价格也不贵，经销商又强力推荐，就买了，使得不错，现在我徒弟用它修显示器。买RF1800是因为当时我想拿它搞解密，后来只在修BRUCK保龄球设备时用上了解密功能，这个厂家宣传的最大卖点华而不实，其他倒也中规中举，只是电源了、连线了又沉又长，带着十分不便，已经削价处理给我朋友王德军，据他讲1800挑主板。LT-48使着很爽，AUTO ID功能很实用，效验功能又严格，基本上不出L+、1800写后实际使用中仍出错的问题，就是WINDOWS下不能测试74IC，非常遗憾。L+、1800当时的价都在1400元左右，LT-48有真有假，真的3000元以上。

[ 本帖最后由 京都电子 于 2010-6-8 09:41 编辑 ]

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“示波器带宽”和“网络带宽”的区别
关于"带宽"的含义众说纷纭,很多工程师咨询示波器的"带宽"和网络,通信中所说的带宽为何不是同一个单位?这些"带宽"之间的异同之处是什么?他们是用什么技术原理?这里,将重点阐述这些问题.

        首先,带宽是用来传输的一个通道,它传输的是什么呢?信号,重点是在信号的传输技术上.如果传输模拟信号,则需要"模拟带宽";如果需要传输数字信号,则需要"数字带宽".因此，带宽可以这么分步来定义．带宽通常指信号所占据的频带宽度；在被用来描述信道时，是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度。

        对于模拟信号而言，模拟信号以声音，光，电波粒为主．带宽又称为频带宽度，以每秒传送周期或赫兹（Hz）为单位。例如模拟语音电话的信号的带宽为3.4KHz，一个PAL-D电视频道带宽为8MHz（含保护带宽），中国电视是PAL D/K制式，伴音载频频率比图像载频频率高6.5MHz，每个频道带宽为8MHz，从图像载频频率-1.25MHz至图像载频频率+6.5MHz。例如，3频道的图像载频频率是65.75MHz，由此可推算出其伴音载频频率是72.25MHz，频率范围是64.5-72.5MHz。因此，对于模拟信号，定义带宽为：指信号具有的频带宽度.信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围.而带宽的载体是滤波器，放大器或衰减器等模拟器件或电路．

        对于数字信号而言，带宽是指单位时间内链路能够通过的数据量。例如ISDN的B信道带宽为64Kbps。由于数字信号的传输是通过模拟信号的调制完成的，为了与模拟带宽进行区分，数字信道的带宽一般直接用波特率，符号率，采样率，比特率等来描述。在网络中有两种不同的速率：

        １，信号（即电磁波）在传输媒体上的传播速率（米/秒，公里/秒或光年）；
        ２，计算机向网络发送比特的速率（比特/秒）；
        
        这两种速率的意义和单位完全不同。计算机网络系统统一以下公式定义带宽：带宽=时钟频率＊总线位数/8；简单的说，带宽就是传输速率，是指每秒钟传输的最大字节数（MB/S），即每秒处理多少兆字节，高带宽则意味着系统的高处理数据速度的能力。为了更形象地理解带宽、位宽、时钟频率的关系，我们举个比较形象的例子，工人加工零件，如果一个人干，在大家单个加工速度相同的情况下，肯定不如两个人干的多，带宽就象是加工零件的总数量，位宽仿佛工人数量，时钟工作频率相当于加工单个零件的速度，位宽越宽，时钟频率越高则总线带宽越大,其带宽越大，产能效率越高也是显而易见的。１的信号的传输载体是导线，同轴双绞线或光缆等，２的信号载体包括以上１和计算机系统的软硬件资源系统．

        由于数字示波器的５大系统决定了示波器的带宽必定具有模拟带宽和数字带宽，因此，各示波器厂家在标示其示波器指标时必须标定两个主要指标来显示其最高的信号处理能力，即大家常在ＴＥＫ示波器显示屏幕右上角标定最大模拟带宽和采样率带宽．如ＤＰＯ４１０４示波器具有最大的５ＧＳ／Ｓ的采样率，屏幕刻度１０个时间分隔设置为１０ns/div.那么每个波形水平时间点数等于5×109 点/s×10×10-9 s/div×10div,又，其具有8bitAD的垂直分辨率,因此500点.=500*256=128Kb/8=16KB.即在100ns的传输容量为16KB。

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示波器是一种图形显示设备，它描绘电信号的波形曲线。这一简单的波形能够说明信号的许多特性：信号的时间和电压值、振荡信号的频率、信号所代表电路中“变化部分”信号的特定部分相对于其它部分的发生频率、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的直流成份（DC）和交流成份（AC）、信号的噪声值和噪声随时间变化的情况、比较多个波形信号等。

    示波器种类:

    一、模拟示波器。

    二、数字示波器。

    三、数字荧光示波器。

    四、基于PC的数字示波器

    五、手持数字示波器。

    １、示波器的发展过程

    初期主要为模拟示波器

    廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代，雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具，泰克成功开发带宽10MHz的同步示波器，这是近代示波器的基础。五十年代半导体和电子计算机的问世，促进电子示波器的带宽达到100MHz。六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献，出现带宽6GHz的取样示波器、带宽4GHz的行波示波管、1GHz的存储示波管；便携式、插件式示波器成为系列产品。七十年代模拟式电子示波器达到高峰，行谱系列非常完整，带宽1GHz的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平，为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。模拟示波器从此没有更大的进展，开始让位于数字示波器，英国和法国甚至退出示波器市场，技术以美国领先，中低档产品由日本生产。

    模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和预前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器逐渐从前台退到后台。

    但是在发展初期模拟示波器的某些特点，却是数字示波器所不具备的：

     ○操作简单：全部操作都在面板上可以找到，波形反应及时，数字示波器往往要较长处理时间。

     ○垂直分辨率高：连续而且无限级，数字示波器分辨率一般只有8位至10位。

     ○数据更新快：每秒捕捉几十万个波形，数字示波器每秒捕捉几十个波形。

     ○实时带宽和实时显示：连续波形与单次波形的带宽相同，数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。

    简而言之，模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形，在规定的带宽内可非常放心进行测试。人类五官中眼睛视觉神经十分灵敏，屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断，细微变化都可感知。因此，刚开始模拟示波器深受使用者的欢迎。

    中期数字示波器独领风骚

    八十年代的数字示波器处在转型阶段，还有不少地方要改进，美国的TEK公司和HP公司都对数字示波器的发展作出贡献。它们后来停产模拟示波器，并且只生产性能好的数字示波器。进入九十年代，数字示波器除了提高带宽到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模拟示波器。出现所谓数字示波器模拟化的现象，换句话说，尽量吸收模拟示波器的优点，使数字示波器更好用。

    数字示波器首先在取样率上提高，从最初取样率等于两倍带宽，提高至五倍甚至十倍，相应对正弦波取样引入的失真也从100%降低至3%甚至1%。带宽1GHz的取样率就是5GHz/s，甚至10GHz/s。

    其次，提高数字示波器的更新率，达到模拟示波器相同水平，最高可达每秒40万个波形，使观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲的能力大为增强。

    再次，采用多处理器加快信号处理能力，从多重菜单的烦琐测量参数调节，改进为简单的旋钮调节，甚至完全自动测量，使用上与模拟示波器同样方便。

最后，数字示波器与模拟示波器一样具有屏幕的余辉方式显示，赋于波形的三维状态，即显示出信号的幅值、时间以及幅值在时间上的分布。具有这种功能的数字示波器称为数字荧光示波器或数字余辉示波器即数模兼合。


数字示波器要有模拟功能

    模拟示波器用阴极射线管显示波形，示波管的带宽与模拟示波器的相同，亦即示波管内电子运动速度与信号频率成正比，信号频率越高电子速度越快，示波管屏幕的亮度与电子束的速度成反比，低频波形的亮度高，高频波形的亮度低。利用荧光屏幕的亮度或灰度容易获得信号的第三维信息，如用屏幕垂直轴表示幅度，水平轴表示时间，则屏幕亮度可表示信号幅度随时间分布的变化。这种与时间有关的荧光余辉（灰度定标）效应对观察混合波形和偶发波形十分有效，模拟存储示波器就是这种专用示波器的代表产品，最高的性能达到800MHz带宽，可记录到1ns左右的快速瞬变偶发事件。

    数字示波器缺少余辉显示功能,因为它是数字处理，只有两个状态，非高即低，原则上波形也是“有”和“无”两个显示。为达到模拟示波器那样的多层次亮度变化，必须采用专用图象处理芯片，例如TEK公司采用DPX型处理器芯片，具有数据采集、图象处理和存储等多项功能，DPX芯片由130万个晶体管组成，采用0。65μm的CMOS工艺，并行流水结构，取样率高。它既是数据采集芯片，同时也是光栅扫描器，模拟示波管屏幕荧光体的发光特性，用16级亮度分级，将波形存储在500×200像素的LCD单色或彩色显示屏上，每1/30秒更新一次。由于模拟存储示波器只能依靠照相底片记录波形，对数据保存并不方便，而数字荧光示波器是数字处理的显示，数据记录、处理、保存都十分方便。例如用红色表示出现几率最高的波形，兰色表示出现几率最低的波形，达到一目了然。由于数字示波器已经达到4GHz以上带宽的水平，配合荧光显示特性，总的性能优于模拟存储示波器。

    数字荧光示波器

    数字荧光示波器（DPO）为示波器系列增加了一种新的类型，能实时显示、存贮和分析复杂信号的三维信号信息：幅度、时间和整个时间的幅度分布。

     DSO采用串行处理的体系结构捕获、显示和分析信号；相对而言，DPO为完成这些功能采用的是并行体系结构，如图一、二所示。并行结构和基于ASIC硬件的处理技术，使数字荧光示波器能够捕捉到当今复杂的动态信号中的全部细节和异常情况，并以人类的眼睛的接受速度显示出来。

    普通数字示波器要观察偶发事件需要使用长时间记录，然后作信号处理，这种办法会漏掉非周期性出现的信号和不能显示出信号的动态特性。数字荧光示波器能够显示复杂波形中的微细差别，以及出现的频繁程度。例如观察电视信号，既有行扫描、帧扫描、视频信号和伴音信号，还要记录电视信号中的异常现象，对于专业人员和维修人员都是同样重要的。

    例。TEK公司的TDS3000系列数字荧光示波器提供多种测试模块，可以从前面板右上角插入六种模块。例如触发模块可作逻辑状态、逻辑图形触发，以及脉冲参数（上升、下降沿、宽度、周期等）；电视模块专用于多种制式的（NTSC、PAL和SECAM）波形记录；快速傅里叶变换（FFT）模块可快速显示信号的频率成分和频谱分布，既可分析脉冲响应，亦可分析谐波分布，并且识别和定位噪声和干扰来源。还有高级分析模块和极限测试模块。

     TDS3000系列示波器是便携式的，重量不到7磅，可由电池供电，特别适于现场使用。

   

    自从示波器问世以来，它一直是最重要、最常用的电子测试工具之一；由于电子技术的发展，示波器的能力也在不断提升，其性能与价格也五花八门，市场参差不齐，本文从多方面阐述您如何选择示波器。

    了解您的信号？

    您要知道您用示波器观察什么？既您要捕捉并观察的信号其典型性能是什么？您的信号是否有复杂的特性？您的信号是重复信号还是单次信号？您要测量的信号过渡过程带宽，或者上升时间是多大？您打算用何种信号特性来触发短脉冲、脉冲宽度、窄脉冲等？您打算同时显示多少信号？

    模拟还是数字？

    参见前面的《示波器发展》。总之，传统的观点认为模拟示波器具有熟悉的面板控制，价格低廉，因而总觉得模拟示波器“使用方便”。但是随着A/D转换器速度逐年提高和价格不断降低，以及数字示波器不断增加的测量能力和实际上不受限制的各种功能，数字示波器已独领风骚。

    带宽如何？

    带宽一般定义为正弦输入信号幅度衰减到-3dB时的频率，即70。7%，带宽决定示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加，示波器对信号的准确显示能力将下降，如果没有足够的带宽，示波器将无法分辨高频变化。幅度将出现失真，边缘将会消失，细节数据将被丢失。如果没有足够的带宽，得到的关于信号的所有特性，响铃和振鸣等都毫无意义。

    一个决定您所需要的示波器带宽有效的经验法则是“5倍准则”；即将您要测量的信号最高频率分量乘以5。这将会使您在测量中获得高于2%的精度。

    在某些应用场合，您不知道你的感兴趣的信号带宽，但是您知道它的最快上升时间，大多数字示波器的频率响应用下面的公式来计算关联带宽和仪器的上升时间：Bw=0。35/信号的最快上升时间。

    带宽有两种类型：重复（或等效时间）带宽和实时（或单次）带宽。重复带宽只适用于重复的信号，显示来自于多次信号采集期间的采样。实时带宽是示波器的单次采样中所能捕捉的最高频率，且当捕捉的事件不是经常出现时要求相当苛刻。实时带宽与采样速率联系在一起。

    由于更宽的带宽往往意味着更高的价格，因此应对照你的预算来评定通常要观察信号的频率成分。

采样速率怎样？

    定义为每秒采样次数（S/s），指数字示波器对信号采样的频率。示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就高，重要信息和事件丢失的概率就越小。

    如果需要观测较长时间范围内的慢变信号，则最小采样速率就变得较为重要。为了在显示的波形记录中保持固定的波形数，需要调整水平控制按钮，而所显示的采样速率也将随着水平调节按钮的调节而变化。

    如何计算采样速率？计算方法取决于所测量的波形的类型，以及示波器所采用的信号重建方式。

    为了准确地再现信号并避免混淆，奈奎斯定理规定：信号的采样速率必须不小于其最高频率成分的两倍。然而，这个定理的前提是基于无限长时间和连续的信号。由于没有示波器可以提供无限时间的记录长度，而且，从定义上看，低频干扰是不连续的，所以采用两倍于最高频率成分的采样速率通常是不够的。

    实际上，信号的准确再现取决于其采样速率和信号采样点间隙所采用的插值法。一些示波器会为操作者提供以下选择：测量正弦信号的正弦插值法，以及测量矩形波、脉冲和其他信号类型的线性插值法。

    有一个在比较取样速率和信号带宽时很有用的经验法则：如果您正在观察的示波器有内插（通过筛选以便在取样点间重新生成），则（取样速率/信号带宽）的比值至少应为4∶1。无正弦内插时，则应采取10∶1的比值。

    屏幕刷新率多快？

    所有的示波器都会闪烁。也就是说，示波器每秒钟以特定的次数捕获信号，在这些测量点之间将不再进行测量。这就是波形捕获速率，也称屏幕刷新率，表示为波形数每秒（wfms/s）。采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内，采样输入信号的频率;波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。波形捕获速率取决于示波器的类型和性能级别，且有着很大的变化范围。高波形捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特性，并能极大地增加示波器快速捕获瞬时的异常情况，如抖动、矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的概率。

    数字存储示波器（DSO）使用串行处理结构每秒钟可以捕获10到5000个波形。DPO数字荧光示波器采用并行处理结构，可以提供更高的波形捕获速率，有的高达每秒数百万个波形，大大提高了捕获间歇和难以捕捉事件的可能性，并能让您更快地发现信号存在的问题。

    存储深度是多少？

    存储深度是示波器所能存储的采样点多少的量度。如果您需要不间断的捕捉一个脉冲串，则要求示波器有足够的存储器以便捕捉整个事件。将所要捕捉的时间长度除以精确重现信号所须的取样速度，可以计算出所要求的存储深度，也称记录长度。

    在正确位置上捕捉信号的有效触发，通常可以减小示波器实际需要的存储量。

    存储深度与取样速度密切相关。您所需要的存储深度取决于要测量的总时间跨度和所要求的时间分辨率。

    现代的示波器允许用户选择记录长度，以便对一些操作中的细节进行优化。分析一个十分稳定的正弦信号，只需要500点的记录长度；但如果要解析一个复杂的数字数据流，则需要有一百万个点或更多点的记录长度。

    要求何种触发？

    示波器的触发能使信号在正确的位置点同步水平扫描，决定着信号特性是否清晰。触发控制按钮可以稳定重复的波形并捕获单次波形。

    大多数通用示波器的用户只采用边沿触发方式，您可能发现拥有其它触发能力在某些应用是有益的。特别是对新设计产品的故障查寻。先进的触发方式可将所关心的事件分离出来，从而最有效地利用取样速度和存储深度。

    现今有很多示波器，具有先进的触发能力：您能根据由幅度定义的脉冲（如短脉冲），由时间限定的脉冲（脉冲宽度、窄脉冲、转换率、建立/保持时间）和由逻辑状态或图形描述的脉冲（逻辑触发）进行触发。扩展和常规的触发功能组合也帮助显示视频和其它难以捕捉的信号，如此先进的触发能力，在设置测试过程时提供了很大程度的灵活性，而且能大大地简化工作。

    有多少通道？

    您需要的通道数取决于您的应用。对于通常的经济型故障查寻应用来说，需要的是双通道示波器。然而，如果要求观察若干个模拟信号的相互关系，将需要一台4通道示波器。许多工作于模拟与数字两种信号的系统的工程师也考虑采用4通道示波器。还有一种较新的选择，即所谓混合信号示波器，它将逻辑分析仪的通道计数及触发能力与示波器的较高分辨率综合到具有时间相关显示的单一仪器之中。

    您能发现这些难以捉摸的异常现象吗？

    三个主要因素影响着示波器显示日常测试与调试中所遇到的未知和复杂信号的能力：屏幕更新速率、波形捕获方式、和触发能力。波形捕获模式有以下几种：采样模式、峰值检测模式、高分辨率模式、包络模式、平均值模式等。总之更新速率给您关于示波器对信号和控制的变化反应有多快的概念，而峰值检测有助于在较慢的信号中捕捉快速信号的峰值。最好的办法是看看示波器对您的信号处理情况，观察一下更新速率和峰值检测的反应，以确信这些功能并未因其它方面缺乏灵活性而受到损害。

    示波器的指标精度如何？

    示波器的指标有很多：如垂直灵敏度、扫描速度、增益精度、时间基准、垂直分辨率、保修期等。

    确定所需要的分析功能？

    数字示波器的最大优点是它们能得到的数据进行测量，且按一下按钮即可实现各种分析功能。虽然可利用的功能因厂家和型号而异，但它们一般包括诸如频率、上升时间、脉冲宽度等等的测量。某些数字示波器还提供快速傅里叶变换（FFT）功能。

    探头和附件如何？

    容易忘记的一点是，当安上探头时，它就成为电路的一部分了。结果它将造成电阻性、电容性和电感性负载，使示波器呈现出与被测对象不同的测量结果。因此，针对不同应用应备有适当的探针，然后选择其中一种，使负载效应最小，使信号得到最精确的复现。由于SMT元件的发展，连接更因难。

    您能不费力地使用这台示波器吗？

    很显然，如果您不能访问各种功能，或者要花很多时间去学习它们，那么您的示波器将价值不大。

    示波器的数据管理和连接性怎样？

    对测量结果的分析是非常重要的。将信息和测量结果在高速通信网络中便捷地保存和共享也变得日益重要。

    示波器的互联性提供对结果的高级分析能力并简化结果的存档和共享。一些示波器通过标准的接口（GPIB、RS-232、USB、以太网）和网络通信模式提供一系列的功能和控制方式。

    示波器是否可具有扩展性？

    示波器应该能够不断地适应需求的变化。一些示波器可以随机扩展：

     ○增加通道的内存以分析更长的记录长度

     ○增加面对具体应用的测量功能

     ○有一整套兼容的探头和模块，加强示波器的能力

     ○同通用第三方的Windows兼容的分析软件协同工作

     ○增加附件，如电池组和机架固定件等。

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示波器是一种图形显示设备，它描绘电信号的波形曲线。这一简单的波形能够说明信号的许多特性：信号的时间和电压值、振荡信号的频率、信号所代表电路中“变化部分”信号的特定部分相对于其它部分的发生频率、是否存在故障部件使信号产生失真、信号的直流成份（DC）和交流成份（AC）、信号的噪声值和噪声随时间变化的情况、比较多个波形信号等。

    示波器种类:

    一、模拟示波器。

    二、数字示波器。

    三、数字荧光示波器。

    四、基于PC的数字示波器

    五、手持数字示波器。

    １、示波器的发展过程

    初期主要为模拟示波器

    廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代，雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具，泰克成功开发带宽10MHz的同步示波器，这是近代示波器的基础。五十年代半导体和电子计算机的问世，促进电子示波器的带宽达到100MHz。六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献，出现带宽6GHz的取样示波器、带宽4GHz的行波示波管、1GHz的存储示波管；便携式、插件式示波器成为系列产品。七十年代模拟式电子示波器达到高峰，行谱系列非常完整，带宽1GHz的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平，为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。模拟示波器从此没有更大的进展，开始让位于数字示波器，英国和法国甚至退出示波器市场，技术以美国领先，中低档产品由日本生产。

    模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和预前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器逐渐从前台退到后台。

    但是在发展初期模拟示波器的某些特点，却是数字示波器所不具备的：

     ○操作简单：全部操作都在面板上可以找到，波形反应及时，数字示波器往往要较长处理时间。

     ○垂直分辨率高：连续而且无限级，数字示波器分辨率一般只有8位至10位。

     ○数据更新快：每秒捕捉几十万个波形，数字示波器每秒捕捉几十个波形。

     ○实时带宽和实时显示：连续波形与单次波形的带宽相同，数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。

    简而言之，模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形，在规定的带宽内可非常放心进行测试。人类五官中眼睛视觉神经十分灵敏，屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断，细微变化都可感知。因此，刚开始模拟示波器深受使用者的欢迎。

    中期数字示波器独领风骚

    八十年代的数字示波器处在转型阶段，还有不少地方要改进，美国的TEK公司和HP公司都对数字示波器的发展作出贡献。它们后来停产模拟示波器，并且只生产性能好的数字示波器。进入九十年代，数字示波器除了提高带宽到1GHz以上，更重要的是它的全面性能超越模拟示波器。出现所谓数字示波器模拟化的现象，换句话说，尽量吸收模拟示波器的优点，使数字示波器更好用。

    数字示波器首先在取样率上提高，从最初取样率等于两倍带宽，提高至五倍甚至十倍，相应对正弦波取样引入的失真也从100%降低至3%甚至1%。带宽1GHz的取样率就是5GHz/s，甚至10GHz/s。

    其次，提高数字示波器的更新率，达到模拟示波器相同水平，最高可达每秒40万个波形，使观察偶发信号和捕捉毛刺脉冲的能力大为增强。

    再次，采用多处理器加快信号处理能力，从多重菜单的烦琐测量参数调节，改进为简单的旋钮调节，甚至完全自动测量，使用上与模拟示波器同样方便。

最后，数字示波器与模拟示波器一样具有屏幕的余辉方式显示，赋于波形的三维状态，即显示出信号的幅值、时间以及幅值在时间上的分布。具有这种功能的数字示波器称为数字荧光示波器或数字余辉示波器即数模兼合。


数字示波器要有模拟功能

    模拟示波器用阴极射线管显示波形，示波管的带宽与模拟示波器的相同，亦即示波管内电子运动速度与信号频率成正比，信号频率越高电子速度越快，示波管屏幕的亮度与电子束的速度成反比，低频波形的亮度高，高频波形的亮度低。利用荧光屏幕的亮度或灰度容易获得信号的第三维信息，如用屏幕垂直轴表示幅度，水平轴表示时间，则屏幕亮度可表示信号幅度随时间分布的变化。这种与时间有关的荧光余辉（灰度定标）效应对观察混合波形和偶发波形十分有效，模拟存储示波器就是这种专用示波器的代表产品，最高的性能达到800MHz带宽，可记录到1ns左右的快速瞬变偶发事件。

    数字示波器缺少余辉显示功能,因为它是数字处理，只有两个状态，非高即低，原则上波形也是“有”和“无”两个显示。为达到模拟示波器那样的多层次亮度变化，必须采用专用图象处理芯片，例如TEK公司采用DPX型处理器芯片，具有数据采集、图象处理和存储等多项功能，DPX芯片由130万个晶体管组成，采用0。65μm的CMOS工艺，并行流水结构，取样率高。它既是数据采集芯片，同时也是光栅扫描器，模拟示波管屏幕荧光体的发光特性，用16级亮度分级，将波形存储在500×200像素的LCD单色或彩色显示屏上，每1/30秒更新一次。由于模拟存储示波器只能依靠照相底片记录波形，对数据保存并不方便，而数字荧光示波器是数字处理的显示，数据记录、处理、保存都十分方便。例如用红色表示出现几率最高的波形，兰色表示出现几率最低的波形，达到一目了然。由于数字示波器已经达到4GHz以上带宽的水平，配合荧光显示特性，总的性能优于模拟存储示波器。

    数字荧光示波器

    数字荧光示波器（DPO）为示波器系列增加了一种新的类型，能实时显示、存贮和分析复杂信号的三维信号信息：幅度、时间和整个时间的幅度分布。

     DSO采用串行处理的体系结构捕获、显示和分析信号；相对而言，DPO为完成这些功能采用的是并行体系结构，如图一、二所示。并行结构和基于ASIC硬件的处理技术，使数字荧光示波器能够捕捉到当今复杂的动态信号中的全部细节和异常情况，并以人类的眼睛的接受速度显示出来。

    普通数字示波器要观察偶发事件需要使用长时间记录，然后作信号处理，这种办法会漏掉非周期性出现的信号和不能显示出信号的动态特性。数字荧光示波器能够显示复杂波形中的微细差别，以及出现的频繁程度。例如观察电视信号，既有行扫描、帧扫描、视频信号和伴音信号，还要记录电视信号中的异常现象，对于专业人员和维修人员都是同样重要的。

    例。TEK公司的TDS3000系列数字荧光示波器提供多种测试模块，可以从前面板右上角插入六种模块。例如触发模块可作逻辑状态、逻辑图形触发，以及脉冲参数（上升、下降沿、宽度、周期等）；电视模块专用于多种制式的（NTSC、PAL和SECAM）波形记录；快速傅里叶变换（FFT）模块可快速显示信号的频率成分和频谱分布，既可分析脉冲响应，亦可分析谐波分布，并且识别和定位噪声和干扰来源。还有高级分析模块和极限测试模块。

     TDS3000系列示波器是便携式的，重量不到7磅，可由电池供电，特别适于现场使用。

   

    自从示波器问世以来，它一直是最重要、最常用的电子测试工具之一；由于电子技术的发展，示波器的能力也在不断提升，其性能与价格也五花八门，市场参差不齐，本文从多方面阐述您如何选择示波器。

    了解您的信号？

    您要知道您用示波器观察什么？既您要捕捉并观察的信号其典型性能是什么？您的信号是否有复杂的特性？您的信号是重复信号还是单次信号？您要测量的信号过渡过程带宽，或者上升时间是多大？您打算用何种信号特性来触发短脉冲、脉冲宽度、窄脉冲等？您打算同时显示多少信号？

    模拟还是数字？

    参见前面的《示波器发展》。总之，传统的观点认为模拟示波器具有熟悉的面板控制，价格低廉，因而总觉得模拟示波器“使用方便”。但是随着A/D转换器速度逐年提高和价格不断降低，以及数字示波器不断增加的测量能力和实际上不受限制的各种功能，数字示波器已独领风骚。

    带宽如何？

    带宽一般定义为正弦输入信号幅度衰减到-3dB时的频率，即70。7%，带宽决定示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加，示波器对信号的准确显示能力将下降，如果没有足够的带宽，示波器将无法分辨高频变化。幅度将出现失真，边缘将会消失，细节数据将被丢失。如果没有足够的带宽，得到的关于信号的所有特性，响铃和振鸣等都毫无意义。

    一个决定您所需要的示波器带宽有效的经验法则是“5倍准则”；即将您要测量的信号最高频率分量乘以5。这将会使您在测量中获得高于2%的精度。

    在某些应用场合，您不知道你的感兴趣的信号带宽，但是您知道它的最快上升时间，大多数字示波器的频率响应用下面的公式来计算关联带宽和仪器的上升时间：Bw=0。35/信号的最快上升时间。

    带宽有两种类型：重复（或等效时间）带宽和实时（或单次）带宽。重复带宽只适用于重复的信号，显示来自于多次信号采集期间的采样。实时带宽是示波器的单次采样中所能捕捉的最高频率，且当捕捉的事件不是经常出现时要求相当苛刻。实时带宽与采样速率联系在一起。

    由于更宽的带宽往往意味着更高的价格，因此应对照你的预算来评定通常要观察信号的频率成分。

采样速率怎样？

    定义为每秒采样次数（S/s），指数字示波器对信号采样的频率。示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就高，重要信息和事件丢失的概率就越小。

    如果需要观测较长时间范围内的慢变信号，则最小采样速率就变得较为重要。为了在显示的波形记录中保持固定的波形数，需要调整水平控制按钮，而所显示的采样速率也将随着水平调节按钮的调节而变化。

    如何计算采样速率？计算方法取决于所测量的波形的类型，以及示波器所采用的信号重建方式。

    为了准确地再现信号并避免混淆，奈奎斯定理规定：信号的采样速率必须不小于其最高频率成分的两倍。然而，这个定理的前提是基于无限长时间和连续的信号。由于没有示波器可以提供无限时间的记录长度，而且，从定义上看，低频干扰是不连续的，所以采用两倍于最高频率成分的采样速率通常是不够的。

    实际上，信号的准确再现取决于其采样速率和信号采样点间隙所采用的插值法。一些示波器会为操作者提供以下选择：测量正弦信号的正弦插值法，以及测量矩形波、脉冲和其他信号类型的线性插值法。

    有一个在比较取样速率和信号带宽时很有用的经验法则：如果您正在观察的示波器有内插（通过筛选以便在取样点间重新生成），则（取样速率/信号带宽）的比值至少应为4∶1。无正弦内插时，则应采取10∶1的比值。

    屏幕刷新率多快？

    所有的示波器都会闪烁。也就是说，示波器每秒钟以特定的次数捕获信号，在这些测量点之间将不再进行测量。这就是波形捕获速率，也称屏幕刷新率，表示为波形数每秒（wfms/s）。采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内，采样输入信号的频率;波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。波形捕获速率取决于示波器的类型和性能级别，且有着很大的变化范围。高波形捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特性，并能极大地增加示波器快速捕获瞬时的异常情况，如抖动、矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的概率。

    数字存储示波器（DSO）使用串行处理结构每秒钟可以捕获10到5000个波形。DPO数字荧光示波器采用并行处理结构，可以提供更高的波形捕获速率，有的高达每秒数百万个波形，大大提高了捕获间歇和难以捕捉事件的可能性，并能让您更快地发现信号存在的问题。

    存储深度是多少？

    存储深度是示波器所能存储的采样点多少的量度。如果您需要不间断的捕捉一个脉冲串，则要求示波器有足够的存储器以便捕捉整个事件。将所要捕捉的时间长度除以精确重现信号所须的取样速度，可以计算出所要求的存储深度，也称记录长度。

    在正确位置上捕捉信号的有效触发，通常可以减小示波器实际需要的存储量。

    存储深度与取样速度密切相关。您所需要的存储深度取决于要测量的总时间跨度和所要求的时间分辨率。

    现代的示波器允许用户选择记录长度，以便对一些操作中的细节进行优化。分析一个十分稳定的正弦信号，只需要500点的记录长度；但如果要解析一个复杂的数字数据流，则需要有一百万个点或更多点的记录长度。

    要求何种触发？

    示波器的触发能使信号在正确的位置点同步水平扫描，决定着信号特性是否清晰。触发控制按钮可以稳定重复的波形并捕获单次波形。

    大多数通用示波器的用户只采用边沿触发方式，您可能发现拥有其它触发能力在某些应用是有益的。特别是对新设计产品的故障查寻。先进的触发方式可将所关心的事件分离出来，从而最有效地利用取样速度和存储深度。

    现今有很多示波器，具有先进的触发能力：您能根据由幅度定义的脉冲（如短脉冲），由时间限定的脉冲（脉冲宽度、窄脉冲、转换率、建立/保持时间）和由逻辑状态或图形描述的脉冲（逻辑触发）进行触发。扩展和常规的触发功能组合也帮助显示视频和其它难以捕捉的信号，如此先进的触发能力，在设置测试过程时提供了很大程度的灵活性，而且能大大地简化工作。

    有多少通道？

    您需要的通道数取决于您的应用。对于通常的经济型故障查寻应用来说，需要的是双通道示波器。然而，如果要求观察若干个模拟信号的相互关系，将需要一台4通道示波器。许多工作于模拟与数字两种信号的系统的工程师也考虑采用4通道示波器。还有一种较新的选择，即所谓混合信号示波器，它将逻辑分析仪的通道计数及触发能力与示波器的较高分辨率综合到具有时间相关显示的单一仪器之中。

    您能发现这些难以捉摸的异常现象吗？

    三个主要因素影响着示波器显示日常测试与调试中所遇到的未知和复杂信号的能力：屏幕更新速率、波形捕获方式、和触发能力。波形捕获模式有以下几种：采样模式、峰值检测模式、高分辨率模式、包络模式、平均值模式等。总之更新速率给您关于示波器对信号和控制的变化反应有多快的概念，而峰值检测有助于在较慢的信号中捕捉快速信号的峰值。最好的办法是看看示波器对您的信号处理情况，观察一下更新速率和峰值检测的反应，以确信这些功能并未因其它方面缺乏灵活性而受到损害。

    示波器的指标精度如何？

    示波器的指标有很多：如垂直灵敏度、扫描速度、增益精度、时间基准、垂直分辨率、保修期等。

    确定所需要的分析功能？

    数字示波器的最大优点是它们能得到的数据进行测量，且按一下按钮即可实现各种分析功能。虽然可利用的功能因厂家和型号而异，但它们一般包括诸如频率、上升时间、脉冲宽度等等的测量。某些数字示波器还提供快速傅里叶变换（FFT）功能。

    探头和附件如何？

    容易忘记的一点是，当安上探头时，它就成为电路的一部分了。结果它将造成电阻性、电容性和电感性负载，使示波器呈现出与被测对象不同的测量结果。因此，针对不同应用应备有适当的探针，然后选择其中一种，使负载效应最小，使信号得到最精确的复现。由于SMT元件的发展，连接更因难。

    您能不费力地使用这台示波器吗？

    很显然，如果您不能访问各种功能，或者要花很多时间去学习它们，那么您的示波器将价值不大。

    示波器的数据管理和连接性怎样？

    对测量结果的分析是非常重要的。将信息和测量结果在高速通信网络中便捷地保存和共享也变得日益重要。

    示波器的互联性提供对结果的高级分析能力并简化结果的存档和共享。一些示波器通过标准的接口（GPIB、RS-232、USB、以太网）和网络通信模式提供一系列的功能和控制方式。

    示波器是否可具有扩展性？

    示波器应该能够不断地适应需求的变化。一些示波器可以随机扩展：

     ○增加通道的内存以分析更长的记录长度

     ○增加面对具体应用的测量功能

     ○有一整套兼容的探头和模块，加强示波器的能力

     ○同通用第三方的Windows兼容的分析软件协同工作

     ○增加附件，如电池组和机架固定件等。

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各种仪表的精密度代表什么意思？

答：代表该仪表的最大误差的百分数。如0．5级，其最大测量误差不超过满标度值的士0.5％；1级仪表，其最大的测量误差不超过士1％，例如最大量程为100A，则最大误差为土1A。

2 指示仪表的绝对、相对、折合误差是什么意思？

答：被试表指示数值与标准表指示数值之差就为该被试表的绝对误差”。“绝对误差”数值与标准表指示数值相比的百分数为“相对误差”。而“折合误差”是“绝对误差”数值与被试表满刻度数值相比的百分数。

3 仪表上经常看到↑→＜45o的符号，它们表示什么意思？

    答：↑表示仪表使用时表面要垂直放置；→表示仪表使用时表面要水平放置之45°表示仪表使用时表面要与水平线成45。角放置。如果不按照这些规定的放置方法去使用仪表，则仪表的读数误差将会增大，可能超过允许值。

4 仪表盘上说明符号，各表示什么意义？

    答：表示仪表在工作时要求水平放置；上表示要垂直放置；一表示只用于直流；一表示只于交流；全表示交宜两用。

5 为什么有的仪表在刻度盘上装一镜片？

    答：因为指针与刻度的表面有一定空隙，空隙愈大则易发生视差。如果在刻度盘上装一镜片，在指针与镜片中指针的投影重合时取读数，即可减小视差。因此镜片的作用是减小读数的视差，提高其准确性。

6 为什么有些仪表的外壳内壁附有金属薄膜？

    答：因为电动式和电磁式仪表本身的磁场较弱，所以仪表的准确度会受到外界磁场的严重影响。当仪表外内壁附有导磁的金属薄膜后，就能使外界磁场沿导磁率很高的金属薄膜内通过，而不致进入仪表内部，从而保证仪表的准确性。这就是我们常说的屏蔽。有些精度较高的仪表，通常附有二层金属薄膜。

7 为什么高强度设备中的电工仪表要并联一电容器？

    答：这是为了防止高强电流对仪表的干扰作用，并联一电容器，可使高频电流通过电容器旁路，消除干扰。

8 为什么用兆欧表测量电气设备的绝缘电阻时，测量导线不允许相互缠绕？

答：若两根测量导线缠绕在一起进行测量，当导线绝缘不好时，就相当于使被测的电气设备并联了一只低电阻，使测量不准确，同时还改变了被测回路的电容，做吸收比试验时就不准确了。

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数字式仪表具有很高的灵敏度和准确度，其应用几乎遍及所有企业。但由于其故障出现呈多因素，且遇到问题的随机性大，没有太多规律可循，修理难度较大。因此，本人将多年工作实际中所积累的一些修理经验整理出来，以供从事本专业的同仁参考。
　　一、修理方法
　　寻找故障应先外后里，先易后难，化整为零，重点突破。其方法大致可分为以下几种：
　　1.感觉法　凭借感官直接对故障原因做出判断，通过外观检查，能发现如断线、脱焊、搭线短路、熔丝管断、烧坏元件、机械性损伤、印刷电路上铜箔翘起及断裂等；可以触摸出电池、电阻、晶体管、集成块的温升情况，可参照电路图找出温升异常的原因。另外，用手还可检查元件有否松动、集成电路脚管是否插牢，转换开关是否卡带；可以听到和嗅到有无异声、异味。
　　2.测电压法　测量各关键点的工作电压是否正常，可较快找出故障点。如测A/D转换器的工作电压、基准电压等。
　　3.短路法　在前面所讲的检查A/D转换器方法里一般都采用短路法，这种方法在修理弱电和微电仪器时用得较多。
　　4.断路法　把可疑部分从整机或单元电路中断开，若故障消失，表示故障在断开的电路中。此法主要适合于电路存在短路的情况。
　　5.测元件法　当故障已缩小到某处或几个元件时，可对其进行在线或离线测量。必要时，用好的元件进行替换，若故障消失，说明元件已坏。
　　6.干扰法　利用人体感应电压作为干扰信号，观察液晶显示的变化情况，常用于检查输入电路与显示部分是否完好。
　　二、修理技巧
　　对一块故障仪表首先应检查和判别故障现象是共性（所有功能都不能测量），还是个性（个别功能或个别量程），然后区别情况，对症解决。
　　1.若所有档均不能工作，应重点检查电源电路和A/D转换器电路。检查电源部分时，可取下叠层电池，按下电源开关，用正表笔接被测表电源负，负表笔接电源正（对数字万用表而言），开关打到二级管测量档，若显示的是二级管正向电压，则说明电源部分是好的，若偏差大，则说明电源部分有问题。若出现开路，重点检查电源开关和电池引线等。若出现短路，则需要采用断路法，逐步断开使用电源的元件，重点检查运算放大器、定时器及A/D转换器等。若出现短路，一般都不止损坏一块集成元件。检查A/D转换器可以和基本表同时进行，相当于模拟式万用表的直流表头，具体检查方法：
　　（1）被测表的量程转到直流电压最低档；
　　（2）测量A/D转换器工作电压是否正常。根据表内所用A/D转换器型号，对应V＋脚和COM脚，测量值与它的典型值相比较是否相符。
　　（3）测A/D转换器的基准电压，目前常用的数字万用表的基准电压一般都是100mV或1V，即测量VREF＋与COM之间的直流电压，若偏离100mV或1V，可通过外接电位器进行调节。
　　（4）检查输入为零的显示数，把A/D转换器的正端IN＋与负端IN－短接，使输入电压Vin=0，仪表显示“00.0"或“00.00"。
　　（5）检查显示器的全亮笔划。把测试端TEST脚与正电源端V＋短接，使逻辑地变成高电位，全部数字电路停止工作。因每个笔划上都加有直流电压，所以全部笔划亮对位表显示“1888"，对位表显示“18888"。若存在缺笔划现象，检查A/D转换器对应输出脚与导电胶（或联线），与显示器之间是否有接触不良和断线情况。
　　2.若个别档有问题，说明A/D转换器和电源部分都工作正常。因直流电压、电阻档共用一套分压电阻；交直流电流共用分流器；交流电压与交流电流共用一套AC/DC转换器；其它如Cx、HFE、F等都由独立的不同转换器组成。了解它们之间的关系，再根据电源图，就很容易找到故障部位。若测量小信号不准确或显示数字跳动大，则重点检查量程开关的接触是否良好。
　　3.若出现测量数据不稳，且数值总是累计增大，短接A/D转换器的输入端，显示数据不为零的情况，则一般是0.1μF的基准电容性能不良所引起的。
　　根据以上分析，数字万用表的修理基本顺序应是：数字表头部→直流电压→直流电流→交流电压→交流电流→电阻档（包括蜂鸣器和检查二级管正压降）→Cx→HFE、F、H、T等。但也不可过分机械，有些明显能看出的问题，可以先处理。但在进行调校时，则一定要按照上述程序。
　　总之，一块故障万用表，经过适当的检测，首先要分析故障可能出现的部位，然后根据线路图找到故障位置进行更换和修复。因数字万用表是较精密的仪表，更换元件一定要用参数相同的元件，特别是更换A/D转换器，一定要采用生产厂家经严格筛选的集成块，否则将出现误差而达不到所需准确度。新换的A/D转换器，也需要按前面所述的方法进行检查，切不可因新而置信不疑。
　　目前，国内生产数字万用表的厂家甚多，质量也有优劣，对双面复铜板的质量问题，在修理中是不易发现的。树脂板的绝缘强度不够时，主要表现在测量高电压时误差较大，修理时要与分压电阻的阻值变化区别开来。遇到这种情况，最好是采用断路法，寻找故障点。对烧坏碳化的部分要清除干净，达到绝缘要求。遇到由双面连线因过渡孔断裂而引起不能输入信号时，容易与转换开关不良的现象混淆而难以分开，这类故障宜采用短路法寻找故障点。

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示波器探头不仅仅是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线，而且是测量系统的重要组成部分。探头有很多种类型号各有其没的特性，以适应各种不同的专门工作的击破要，其中一类称为有源探头，探头内包含有源电子元件可以提供放大能力，不含有源元件的探头称为无源探头，其中只包含无源元件如电阻和电容。这种探头通常对输入信号进行衰减。

　　我们将首先集中讨论通用无源探头，说明共主要技术指标以及探头对被测电路和被测信号的影响，接着简单介绍几种专用探头及其附近。
屏蔽

　　示波器探头的一个重要任务是确保只有希望观测的信号才在示波器上出现，如果我们仅仅使用一面导线来代替探头，那到它的作用就好象是一根天线，可以从无线电台、荧光灯，电机、50或60Hz的电源的交流声甚至当地业余无线电爱好者那里接收到很多不希望的干扰信号，其些这类噪声甚至还能抽向注入到被测电路中去所以我们首先需要的是屏蔽的电缆，示波器探头的屏蔽电缆通过们于探头尖端的接地线和被测电路连接，从而保证了很好的屏蔽。

示波器探头带宽

　　和示波器一们，示波器探头也具有其允许的有限带宽。如果我们使用一台100MHz的示波器和一个100MHz的探头，那么它们组合起来的响应就小于100MHz，探头的电容和示波器的输入电容相加，这就减小了系统的带宽，加大了显示的上升时间tr见第一章1.3节上升时间。

使用1.3节的公式
　　tr(ns)=350/BW(MHz)
　　如果示波器和探头各自均为100MHz带宽，其上升时间均为tr=3.5ns 。则有效系统上升时间就由下式给出：
　　trsystem=sqr(t2rscope+t2rprobe)
　　=sqr(3.52+3.52)ns
　　=sqr(24.5)2ns
　　=4.95ns
　　根据4.95ns的系统上升时间求得，系统带宽为350/4.95MHz=70.7MHz。
　　Fluke公司给所有示波器配备的探头都能使示波器保证在探头尖端获得规定的示波器带宽，从上述的计算可以看出，视觉要求探头本射的带宽要比示波器的带宽宽得多。

示波器探头负载效应

　　当我们进行测量时，我们常常以为测得的电压和电路中未连入示波器时是完全一样的。

　　实际上，每个示波器探头都有其输入阻抗，输入阻抗包含了电阻、电容和电感分量。由于探头引入的额外负载，所以连入探头后就会影响被测电路我以当我们分析测量结果时必须考虑探头的特性以及测试电路的阻抗。

　　有些示波器探头里没有串联的电阻，这类探头主要就由一段电缆和一个测试头构成，因此，在其工作频率范围或有用带宽之内，探头对信号没有衰减作用。这类探头称为1：1或X1探头。由于这类探头在测试点处将其自身的电容（包括电缆的电容）与示波器的输入阻抗连在了一起，所以这种探头具有负载效应。见图42。
示波器探头的等效电路

　　当信号频率啬时，探头的容性负载效应京戏得更加显著。由于电缆的类型和长度的不同以及探头本身构造等原因，1：1探头的输入电容通常可以从大约35pF到100pF以上，这等于给被测电路施加了一个低阻抗菌素负载，具有47pF输入电容1：1探头在20MHz之下的电抗仅为169W，这就使得这个探头在此频率无法使用。
衰减式探头减小了负载效应

　　我们可以在探头中增加一个和示波器输入阻抗相串联的阻抗，用这种办法就可以减小探头的负载效应。然而，这就意味着输入电压不能完全加到示波器的输入端，因为我们现在已经引入了一个分压器。

　　给出了一处简化的探头等效电路，Rp和Rs构成了一个10：1的分压器，Rs为示波器的输入阻抗。调节补偿电容C补偿使得探头和示波器械相匹配，视觉保证了在探头的尖端获得正确的频率响应曲线，宋一来就使得这种探头的频率响应比1：1探头频率响应要宽得多。

10：1示波器探头电路图
　　示波器的标准输入电阻为1MΩ。这就要求在探头中串联9MΩ的电阻，使得在低频时探头尖端的输入阻抗为10MΩ。
探头补偿

　　一个实际的10：1探头具有几个可调的电容和电阻以便在很宽的频率范围内获得正确的频率响应，这些可调元件的大多数都是在制造探头时由工厂调好的。只有一个微调电容留给用户去调节。这个电容称为低频补偿电容，应当通过调节这个电容使得探头和与相配用的示波器匹配，使用示波器前面板上的信号输出可以很容易地进行这项调节工作，示波器的这个输出端标有"探头调节"、"校准器""CAL"或者"探头校准"等标志，并能送出一个方波输出电压。方波中包含很多频率分量。当所有这些分量都以正确的幅度送至示波器时，就能在示流器屏幕上再现方波信号。图44示出探头欠补偿，正确补偿和过补偿的影响。

在2kHz方波和1MHz正弦波之下观察不同探头补偿情况的影响。

　　可以看出，在较高的的频率下探头过补偿和欠补偿和欠被偿情况下1MHz正弦波的幅度是很不准确的。

　　所以在使用的衰减探头之前一定不要忘记检查探头的补偿情况。由于一台示波器的不同输入通道的输入电容可能有小的差异，所以您应当按照示波器上要使用的通道来进行探头补偿调整工作。

示波器探头最大输入电压

　　多数通用10：1探头的构造使这些探头适合于最大输入电压为峰值400V或500V的情况下使用，所以这些探头可以用于信号电平高达数百伏的广泛的应用场合，对于需要测量更高电压的场面合，我们推荐使用电压额定值更高的100：1探头。

示波器探头读出

　　现代示波器探头都装有编码系统，使得示波器能够识别与它相连年的探头类型。 从而使示波器能够高速垂直偏转指示值及所有幅度测量结果以避免发生泥淆。而如果使用不带这种识别系统的探头，则用户就不得不自己为所有波形显示和测量结果重新定樯以便反映出探头的衰减量。

接地引线电感

　　说明探头的接地引线电感如何与探头及示波器的输入电容形成串联谐振电路。而探头的输入电阻则在谐振电路中引入阻尼。

　带有接地引线电感的示波器探头等效电路

　　像其它谐振电路一亲，如果在探头上加入阶跃电压则此谐振电路也会发生振铃现象，过大的接地引线电感还会使示波器显示的上升时间变差，图46显示出使用不同长度的接地引线时，连至示波器的快速上升沿脉冲的显示波形。

接地引线对脉冲响应的影响

　　从图中我们可以清楚的看到接地引线电感对测量结果的影响，所以一定要使探头的接地引线尽可能的短，特别是在测高频和快速上升沿的信号时尤应注意。
安全接地

　　为保证电气上的安全，多数示波器都通过电源线与安全地线相连。被测信号有可能和地线具有相同的参考电位，但并非必然如此，因此在连接探头的地线时，一定要注意不要因此而把被测系统的某一部分短路。另一方面，既使被测系统和示波器的地线具有相同的参考电位，这也并不意味着可以用安全地线来作信号返回通路，这是由于安全地线连接走线很长，具有很大的引线电感，因此不适合作信号返回通路。这时一定要用探头的接地引线来作为信号的参考地线。

示波器探头类型

　　我们已经研究了10：1和1：1两种探头，此外还有多种其它类型的通用探头。
可切换式示波器探头

　　这种探头将10：1探头和1：1探头容为一体，使用起来非常方便，在一般情况下最好使用10：1档，因为在这一档探头对被测电路的负载效应小，而且频带宽。而1：1档则可在测量低频低电平信号时使用。

衰减器示波器探头

　　另一种常用的衰减器探头为100：1探头，其输入电容较低，典型值为2.5pF，输入电阻为20MW，探头的额定电压值很高，典型值为4KV。因此这种探头适合于在测量高压变换器等电压很高的场合使用。

FET示波器探头

　　这是一种可在高频下使用的有源探头，其使用频率可达650MHz。其输入电容可低达1.4pF，因此特别适合于在具有很高源阻抗的电路中测量快速瞬变，或者其它要求探头负载效应最小的场合。由于采用有源设计方案，所以FET探头也可用于1：1的情况，仍具有极低的输入电容。

电流示波器探头

　　顾名思义，使用这种探头时示波器上显示的是导体中的电流而不是其上的电压。在这种探头的头上装有一个电流感应变压器，使用时只要把探头卡到电缆导线上而无需切断电路，探头获得的信号首先变换成电压，再经过比例变换后送到示波器的端，这时示波器显示的单位为A/格或mA/格。探头的频率范围可达70MHz以上。

　　使用电流探头以后，具有数学处理能力的示波器就可以通过将电压波形和电流波形相乘来进行功率的测量，详细情况见2.3节。

隔离放大器

　　隔离放大器虽然不是一般意义下的探头，但我们可以把它看成是一种用来把示波器测量点和地电位隔离开来的特殊类?quot;探头"。这种"探头"之所以必要是因为，除非使用电源隔离变压器或者电池来为示波器供电，不然的话，示波器的输入参考地线总是在地电位，采用隔离放大器还使我们能够测量叠加于很大的共模电压之上的小信号（见图47）。隔离放大器的输入单元整个由塑料构成。并由电池供电，以保证安全。隔离放大器大都应用在电力和控制系统等领域。
图47 具有共模电压的电路

带有命令开关的示波器探头

　　在探头方面的一项最新改进是针对使用探头进行大量测试工作的用户。在PM3094和PM3394A系列的示波器中，Fluke公司采用了一项称为探头命令开关的新技术，为此在探头体上装了一个小开关，使用空虚开关可以启动预选的功能，如启动自动设置，或者从设置存储器中选择另一组设置参数，在组合示波器中命令开送还可以用来启动"接触、保持和测量"功能，即进行一次采集，将波形冻结并根据存贮的波形进行多咱参数的测量。

4.3 其它附件

　　示波器还可配备多种附件，其中有些附件是为了使示波器适合于在某种测量环境下使用，例如：接口，上架机件及软件包，而另一些附件则有助于方便、有条有理的携带示波器及探头或者有助于专门的测量工作。

视频行选择器

　　这个附近件对于视频工程师的工作是极理想的工具。它能生成行、场及帧同步脉冲用以触发示波器，使得视频工程师可以对某一视频行的各部分进行研究。通过开关可以观察行的另码，当该行到来时示波器就触发。

　　某些型号的示波器，如PM3394A具有内置式的视频行选择器。这时，此功能的控制机构则为示波器控制机构的一部分。

终端负载

　　当测量低阻抗系统时，示波器必须配以正确的终端负载以避免信号失真。某些示波器的输入端可以由开关切换成50Ω的输入阻抗。对于没有这种功能的示波器则可使用这种终端负载附件来和示波器的输入端配合使用，终端负载的衰减系数有1：1、10：1及100：1多咱。此外还有75Ω规格的终端负载可供其它视频系统使用。

示波器探头接口

　　在示波器最常见的接口是RS-232接口和GPIB接口（详见2.4节），使用这些接口可以将数据传给示波器或者从示波器取出，虽然通过接口传送波形可能只限于数字存储示波器，但是模拟示波器也可配备接口以便对示波器的设置进行远程控制。

电池和逆变器

　　这些附件使台式示波器可以在没有市电的场合，如车辆或收音机中使用，还能使示波器能进行对地浮置的测量。这也意味着，当被测系统处于地电位时，使用这类附件可以避免地回路。

其它配件

　　携带箱可在运输时保护示波器，这对于经常外出施行的用户非常有价值。
　　附件盒可以和示波器配套，保存探头及其它小的附件。由于探头应当按照它所配用的示波器来调整，所以给示波器配以附件盒是非常有用的。

　　保护罩可以保护示波器的前面板不致损伤和弄脏。

　　示波器可以使用户很方便的在实验室的不同地点经常流动使用示波器，并且常常还要以有来存放附件及硬考设备。有些示波器还可以再配备附加的存储器盒，晕样当示波器开机后就可以恢复关机关原来的设置状态。

4.4 软件

　　可供用户使用的软件包有很多种，其中有些用来进行简单的波形传送及在计算机中存贮波形；而另一些软件则有来进行复杂的数据分析。下面介绍若干专门为测度仪器设计的软件包的实例。

图48　视频行选择器和选择的视频行信号

通讯软件

　　有多种软件包可以实现将波形从示波器传送到PC机，并将其存贮在PC机的硬盘上。示波器捕获的波形可以和示波器的设置一起在PC机的屏幕上显示出来，而且还能将这些信息存贮在硬盘上便随时调用。

　　有些软件包还能将波形由计算机送回给示波器作为参考波形使用。如果对传送时间的要求不苛刻，通常使用RS-232接口来实现示波器与计算机之间的连接。这是因为每个PC机上都有RS-232接口，使用非常方便。某些软件包还能以HP-GL文件的形式传送和存贮波形。使用市场上已有的文字处理软件可以把这种文件作为图形直接编入文件中去，本书中大量的屏幕波形图就是这样生成的。

　　另一些软件包，如Any Wave给示波器增添了宝贵的自动测试功能。例如，可以使用这类程序生成测试的范围（样板），定义出上限和下限的波形曲线，然后就可以用这个测试样板作为参考标准进行立即的、自动的通过/不通过测试。测量的波形可以通过RS-232或者IEEE通讯接口传送给PC机，并将不通过的波形自动存贮下来。

　　对于装有样板测试功能的示波器来说Any Wave软件也使得测试包络的生成更加容易，使用PC机的键盘和鼠标就可以对包络进行编辑。如果愿意，也可以从一个采集到的波形出发来生成包络。

　　除此之外，Any Wave软件还可用来为任意波形发生器生成波形描述数据。
　　存贮的波形还可以用统计图表软件包或者专门的分析软件来进行处理。
编程环境软件

　　这些软件包能为使用标准编程语言，如"Quick-Basic"或"C"等编写测试程序提供一种编程环境。在这种编程环境下，应用程序的开发工作变得更加容易、更加有效、更加迅速。使用诸如TestTeam和Lab Windows等软件包，则可以提供各种仪器的驱动程序，使编程工作进一步简化，这些软件包不仅能支持示波器的应用，而且有助于在使用诸如多表表、信号发生器、程控电源、频率计和信号并关等多种仪器时编写测试程序。晕样编写的程序可以在TestTeam的环境下执行，也可以转换成独立的可执行文件来控制测试系统。

三只眼闲人

顶顶顶，太好了！！！

tuotuodian

用及注意事项
（一）指针式万用电表
使用方法及注意事项
（1）机械零位调整：使用前应首先检查指针是否在零位，若不在零位，调整零位调整器，使指针调至零位。
（2）正确连接表笔：红表笔应插入标有“+”的插孔，黑表笔插入“-”的插孔。测直流电流和直流电压时，红表笔连接被测电压、电流的正极，黑表笔接负极。
用欧姆挡“Ω”判断二极管的极性时，注意“+”插孔是接表内电池的负极，“-”插孔是接表内电池的正极。
（3）测量电压时，万用表应与被测电路并联；测量电流时，要把被测电路断开，将万用表串联接在被测电路中。注意：测量电流时应估计被测电流的大小，选择正确的量程，MF500型的保险丝为0.3A～0.5A，被测电流不能超过此值。某些万用表有10A的档位，可以用来测量较大电流。
（4）量程转换：应先断电，绝对不容许带电换量程；根据被测量放在正确的位置，切不可使用电流挡或欧姆挡测电压，否则会损坏万用表。
（5）合理选择量程挡：测量电压、电流时，应使表针偏转至满刻度的1/2或2/3以上；测量电阻时，应使表针偏转至中心刻度附近（电阻挡的设计是以中心刻度为标准的）。
测交流电压、电流时，注意被测量必须是正弦交流电压、电流，而被测信号的频率也不能超过说明书上的规定。
测10V以下的交流电压时，应该用10V专用刻度标识读数，它的刻度是不等距的。
（6）测电阻时，应先进行电表调零。方法是将两表笔短路，调节“调零”旋钮使指针指在零点（注意欧姆的零刻度在表盘的右侧）。如调不到零点，说明万用表内电池电压不足，需要更换新电池。测量大电阻时，两手不能同时接触电阻，防止人体电阻与被测电阻并联造成测量误差。每变换一次量程，都要重新调零。如果以上方法不能调零，有可能万用表的绕线电阻（阻值约为几欧的电阻）烧断，需拆开进行维修并校正。
在表盘上有多条刻度线，对应不同的被测量，读数时要在相应的刻度线上读取数值。为提高测量精度尽量使指针处于中间位置。
测量值的读取：将测量时指针所标识的读数乘以量程倍率，才是所测之值。测量电阻时注意手不要接触两表笔或被测电阻的金属端，以免引入人体感应电阻，使读数减小，尤其是对于R×10K档测试影响较大。
（7）万用表使用完毕，将转换开关放在交流电压最大挡位，避免损坏仪表。
（8）万用表长期不用时，应取出电池，防止电池漏液，腐蚀和损坏万用表内零件，万用表的电池有普通5号（1.5v）和层叠电池（9v）两种。其中9v用于测量10k以上的电阻和判别小电容的漏电情况。
（9）由于万用表的电阻档R×10K采用9V电池，不可检测耐压值很低的元件。
（二)数字万用表
数字万用表，它采用了集成电路模数转换器和数显技术，将被测量的数值直接以数字形式显示出来。数字万用表显示清晰直观，读数正确，与模拟万用表相比，其各项性能指标均有大幅度的提高。
使用方法及注意事项
（1）插孔的选择 数字万用表一般有四个表笔插孔，测量时黑表笔插入COM插孔，红表笔则根据测量需要，插入相应的插孔。测量电压和电阻时，应插入V、Ω插孔；测量电流时注意有两个电流插孔，一个是测量小电流的，一个是测量大电流的，应根据被测电流的大小选择合适的插孔。
（2）测量量程的选择
根据被测量选择合适的量程范围，测直流电压置于DCV量程、交流电压置于ACV量程、直流电流置于DCA量程、交流电流置于ACA量程、电阻置于Ω量程。
·当数字万用表仅在最高位显示“1”或“－1”时，说明已超过量程，须调整量程。
·用数字万用表测量电压时，应注意它能够测量的最高电压（交流有效值），以免损坏万用表的内部电路。
·测量未知电压、电流时，应将功能转换开关先置于高量程挡，然后再逐步调低，直到合适的挡位。
·测量交流信号时，被测信号波形应是正弦波，频率不能超过仪表的规定值，否则将引起较大的测量误差。
·测量10欧以下的小电阻时，必须先短接两表笔测出表笔及连线的电阻，然后再测量中减去这一数值，否则误差较大。
（3）与模拟表不同，数字万用表红表笔接内电池的正极，黑表笔接内部电池的负极。测量二极管时，将功能开关置于“ ”挡，这时的显示值为二极管的正向压降，单位为V。若二极管接反，则显示为“1”.
（4）测量晶体管的hfe时，由于工作电压仅为2.8V，测量的只是一个近似值。
（5）测量完毕，应立即关闭电源；若长期不用，则应取出电池，以免漏电。
(三)万用表的测量方法
1.测电阻
（1）测量时电路要先断电，
（2）实际测量中选择万用表不同档位测量同一电阻，测的结果会有差别，具体情况具体分析
（3）测量集成电路或晶体管时，由于PN结的作用，需进行正反两次测量。
2.测电压
（1）利用测量元件“压降”的方法检查电路是否正常
（2）测量电压超过24V时，双手一定要拿在表笔的绝缘处，以防触电危险。
3.测电流
（1）直接测量法
（2）间接测量法：测量电路中电阻两端的电压，通过计算求得电流值。
(四)示波器
示波器是利用电子射线的偏转来复现电信号瞬时值图像的一种仪器。不但可以象电压表、电流表、功率表测量信号幅度，也可以象频率计、相位计那测试信号周期、频率和相位；而且还能测试调制信号的参数，估计信号的非线性失真等。
Y通道是由Y轴衰减器和Y轴放大器组成部分的，以适应观察不同幅度的各种电信号。X通道中的扫描电路是一个能连续产生周期性线性电压的锯齿波发生器。为了能在荧光屏上看到一个稳定的待测信号波形，必须使锯齿波电压的周期是待测信号周期的整数倍。图中同步电路的作用就是用来迫使锯齿波电压的周期满足上述要求的。其中“内”同步是利用被测信号强迫同步。而“外”同步则是利用外部所加的电压强迫同。X通道中还有一个外部输入（X输入），有了它可以扩展示波器的功能，观察Y=f（X）的图形。例如测二极管的伏安特性，电机的转矩特性等。
另外还有示波器及电源系统，辅助性调节电路（亮度、聚焦、垂直和水平位移等）以及示波器电源和校正信号等。校正信号发生器是专门用来产生频率和幅度都是固定的连续方波（幅度0.5V，频率1KHz），以校准X轴及Y轴的刻度。

示波器的使用
1.示波器测量电流
测量时需要一个精度高、阻值很小而且是已知的无感电阻器，测得电压后根据欧姆定律换算成实测电流值。

2.示波器测量电压
（1）被测信号频率较低：可采用探头。如果信号幅度较小，用10：1探头灵敏度太低时，可直接用屏蔽线连接示波器Y轴输入端与测试点。
（2）被测信号频率较高：用探头要比用屏蔽线或普通电缆失真小，精度高。但测试距离将受探头电缆长度的限制，其灵敏度将随探头的衰减而有所下降。一般测量高频时可采用同轴电缆。
测交流电压，一般是测量交流电压波形的峰值电压或某两点的电位差值。其测量结果经过计算得出被测两点间的电位差。即用屏面上被测两点之间的垂直偏转距离乘以Y轴偏转灵敏度，即被测两点间的电位差。
测直流电压，所用示波器频响必须是从直流开始。首先调节垂直位移按钮，使扫描线处于某一水平刻度线上作为零电平线，输入被测电压信号，测出扫描线从零电平偏移的垂直距离，即被测直流电压＝垂直偏转距离×Y轴偏转灵敏度×探头衰减系数。

3.示波器测量波形时间
示波器水平扫描开关微调在校准位置时，扫描开关各档的刻度值，表示屏幕上水平刻度所代表的时间值。因此示波器可以直接测得整个波形（或波形的任何部分）。

4.示波器测量频率
可利用时间测量法确定频率。

5.示波器测量相位
用于双踪示波器，在示波器屏幕上同时显示两条光迹，按坐标刻度测量这两条光迹有关点间的距离，将测得的距离换算成相位差。

tuotuodian

示波器基本知识50问
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 Test
Droop & Drop Test
Inrush Current Test
HS Specific Tests
Chirp Test
Monotonic Test
Receiver sensitivity Test
Impedance 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。

tuotuodian

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。

27．对时钟的相位噪声参数的要求很高的设计，怎样测量相位噪声？
答：从示波器的角度来看，可以测试ADC,DAC的模拟和数字信号的幅度，时间，转换后的信号质量，转换速度，时钟和数据的建立/保持时间等参数，还可以通过TDS示波器中的高级运算功能（频谱分析功能）来定性测量SNR,SINAD等参数。

28．由于可能需要引入外界的时钟，这样时钟存在2选1的问题，此时用什么方案才能使相位噪声的恶化最小？
答：首先要分析抖动产生的来源，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，您所说的另一种示波器的单次带宽显然不到100MHz，您可以看一下它的指标。

31．示波器指标中的带宽如何理解？
答：带宽是示波器的基本指标，和放大器带宽的定义一样，是所谓的－3dB点，即，在示波器的输入加正弦波，幅度衰减为实际幅度的70.7%时的频率点称为带宽。也就是说，使用100MHz带宽的示波器测量1V，100MHz的正弦波，得到的幅度只有0.707V。这还只是正弦波的情形。因此，我们在选择示波器的时候，为达到一定的测量精度，应该选择信号最高频率5倍的带宽。

32．测量系统的总带宽如何获得？
答：测量系统的总带宽＝0.35/上升时间1GHz以下示波器。

33．在带宽一定的条件下，采样频率太大是否也没有太大的意义？
答：带宽是限制被测信号高频分量被捕获的基本条件。使用泰克的示波器每个被测信号周期只需2.5个点就能够最大限度的重构波形。其它一些示波器需要大于4个样点/周期，即100MHZ带宽示波器单次采集至少需要400MS/s的采样率，有些示波器甚至需要10个点（线性内插技术）才能保证采集信号有意义。

34．所谓高斯响应示波器和平坦响应示波器各有何优缺点和适合的领域？
答：在示波器的规范中并没有平坦相应和高斯相应的指标。在示波器中会出现类似的比较或探讨，可能有如下原因：
众所周知，示波器是时域的仪器，从泰克发明第一台可触发的模拟示波器以来，示波器的带宽一直是最重要的指标，它是指示波器内部的前置放大器的模拟带宽。但是，示波器带宽的定义却是频域的定义，即正弦波幅度衰减到-3dB点时的频率点。一个复杂高速信号含有丰富的频谱分量，如果需要精确测量信号，必须知道它们的每一个频谱分量的幅度和相位，所以示波器的幅频特性和相频特性非常重要。
从最近几年的发展来看，目前数字示波器的带宽越做越高，从泰克2000年推出TDS7000 4GHZ带宽示波器，2001年推出TDS6000 6GHZ带宽示波器， 2003年推出TDS7704B 7GHZ带宽示波器，到最近TDS6804B 8GHZ带宽示波器，带宽几乎每年都在提升。当示波器带宽到达几个GHZ时，前置放大器作为模拟器件，保证良好的幅频和相频特性越来越难，泰克是掌握这一最关键技术的唯一公司。有些厂商无法做到，就不得不采用其它的一些方法来修补模拟器件带宽的不足，获得更高的带宽，频响曲线自然发生变化。
随着目前各种高速信号越来越多，信号速率越来越快，对实时示波器提出了新的要求，示波器厂商的数字示波器中也出现了一些新的技术，最显著的是示波器通过数字信号处理技术（DSP）来得到更好的性能。DSP就在数字示波器主要应用包括：
增强带宽
更快的上升时间
增益和波形校准与改善
幅度和相位的改善
光参考接收机归一化
其中泰克的第三代示波器（DPO）就是DSP技术的最好体现。合理的利用DSP可以提升示波器测试的信号保真度。
但是，DSP技术的使用会是每一个示波器的使用者产生迷惑，特别是在“带宽是否可以通过DSP可以提升”，“ 示波器的带宽是模拟带宽，和DSP技术有何关系”，“当前的示波器带宽到底是模拟带宽还是DSP带宽？” “DSP技术带来的负面效应是什么？”
在泰克最新的TDS6804B 8GHZ带宽的示波器中的模拟带宽是7GHZ，通过DSP增强后的带宽是8GHZ，为了保证每一个测试人员对这两种方式的理解，在TDS6804B中可以打开和关闭DSP的带宽增强功能。泰克将DSP增强带宽带来的优点和问题告诉每一个测试人员，帮助测试人员理解模拟带宽和DSP增强带宽的测试结果，更好的进行高速信号测试。

35．除高斯响应示波器和平坦响应示波器之外，还有基于其它响应的示波器吗？
答：示波器前置放大器的频响特性是决定测试结果的最关键因素，它由模拟器件决定。关键在于用何种方法来获得足够的频响。

36．以前在用TDS744,TDS745等示波器时，使用的是无源探头如P6139A,带宽500M。在购买了有源探头P6237之后, 从测试波形来看特别是测高频信号时,两者的测试结果差异较大. 从探头参数得知, 有源探头的输入电容<1pF,而无源探头则为10pF左右. 这样看来应该是有源探头的测试结果更能反映信号真实的情况. 既然无源探头对高频信号衰减很大, 那么500M的带宽有什么意义呢? 如何根据测试情况来选择使用有源或无源探头？
答：您的P6139A探头加上泰克的500MHz示波器典型带宽值还是可以达到500MHz，但是正如您所说，其输入电容不同，这一电容将产生对于待测信号的负载效应，造成信号振铃，形状发生改变，因此这个时候使用有源探头时能反映信号的真实情况。实际上，使用探头不光要考虑带宽，所有这些因素我们在测量高频信号的时候都要考虑：
带宽/上升时间
动态范围
负载效应
接地效应
共振效应
尤其P6139A时您还要考虑地线的影响，探头上的接地线也会带来振铃，测量高频信号的时候应该尽量缩短地线的长度。
另外，您使用的P6247是有源差分探头，共模的影响也可能是一个因素。
选择无源探头主要是因为其动态范围大，比如P6139A可以测量从毫伏到几百伏的信号，而P6247只能测量＋－8.5V的信号。另外有源探头价格也是一个因素。

37．实验时，示波器接地线后，导致MOsfet炸掉，现在将示波器都剪掉了地线。这是什么原因？
答：为保证测试中的人身安全以及获得良好的测量效果，一般示波器的所有探头的地线都与机壳连接在一起，并连接到示波器电源线的地线。因此，您在电源中测量MOSFET管波形的时候，如果其中任何一个点都不是地，就会产生问题，如下图所示。

剪断地线可以防止对MOSFET管测试中的短路问题，但是也会带来一些其它的测试问题，比如示波器机壳带电，示波器机壳分布参数对测量信号造成影响等。解决的办法是使用差分探头，比如泰克的P5205，可以测量所谓的2个测试点都不是地的差分信号。

38．用示波器抓取数据时，发现存储的文本里只有当前屏幕的数据，且是按照resolution为时间间隔的。如何利用软件实时处理数据（matlab?），如何抓到更多数据？
答：泰克示波器采用压缩屏幕的显示风格，即屏幕显示的波形为采集下来的所有数据，配合TDS5000B的multiViewZoom功能，可以方便显示所有波形。
泰克TDS5000B，TDS6000，TDS7000B，TDS8000B系列示波器都采用完全开放的WINDOWS平台，支持当前所有的流行工具，象Matlab，LabView，VB，VC，.NET，MicroSoft Office VBA等等，可以灵活进行数据分析和处理。
这些分析工具还可以直接安装在示波器里面，构成一台集数据采集，分析，显示，处理的仪器。 单次采集更多的数据，需要示波器配备更深的存储深度，象TDS5000B系列通用示波器可以支持到16M内存。

39．影响示波器工作速度的因素有哪些？
答：实际上任何一台示波器的原理都差不多，前端是数据采集系统，后端是计算机处理。影响速度主要有两方面，一是从前端数采到后端处理的数据传输，一般都是用PCI总线，此乃传输瓶颈, 但已有新技术可以突破；另一个是后端的处理方式，提高处理速度可以通过数据分包共享来实现。

40．我们的应用通常会捕获2M甚至更多的数据进行分析, 且采样率通常会高达10GS/S, 但在进行参数测试和FFT等分析时总是显得很慢, 为什么？
答：处理的数据量大，速度自然会慢。要想获得大数据量的高速实时FFT分析，除非采用专用FFT处理器，但成本较高。

41．使用泰克的TDS2014数字示波器抓一个并口的时序时，总能测到能量很强的50Hz交流，而测不到信号，但是示波器的地和所测并口的地是一致的，怎么办？
答：可以从以下几方面入手：
①检查示波器是否很好的接地或采用隔离变压器隔离；
②附近是否有较强50Hz信号感应；
③在较强干扰环境下，应注意并口的驱动能力及工作频率与测试操作选择是否合适。若只看到50Hz干扰正弦波，且波形较规则，则应考虑并口可能未工作；
④检查一下探头尖是否损坏了；
⑤建议把用不着的外设都拨掉，也有可能从显示器上来的；
⑥如果示波器用了很久，就要考虑底线是否正常，就是那个小夹子。 把探头取下，用万用表量一量。

42． 要解决抗电源干扰问题，想测量总电源的干扰信号串入到弱信号放大器电源的情形。结果，即使示波器探头和地连在一起，都有干扰信号，不管测哪里都一样。干扰信号是音频。这是为什么？
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。

43．在EMC试验中有时候会出现指示表短暂的指示消失现象，使用示波器进行检测，发现试验过程中示波器有屏幕整个晃动的现象。试验的项目是EFT（瞬变脉冲串抗扰度试验），如何解释和怎样在试验中消除这种现象？
答：EFT有时会对示波器造成干扰，造成误触发，可尝试使用示波器的高频抑制触发模式，限制示波器带宽等办法。

44．为什么示波器有时候抓不到经过放大后的电流信号？
答：如果信号的确存在，但示波器有时能抓到，有时抓不到，这可能和示波器的设置有关系。通常若您可将示波器触发模式设置成Normal ,触发条件设置成边沿触发，并将触发电平调到适当值，然后将扫描方式设置成单次方式，如果这种方式还不行，通常仪器可能出了问题。

45．新型数字示波器怎样用于单片机开发呢？
答：单片机电路开发过程中，一般来讲所用的元件和芯片本身都没有问题，有问题的往往是他们之间相互通信和预想的不同，单片机中，常见的总线是SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A和54621D示波器本身支持串行信号的触发功能，可直接调试串行总线上的通信情况，另外，若您使用DSP结合MCU开发电路板，可能牵涉到软硬件联调，这时您可以用54621D的数字逻辑通道连接到控制线或数据、地址线上，借以判断在特定的操作条件或子程序运行下，电路是否能正常工作。而且其每通道2M点的存储深度非常有助于分析问题的原因，观察长时间的串行信号，观察握手时序等。而且其放大功能，可将信号放大数万倍以观察细节。
54621A的价格应在US$2500左右，54621D的价格应该在低于US$4000。您可以访问http://www.agilent.com/find/mso http://www.agilent.com/find/test 下载相关的许多应用文章。

46．新型数字示波器54621A和54621D在检测时是否对（Inter-IC）总线的不同信号和不同速率有影响呢？
答：I2C Bus信号一般工作速率不超过 400Kbit/s,最近也出现了几Mbit/s的芯片，54621A和54621D在设置触发条件时，无需顾及不同速率的影响，但对其它总线，如CAN总线，您先要在示波器上设置CAN总线当前的实际工作速率以便示波器能正确解协议，并正确触发。

47．除示波器54621A和54621D外，还有什么其他仪器可以检测和分析Inter-IC总线信号？
答：想对Inter-IC总线信号进行进一步的分析，如协议级的分析，可使用安捷伦的逻辑分析仪，但相对来说，价格比54621A/D要高。

48．数字示波器的各种触发的应用，比如说边沿触发，毛刺触发和脉宽触发等，它们各自适合测试那种信号？
答：① edge trigger ， 边沿触发，可设触发电平，上升沿或下降沿。边沿触发也称为基本触发。
② advanced trigger，即高级触发，里面含概各种不同的触发功能，可以根据被测信号的特征，设置相应的触发条件，定位感兴趣的波形。
高级触发是电路调试的关键。在电路调试过程中，如果事先不了解被测信号可能的问题，可以先使用泰克数字荧光示波器，利用400,000/秒波形捕获速度，迅速发现电路中的各种问题，再配合不同的高级触发功能来进行故障的细节定位，这样可以缩短您的调试周期。

49．关于毛刺测量，以前请教过相关的技术人员，得到的答复是，示波器所能捕捉的最小毛刺就是示波器的采样速率。是否所有的示波器都遵循这一规律？此时示波器的前置滤波器不会对它有影响吗？
答：不能断言所有的示波器都是这样。比如，有些示波器达到1GS/s，带宽只有60MHz，显然，1ns的毛刺不可能捕捉到。其实捕捉毛刺的能力除了带宽，采样率，还取决于波形捕获率，即每秒能够捕捉的波形数量，详情请参见泰克关于DPO的应用文章。

50．在使用示波器时如何消除毛刺？
答：如果毛刺是信号本身固有的，而且想用边沿触发同步该信号（如正弦信号），可以用高频抑制触发方式，通常可同步该信号。如果信号本身有毛刺，但想让示波器虑除该毛刺，不显示毛刺，通常很难做到。可以试着使用限制带宽的方法，但不小心可能也会把信号本身虑掉一部分信息。若使用逻辑分析仪器，一般来说，使用状态采集的方法，有些在定时方式下采集到的毛刺，就看不到了。

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在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。
    1 示波器工作原理


　　示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。


　　1．1 示波管
　　阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。



                                图1 示波管的内部结构和供电图示


　　1．荧光屏
　　现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜，撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。
　　当电子停止轰击后，亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10％所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉，10μs—1ms为短余辉，1ms—0．1s为中余辉，0．1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。
　　由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管，以保护人的眼睛。


　　2．电子枪及聚焦
　　电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，对阴极发射的电子起控制作用，一般只有运动初速度大的少量电子，在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。调节电路中的W1电位器，可以改变栅极电位，控制射向荧光屏的电子流密度，从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连，所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。
　　电子束从阴极奔向荧光屏的过程中，经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域，调节第二阳极A2的电位，能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点，这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压，A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦，需微调第二阳极A2的电压，A2又叫做辅助聚焦极。


　　3．偏转系统
　　偏转系统控制电子射线方向，使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。图8．1中，Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前，X轴偏转板在后，因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压，使两对偏转板间各自形成电场，分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。


　　4．示波管的电源
　　为使示波管正常工作，对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近，偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(—30V~—100V)，而且可调，以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V~+600V)，也应可调，用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连，对阴极为正高压(约+1000V)，相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小，可以用公共高压经电阻分压器供电。


　　1.2 示波器的基本组成


　　从上一小节可以看出，只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压，就能控制示波管显示的图形形状。我们知道，一个电子信号是时间的函数f(t)，它随时间的变化而变化。因此，只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压，在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小)，示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中，在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。
　　示波器的基本组成框图如图2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源等五部分组成。



图2 示波器基本组成框图


　　被测信号①接到“Y"输入端，经Y轴衰减器适当衰减后送至Y1放大器(前置放大)，推挽输出信号②和③。经延迟级延迟Г1时间，到Y2放大器。放大后产生足够大的信号④和⑤，加到示波管的Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形，将Y轴的被测信号③引入X轴系统的触发电路，在引入信号的正(或者负)极性的某一电平值产生触发脉冲⑥，启动锯齿波扫描电路(时基发生器)，产生扫描电压⑦。由于从触发到启动扫描有一时间延迟Г2，为保证Y轴信号到达荧光屏之前X轴开始扫描，Y轴的延迟时间Г1应稍大于X轴的延迟时间Г2。扫描电压⑦经X轴放大器放大，产生推挽输出⑨和⑩，加到示波管的X轴偏转板上。z轴系统用于放大扫描电压正程，并且变成正向矩形波，送到示波管栅极。这使得在扫描正程显示的波形有某一固定辉度，而在扫描回程进行抹迹。
　　以上是示波器的基本工作原理。双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用，当转换频率高到一定程度后，看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。
　　示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器，供校验示波器用。

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1、您需要多少带宽
　　我们已经处于数字示波器时代，与仅考虑模拟放大器的带宽相比，应更多的考虑示波器的带宽，为了保证示波器为应用提供足够的带宽，您必需考虑示波器将要考察的信号带宽。
　　带宽是示波器最重要的特点，因为它决定这显示的信号范围，它在很大程度上还决定着用户需要支付的价格。在制定带宽决策时，您必需把当前有限的预算与实验室中示波器使用期间预计的需求平衡起来。
　　在当前的数字技术中，系统时钟通常是示波器可能显示的频率最高的信号。示波器的带宽至少应该比这一频率高三倍，以合理地显示这个信号的形状。
　　系统中决定示波器带宽要求的另一个信号特点是信号的上升时间。由于您可能看到的不只是纯正弦波，因此在超出信号基础频率的频率上，信号将包含谐波。例如，如果您考察的是方形波，那么信号包含的频率至少要比信号的基础频率高10倍。如果在考察方形波等信号时不能保证相应的示波器带宽，您将在示波器显示屏上看到圆形的边沿，而不是预计看到的清晰快速的边沿。这进而会影响测量精度。
　　幸运的是，我们有一些非常简单的公式，可以帮助您根据信号特点确定相应的示波器带宽。
1、信号带宽＝0.5/信号上升时间
2、示波器带宽＝2 x 信号带宽
3、示波器实时取样速率＝4 x 示波器带宽
　　在已经确定了相应的示波器带宽后，您需要考虑示波器打算同时使用的每条信道的取样速率。如上面的公式3所列，对打算使用的每条信道，必需保证取样速率是示波器带宽的四倍，以便这些信道能够全面支持示波器的额定带宽。我们将在后面对此进行更详细的讨论。



2、您需要多少条信道
乍一看，信道数量似乎是一个简单的问题。毕竟，不是所有示波器都配有两条信道或四条信道吗？没别的了！数字内容遍布当前设计中的任何地方，不管数字内容在设计中的比重高低，传统的2通道或4信道示波器都并不能一直提供触发和察看所有感兴趣的信号所需的信道数量。如果您遇到这种情况，您就会了解构建外部硬件或编写专用软件隔离感兴趣的活动时涉及的问题。
　　对当前日益发展的数字领域，一种全新的示波器已经增强了示波器在数字应用和嵌入式调试应用中的应用。混合信号示波器（通常称为MSO）除典型示波器的2条或4条示波器信道外，还紧密地插入另外16条逻辑定时信道。其结果，实现了一个全功能示波器，提供了最多20条时间相关的触发、采集和察看信道。
　　我们将以常见的SDRAM应用为例，介绍怎样使用混合信号示波器进行日常调试。为隔离SDRAM写入周期，您必需对五种不通的信号组合触发系统－RAS，CAS,WE,CS和时钟。4信道示波器本身不足以满足这一基本测量要求。
　　如图2所示，16条逻辑定时信道用来设置在RAS高、CAS低、WE高和CS上触发系统。示波器信道1用来察看和抽换法时钟的上升沿。在逻辑分析仪和示波器组合解决方案中，逻辑分析仪只能交叉触发示波器或反之，与此不同，混合信号示波器可以在示波器和逻辑定时信道中进行全宽触发。



3、您要求的取样速率是多少
如前所述，在评估示波器时，取样速率是一个非常重要的考虑指标。为什么呢？大多数示波器采用插入形式，在两条或多条信道偶合模数转换器时，其仅在四信道示波器中的一条或两条信道上提供最大的取样速率，从而可以提高取样速率。许多制造商在示波器的主要技术指标中仅强调这种最大化的取样速度，而不会告诉用户该取样速率仅适用于一条信道！如果你希望购买一个4信道示波器，那么事实上你希望不仅仅在一条信道上使用和获得全部带宽。
　　回忆一下第2个考虑因素中给出的公式，示波器的取样速率至少应该是示波器带宽的4倍。在示波器使用某种数字重建形式时，最好使用4倍乘数，如sin（X）/X插补。在示波器没有采用数字重建形式时，乘数实际上应该是10倍。由于大多数示波器采用某种数字重建形式，4倍乘数应该足够了。
　　让我们考察一下使用500MHZ示波器的实例，该示波器采用sin（X）/X插补技术。对这一示波器，为在，每条信道上支持整整500MHz的带宽，每条信道需要的最低取样速率是4 x (500MHz),或每条信道2GSa/s。当前市场上部分500MHz示波器声称最大5GSa/s取样速率，但没有指出5GSa/s取样速率只适用于一条信道。在使用三条或四条信道时，这些示波器每条信道的取样速率实际上只有1.25GSa/s，不足以在几条信道上支持500MHz的带宽。
　　考虑取样速率的令一种方式是确定应用点之间希望的分辨率。取样速率是分辨率的倒数。例如，假设您希望在样点之间实现1ns的分辨率。能够提高这一分辨率的取样速率是1/（1ns）＝1GSa/s。
　　总之，要保证考虑的示波器能够为希望同时使用的所有信道提供足够的每条信道取样速率，从而每条信道都能够支持示波器的额定带宽。
4、您需要多少内存深度
　　如前所述，带宽和取样速率紧密相关。内存深度也与取样速率紧密相关。模数转换器对输入波形进行数字转换，得到的数据存储到示波器的告诉内存中。选择示波器时一个重要因素是了解示波器怎样使用存储的这些信息。内存技术使得用户能够捕获采集数据、当大察看更多细节、或在采集的数据上进行数学运算、测量和后期处理功能等操作。
　　许多人认为，示波器的最大取样速率指标适用于所有时基设置。这当然是好事，但这可能要求非常大的内存，几乎没有人能够买得起内存这样大的示波器。由于内存深度有限，因此随着人们把时基设置成越来越宽的范围，所有示波器必须降低取样速率。示波器的内存越深，以全部取样速率可以捕获的时间越多。目前市场上有一种流行的示波器，其取样速率达到每秒几千兆样点及拥有10，000样点的内存。在时基设为2ms/格及更慢时，这一示波器被迫把取样速率降低到每秒几千样点。你必需查看有问题的示波器，了解时基设置对其取样速率的影响。这里提到的示波器在以要求的扫描速率工作、以显示整个系统操作周期时，将只提供几千赫兹的带宽。
　　你所需要的内存深度取决于希望查看显示器的数量以及希望保持的取样速率。如果你希望在不同样点间以较高分辨率查看更长的时期，您使用需要深内存。简单的公式可以告诉您需要多少内存、其中需要考虑时间间隔和取样速率：
内存深度＝取样速率 x 显示时间
　　如果您需要放大及更仔细地查看波形，在示波器上所有时间设置中保证高取样速率可以防止假信号，提供与波形有关的更详细的信息。
　　一旦已经确定内存深度，同样重要的是必需考察在使用最深的内存设置时示波器的操作方式。采用传统深内存结构的示波器响应速度慢，这会给生产效率带来负面影响。由于响应速度慢，示波器制造商通常把深内存降到专用模式，工程师通常只在必需使用深内存时才使用它。尽管示波器制造商几年来已经在深内存结构中取得很大进展，但某些深内存结构的速度仍然很低，操作起来要耗费大量的时间。在购买示波器前，一定要评估示波器在最深的内存设置下的响应能力。



5、您需要哪些显示功能
所有示波器供应商都知道,他们销售的是波形图像.追溯到模拟示波器时代,示波器CRT显示器的设计特点决定着图像的质量.在当前的数字世界中,示波器的现实性能在很大程度上取决于数字处理算法,而不是显示设备的物理特点.某些示波器制造商已经在产品中增加了专用显示模式,以克服传统模拟示波器显示和数字显示之间的某些差异.没有一种很好的途径,通过研究示波器的技术指标来确定哪种示波器最适合用户的实验室环境.只有在用户工作台上实时演示及使用用户自己的波形时,才能确定哪种示波器最适合满足用户需求.
　　当前的数字示波器分为两大类:波形查看仪器和波形分析仪.为查看波形设计的示波器通常用于测试和问题诊断应用,在这些应用中,波形图像将提供用户所需的全部信息.
　　在波形分析应用中，Microsoft Windows操作系统和高级分析功能等特点可以应用额外的抽象等级,确定被测系统的性能状况.在这方面,也很难单纯根据产品技术资料,确定示波器能够躲好地满足用户需求.必需在实验室中进行实时演示,才能确定考察的示波器能否显示用户需要查看的内容.
6、您需要哪些触发功能
　　许多通用示波器使用边沿触发功能.但是,在某些应用中可能需要使用其他触发功能.高级触发功能使您能够隔离希望查看的事件.例如,在数字应用中,触发信道中某个码型会有很大帮助.如前所述,混合信号示波器可以触发逻辑信道和示波器信道码型,而在示波器/逻辑分析仪组合解决方案中,用户只能通过把各自输入/输出触发信号电缆连接在一起,来交叉触发两台仪器.
　　对串行设计人员,某些示波器甚至为SPI、CAN、USB、I2C和LIN等标准配备了串行触发协议。高级触发选项在此能够在日常调试任务中节约大量的时间。如果您需要捕获罕见的事件，情况会怎样呢？毛刺触发允许触发正向毛刺或负向毛刺。或触发大于或小于指定宽度的脉冲。在诊断问题时，这些功能特别有用。您可以触发问题，向回查看时间（使用延迟或水平位置旋钮），查看时间（使用延迟或水平位置旋钮），查看导致问题的根源。
　　当前市场上的许多示波器还为电视和视频应用提供了触发功能。通过使用示波器的电视触发功能，可以在需要查看的场合具体行上触发系统。
7、探测信号的最佳方式是什么？
　　信号的变化速率开始超过1GHz。由于无源探头一般仅限于600MHz，因此获得示波器的全部带宽可能是一个问题。系统带宽（亦即示波器/探头组合带宽）以这两种带宽中的低者为准。例如，考虑一下带有500MHz无源探头的1GHz示波器，组合的系统带宽是500MHz。如果您由于探头而获得500MHz的带宽，购买1GHz示波器是不值得的！
　　此外，每次在您把探头连接到电路上时，探头变成被测电路的一部分。探针在本质上是一条短传输线。传输线是一种L-C谐振电路，其频率是传输线的1/4波频率，L-C谐振电路的阻抗将变低，其接近于零，并将给被测设备带来负荷。可以简便的在信号的低速上升时间和减幅振荡中查看L-C谐振电路的负荷。
　　有源探头不仅提供的带宽超过无源探头，而且他们还消除了把探头连接到被刺设备(DUT)时的部分传输线效应。通过在有源探头中采用电阻“衰减的”探针和配件，安捷伦科技最大限度的降低了信号负荷及导致的信号失真。这些衰减的配件可以防止L-C谐振电路的阻抗变得太低，从而防止加载信号导致的减幅振荡和信号失真。
　　此外，衰减的配件使得探头的频响能够在整个探头带宽范围内保持平坦。通过平坦的频响，可以在探头的整个带宽内防止信号失真。
　　现在已经解决了信号失真问题，如果你探测的是高速信号，那么下一步是保证即使在使用探头配件时仍能实现全部带宽。Agilent InfiniiMax探头通过在探头放大器和探针之间使用受控的传输线，优化了探头带宽。通过使用一个放大器，您可以连接各种差分探头或单端探头，包括浏览探头、带插座的探头、焊接探头和SMA探头，并获得全部系统带宽。另外，由于探头放大器实际上通过受控传输线与探针分开，因此可以简便地接触紧密的探头空间。
　　这里的关键是在使用各种探头和配件时了解探头的额定带宽。配件可能会降低探头的性能，用户当然不希望没有必要地花上几千美元，购买一款高带宽有源探头，而这款探头在用户首选的探测配置时会严重降低系统性能。



8、您需要哪些存档和连接功能？
许多数字示波器现在带有和个人电脑相同的接口，包括GPIB、
RS－232、LAN和USB接口。现在把图片发送到打印机，或把数据传送到PC或服务器要比过去容易得多。您是否经常把示波器数据传送到PC上？那么非常重要的一点是，示波器至少要有上面列出的一种接口选项。内置软驱或光驱还可以帮助您传送数据，但与通过USB或局域网连接从示波器发送文件相比，使用软驱或光驱通常要求更多的工作。对没有局域网和USB等比较先进的接口选项的经济型示波器，示波器制造商通常提供软件，允许通过GPIB或RS-232简便地把波形图像和数据传送的PC上。如果PC没有安装GPIB卡，或用户希望以更简便的方式把波形传送到笔记本电脑上，您可能会考虑GPIB到USB转换器。许多示波器还配有几GB的硬驱，用户还可以使用他存储数据。应提前确定需要示波器提供什么程度的连接能力和存档功能。如果需要作为自动化测试系统的一部分连接示波器，一定要保证示波器配有足够的软件和驱动程度，来适应您的编程环境。
9、您怎样分析波形？
自动测量和内置分析功能可以节约用户时间，使工作更加简便。数字示波器通常带有模拟示波器上没有提供的一系列测量功能和分析选项。
数学运算函数包括加减乘除、积分和微分。测量统计（最小值、最大值和平均值）可以检定测量不确定性，在检定噪声和定时余量时，这是一项重要资源。许多数字示波器还提供了FFT功能。
对关注波形分析的“高需求用户”，示波器制造商正在中档示波器和高档示波器中提供更大的灵活性。某些制造商提供的软件允许定制复杂的测量，直接从示波器用户界面中执行数学函数和后期处理。例如，可以使用C++或Visual Basic编写测量程序，然后从示波器图形用户界面（GUI）中执行程序。用过这一功能，用户不需把数据传送到外部PC上，对关注波形分析的用户，这可以节约大量的时间。



10、最后一个、但也是同样重要的一个问题：演示、演示、还是演示！
　　如果您已经考虑了前面九了因素，您可能已经把范围缩小到能够满足标准的少量示波器中。现在应该试用这些示波器，进行并排比较。借用几天示波器，您将有时间全面评估这些示波器，您将有时间全面评估这些示波器。在使用每台示波器时，需要考虑的部分因素包括：
简单易用性：在试验期间，评估每台示波器的简便易用性.示波器是否有简便易用的专用旋钮，用于垂直灵敏度、时基速度、轨迹位置和触发等级等常用调节功能？从一项操作到另一项操作需要按多少个按钮？能否直观地运行示波器，同时把重点放在被测电路上？
显示响应速度：在评估示波器时，注意示波器的响应速度，不管是使用示波器诊断问题还是收集大量的数据，这都是一个关键因素。在改变V/格、时间/格、内存深度和位置设置时，示波器是否迅速响应？在打开测量功能时，再看一下示波器的响应速度。响应速度是否明显下降？
结论
在全面考察这些问题及评估示波器后，您应该对哪种型号真正满足你的需求已经做到胸有成竹。如果现在还不确定，您可能要与其他示波器用户讨论产品选型，或致电制造商技术支持人员。
词汇表
假信号 以低于Nyquist的速率（信号最大频率成分的两倍）取样，因此错误地重新排列信号频率成分的信号（通常是电接口信号）。
CAN 控制器区域网，这是汽车和工业应用中流行的一种强健的串行通信总线标准。
数字示波器 采用高速模数转换器（ADC）测量信号，然后使用标准计算机图形技术在屏幕（CRT或LCD）上显示信号的示波器。
GPIB 通用仪器总线，也称为IEEE－488总线，是一种广泛使用的接口，用来把测试仪器连接到计算机上及提供编程仪器控制能力。
谐波 信号的一种频率成分，是该信号基础谐波的整数倍。
I2C 继承电路间总线，一种短距离串行通信总线标准，由两个信号（时钟和数据）组成，在同一块印刷电路板上多个集成电路之间的通信中非常流行。
插入 数字示波器中使用的一种技术，其中一起使用不同模拟信道的模数转换器，一般来说，使用的信道越少，取样速率越高，内存深度更深。
L-C谐振电路 由电感和电容组成的电路，能够在一个频段内连续存储电子，并大体分布在电路谐振或调谐的一个频率上。
LIN 局部互联网络，这是一种短距离串行通信标准，在包含CAN总线的系统中非常常见。LIN的速度和复杂行都要低于CAN总线。
混合信号示波器（MSOs）信道数量超过查看模拟信号和数字信号常用信道数量的数字示波器。MSO一般拥有两条或四条模拟信道，至少拥有8位的垂直分辨率。其通常拥有16条数字信道，但其一般仅有1位的垂直分辨率。
SDRAM 同步动态随机访问内存，这是当前数字内存最流行的形式，它与上一代DRAM的区别在于，所有信号定时都是相对于一个时钟的。
SPI 串行外设接口，这是一种非常简单的短距离串行通信总线标准，其中由两个信号（时钟和数据）或三个信号（时钟，数据和选通）组成，在从ADC等微控制器外设中读取数据等应用中非常流行。
USB 通用串行总线，用来把外设（包括测试仪器）连接到计算机上的一种接口。

tuotuodian

使用一定时间后，主轴不同心（达不到标准同心度）

　　主要原因是：导座位置发生了变化，可能导座螺钉松脱。

　　具体处理方法是：松开导座螺丝调整好同心位置，再紧好导座螺钉。或硬度计不水平，由于长时间使用后，放置硬度计的台面变形或被认为移动了位置而导致硬度计不水平，必须重新调整水平位置。

维修老菜

说的是修电脑的工具,修电视也可以用指针表的,