示波器的使用方法 示波器的使用方法在線視頻講解
在家電維修的過(guò)程中使用示波器已十分普遍。通過(guò)示波器可以直觀地觀察被測(cè)電路的波形,包括形狀、幅度、頻率(周期)、相位,還可以對(duì)兩個(gè)波形進(jìn)行比較,從而迅速、準(zhǔn)確地找到故障原因。正確、熟練地使用示波器,是初學(xué)維修人員的一項(xiàng)基本功能。
雖然示波器的牌號(hào)、型號(hào)、品種繁多,但其基本組成和功能卻大同小異,本文介紹通用示波器的使用方法。
一、面板介紹 1.亮度和聚焦旋鈕
亮度調(diào)節(jié)旋鈕用于調(diào)節(jié)光跡的亮度(有些示波器稱為"輝度"),使用時(shí)應(yīng)使亮度適當(dāng),若過(guò)亮,容易損壞示波管。 聚焦調(diào)節(jié)旋鈕用于調(diào)節(jié)光跡的聚焦(粗細(xì))程度,使用時(shí)以圖形清晰為佳。
2.信號(hào)輸入通道
常用示波器多為雙蹤示波器,有兩個(gè)輸入通道,分別為通道1(CH1)和通道2(CH2),可分別接上示波器探頭,再將示波器外殼接地,探針插至待測(cè)部位進(jìn)行測(cè)量。
3.通道選擇鍵(垂直方式選擇)
常用示波器有五個(gè)通道選擇鍵: (1)CH1:通道1單獨(dú)顯示; (2)CH2:通道2單獨(dú)顯示; (3)ALT:兩通道交替顯示; (4)CHOP:兩通道斷續(xù)顯示,用于掃描速度較慢時(shí)雙蹤顯示; (5)ADD:兩通道的信號(hào)疊加。維修中以選擇通道1或通道2為多。
4.垂直靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕
調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度,應(yīng)根據(jù)輸入信號(hào)的幅度調(diào)節(jié)旋鈕的位置,將該旋鈕指示的數(shù)值(如0.5V/div,表示垂直方向每格幅度為0.5V)乘以被測(cè)信號(hào)在屏幕垂直方向所占格數(shù),即得出該被測(cè)信號(hào)的幅度。
5.垂直移動(dòng)調(diào)節(jié)旋鈕
用于調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)光跡在屏幕垂直方向的位置。
6.水平掃描調(diào)節(jié)旋鈕
調(diào)節(jié)水平速度,應(yīng)根據(jù)輸入信號(hào)的頻率調(diào)節(jié)旋鈕的位置,將該旋鈕指示數(shù)值(如0.5ms/div,表示水平方向每格時(shí)間為0.5ms),乘以被測(cè)信號(hào)一個(gè)周期占有格數(shù),即得出該信號(hào)的周期,也可以換算成頻率。
7.水平位置調(diào)節(jié)旋鈕
用于調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)光跡在屏幕水平方向的位置。
8.觸發(fā)方式選擇
示波器通常有四種觸發(fā)方式:
(1)常態(tài)(NORM):無(wú)信號(hào)時(shí),屏幕上無(wú)顯示;有信號(hào)時(shí),與電平控制配合顯示穩(wěn)定波形;
(2)自動(dòng)(AUTO):無(wú)信號(hào)時(shí),屏幕上顯示光跡;有信號(hào)時(shí)與電平控制配合顯示穩(wěn)定的波形;
(3)電視場(chǎng)(TV):用于顯示電視場(chǎng)信號(hào);
(4)峰值自動(dòng)(P-P AUTO):無(wú)信號(hào)時(shí),屏幕上顯示光跡;有信號(hào)時(shí),無(wú)需調(diào)節(jié)電平即能獲得穩(wěn)定波形顯示。該方式只有部分示波器(例如CALTEK卡爾泰克CA8000系列示波器)中采用。
9.觸發(fā)源選擇
示波器觸發(fā)源有內(nèi)觸發(fā)源和外觸發(fā)源兩種。如果選擇外觸發(fā)源,那么觸發(fā)信號(hào)應(yīng)從外觸發(fā)源輸入端輸入,家電維修中很少采用這種方式。如果選擇內(nèi)觸發(fā)源,一般選擇通道1(CH1)或通道2(CH2),應(yīng)根據(jù)輸入信號(hào)通道選擇,如果輸入信號(hào)通道選擇為通道1,則內(nèi)觸發(fā)源也應(yīng)選擇通道1。
二、示波器測(cè)量方法 1.幅度和頻率的測(cè)量方法(以測(cè)試示波器的校準(zhǔn)信號(hào)為例) (1)將示波器探頭插入通道1插孔,并將探頭上的衰減置于"1"檔; (2)將通道選擇置于CH1,耦合方式置于DC檔; (3)將探頭探針插入校準(zhǔn)信號(hào)源小孔內(nèi),此時(shí)示波器屏幕出現(xiàn)光跡; (4)調(diào)節(jié)垂直旋鈕和水平旋鈕,使屏幕顯示的波形圖穩(wěn)定,并將垂直微調(diào)和水平微調(diào)置于校準(zhǔn)位置; (5)讀出波形圖在垂直方向所占格數(shù),乘以垂直衰減旋鈕的指示數(shù)值,得到校準(zhǔn)信號(hào)的幅度; (6)讀出波形每個(gè)周期在水平方向所占格數(shù),乘以水平掃描旋鈕的指示數(shù)值,得到校準(zhǔn)信號(hào)的周期(周期的倒數(shù)為頻率); (7)一般校準(zhǔn)信號(hào)的頻率為1kHz,幅度為0.5V,用以校準(zhǔn)示波器內(nèi)部掃描振蕩器頻率,如果不正常,應(yīng)調(diào)節(jié)示波器(內(nèi)部)相應(yīng)電位器,直至相符為止。 2.示波器應(yīng)用舉例(以測(cè)量788手機(jī)13MHz時(shí)鐘脈沖為例) 手機(jī)中的13MHz時(shí)鐘信號(hào)正常是開機(jī)的必要條件,因此維修時(shí)要經(jīng)常測(cè)量有無(wú)13MHz時(shí)鐘信號(hào)。步驟如下: (1)打開示波器,調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕,使屏幕上顯示一條亮度適中、聚焦良好的水平亮線; (2)按上述方法校準(zhǔn)好示波器,然后將耦合方式置于AC檔; (3)將示波器探頭的接地夾夾在手機(jī)電路板的接地點(diǎn),探針插到788手機(jī)CPU第腳; (4)接通手機(jī)電源,按開機(jī)鍵,調(diào)節(jié)垂直掃描水和平掃描旋鈕,觀察屏幕上是否出現(xiàn)穩(wěn)定的波形,如果沒(méi)有,一般說(shuō)明沒(méi)有13MHz信號(hào)。
說(shuō)明和功能
我們可以把示波器簡(jiǎn)單地看成是具有圖形顯示的電壓表。 普通的電壓表是在其度盤上移動(dòng)的指針或者數(shù)字顯示來(lái)給出信號(hào)電壓的測(cè)量讀數(shù)。而示波器則與共不同。示波器具有屏幕,它能在屏幕上以圖形的方式顯示信號(hào)電壓隨時(shí)間的變化,即波形。
示波器和電壓表之間的主要區(qū)別是:
1.電壓表可以給出祥測(cè)信號(hào)的數(shù)值,這通常是有效值即RMS值。但是電壓表不能給出有關(guān)信號(hào)形狀的信息。有的電壓表也能測(cè)量信號(hào)的峰值電壓和頻率。然而,示波器則能以圖形的方式顯示信號(hào)隨時(shí)間變化的歷史情況。
2.電壓表通常只能對(duì)一個(gè)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,而示波器則能同時(shí)顯示兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)。
顯示系統(tǒng)
示波器的顯示器件是陰極射線管,縮寫為CRT。陰極射線管的基礎(chǔ)是一個(gè)能產(chǎn)生電子的系統(tǒng),稱為電子槍。電子槍向屏幕發(fā)射電子。電子槍發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束,并打在屏幕中心的一點(diǎn)上。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì),這樣電子束打中的點(diǎn)就發(fā)出光來(lái)。
陰極射線管圖
電子在從電子槍到屏幕的途中要經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上施加電壓就可以使光點(diǎn)在屏幕上移動(dòng)。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由水平(X)偏轉(zhuǎn)板和垂直(Y)偏轉(zhuǎn)板組成。這種偏轉(zhuǎn)方式稱為靜電偏轉(zhuǎn)。
在屏幕的內(nèi)表面用刻劃或腐蝕的方法作出許多水平和垂直的直線形成網(wǎng)絡(luò),稱為標(biāo)尺。標(biāo)尺通常在垂直方向有8個(gè),水平方向有10個(gè),每個(gè)格為1cm。有的標(biāo)尺線又進(jìn)一步分成小格,并且還有標(biāo)明0%和100%的特別線。這些特別的線和標(biāo)明10%和90%的標(biāo)尺配合使用以進(jìn)行上升時(shí)間的測(cè)量。我們后面會(huì)討論這個(gè)問(wèn)題。
如上所述,受到電子轟擊后,CRT上的熒光物質(zhì)就會(huì)發(fā)光。當(dāng)電子束移開后,熒光物質(zhì)在一個(gè)短的時(shí)間內(nèi)還會(huì)繼續(xù)發(fā)光。這個(gè)時(shí)間稱為余輝時(shí)間。余輝時(shí)間的長(zhǎng)短隨熒光物質(zhì)的不同而變化。最常用的熒光物質(zhì)是P31,其余輝時(shí)間小于一毫秒(ms).而熒光物質(zhì)P7的余輝時(shí)間則較長(zhǎng),約為300ms,這對(duì)于觀察較慢的信號(hào)非常有用。P31材料發(fā)射綠光,而P7材料發(fā)光的顏色為黃綠色。
將輸入信號(hào)加到Y(jié)軸偏轉(zhuǎn)板上,而示波器自己使電子束沿X軸方向掃描。這樣就使得光點(diǎn)在屏幕上描繪出輸入信號(hào)的波形。這樣掃出的信號(hào)波形稱為波形軌跡。
影響屏幕的控制機(jī)構(gòu)有:
—輝度
輝度控制用來(lái)調(diào)切波形顯示的亮度。本書中用作示例的示波器所采用的電路能夠根據(jù)不同的掃描速度自動(dòng)調(diào)切輝度。當(dāng)電子束移動(dòng)得比較快時(shí),熒光物質(zhì)受到激勵(lì)的時(shí)間就變短,因此必須增加輝度才能看清軌跡。相反,當(dāng)電子束移動(dòng)緩慢時(shí),屏幕上的光點(diǎn)變得很亮,因此必須減小輝度以免熒光物質(zhì)被燒壞。從而延長(zhǎng)示波管的壽命。
對(duì)于屏幕上的文字部分,另有單獨(dú)的輝度控制機(jī)構(gòu)。
—聚焦
聚焦控制機(jī)構(gòu)用來(lái)控制屏幕上光點(diǎn)的大小,以便獲得清晰的波形軌跡。有些示波器,例如本書用作示例的示波器上,聚集也是由示波器自己進(jìn)行最佳控制的,從而能在不同的輝度和不同的掃描下保持清晰的波形軌跡。另外也提供手動(dòng)調(diào)節(jié)的聚集控制。
—掃描旋轉(zhuǎn)
這個(gè)控制機(jī)構(gòu)使X軸掃描線和水平標(biāo)尺線對(duì)齊。由于地球的磁場(chǎng)在各個(gè)地方是不同的,這將會(huì)影響示波管顯示的掃描線。掃跡旋轉(zhuǎn)功能就用來(lái)對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)償。掃描旋轉(zhuǎn)功能是預(yù)先調(diào)好的,通常只需在示波器搬動(dòng)后再行調(diào)節(jié)。 —標(biāo)尺照明
標(biāo)尺亮度可以單獨(dú)控制。這對(duì)于屏幕攝影或在弱光線條件下工作時(shí)非常有用。
—Z調(diào)制
掃描的輝度可以用電氣的方法通過(guò)一個(gè)外加的信號(hào)來(lái)改變。這對(duì)于由外部信號(hào)來(lái)產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)以及使用X-Y顯示方式來(lái)尋找頻率關(guān)系的應(yīng)用中是十分有用的。
此信號(hào)輸入端通常是示波器后面板上的一個(gè)BNC插座。
1.2 模擬示波器方框圖
CRT是所有示波器的基礎(chǔ),F(xiàn)在我們已經(jīng)對(duì)它有所了解。下面我們就看一看示波管是怎樣作為示波器的心臟來(lái)起作用的。
我們已經(jīng)看到,示波器有兩個(gè)垂直偏轉(zhuǎn)板,兩個(gè)水平偏轉(zhuǎn)板和一個(gè)電子槍。從電子槍發(fā)射出的電子束的強(qiáng)度可以用電氣的辦法來(lái)加以控制。
在上術(shù)基礎(chǔ)上,再增添下面敘述的電路就可以構(gòu)成一個(gè)完整的示波器
模擬示波器方框圖 示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括: —輸入衰減器(每通道一個(gè)) —前置放大器(每通道一個(gè)) —用來(lái)選擇使用哪一個(gè)輸入通道的電子開關(guān) —偏轉(zhuǎn)放大器 示波器的水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括:時(shí)基、觸發(fā)電路和水平偏轉(zhuǎn)放大器 輝度控制電路用電子學(xué)的方法在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻點(diǎn)亮和熄滅掃跡。 為使所有這些電路工作,示波器需要有一個(gè)電源。此電源從交流市電或者從機(jī)內(nèi)或外部的電池獲取能量,使示波器工作。任何示波器的基本性能都是由它的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的特性來(lái)決定的,所以我們首先來(lái)詳細(xì)地考察這一部分。 1.3 垂直偏轉(zhuǎn) 靈敏度 垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行比例變換,使之能在屏幕上表現(xiàn)出來(lái)。示波器可以顯示峰峰值電壓為幾毫伏到幾十伏的信號(hào)。因此必須把不同幅度的信號(hào)進(jìn)行變換以適應(yīng)屏幕的顯示范圍,這樣就可以按照標(biāo)尺刻度對(duì)波形進(jìn)行測(cè)量。為此就要求對(duì)大信號(hào)進(jìn)行衰減、對(duì)小信號(hào)進(jìn)行放大。示波器的靈敏度或衰減器控制就是為此而設(shè)置的。 靈敏度是以每格的伏特?cái)?shù)來(lái)衡量的看一下圖3可以知道其靈敏度設(shè)置為1V/格。因此,峰峰值為6V的信號(hào)使得掃跡在垂直方向的6個(gè)格內(nèi)偏轉(zhuǎn)變化。知道了示波器的靈敏度設(shè)置值和電子束在垂直方向掃描的格數(shù),我們就可以測(cè)量出信號(hào)的峰峰電壓值。 在多數(shù)的示波器上,靈敏度控制都是按1-2-5的序列步進(jìn)變化的。即靈敏度。設(shè)置顛倒為10mV/格、20mV/格、50mV/、100mV/格等等。靈敏度通常是用幅度上升/下降鈕來(lái)進(jìn)行控制的,而在有些示波器則是用轉(zhuǎn)動(dòng)垂直靈敏度旋鈕來(lái)進(jìn)行。 如果使用這些靈敏度步進(jìn)不能調(diào)節(jié)信號(hào)使之能夠準(zhǔn)確的按照要求在屏幕上顯示,那么就可以使用可變(VAR)控制。在第6章我們將會(huì)看到,使用標(biāo)尺刻度來(lái)進(jìn)行信號(hào)上升時(shí)間的測(cè)量就是一個(gè)很好的例子?勺兛刂颇軌蛟1-2-5的步進(jìn)值之間對(duì)靈敏度進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。通常當(dāng)使用可變控制時(shí),準(zhǔn)確的靈敏度值是不知道的。我們只知道這時(shí)示波器的靈敏度是在1-2-5序列的兩個(gè)步進(jìn)值之間的某個(gè)值。這時(shí)我們稱該通道的Y偏轉(zhuǎn)是未校準(zhǔn)的或表示為"uncal"。這種未校準(zhǔn)的狀態(tài)通常在示波器的前面板或屏幕上指示出來(lái)。
在更現(xiàn)代化的示波器,例如我們用作示例的示波器,由于彩用了現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行控制和校準(zhǔn)。因此示波器的靈敏度可以在最小值和最大值之間連續(xù)變化,而始終保持處于校準(zhǔn)狀態(tài)。
在老式的示波器上,通道靈敏度的設(shè)置值是從靈敏度控制旋鈕周圍的刻度上讀出的。而在新型的示波器上,通道靈敏度設(shè)置值清晰地顯示在屏幕上,如圖3所示,或者用一個(gè)單獨(dú)的CD顯示器顯示出來(lái)。
圖3 在靈敏度為1v/格的情況下,峰峰值為6v的信號(hào)使電子束在垂直方向偏轉(zhuǎn)6格
耦合
耦合控制機(jī)構(gòu)決定輸入信號(hào)從示波器前面板上的BNC輸入端通到該通道垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)其它部分的方式。耦合控制可以有兩種設(shè)置方式,即DC耦合和AC耦合。
DC耦合方式為信號(hào)提供直接的連接通路。因此信號(hào)提供直接的連接通路。因此信號(hào)的所有分量(AC和:DC)都會(huì)影響示波器的波形顯示。
AC耦合方式則在BDC端和衰減器之間串聯(lián)一個(gè)電容。這樣,信號(hào)的DC分量就被阻斷,而信號(hào)的低頻AC分量也將受阻或大為衰減。示波器的低頻截止頻率就是示波器顯示的信號(hào)幅度僅為其直實(shí)幅度為71%時(shí)的信號(hào)頻率。示波器的低頻截止頻率主要決定于其輸入耦合電容的數(shù)值。示波器的低頻截止頻率典型值為10Hz,見(jiàn)圖4。
說(shuō)明AC及DC耦合、輸入接地以及50Ω輸入阻抗功能選擇的簡(jiǎn)化輸入電路
和耦合控制機(jī)構(gòu)有關(guān)的另一個(gè)功能是輸入接地功能。這時(shí),輸入信號(hào)和衰減器斷開并將衰減器輸入端連至示波器的地電平。當(dāng)選擇接地時(shí),在屏幕上將會(huì)看到一條位于0V電平的直線。這時(shí)可以使用位置控制機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)這個(gè)參考電平或掃描基線的位置。
輸入阻抗
多數(shù)示波器的輸入阻抗為1MΩ和大約25pF相關(guān)聯(lián)。這足以滿足多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合的要求,因?yàn)樗鼘?duì)多數(shù)電路的負(fù)載效應(yīng)極小。
有些信號(hào)來(lái)自50Ω輸出阻搞的源。為了準(zhǔn)確的測(cè)量這些信號(hào)并避免發(fā)生失真,必須對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行正確的傳送和端接。這時(shí)應(yīng)當(dāng)使用50Ω特性阻抗的電纜并用50Ω的負(fù)載進(jìn)行端接。某些示波器,如PM3094和PM3394A,內(nèi)部裝有一個(gè)50Ω的負(fù)載,提供一種用戶可選擇的功能。為避免誤操作,選擇此功能時(shí)需經(jīng)再次確認(rèn)。由于同樣的理由,50Ω輸入阻抗功能不能和某些探頭配合使用。 位置
垂直位置控制或POS控制機(jī)構(gòu)控制掃跡在屏幕Y軸的位置。在輸入耦合控制中選擇接地,這時(shí)就將輸入信號(hào)斷開,這樣就可以找到地電平的位置。在更先進(jìn)的示波器上設(shè)有單獨(dú)的地電平指示器,它可以讓用戶能連續(xù)地獲得波形的參考電平。
動(dòng)態(tài)范圍
動(dòng)態(tài)范圍就是示波器能夠不失真地顯示信號(hào)的最大幅值,在此信號(hào)幅值下只要調(diào)節(jié)示波器的垂直位置仍能觀察到波形的全部。對(duì)于Fluke公司的示波器來(lái)說(shuō),動(dòng)態(tài)范圍的典型值為24路(3個(gè)屏幕) 相加和反向
簡(jiǎn)單的把兩個(gè)信號(hào)相加起來(lái)似乎沒(méi)有什么實(shí)際意義。然百,把兩個(gè)有關(guān)信號(hào)之一反向,再將二者相加,實(shí)際上就實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)信號(hào)的相減。這對(duì)于消除共模干擾(即交流聲),或者進(jìn)行差分測(cè)量都是非常有用的。
從一個(gè)系統(tǒng)的輸出信號(hào)中減去輸入信號(hào),再進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋壤儞Q,就可以測(cè)出被測(cè)系統(tǒng)引起的失真。
由于很多電子系統(tǒng)本身就具有反向的特性,這樣只要把示波器的兩個(gè)輸入信號(hào)相加就能實(shí)現(xiàn)我們所期望的信號(hào)相減。
交替和斷續(xù)
示波器CRT本身一次只能顯示一條掃跡。然而,在很多示波器應(yīng)用中,常常要進(jìn)行信號(hào)的比較,例如,研究輸入/輸出信號(hào)間的關(guān)系,或者一個(gè)系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的延遲等。這就要求示波器實(shí)際上能同時(shí)顯示不只一個(gè)信號(hào)。
為了達(dá)到這一目的,可以用兩種辦法來(lái)控制電子束: 1.可以交替地畫完一條掃跡,再畫另一條掃跡。這種方法稱為交替模式,或簡(jiǎn)稱為ALT模式。
2.可以在兩條掃跡之間迅速的進(jìn)行開關(guān)或斬波切換,從而分段的畫出兩條掃跡。這稱為斷續(xù)模式或CHOP模式。其結(jié)果是在一次掃描的時(shí)間里一段接一段的畫出兩條掃跡。
斷續(xù)模式適合于在低時(shí)基速率下顯示低頻率信號(hào),因?yàn)檫@時(shí)斬波器開關(guān)能快速進(jìn)行切換。
交替模式適合于需要使用較快時(shí)基設(shè)置的高頻率信號(hào)的顯示。本書中我們用作示例的示波器在不同的掃描速度下能自動(dòng)地ALT或CHOP模式以給出最好的顯示效果。用戶也可以手動(dòng)選擇ALT或CHOP模式以適合特殊信號(hào)的需求。 帶寬
示波器最生根的技術(shù)指標(biāo)就是帶寬。示波器的帶寬表明了該示波器垂直系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。示波器的帶寬定義為示波器在屏幕上能以不低于真實(shí)信號(hào)3dB的幅度來(lái)顯示信號(hào)的最高頻率。
—3dB點(diǎn)的頻率就是示波器所顯示的信號(hào)幅度“Vdisp”為示波器輸入端真實(shí)信號(hào)值“Vinput”的71%時(shí)的信號(hào)頻率,如下式所示:設(shè):
dB(伏)=20log(電壓比) —3Db=20log(Vdisp/Vinput) —0.15=log(Vdisp/Vinput) 10-0.15=Vdisp/Vinput Vdisp=0.7Vinput 圖5表示出一個(gè)100MHz示波器的典型頻率響應(yīng)曲線。
一臺(tái)典型為100MHz示波器的頻率響應(yīng)曲線(簡(jiǎn)化的曲線和實(shí)際的曲線) 出于現(xiàn)實(shí)的理由,通常把帶寬想象成為叔響曲線一直平坦延伸至其截止頻率,然后從該頻率以-20dB/+倍頻程的斜率下降。當(dāng)然,這是一種簡(jiǎn)化的考慮。實(shí)際上,放大器的靈敏度從較低的頻率就開始下降,百在其截止頻率達(dá)到-3dB。圖5中中同時(shí)給出了簡(jiǎn)化的頻率響應(yīng)曲線和實(shí)際的頻率響應(yīng)曲線。
帶寬限制器
使用帶寬限制器可以把通常帶寬在100MHz以上的寬帶示波器的頻帶減小到20MHz的典型值。這樣就降低了噪聲電平和干擾,這對(duì)于進(jìn)行高靈敏度的測(cè)量是非常有用的。
上升時(shí)間
上升時(shí)間直接和帶寬有關(guān)。上升時(shí)間通常規(guī)定為信號(hào)從其穩(wěn)態(tài)最大值的10%到90%所用的時(shí)間。
上升時(shí)間是一個(gè)示波器從理論上來(lái)說(shuō)能夠顯示的最快的瞬變的時(shí)間。示波器的高頻響應(yīng)曲線是經(jīng)過(guò)認(rèn)真安排的。這就保證了具有高諧波含量的信號(hào),如方波,能夠在屏幕上精確的再現(xiàn)。如果頻響曲線下降太快,則在信號(hào)的快速上升沿上就會(huì)發(fā)生振鈴現(xiàn)象。如果頻響曲線下降太慢,即在頻響曲線上下降開始得過(guò)早,則示波器總的高頻響應(yīng)就受到影響,使得方波失去“方形”特性。
對(duì)于各種通用示波器來(lái)說(shuō),其高頻響應(yīng)曲線是類似的。從該曲線我們可以得到一個(gè)示波器帶寬和上升時(shí)間的簡(jiǎn)單關(guān)系公式。此公式為: tr(s)=0.35/BW(Hz) 對(duì)于高頻示波器來(lái)說(shuō),這個(gè)公式可以表示為: tr(ns)=350/BW(MHz) 對(duì)于一個(gè)100MHz的示波器來(lái)說(shuō),上升時(shí)間為3.5(ns=納秒10-9秒) 在示波器的標(biāo)尺上刻有標(biāo)明0%和100%的專門的線,用來(lái)進(jìn)行上升時(shí)間的測(cè)量。測(cè)量時(shí)我們先用VAR靈敏度控制機(jī)構(gòu)將被測(cè)認(rèn)號(hào)的頂部和底部分別和標(biāo)有0%和100%的線對(duì)齊。
然后找出信號(hào)和標(biāo)尺上標(biāo)有10%和90%的兩條線的交點(diǎn)。這樣,上升時(shí)間就可以從這兩個(gè)交點(diǎn)沿X軸方向的時(shí)間間隔讀出來(lái)。
要想測(cè)量一臺(tái)示波器的上升時(shí)間,我們使用與上述相同的方法,只是要求測(cè)試信號(hào)的上升時(shí)間應(yīng)當(dāng)比該示波器的上升時(shí)間短得多。為獲得2%的測(cè)量誤差,測(cè)試信號(hào)的上升時(shí)間至少應(yīng)小于示波器上升時(shí)間的五分之一。示波器上顯示的上升時(shí)間應(yīng)當(dāng)是示波器上升時(shí)間和信號(hào)上升時(shí)間和組合函數(shù)。

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