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如何校正模擬示波器

示波器與其它儀器一樣(如萬用表等),在使用之前都必需要先對其進行校正。而所謂對示波器的校正,是將示波器的原來波形在測試之前正確調(diào)試出來。也就是說,校正出來的波形要與示波器本身所設(shè)定的參數(shù)一致(這些參數(shù)通常會在校正的測試點標(biāo)志出來)。以GW GOS-602示波器為例(左圖):在其面板的左下角就是要求校正波形的參數(shù),如電壓值為2V、頻率是1KHz等(右圖),就是要求示波器的校正波形(或正、余弦波、方波)的電壓峰峰值為2V、頻率為1KHz。但示波器通常不能直接顯示波形的頻率,而是根據(jù)頻率與周期的轉(zhuǎn)換(T=1/f)來將頻率化為周期,再用周期波表示頻率(頻率1KHz的等效周期為1mS)。

在校正波形過程中,為了方便觀察波形,應(yīng)首先將波形的中心位置調(diào)節(jié)好,這就要將輸入之間的連接模態(tài)信號的開關(guān)撥到GND位置上(左下圖)。這時若正常接通電源,應(yīng)該能夠顯出一條水平亮線;如果沒有顯示,那就要上下調(diào)節(jié)POSITION、DC BALT和INTER了。其中,POSITION是波形上下調(diào)節(jié)按鈕(中圖),DC BAL是水平亮線的中心調(diào)整,INTER是亮度調(diào)整,如果現(xiàn)出亮線不平衡(相對于X軸)時,則要用無感螺絲刀調(diào)節(jié)在FOCUS附近的TEACE ROTATION(右下圖),之后通過FOCUS的調(diào)節(jié)把會聚調(diào)至最佳狀態(tài)。

完成后,將GND轉(zhuǎn)換為AC擋(圖a);在輸入校正波形時,要把衰減或擴大按鈕調(diào)到原始位置上,如果撥錯了會嚴(yán)重影響被測波形數(shù)值的準(zhǔn)確性;對輸入蹤道的選擇,完全操縱在MODE選擇鍵上(圖b);調(diào)試出來的波形如果是閃爍不定的,那就要考慮到同步功能鍵,即LEVEL(水平同步調(diào)節(jié))

而通常需要校正的主要是電壓峰峰值和周期數(shù)的調(diào)節(jié),這也是我們對波形的測試內(nèi)容。這些調(diào)節(jié)由按鈕VOLTS/DIV、TIME/DIV、SWP.VAR,VOLTS/DIV共同配合完成,各按鈕上的標(biāo)志指向哪一個數(shù)值,表示這一數(shù)值就是顯示屏的坐標(biāo)軸上每一格的單位數(shù)值。橫坐標(biāo)表示周期,縱坐標(biāo)表示電壓幅值,例如:VOLTS/DIV白色指定點撥在1V(左下圖),即表示縱坐標(biāo)的每一小格的電壓幅值為1V;在TIME/DIV上將指定點指向1mSV(右下圖),即表示橫坐標(biāo)的每一小格的周期為1mS。再根據(jù)波形所占的單位格數(shù),就可以直接讀出(或者經(jīng)驗算后讀出)波形的幅度和周期,進而用來判斷是非曲直、分析故障原因了。

所以說,在使用之前的校正工作是非常重要

在正式進行校正之前,根據(jù)示波器左下角校正的參考數(shù)值,應(yīng)把電壓擋撥到單位1V、把周期擋位撥到1mS的位置上(當(dāng)然,你也可以選擇其它為單位值),同時還要確認(rèn)使用哪一個CHANNEL(哪一蹤)或者兩個CHANNEL一起使用(到底使用哪個,就看你把MODE的選擇功能撥到哪個位置上了):CH1(第一蹤)、CH2(第二蹤)、DUAL(兩蹤同時使用)、ADD(雙蹤疊加)。按POWER開始調(diào)整,把輸入耦合方式撥到GDN(輸入到地),這是用來對波形的中心位置校正的,配合此功能鍵的還有POSTION(波形上下調(diào)節(jié)按鈕)。由于我們所測量的波形常常是脈沖信號波形,所以當(dāng)中心位置調(diào)整完畢后,在一般情況下都會把擋位撥到AC(交流輸入),而DC檔位(直流輸入)在平時較為少用。

將輸入方式設(shè)到AC后,將信號傳輸線的探頭接到校正的測試口(左下圖),即可在顯示屏上看到方波。但這時的方波不一定是標(biāo)準(zhǔn)的(正確的),有可能電壓的峰峰值不足,周期不對,這個時候就是考驗?zāi)銓�這示波器各功能的熟悉程度了。在電壓按鈕的軸中心有一個按鈕,是用來對電壓值的補償?shù)?在正常情況下將它右旋到卡位鎖定(中圖),就可以正常使用了。如果出現(xiàn)鎖定后仍不能回復(fù)校正參數(shù)值的情況,就要利用這個電壓幅值補償電位器來補償了。而周期的調(diào)節(jié)按鈕則沒有那么隱蔽,它在周期單位設(shè)定大按鈕的左邊,標(biāo)記是SWP VAP,它可以對波形周期的調(diào)整。同時,在SWP VAPR的左邊還有一個POSMCN按鈕,其作用是將波形水平平移(右下圖),它是協(xié)調(diào)WSP VAP使用的,讓我們能更準(zhǔn)確方便地觀察或調(diào)節(jié)波形的周期,這些都可以將示波器的原始波形設(shè)置成符合校正參考數(shù)值。如果遇到了這種情況:探頭接到校正測試口時波形不能靜止下來。則有可能是因為這個位于周期大按鈕右邊的LEVEL還沒有調(diào)試好。LEVEL的名稱叫"尋跡電平",而它的實際作用是用來水平同步補充控制,當(dāng)兩蹤同時使用時往往會出現(xiàn)水平不能同步,這個時候就要考慮到LEVEL頂頭上的TRIC. ALT按鍵了,這是強制性鎖定。如果你熟悉使用這些鍵,把示波器的原始波形校正并不是困難的事。

操作簡單——全部操作都在面板上,波形反應(yīng)及時,數(shù)字示波器往往要較長處理時間。

垂直分辨率高——連續(xù)而且無限級,數(shù)字示波器分辨率一般只有8位至10位。

數(shù)據(jù)更新快——每秒捕捉幾十萬波形,數(shù)字示波器每秒捕捉幾十個波形。

實時帶寬和實時顯示——連續(xù)波形與單次波形的帶寬相同,數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān),取樣率不高時需借助內(nèi)插計算,容易出現(xiàn)混淆波形。

校正波形不能不特別注意的一個地方就是:信號傳輸線的信號衰減擋位(見圖15)。當(dāng)其撥到*1時,表示無衰減(平時設(shè)置點);撥在*10時,表示衰減10倍,通常在輸入信號的頻率過低時,它相應(yīng)的周期會變得很大,這時就要先進行衰減再作測試了,不過還是要在測試出的結(jié)果中提升10倍才行,這樣才是原來的波形值。還有一個就是位于SWP VAP和POSMCN中間的擴大按鍵(*10盤 MAC)(見圖16)。當(dāng)周期單位數(shù)設(shè)置在最低的微秒值都還不能看清波形時,或是說當(dāng)波形的頻率很高時,就要運用到這個擴大按鍵了。也就是說,所謂的擴大和衰減只是對周期而言,而對電壓幅度則不起作用,而且不論是擴大還是衰減,調(diào)整波形完畢后都要相應(yīng)地將周期的倍數(shù)縮小或放大。為了使波形的讀數(shù)更加精確、清晰,在原始校正波形時,一定要把波形調(diào)得最準(zhǔn)、最清晰、線條調(diào)至最精細,只有這樣,讀數(shù)才會最為準(zhǔn)確,誤差才會減至最少,這對故障分析往往有舉足輕重的作用。最后還有一點需要注意的是:校正波形調(diào)整完畢后,所有補償按鈕都不能調(diào)動或更改(即SWP VAP和電壓補償),否則將要再次對示波器重新校正一次

模擬示波器使用要求:模擬示波器注意防水,防摔,防塵!

示波器是一種利用電子束的偏轉(zhuǎn),來重現(xiàn)電信號瞬時圖象的儀器.它不僅能測量電壓、電流等信號幅度的大小,而且還能測量其周期、頻率和相位,并能直觀地、形象地顯示各種電信號的波形.示波器在儀器設(shè)備故障檢修中,是一種重要的檢查診斷工具,許多人把它比作維修技術(shù)人員的"眼睛".在故障檢查中,我們可以應(yīng)用波形觀察、信號尋跡、信號注人等方法,進行監(jiān)視性觀察,測量性觀察和檢定性觀察.通過檢測電路的有關(guān)測試點,了解電路的工作情況,檢查電子元器件的好壞,從而確定和判斷電子儀器或裝備的整機性能和存在的問題)。

1、檢查直流電派的紋波電壓

電源的紋波電壓對儀器設(shè)備的工作影響很大.直流穩(wěn)壓電源中對紋波電壓的大小通常都有相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)或要求.若超過其規(guī)定的指標(biāo),儀器便不能很好地工作.筆者在實際工作中,曾碰到過多例因電源紋波增大而導(dǎo)致儀器不能正常工作的情況.例如:一價值數(shù)萬元的進口COZ培養(yǎng)箱,細胞培養(yǎng)時的設(shè)置溫度為37℃,而實際顯示溫度卻僅在24~30℃之間跳動,而且溫度總升不到設(shè)定值.顯示溫度跳動,說明顯示信號中混人了干擾信號;溫度升不到設(shè)定值,說明控制電路工作失控.用示波器檢查,發(fā)現(xiàn)紋波電壓很大(近4V).疑是濾波電容容t衰退,更換濾波電容,儀器工作正常.是紋波影響了測量和控溫部分的工作.因此,碰到儀器工作不穩(wěn)定時,別忘了檢查電源的紋波)。

2、檢查電路中有關(guān)測試點或有關(guān)電路波形

有的儀器附有電路圖,而且電路圖中標(biāo)有測試點及其波形.用示波器檢查測試點,觀察其波形,分析其差異,便能很快查出其故障)。

3、檢查無圈紙電路或有關(guān)元件的工作波形.檢查前,應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作

①觀察被測電路或器件的連線和結(jié)構(gòu),參考有關(guān)資料,尋找相似電路或器件,進行分析比較,盡可能弄清其原理,繪出其電路框圖.做到測量時有的放矢.②對于型號被抹或被涂黑固化的模塊,可將其視為"黑匣子",根據(jù)其引腳情況及外圍元件,描繪其電路,推側(cè)其電路結(jié)構(gòu),尋找輸人輸出.然后用波形觀察法進行檢查)。

在上述①②③種故障檢查中,示波器主要用作監(jiān)測性觀察.其方法主要是波形觀察法.

4、側(cè).電路或整機的有關(guān)技術(shù)參數(shù)

在這種檢測中,示波器主要用作測量性或檢定性觀察,其方法主要采用信號注人法.以音頻放大器為例.利用示波器和信號發(fā)生器等輔助儀器,可測量放大器的電壓增益、輸人阻抗、輸出阻抗、輸出功率、交調(diào)失真等.與此相類似,利用此方法,還可測量示波器的頻響和上升時間,檢定示波器的某些參數(shù))。

5、檢查數(shù)字集成電路的好壞

市售的集成電路檢查儀,功能全、用途廣、但因價格較貴,因此目前還不能完全普及.儀器設(shè)備故障檢修中,常常碰到檢查集成電路好壞的問題,在條件受限的情況下,我們可以自已動手,自制一些簡單實用的儀器.如正弦波信號發(fā)生器、方波信號發(fā)生器,高低位信號發(fā)生器.前兩種儀器的電路很多,后一種發(fā)生器在檢查數(shù)字集成電路中具有較大的用途.利用它作信號源,用示波器作監(jiān)視器,必要時再配上方波發(fā)生器,便可檢查多種數(shù)字集成電路.例如:各種門電路、反相器、緩沖器、譯碼器、觸發(fā)器,總線數(shù)據(jù)收發(fā)器。此外,還可以用作微處理器的數(shù)據(jù)線、地址線,做一些簡單的微處理器實驗,或檢查一些簡單的徽處理器故障)。

6、檢查傳感器的好壞

很多傳感器加其前置放大器,便可構(gòu)成一個特殊的信號源.例如:溫度傳忿器,壓力傳感器、光電傳感器、紅外傳感等。因此,修理數(shù)字溫控儀時,我們可以用升溫法給傳感器加溫,然后在其前置放大器翰出端用示波器觀察其電壓的變化情況.修理數(shù)字天平時,可在天平上加一個間歇力,用示波器在AD變換前觀察其電壓的變化.檢查傳感器的好壞,檢查有關(guān)電路的故障,一些帶信號輸出的插口,也可作信號源使用.如計算機顯示器插口愉出的R,B,G,H,V信號,維修顯示器時就很有用.利用它,我們可以用示波器尋跡檢查顯示器的各有關(guān)電路.此外,還有一些隱含義信號源,如空中特定頻率的電磁場信號,加上調(diào)整諧回路及其放大電路,便可構(gòu)成一個高頻或超高頻信號源.檢查如接收機、電視機之類的設(shè)備時,也可以用示波器對其進行故障尋跡(注:僅觀察信號帶)。