利用數(shù)字存儲(chǔ)示波器測(cè)量特殊信號(hào)

隨著數(shù)字化技術(shù)、集成電路的高速發(fā)展，數(shù)字存儲(chǔ)示波器以其強(qiáng)大的測(cè)試能力、穩(wěn)定的性能和更快捷的數(shù)據(jù)處理方式越來(lái)越多的應(yīng)用于科研生產(chǎn)中，已成為檢測(cè)電子線路最有效的工具之一。通過(guò)示波器觀察線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓、電流波形可以直觀地檢查線路工作是否正常，驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否恰當(dāng)。這對(duì)提高設(shè)計(jì)或產(chǎn)品的可靠性極有幫助，但是對(duì)線路波形的正確分析判斷不僅有賴于儀器的先進(jìn)程度還與工程師的測(cè)試方法和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。

　　利用數(shù)字存儲(chǔ)示波器測(cè)量特殊信號(hào)

　　數(shù)字示波器適用于測(cè)量快速脈沖信號(hào)，同時(shí)配有高增益放大器，所以靈敏度高，可觀測(cè)微弱信號(hào)。在航空、航天、電子工業(yè)產(chǎn)品調(diào)試、測(cè)試中，數(shù)字示波器的應(yīng)用也越來(lái)越普遍?，F(xiàn)在數(shù)字示波器不再僅限于測(cè)量波形的脈沖參數(shù)，通過(guò)FFT的時(shí)/頻變換可測(cè)試頻譜，通過(guò)時(shí)鐘可獲得信號(hào)抖動(dòng)圖。因此它是測(cè)試人員首選的多用途測(cè)量?jī)x器。

　　1 捕獲單脈沖隨機(jī)信號(hào)

　　有些信號(hào)在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間才會(huì)出現(xiàn)，啟動(dòng)完畢就消失了。這類信號(hào)用數(shù)字示波器怎樣捕捉？有一些測(cè)試者使用的方法是：在示波器顯示屏上觀察，一旦出現(xiàn)被測(cè)信號(hào)就立刻按stop鍵。顯然，這種方法的成功率不高，尤其是對(duì)一些高速信號(hào)。正確的方法是使用數(shù)字示波器的單次觸發(fā)功能，就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)捕捉單脈沖信號(hào)。以泰克公司生產(chǎn)的TDS3054B數(shù)字示波器為例，按以下步驟設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)正確的測(cè)量。

　?。?）調(diào)節(jié)垂直SCALE和水平SCALE至你想看到的適當(dāng)?shù)男盘?hào)范圍；

　?。?）按下捕獲MENU按鈕；

　?。?）按下Resolution屏幕按鈕；

　　（4）選擇Normal捕獲分辨率；

　?。?）按下SINGLE SEQ（單序）按鈕。

　　SINGLE SEQ按鈕為一次單脈沖捕獲設(shè)置觸發(fā)參數(shù)至正確設(shè)置。

　　2 優(yōu)化捕獲信號(hào)和讀取數(shù)據(jù)

　　在進(jìn)行下一次捕獲信號(hào)之前，我們可以調(diào)節(jié)垂直和水平控制來(lái)預(yù)覽下一次捕獲可能會(huì)如何顯示。當(dāng)調(diào)節(jié)這些控制器時(shí)，當(dāng)前的捕獲被重新配置，擴(kuò)張或壓縮。這樣的預(yù)覽對(duì)于在下一次單脈沖事件被捕獲之前進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置是有用的。

　　當(dāng)用新的垂直和水平設(shè)置進(jìn)行另一次捕獲時(shí)，可以看到捕捉到的信號(hào)細(xì)節(jié)。

　　讀取數(shù)據(jù)時(shí)如果發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)的文本里只有當(dāng)前屏幕的數(shù)據(jù)，且是按照分辨率為時(shí)間間隔的，可使用屏幕擴(kuò)展功能顯示更多的測(cè)試細(xì)節(jié)。另外新型的數(shù)字存儲(chǔ)示波器都采用完全開(kāi)放的WINDOWS平臺(tái)，支持Matlab、LabVIEW、VB、VC等軟件。運(yùn)用這些軟件可以靈活的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。

　　3 測(cè)量周期信號(hào)中的抖動(dòng)

　　有些高端的數(shù)字存儲(chǔ)示波器中有專門(mén)的抖動(dòng)測(cè)量軟件，可以進(jìn)行全面的抖動(dòng)測(cè)量。沒(méi)有抖動(dòng)軟件只能通過(guò)無(wú)限余輝對(duì)信號(hào)進(jìn)行比較長(zhǎng)時(shí)間的累積測(cè)量。此外，我們可以使用游標(biāo)來(lái)測(cè)量峰值到峰值抖動(dòng)，這樣的測(cè)量結(jié)果更加真實(shí)可靠。以泰克公司的TDS3054B數(shù)字示波器為例，按以下步驟設(shè)置進(jìn)行測(cè)量。

　?。?）按下CURSOR按鈕；

　　（2）按下Function屏幕按鈕；

　?。?）選擇V Bars光標(biāo)；

　?。?）按下Bring Both Cursors On Screen屏幕按鈕來(lái)快速定位光標(biāo)；

　?。?）在第一個(gè)下降的邊緣放置一個(gè)光標(biāo)，在最后的下降邊緣放置另一個(gè)光標(biāo)；

　?。?）讀取峰值到峰值的抖動(dòng)時(shí)間。

　　4 正確使用探頭獲得純凈真實(shí)的信號(hào)

　　設(shè)計(jì)和測(cè)試人員在做任何測(cè)量時(shí)，都需要用示波器獲得最真實(shí)的信號(hào)。示波器的應(yīng)用不應(yīng)以任何方式影響到信號(hào)本身，但幾乎任何測(cè)試都會(huì)對(duì)信號(hào)特征產(chǎn)生影響。正確的使用測(cè)試探頭非常重要，它可以使信號(hào)失真達(dá)到最小化。當(dāng)?shù)谝淮芜B接一個(gè)探頭到任何輸入通道時(shí)，應(yīng)該補(bǔ)償探頭至示波器輸入。這樣可以使示波器的探頭與輸入通道相匹配，實(shí)現(xiàn)最佳測(cè)量。在使用隨機(jī)配套的測(cè)試探頭時(shí)，不要將輸入阻抗設(shè)為50Ω，因?yàn)樘筋^阻抗與輸入阻抗并聯(lián)后會(huì)使測(cè)試電路輸入阻抗低于50Ω，當(dāng)測(cè)量高內(nèi)阻的電信號(hào)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不到信號(hào)的假象。

　　另外，由于普通探頭通常都有一段接地線，會(huì)與被測(cè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)類似環(huán)形天線的干擾路徑，這就引入了比較大的干擾。為減少干擾可以采用的方法是:將探頭帽拿掉，不使用探頭上引出的地線，而是直接使用探頭尖端和探頭內(nèi)的地點(diǎn)接觸被測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。