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祝大家清明节快乐

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什么是示波表？示波表是在示波器基础上,发展起来的用于波形测量的手持式仪器,由于受液晶显示限制,所以示波表基本都是采用高速A/D采样的存储示波器。为了照顾长期使用模拟示波器用户的习惯，在示波表设计上延用了示波器许多功能，人们在操作上仍需要比较繁琐的调整，才能看到被测的波形。目前国内生产的手持式示波表，采样率在40M/S~100M/S不等，模拟带宽从8M~30M。 示波表顾名思义，用来表示被测信号的波形，重点在波形分析上。比如观测被测波形的上升沿，计算出沿口的时间；或者对比二通道信号的相位，计算信号的占空比等等。为达到此测量目的，一般示波表都具有近20个调整键或旋扭，没有使用过示波器的人，很难掌握。

什么是视波表？视波表是建立在数字万用表基础上的一种综合检测仪表，数字万用表具有测量功能齐全，测量精度高，保护性能超群等优点。但也具有测量频带窄，不能观察被测信号波形等缺点。而万用表已经成为电子电工检测不可短缺的必备工具。从模拟指针式测量仪表到数字显示智能化仪表是一种变革，而数字仪表的发展趋势必然结果是能看到波形，这势必扩展了万用表的使用空间，一机多用，为现场检测提供了方便。视波表的设计，避开了示波表繁琐的使用过程，重点在保障测量精度的前提下，根据不同行业的使用需要，设计测量带宽，再现波形

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随机噪声有时也称白噪声，它在理论上是无界的，并服从高斯分 布。无界意味着由于噪声固有的随 机性，您在噪声表征测量中收集数 据越多，就会得到越高的峰峰偏移。 由于这一原因，像垂直噪声和随机抖动这类随机现象就应使用有效值（标准偏差）进行定义和测量。表 1 示出四种竞争500MHz 带宽示波器的有效值噪声本底测量值。每一种示波器都使用 50Ω 端接，设置为使用各示波器规定的最高采样率，在无信号连接条件下采集波形。

　　也请参看附录 A 中竞争 1GHz 带宽示波器的有效值噪声本底测量 结果。
　　通常认为示波器的“基线噪声 本底”是示波器置于最灵敏设置（最 低 V/div）时的噪声电平。但今天市 场上的许多示波器在最灵敏 V/div 设 置时有降低的带宽特性。如前所述，示波器是一种宽带仪器，带宽越高，通常噪声本底也越高。所以在您比较各示波器最灵敏 V/div 设置处的基线噪声本底特性时，您可能是在 把较低带宽示波器与较高带宽示波 器作比较，这不是同类事物的比较。 应在各示波器提供全带宽的最灵敏 V/div 设置处比较相同带宽的基线噪声本底。

　　许多示波器的评估者错误地仅测试示波器最灵敏设置时的基线噪声本底特性，并假定这一噪声幅度 适用于所有V/div 设置。示波器中实际有两个固有的噪声成分。其一是主要由示波器前端衰减器和放大器所贡献的固定噪声电平。示波器最 灵敏 V/div 设置处的基线噪声本底 是该噪声成分的很好近似。这一噪声成分居最灵敏设置时的支配地位，但示波器在不太灵敏设置（较高 V/ div）处使用时，这一噪声成分是可 以忽略的。

　　第二项噪声成份是基于示波器动态量程的相对噪声电平，它由特定 V/div 设置确定。当示波器置于最 灵敏设置时，可以忽略这项噪声，它 主要影响不太灵敏的设置。虽然示波器在高 V/div 设置时，波形并未表现出很大的噪声，但实际噪声幅度 可能相当高，您可比较表1中 1V/div 与10mV/div 测量的噪声电平。 Agilent MSO6054A 的这一相对有效值噪声成分近似为V/div 设置的 2%。 而 Tektronix 和 LeCroy 的 500MHz带宽示波器的相对有效值噪声成分 则为量程的3% - 4%。

　　在确定了固定噪声成分（近似 为基线噪声本底）和相对噪声成分后，您就能使用平方和的平方根公 式估计中间 V/div 设置下的噪声量。 从表 1 中的噪声测量结果可看到在 大多数V/div 设置下， Agilent MSO6054A 具有总体上最低的噪声特性。

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1.将USB线正确连接于示波器和电脑之间。
2.安装好操作软件。软件可直接从光盘拷贝或OWON网站下载。

3.示波器选择“显示à通信à矢量”后就可直接与电脑进行通信。如果选择“显示à通信à位图”那么保存文件的后缀应选择.BMP格式。

4.设置选择通讯串口与电脑通讯串口一致，如 COM1；比特率 115200 ，数据位 8 ，奇偶校验位无，停止位 1 ，数据流控制为无。如果使用的是USB线，则不需另行设置

5.点击获取数据的图标，选择存储位置，点击开始，最后数据开始传输

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问题1：每台示波器都有一个频率范围，比如10M、60M、100M...我手头用的示波器标称为60MHz，是不是可以理解为它最大可以测到60MHz？可我用它测4.1943MHz的方波时都测不到，这是什么原因？

    答：60MHz带宽示波器，并不意味着可以很好地测量60MHz的信号。根据示波器带宽的定义，若输入峰峰值为1V的60MHz正弦波到60MHz带宽示波器上，您在示波器上将看到0.707V的信号(30%幅值测量误差)。如果测试方波，选择示波器的参考标准应是信号上升时间，示波器带宽＝0.35/信号上升时间×3，此时您的上升时间测量误差为5.4%左右。

    示波器的探头带宽也很重要，若使用的示波器探头包括其前端附件构成的系统带宽很低，将会使示波器带宽大大下降。如若使用20MHz带宽的探头，则能实现的最大带宽是20MHz，如果在探头前端使用连接导线，将会进一步降低探头性能，但对4MHz左右方波不应有太大影响，因为速度不是很快。

    另外还要看一下示波器使用手册，有的60MHz示波器在1:1设置下，其实际带宽将锐减到6MHz以下，对于4MHz左右的方波，其三次谐波是12MHz，五次谐波是20MHz，若带宽降到6MHz，对信号幅值衰减很大，即使能看到信号也绝对不是方波，而是幅值被衰减了的正弦波。
    当然，测不出信号的原因可能有多种，如探头接触不好(该现象很容易排除)，建议用BNC电缆连接一函数发生器，检验该示波器本身有没有问题，探头有没有问题，如有问题，可和厂家直接联系。

    问题2：有些瞬时信号稍纵即失，如何捕捉并使其重现？

    答：将示波器设置成单次采集方式(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)，注意示波器的存储深度将决定您能采集信号的时间以及能用到的最大采样速率。

    问题3：在PLL中周期抖动可以衡量一个设计的好坏，但是要精确测量却非常困难，有什么方法和技巧吗？

    答：在使用示波器时，要注意其本身的抖动相关指标是否满足您的测试需求，如示波器本身的触发抖动指标等。同时要注意使用不同的探头和探头连接附件时，若不能保证示波器的系统带宽，测量结果也会不准确。另外关于PLL设置时间的测量，可使用示波器+USB-GPIB适配器+软件选件来完成，也可用较为便宜的调制域分析仪。

    问题4：为什么我的示波器有时候抓不到经过放大后的电流信呢?

    答：如果信号的确存在，但示波器有时能抓到有时抓不到，这就可能和示波器的设置有关系。通常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，那就可能是仪器出了问题。
    问题5：如何测量电源纹波？

    答：可以先用示波器将整个波形捕获，然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量均可)，同时还要利用示波器的FFT功能从频域进行分析。

    问题6：新型数字示波器怎样用于单片机开发？

    答：I2C总线信号一般工作速率不超过400Kbps，最近也出现了几Mbps的芯片，有的示波器在设置触发条件时，无需顾及不同速率的影响，但对其它总线，如CAN总线，则需要先在示波器上设置CAN总线当前的实际工作速率以便示波器能正确理解协议，并正确触发。若想对Inter-IC总线信号进行进一步的分析，如协议级分析，可使用逻辑分析仪，但相对来说价格比较高。

    问题7：关于模拟和数字示波器比较的问题：1、模拟和数字示波器在观察波形的细部时，哪个更有优势(例如在过零点和峰值时，观察1%以下寄生波形)？2、数字示波器一般提供在线显示均方根值，它的精度一般是多少？

    答：1)观察1%以下寄生波形，无论是模拟示波器还是数字示波器，观察精度都不是很好。模拟示波器的垂直精度未必比数字示波器更高，如某500MHz带宽的模拟示波器垂直精度是±3%，这并不比数字示波器(通常精度为1～2%)更具优势，而且对细节，数字示波器的自动测量功能比模拟示波器的人工测量更精确。

    2)对于示波器的幅值测量精度，很多人用A/D位数来衡量。实际上，随着您所用的示波器带宽、实际采样率设置等，它会有所变化。若带宽不够，本身带来的幅值测量误差就很大，若带宽够了，采样设置很高，实际的幅值测量精度也不如采样率低时候的精度(您有时可参考示波器的用户手册，它可能会给出不同采样率下，示波器的A/D实际有效位数)。总的来讲，示波器测量幅值，包括均方根值的精度往往不如万用表，同理，测量频率它不如频率计数器。

    问题8：毛刺触发指标有什么意义(例如5ns)？假如有一个100MHz示波器，测量的方波信号大约是10M左右，而且是占空比1:1左右的方波，设想一下，一个10M的方波，它的正向或负向的脉宽都是50ns，那么在什么样的情况下能真正用到5ns这个性能呢？

    答：毛刺/脉宽触发一般有两种典型应用场合，一是同步电路行为，如利用它来同步串行信号，或对于干扰非常严重的应用无法用边沿触发正确同步信号时，脉宽触发就是一个选择；另一是用来发现信号中的异常现象，如因干扰或竞争引起的窄毛刺，由于该异常是偶发显现，必须用毛刺触发来捕获(也有一种方法是峰值检测方式，但峰值检测方法有可能受其最大采样率的限制，所以一般是只能看而不能测)。在问题所提的例子中，若被测对象的脉冲宽度是50ns，而且该信号没有任何问题，也就是说没有因干扰、竞争等问题引起的信号畸变或变窄，那么用边沿触发就可同步该信号，无需使用毛刺触发。根据不同的应用，未必会使用到5ns这个指标，一般用户将脉宽触发设置为10ns～30ns。

    问题9：在选择示波器时，一般考虑最多的是带宽，那么在什么情况下要对采样速率有所考虑呢？

    答：取决于被测对象。在带宽满足的前提下，希望最小采样间隔(采样率的倒数)能够捕捉到您需要的信号细节。业界有些关于采样速率经验公式，但基本上都是针对示波器带宽得出的，实际应用中，最好不用示波器测相同频率的信号。若在选型时，对正弦波选择示波器带宽应是被测正弦信号频率的3倍以上，采样率是带宽的4到5倍，也即实际上是信号的12到15倍；若是其它波形，要保证采样率足以捕获信号细节。若您正在使用示波器，可通过以下方法验证采样率是否够用：将波形停下来，放大波形，若发现波形有变化(如某些幅值)就说明采样率不够，否则无碍。另外也可用点显示来分析采样率是否够用。

    问题10：如何理解“考核波形采样率够不够时，将波形停下来，放大波形，若发现波形有变化(如某些幅值)就说明采样率就不够，否则无碍。也可用点显示来分析采样率是否够用。”？

    答：我有幸给用户做过实测，曾亲历这种现象。当时被测对象是一种看上去很随机且高速变化的信号，用户将触发电平设在-13V左右。波形采集下来后想放大测量细节时，却发现改变示波器时基(SEC/DIV)设置时，信号幅值突然变小，我当时将示波器改成点显示，发现好像是点数(存储深度)不够，但我比较点显示和矢量显示后，发现若矢量显示有一定可信性，那么就是当前的两个采样间隔(采样率的倒数)中信号有突变，但未能被采集到(采样间隔不够细，即采样率不够高)。我换了一台同样存储深度但采样率较高的示波器，发现问题消失了。

    存储深度也会影响示波器能用到的实际最大采样率。存储深度太浅可能是个问题，因为存储深度可能限制能实际用到的最大采样速率，但实质上是采样率不够，丢失了信号细节。存储深度不够深，可能会导致实际采样率不高，这一点跟厂家提供的指标关系不大。

tuotuodian

怎么看的人这么少，回帖的也不多，不知道还要不要继续传

老勐

刚发现您的帖子，写的非常好，不但支持，而且收藏了。谢谢

XRQF888

继续发，强力支持！！！

XRQF888

请楼主集中发在这一个帖子里，相同的内容不要另外发帖，更便于收藏。

s-qf

谢谢楼主,写的很好，学习了。

三只眼闲人

顶顶顶！！！！！！！！！！！！！！

tuotuodian

多谢大家的支持，我会继续努力！

tuotuodian

数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，其使用日益普及。由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异，如果使用不当，会产生较大的测量误差，从而影响测试任务。

    区分模拟带宽和数字实时带宽

    带宽是示波器最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值，而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽，数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关(数字实时带宽=最高数字化速率/K)，一般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出，模拟带宽只适合重复周期信号的测量，而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆，实际上指的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实际上是指其模拟带宽为500MHz，而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时，一定要参考数字示波器的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差。

    有关采样速率

    采样速率也称为数字化速率，是指单位时间内，对模拟输入信号的采样次数，常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的一项重要指标。

    1.如果采样速率不够，容易出现混迭现象

    如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号，示波器显示的信号频率却是50KHz，这是怎么回事呢?这是因为示波器的采样速率太慢，产生了混迭现象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率，或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了，而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。那么，对于一个未知频率的波形，如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢?可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档，看波形的频率参数是否急剧改变，如果是，说明波形混迭已经发生;或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来，也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯特定理，采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不会发生混迭，如一个500MHz的信号，至少需要1GS/s的采样速率。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生：

    •调整扫速;

    •采用自动设置(Autoset);

    •试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式，因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值，而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值，这两种方法都能检测到较快的信号变化。

    •如果示波器有InstaVu采集方式，可以选用，因为这种方式采集波形速度快，用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。

    2.采样速率与t/div的关系

    每台数字示波器的最大采样速率是一个定值。但是，在任意一个扫描时间t/div，采样速率fs由下式给出：

    fs=N/(t/div)N为每格采样点

    当采样点数N为一定值时，fs与t/div成反比，扫速越大，采样速率越低示波器的使用注意事项

    (1)热电子仪器一般要避免频繁开机、关机，示波器也是这样.

    (2)如果发现波形受外界干扰，可将示波器外壳接地.

    (3)“Y输入”的电压不可太高，以免损坏仪器，在最大衰减时也不能超过400V.“Y输入”导线悬空时，受外界电磁干扰出现干扰波形，应避免出现这种现象.

    (4)关机前先将辉度调节旋钮沿逆时针方向转到底，使亮度减到最小，然后再断开电源开关.

    (5)在观察荧屏上的亮斑并进行调节时，亮斑的亮度要适中，不能过亮.

XRQF888

好文章，继续！

tuotuodian

继续努力，希望喜欢的朋友顶起来，让更多的人看到，多学些知识