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06-17
中心主题： 示波器的基本原理、示波器的使用方法、示波器的使用技巧 相关阅读：电子元件技术网曾经整理过示波器相关专题讲座详细介绍了示波器的三个重要指标：带宽、采样率和存储深度、各种探头的应用环境和解决方案、三大模式的采样原理以及各种操作测试和影响因素分析等，其使用方法进行了全面深入的分析，特别适合中高级工程师复习和研究。
本期通用测试仪器及使用技巧讲座介绍了示波器的基本原理和使用方法，包含18个示波器使用技巧，适合初级工程师快速学习和入门。
往期回顾：示波器基础知识系列讲座——重要指标、影响因素、解决方案 示波器是一种应用非常广泛的电子测量仪器。
它利用电子示波管的特性，直接将观察到的交变电信号转换成图像并显示在荧光屏上进行测量。
示波器可以用来观察各种信号幅度随时间变化的波形曲线。
还可用于测试各种电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅等。
示波器工作原理 示波器由示波管和供电系统、同步系统组成、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源。
示波管是示波器的核心，由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。
电子枪用于产生并形成高速、聚焦的电子流轰击荧光屏并使其发光。
偏转系统控制电子束在水平和垂直方向上的运动，使荧光屏上的光点随着外界信号的变化描绘出被测信号的波形。
荧光屏位于示波管的端子处。
其作用是显示偏转的电子束以供观察。
电源电路提供垂直和水平放大电路、扫描和同步电路、示波器管和控制电路所需的负高压和灯丝电压。
扫描电路产生锯齿波电压。
锯齿波电压的频率可以在一定范围内连续调节。
锯齿波电压的作用是使示波管阴极发射的电子束在荧光屏上形成与时间成比例的周期性水平位移，即形成时间基线。
这样，在垂直方向施加的被测信号随时间变化的波形就可以显示在荧光屏上。
由于示波器管在垂直和水平方向上的偏转灵敏度都很低，所以一般被测信号电压必须先经过垂直放大电路放大后加到示波器管的垂直偏转板上才能得到方向上尺寸适当的竖A图案；连接到示波器管水平偏转板上的电压（锯齿波电压或其他电压）必须先经过水平放大电路放大后加到示波器管水平偏转板上，才能得到水平方向上适当大小的图形。
示波器的基本框图如下图所示。
它由示波器管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源五部分组成。
示波器基本框图 关于示波器各个部件的详细介绍，请参考：示波器的工作原理 示波器的使用方法 示波器的使用分为面板器件的使用、Y轴插件部分的使用和X轴插件部分的使用插件部分的使用涉及示波管和供电系统、垂直偏转系数和水平偏转系数、时基选择和微调、输入通道和输入耦合选择、触发源选择、触发耦合模式选择、触发电平和触发极性、扫描模式、显示信号、测量信号、交流峰值电压测量、上升时间测量、相位差 下面介绍使用示波器观察电信号波形的步骤。
1．获取基线：操作者在没有使用说明书的情况下使用示波器时，首先必须获取最细的水平基线。
具体方法如下： (1)预先设定面板上的开关和旋钮。
亮度设置为中等，聚焦和辅助聚焦设置为中等，垂直输入耦合设置为“AC”，垂直电压范围选择设置为“5mv/div”，垂直工作模式选择设置为“CHl”，垂直灵敏度微调校准位置设置为“CAL”，垂直通道同步源选择设置为中间位置，垂直位置设置为中间位置，A、B扫描时间因子一起预设为“0.5” ms/div”，A扫描时间微调设置为校准位置“CAL”，水平位置设置为中间位置。
，将扫描工作模式设置为“A”，触发同步模式设置为“AUTO”，斜率开关设置为“+”，触发耦合开关设置为“AC”，触发源选择设置为“INT”。
（2 ）按下电源开关，指示灯亮。
（3）调节A亮度焦点及相关控制旋钮，产生一条细而亮的扫描基线，使其位置基本位于屏幕中间。
(4) 调整轨迹平行度控制，使基线与水平坐标平行。
2. 显示信号：一般示波器本身有0.5Vp-p 标准方波信号输出。
获得基线后，屏幕上应出现一系列方波信号。
调节电压范围和扫描时间因子旋钮，方波的幅度和宽度应发生变化。
表示示波器已基本调整完毕，可以投入使用。
3。
测量信号：将测试线连接至CHl。
或者CH2输入插座，测试探头接触测试点，可以在示波器上观察波形。
如果波形幅度太大或太小，调节电压量程旋钮；如果波形周期显示不合适，请调节扫描速度旋钮。
4。
选择Y轴耦合方式：根据被测信号的频率，将Y轴输入耦合方式“AC-Ground-DC”开关设置为AC或DC。
5。
选择Y轴灵敏度：根据被测信号的近似峰峰值（如果使用衰减探头，则除以衰减倍数；耦合方式为直流模式时，叠加的直流电压值也应考虑），选择V为Y轴灵敏度/div开关（或Y轴衰减开关）设置为适当的水平。
如果实际使用中不需要读取被测电压值，可以适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显示所需高度的波形。
6．选择触发（或同步）信号源及极性：通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”位置。
7．选择扫描速度：根据被测信号周期（或频率）的近似值，将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关设置到适当的水平。
如果实际使用中不需要读取测试时间值，可适当调节扫描速度t/div微调（或扫描微调）旋钮，使测试所需周期数的波形为显示在屏幕上。
如果需要观察的是信号的边缘部分，则扫描速度t/div开关应设置为最快扫描速度。
8．输入被测信号：被测信号经探头衰减后（或直接由同轴电缆输入，未经衰减，但此时输入阻抗减小，输入电容增大），通过Y-输入到示波器轴输入端子。
示波器各部分的详细使用方法，请参考：如何使用示波器 为了准确、快速地分析系统信号，测量时必须考虑很多因素。
例如，仪器的速度是否能跟上被测信号的变化、带宽是否足够、测量方法是否会引入干扰，甚至所使用的探头是否合适。
以下包含 18 个常用示波器使用技巧，供工程师参考。
使用示波器的常用技巧 1 无光点或波形 答：可能原因：电源未连接；亮度旋钮调节不当；调整X、Y轴移位旋钮的位置； Y轴平衡电位器调整不当会导致直流放大电路严重不平衡。
2 波形不稳定 答：可能原因：稳定电位器顺时针旋转过度，导致扫描电路处于自激扫描状态（未处于被触发的临界状态）；触发耦合方式AC、AC(H)、DC 开关未能根据不同的触发信号频率正确选择相应电平；选择高频触发状态时，触发源选择开关误置于外档（应置于内档）；有些示波器扫描处于自动档（连续扫描）时，波形不稳定。
触发电平和触发点位置均可调节。
选择自动设置键。
按一次后，示波器自动采集稳定波形或手动选择触发。
旋转面板上的TRIGGER旋钮（有的标有LEVEL），缓慢旋转直至波形稳定（前提是被测波形稳定）。
信号在示波器的带宽测量范围内，需要正确选择触发源）。
3 水平方向无法扩展。
答：可能原因：触发源选择开关置于外侧位置，无外部触发信号输入，因此不产生锯齿波；电平旋钮调整不当；使用过程中不调节稳定电位器。
扫描电路处于被触发的临界状态； X轴选择误放在拉动YB位置，不会产生锯齿波。
4 垂直方向无显示 答：可能原因：输入耦合方式DC-地-AC开关误置于地位置；输入端高、低电位端与被测电路高、低电位端反接；输入信号较小，V/div 被错误地置于低灵敏度范围。
5 垂直线较密或呈矩形 答案：可能原因：t/div 开关选择不当，导致f 扫描> f 信号。
7 垂直方向电压读数不准确。
答：可能原因：垂直方向偏转灵敏度（v/div）没有校准；执行 v/div 校准时，v/div 微调旋钮未处于校正位置（即处于正确位置）。
（未完全顺时针方向旋转）；测试时，将v/div微调旋钮调节远离校正位置（即调节远离顺时针旋转到底的位置）；使用l0:1衰减探头，计算电压时没有将电压乘以10倍。
；测量的信号频率超过示波器的最大使用频率，示波器读数小于实际值；测量值是峰峰值，需要转换正弦有效值才能得到。
8 水平方向读数不准确 答：可能原因：水平方向偏转灵敏度（t/div）未校准；校准t/div时，t/div微调旋钮未处于校准位置（即顺时针方向未旋转到底）；测试时将t/div微调旋钮调离校正位置（即远离顺时针旋转到底的位置）； 当扫描速度扩展开关置于拉动（×10）位置时，测试并没有按照t/div开关的指示值将灵敏度提高10倍。
9 将接地-交流开关置于接地位置，进行直流电平参考点校正； Y轴平衡电位器调整不当。
10 无法测量两个信号之间的相位差（波形显示法） 答：可能原因：双踪示波器错误地将内部触发（拉动YB）开关置于按下（正常）位置。
开关应置于拉动YB位置；双迹示波器未正确选择显示模式开关的交替档和间歇档；单线示波器的触发选择开关误置于内齿轮；虽然单线示波器的触发选择开关放置在外齿轮中，但两个外部触发并没有使用相同的信号。
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