關(guān)于100個示波器基礎(chǔ)知識問答

1． 對一個已設(shè)計完成的產(chǎn)品，如何用示波器經(jīng)行檢測分析其可靠性？

答：示波器早已成為檢測電子線路最有效的工具之一，通過觀察線路關(guān)鍵節(jié)點的電壓電流波形可以直觀地檢查線路工作是否正常，驗證設(shè)計是否恰當(dāng)。這對提高可靠性極有幫助。當(dāng)然對波形的正確分析判斷有賴于工程師自身的經(jīng)驗。

2． 決定示波器探頭價格的主要因素是什么？

答：示波器的探頭有非常多的種類，不同的性能，比如高壓，差分，有源高速探頭等等，價格也從幾百人民幣到接近一萬美元。價格的主要決定因素當(dāng)然是帶寬和功能。探頭是示波器接觸電路的部分，好的探頭可以提供測試需要的保真度。為做到這一點，即使無源探頭，內(nèi)部也必須有非常多的無源器件補償電路(RC 網(wǎng)絡(luò))。

3． 一般的安捷倫示波器探頭的使用壽命有多長時間？探頭需不需要定期的標(biāo)定？

答：示波器的探頭壽命不好說，取決于使用環(huán)境和方法。標(biāo)準對于探頭沒有明確的計量規(guī)定，但是對于無源探頭，至少在更換探頭，探頭交換通道的時候，必須進行探頭補償調(diào)整。所有有源探頭在使用前應(yīng)該有至少 20 分鐘的預(yù)熱，有的有源探頭和電流探頭需要進行零點漂移調(diào)整。

4． 什么是示波器的實時采樣率？

答：實時采樣率是指示波器一次采集(一次觸發(fā))采樣間隔的倒數(shù)。據(jù)了解，目前業(yè)界的最高水平是四個通道同時使用。

5． 什么是示波器的等效時間采樣？

答：等效時間采樣指的是示波器把多次采集(多次觸發(fā))采集到的波形拼湊成一個波形，每次采樣速率可能很慢，兩次采集觸發(fā)點有一定的偏移，最后形成的兩個點間的最小采樣間隔的倒數(shù)稱為等效采樣速率。其指標(biāo)可以達到很高，如 1ps。

6． 什么是功率因數(shù)？如何如何測量？

答：功率因數(shù)：在直流電路里，電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù)，以 COSΦ表示，其實最簡單的測量方式就是測量電壓與電流之間的相位差，得出的結(jié)果就是功率因數(shù)。

7． 如何表達和測試功率密度？

答：功率密度就是單位體積里的功率，一般電源里用 W/in3。

8．有無辦法利用示波器測出高頻變壓器或電感磁芯的工作情況？

答：TEK 推出的功率測試方案里就有一項功能——B-H 曲線的分析，它能反應(yīng)磁芯的工作狀態(tài)，還能測出動態(tài)電感值，并得出磁芯損耗。

9． 開關(guān)電源的噪聲有多種如布線不合理引起的交叉干擾、電感漏磁、二極管反向尖峰...等引起噪聲 ，如何用示波器鑒別？

答：TEK 的 TDS5000 示波器上有頻域分析、分析噪聲的頻率段就能分析出噪聲的種類，才好用相應(yīng)的處理方法。示波器只能提供數(shù)據(jù)分析和波段形顯示。

10． 用力科示波器怎樣可以測試到開頭電源的幅射？

答：開關(guān)電源存在幅射干擾，一般做法是設(shè)法探出干擾源，然后再去屏蔽它。用示波器可以傅立葉變換的功能分析其頻率成份構(gòu)成，根據(jù)頻率范圍，從而判斷干擾的種類。

11． 在反激式電源設(shè)計過程當(dāng)中，經(jīng)常會因為變壓器漏感大，而使變壓器的轉(zhuǎn)換效率降低，繞制時采用初級中間夾繞次級的方式仍然不大理想。變壓器繞制有什么技巧嗎？

答：將大功率的輸出繞組繞在里面，盡量靠近原邊，加強偶合。

12． 有沒有能分析開關(guān)損耗的示波器？

答：泰克的電源測試系統(tǒng)即 TDS5000 系列數(shù)字熒光示波器加上 TDSPWR2 功率分析軟件就可以輕松的分析開關(guān)損耗以及每周期的功率損耗甚至包括 RDS ON。

13． 示波器能否進行傅立葉分解？

答：現(xiàn)代數(shù)字示波器大多具有 FFT 功能，其中上述系統(tǒng)甚至可以按 EN61000－3－2 標(biāo)準對電流諧波進行預(yù)測試。

14． 示波器能否進行濾波處理？如對 PWM 波進行低通濾波？

答：TDS5000 可以進行 20MHz，150MHz 低通濾波，還可以進行一種稱之為高分辨率采集的數(shù)字低通濾波，在此種模式中采樣點的垂直分辨率可從 8bits 提高到 12bits，上述系統(tǒng)可以輸出像比如 PWM 這樣的信號按照脈寬變化的趨勢的類似正弦波波形。

15． 使用數(shù)字示波器時，對 B 觸發(fā)和觸發(fā)電平的設(shè)置與被測信號有什么原則？

答：泰克的示波器支持 A,B trigger 功能，簡單說就是可以雙事件序列觸發(fā)，當(dāng)選擇 A-B seq 時，A事件作為主觸發(fā)，配合 B 事件捕獲復(fù)雜的波形。觸發(fā)方法為 A 事件 arm 觸發(fā)系統(tǒng)，當(dāng)定義的 B 事件出現(xiàn)時在 B 事件處觸發(fā)。具體詳細的觸發(fā)說明，請參考示波器的手冊。

16． 如何用 TDS3052B 測量載波頻率為幾十 K，調(diào)制波頻率為電源頻率的已調(diào)波的最大值？

答：工頻輸入可能為低頻的 50Hz/60Hz，同時載波為幾十 K，一個工頻周期為 20ms 左右，如果示波器需要觀測 20ms 信號，即示波器的 duration 采集窗口至少為 2ms/div ×10 格，同時根據(jù)幾十 k 的載波信號，確定示波器的采樣率。最后可以估算出需要的采集內(nèi)存長度，判斷是否能夠滿足測試要求。

17． 使用一臺標(biāo)稱 100MHz 的 DSO 示波器，測量一個高頻開關(guān)幅值 400V，f=50M，示波器如何描繪出它的波形和上升時間？

答：
① 示波器的帶寬是以正弦波幅度衰減－3dB 點為帶寬定義的。
② 數(shù)字示波器中對于波形和上升時間的描繪都是通過實時采樣電路和高速 A/D 變換器獲得波形數(shù)據(jù)，再通過插值運算得到的。
③ 在泰克的示波器中，有實時的處理電路完成所謂的正弦內(nèi)插功能，在信號采集電路部分完成。當(dāng)然，很多示波器也是通過示波器的主處理器進行數(shù)學(xué)運算完成的，這個時候會花比較多的時間。
④ 對于您測量的信號，恐怕使用 100MHz 的示波器是無法進行。50MHz 的方波，理論上應(yīng)該使用450MHz 以上的示波器才能將信號中最重要的 9 次以下諧波準確重新，從而保證波形不失真。更何況，您恐怕還要考慮信號上升時間的問題，理論上，示波器的上升時間應(yīng)該比信號快 5 倍以上。
⑤ 探頭也一樣，由于普通探頭在測量高壓的時候會產(chǎn)生高頻失真的效應(yīng)，您應(yīng)該采用特別的差分探頭或者高壓探頭比如，泰克的 P5205，P5100 進行測量。

18． 如何在模擬電路用好數(shù)字示波器，比如測音頻放大器的小信號，電源的雜波等？

答：要注意的問題有：

① 示波器的接地問題，示波器的機殼和探頭的參考地線都是連接地線的，因此良好的接地是測量干擾的首要條件。

② 示波器參考地線引入的干擾問題，由于普通探頭通常都有一段接地線，會與待測點構(gòu)成一個類似環(huán)形天線的干擾路徑，引入比較大的干擾，因此要盡量減少這一干擾，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，而直接使用探頭尖端和探頭內(nèi)的地點接觸待測點進行測量。

③ 使用差分測量的方法，消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭，比如專門針對小信號的ADA400A 可以測量到幾百微伏，用于高速信號測量的 P7350 提供高達 5GHz 的帶寬。

④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集（Hi-Res）的信號捕獲模式，可以過濾信號上疊加的隨機噪聲。

19． 在測量離板信號線的傳導(dǎo)騷擾時，發(fā)現(xiàn)在兩個特定頻點（一個是 659K 另一個是 1.977K）上由兩個很大的噪聲信號。初步分析是由于板上的開關(guān)電源芯片引起的，如何使用示波器測量這樣的噪聲信號？

答：示波器可以測試噪聲信號有幾個考慮的因素：
① 被測信號的幅度，是否為小信號， 示波器配合探頭可以測試 uA?級的信號。
② 被測信號的頻率。
③ 探頭的連接方式不當(dāng)會產(chǎn)生噪聲，影響測試結(jié)果。

20． 在用泰克的示波器時，如何理解 Holdoff 這個參數(shù)？

答：Holdoff（觸發(fā)釋抑）的含義是暫時將示波器的觸發(fā)電路封閉一段時間（即釋抑時間），在這段時間內(nèi)，即使有滿足觸發(fā)條件的信號波形點示波器也不會觸發(fā)。在數(shù)字示波器中也會用百分比來表示，意義是整個記錄長度或者整個屏幕的百分比。

示波器的觸發(fā)部分的作用就是穩(wěn)定的顯示波形，觸發(fā)釋抑也是為了穩(wěn)定顯示波形而設(shè)置的功能。主要針對大周期重復(fù)而在大周期內(nèi)有很多滿足觸發(fā)條件的不重復(fù)的波形點而專門設(shè)置的。比如圖中所示，圖中紅色的點都可以滿足觸發(fā)條件，如果不用釋抑功能，觸發(fā)點將不固定，造成顯示不穩(wěn)定，使用觸發(fā)釋抑后，每次都在同一個點觸發(fā)，因此可以穩(wěn)定顯示。

此外，對于調(diào)幅信號等也一樣要使用觸發(fā)釋抑。詳情請參見泰克文章《示波器 XYZ》。

21． 關(guān)于 holdoff，所謂觸發(fā)與非觸發(fā)，示波器對采集信號的處理有什么區(qū)別？

答：對于數(shù)字示波器，不論是否觸發(fā)，示波器實際上都是在不斷地采集波形，但是如果只有穩(wěn)定的觸發(fā)才能有穩(wěn)定的顯示。也會出現(xiàn)這種狀況，示波器觸發(fā)電路的模式出于“自動”模式，即不論是否滿足觸發(fā)條件都進行波形顯示。如果使用“通?！盢ormal 模式，不滿足觸發(fā)條件就不會顯示波形。

22． 關(guān)于 holdoff，如果在水平時間分辨率不變的前提下，是否百分比設(shè)置越大（對應(yīng)信號顯示逐漸穩(wěn)定）那么就意味著信號的周期越長？

答：是的，百分比越大，釋抑時間越長。

23． 如何使用示波器測量差分信號？

答：最好的方法是選用差分探頭，這時測到的信號最為真實客觀；若沒有差分探頭，可使用兩個差分探頭接到示波器的兩個通道上(如 Ch1, Ch2)，然后用數(shù)學(xué) 運算，得到 ch1-ch2 的波形并進行分析，這時盡量保持兩根探頭完全一樣，示波器兩個通道的 Vertical scale ( 每格多少伏)設(shè)置一樣，否則，誤差會較大。

24． 怎樣用示波器測量出 USB 總線上的差分信號？

答：USB 信號的測試分為 2 種情況：

第一種是需要進行符合 USB 組織定義 USB1.1/2.0 總線的物理層測試規(guī)范，只有通過 USB 一致性測試后方可打上 USB 標(biāo)識。USB 物理層一致性測試分為很多個測試項目,主要是考察 USB 信號的信號質(zhì)量如何，象

Signal Quality Test
Droop & Drop Test
Inrush Current Test
HS Specific Tests
Chirp Test
Monotonic Test
Receiver sensitivity Test
Impedance Test (TDR) 等等。

第二種情況是僅觀測 USB 總線上的信號，可以選擇合適的差分探頭連接到 D+, D-，直接進行 USB信號的觀測。USB2.0 信號速度比較快，上升時間為幾百皮秒，為了保證信號的包真度測試，需要選擇大于 2GHz 的示波器和差分探頭進行測試。

25． PCB 板上的高速信號特征：XAUI 接口 3.125GBd 串行差分信號：60ps，請問需要多高帶寬的示波器才能精確測量？測量誤差可達多少？

答：對 XAUI 接口 3.125GBd 串行差分信號，聽起來有點象 InfiniBand 信號，用正弦內(nèi)插的方式，或類似等效采樣的方式來采集，但由于本身帶寬和觸發(fā)抖動等因素，在其測量 100ps ~ 130ps 范圍內(nèi)的上升時間時，采用 7GHz 差分探頭可保證誤差

26． 對時鐘的相位噪聲參數(shù)的要求很高的設(shè)計，需要考慮哪些關(guān)鍵性的問題來降低相位噪聲？

答：在 ADC,DAC 的器件中衡量性能有很多項指標(biāo)：象位數(shù)、轉(zhuǎn)換速度、DC 精度、開關(guān)性能、動態(tài)性能（SNR, SINAD,IMD）等等。

27． 對時鐘的相位噪聲參數(shù)的要求很高的設(shè)計，怎樣測量相位噪聲？

答：從示波器的角度來看，可以測試 ADC,DAC 的模擬和數(shù)字信號的幅度，時間，轉(zhuǎn)換后的信號質(zhì)量，轉(zhuǎn)換速度，時鐘和數(shù)據(jù)的建立/保持時間等參數(shù)，還可以通過 TDS 示波器中的高級運算功能（頻譜分析功能）來定性測量 SNR,SINAD 等參數(shù)。

28． 由于可能需要引入外界的時鐘，這樣時鐘存在 2 選 1 的問題，此時用什么方案才能使相位噪聲的惡化最??？

答：首先要分析抖動產(chǎn)生的來源，示波器來分析抖動是一個很好的工具，目前可以使用TDS5000B/6000B/7000B系列示波器配合抖動分析軟件進行徹底抖動分析，象確定抖動(Dj)，隨機抖動(Rj)，Rj 和 Dj 的分離，最后通過分析造成抖動的原因來消除抖動。

29． 在示波器上看波形時，用外觸發(fā)和自觸發(fā)來看有何區(qū)別？

答：示波器的通常觸發(fā)是邊沿觸發(fā)，其觸發(fā)條件有 2 個，觸發(fā)電平和觸發(fā)邊沿；即：信號的上升沿（或者下降沿）達到某一特定電平（觸發(fā)電平）時，示波器觸發(fā)。示波器只有在信號自觸發(fā)有問題的時候才會使用外觸發(fā)，沒有哪一個更好的問題。而這種問題通?？赡苁?，信號比較復(fù)雜， 有很多滿足觸發(fā)條件的點，無法每次在同一位置觸發(fā)，從而得到穩(wěn)定的顯示。這時需要使用外觸發(fā)。舉例如下：觀測上面的信號，由于 ABCD 各點都會觸發(fā)，示波器顯示波形將不能穩(wěn)定。這時可以使用下面的信號作為觸發(fā)信號，示波器將得到能夠全部周期的顯示。

30． TDS3032B 的帶寬是 300MHz，采樣頻率為 2.5G/s，采樣頻率為帶寬的 8 倍。請問帶寬和采樣頻率之間有什么固定關(guān)系？我們也有一款其它廠家的示波器，如泰克示波器。帶寬 100MHz、采樣頻率只有 200MHz。為什么兩個示波器的帶寬采樣頻率比相差這么大？

答：帶寬是示波器最重要的指標(biāo)，因為在數(shù)字示波器中有 ADC，它的采樣率理論上需要滿足 Nyquist采樣定律，即被測信號的最高頻率信號的每個周期理論上至少需要采 2 個點，否則會造成混疊。但是在實際上還取決于很多其它的因素，比如波形的重構(gòu)算法等。泰克示波器采用先進的波形重構(gòu)算法，被測信號的每個周期只需要 2.5 個點就能夠重構(gòu)波形。也有的示波器采用線性插值算法，可能就需要 10 個點。一般采樣率是帶寬的 4－5 倍就可以比較準確地再現(xiàn)波形。

泰克的 TDS3000B 系列是“實時采樣”示波器，即，它的單次帶寬（捕獲單次信號的能力）＝重復(fù)帶寬，您所說的另一種示波器的單次帶寬顯然不到 100MHz，您可以看一下它的指標(biāo)。

31． 示波器指標(biāo)中的帶寬如何理解？

答：帶寬是示波器的基本指標(biāo)，和放大器帶寬的定義一樣，是所謂的－3dB 點，即，在示波器的輸入加正弦波，幅度衰減為實際幅度的 70.7%時的頻率點稱為帶寬。也就是說，使用 100MHz 帶寬的示波器測量 1V，100MHz 的正弦波，得到的幅度只有 0.707V。這還只是正弦波的情形。因此，我們在選擇示波器的時候，為達到一定的測量精度，應(yīng)該選擇信號最高頻率 5 倍的帶寬。

32． 測量系統(tǒng)的總帶寬如何獲得？

答：測量系統(tǒng)的總帶寬＝0.35/上升時間(1GHz 以下示波器)。

33． 在帶寬一定的條件下，采樣頻率太大是否也沒有太大的意義？

答：帶寬是限制被測信號高頻分量被捕獲的基本條件。使用泰克的示波器每個被測信號周期只需 2.5個點就能夠最大限度的重構(gòu)波形。其它一些示波器需要大于 4 個樣點/周期，即 100MHZ 帶寬示波器單次采集至少需要 400MS/s 的采樣率，有些示波器甚至需要 10 個點（線性內(nèi)插技術(shù)）才能保證采集信號有意義。

34． 所謂高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器各有何優(yōu)缺點和適合的領(lǐng)域？

答：在示波器的規(guī)范中并沒有平坦相應(yīng)和高斯相應(yīng)的指標(biāo)。在示波器中會出現(xiàn)類似的比較或探討，可能有如下原因：

眾所周知，示波器是時域的儀器，從泰克發(fā)明第一臺可觸發(fā)的模擬示波器以來，示波器的帶寬一直是最重要的指標(biāo)，它是指示波器內(nèi)部的前置放大器的模擬帶寬。但是，示波器帶寬的定義卻是頻域的定義，即正弦波幅度衰減到-3dB 點時的頻率點。一個復(fù)雜高速信號含有豐富的頻譜分量，如果需要精確測量信號，必須知道它們的每一個頻譜分量的幅度和相位，所以示波器的幅頻特性和相頻特性非常重要。

從最近幾年的發(fā)展來看，目前數(shù)字示波器的帶寬越做越高，從泰克 2000 年推出 TDS7000 4GHZ 帶寬示波器，2001 年推出 TDS6000 6GHZ 帶寬示波器， 2003 年推出 TDS7704B 7GHZ 帶寬示波器，到最近 TDS6804B 8GHZ 帶寬示波器，帶寬幾乎每年都在提升。當(dāng)示波器帶寬到達幾個 GHZ 時，前置放大器作為模擬器件，保證良好的幅頻和相頻特性越來越難，泰克是掌握這一最關(guān)鍵技術(shù)的唯一公司。有些廠商無法做到，就不得不采用其它的一些方法來修補模擬器件帶寬的不足，獲得更高的帶寬，頻響曲線自然發(fā)生變化。

隨著目前各種高速信號越來越多，信號速率越來越快，對實時示波器提出了新的要求，示波器廠商的數(shù)字示波器中也出現(xiàn)了一些新的技術(shù)，最顯著的是示波器通過數(shù)字信號處理技術(shù)（DSP）來得到更好的性能。DSP 就在數(shù)字示

波器主要應(yīng)用包括：
增強帶寬
更快的上升時間
增益和波形校準與改善
幅度和相位的改善
光參考接收機歸一化

其中泰克的第三代示波器（DPO）就是 DSP 技術(shù)的最好體現(xiàn)。合理的利用 DSP 可以提升示波器測試的信號保真度。但是，DSP 技術(shù)的使用會是每一個示波器的使用者產(chǎn)生迷惑，特別是在“帶寬是否可以通過 DSP 可以提升”，“示波器的帶寬是模擬帶寬，和 DSP 技術(shù)有何關(guān)系”，“當(dāng)前的示波器帶寬到底是模擬帶寬還是 DSP 帶寬？”“DSP 技術(shù)帶來的負面效應(yīng)是什么？” 在泰克最新的 TDS6804B 8GHZ 帶寬的示波器中的模擬帶寬是 7GHZ，通過 DSP 增強后的帶寬是8GHZ，為了保證每一個測試人員對這兩種方式的理解，在 TDS6804B 中可以打開和關(guān)閉 DSP 的帶寬增強功能。泰克將 DSP 增強帶寬帶來的優(yōu)點和問題告訴每一個測試人員，幫助測試人員理解模擬帶寬和 DSP增強帶寬的測試結(jié)果，更好的進行高速信號測試。

35． 除高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器之外，還有基于其它響應(yīng)的示波器嗎？

答：示波器前置放大器的頻響特性是決定測試結(jié)果的最關(guān)鍵因素，它由模擬器件決定。關(guān)鍵在于用何種方法來獲得足夠的頻響。

36． 以前在用 TDS744,TDS745 等示波器時，使用的是無源探頭(如 P6139A,帶寬 500M)。在購買了有源探頭(P6237)之后, 從測試波形來看(特別是測高頻信號時),兩者的測試結(jié)果差異較大. 從探頭參數(shù)得知, 有源探頭的輸入電容

答：您的 P6139A 探頭加上泰克的 500MHz 示波器典型帶寬值還是可以達到 500MHz，但是正如您所說，其輸入電容不同，這一電容將產(chǎn)生對于待測信號的負載效應(yīng)，造成信號振鈴，形狀發(fā)生改變，因此這個時候使用有源探頭時能反映信號的真實情況。實際上，使用探頭不光要考慮帶寬，所有這些因素我們在測量高頻信號的時候都要考慮：

帶寬/上升時間
動態(tài)范圍
負載效應(yīng)
接地效應(yīng)
共振效應(yīng)
尤其 P6139A 時您還要考慮地線的影響，探頭上的接地線也會帶來振鈴，測量高頻信號的時候應(yīng)該盡量縮短地線的長度。

另外，您使用的 P6247 是有源差分探頭，共模的影響也可能是一個因素。選擇無源探頭主要是因為其動態(tài)范圍大，比如 P6139A 可以測量從毫伏到幾百伏的信號，而 P6247只能測量＋－8.5V 的信號。另外有源探頭價格也是一個因素。

37．實驗時，示波器接地線后，導(dǎo)致 MOsfet 炸掉，現(xiàn)在將示波器都剪掉了地線。這是什么原因？

答：為保證測試中的人身安全以及獲得良好的測量效果，一般示波器的所有探頭的地線都與機殼連接在一起，并連接到示波器電源線的地線。因此，您在電源中測量 MOSFET 管波形的時候，如果其中任何一個點都不是地，就會產(chǎn)生問題，如下圖所示。

剪斷地線可以防止對 MOSFET 管測試中的短路問題，但是也會帶來一些其它的測試問題，比如示波器機殼帶電，示波器機殼分布參數(shù)對測量信號造成影響等。解決的辦法是使用差分探頭，比如泰克的 P5205，可以測量所謂的 2 個測試點都不是地的差分信號。

38．用示波器抓取數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)存儲的文本里只有當(dāng)前屏幕的數(shù)據(jù)，且是按照 resolution 為時間間隔的。如何利用軟件實時處理數(shù)據(jù)（matlab?），如何抓到更多數(shù)據(jù)？

答：泰克示波器采用壓縮屏幕的顯示風(fēng)格，即屏幕顯示的波形為采集下來的所有數(shù)據(jù)，配合TDS5000B 的 multiViewZoom 功能，可以方便顯示所有波形。泰克 TDS5000B，TDS6000，TDS7000B，TDS8000B 系列示波器都采用完全開放的 WINDOWS平臺，支持當(dāng)前所有的流行工具，象 Matlab，LabView，VB，VC，.NET，MicroSoft Office VBA 等 等 ，可以靈活進行數(shù)據(jù)分析和處理。

這些分析工具還可以直接安裝在示波器里面，構(gòu)成一臺集數(shù)據(jù)采集，分析，顯示，處理的儀器。單次采集更多的數(shù)據(jù)，需要示波器配備更深的存儲深度，象 TDS5000B 系列通用示波器可以支持到 16M 內(nèi)存。

39．影響橫河示波器工作速度的因素有哪些？

答：實際上任何一臺示波器的原理都差不多，前端是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，后端是計算機處理。影響速度主要有兩方面，一是從前端數(shù)采到后端處理的數(shù)據(jù)傳輸，一般都是用 PCI 總線，此乃傳輸瓶頸, 但已有新技術(shù)可以突破；另一個是后端的處理方式，提高處理速度可以通過數(shù)據(jù)分包共享來實現(xiàn)。

40．我們的應(yīng)用通常會捕獲 2M 甚至更多的數(shù)據(jù)進行分析, 且采樣率通常會高達 10GS/S, 但在進行參數(shù)測試和 FFT 等分析時總是顯得很慢, 為什么？

答：處理的數(shù)據(jù)量大，速度自然會慢。要想獲得大數(shù)據(jù)量的高速實時 FFT 分析，除非采用專用 FFT處理器，但成本較高。

41．使用泰克的 TDS2014 數(shù)字示波器抓一個并口的時序時，總能測到能量很強的 50Hz 交流，而測不到信號，但是示波器的地和所測并口的地是一致的，怎么辦？

答：可以從以下幾方面入手：

① 檢查示波器是否很好的接地或采用隔離變壓器隔離；

② 附近是否有較強 50Hz 信號感應(yīng)；

③ 在較強干擾環(huán)境下，應(yīng)注意并口的驅(qū)動能力及工作頻率與測試操作選擇是否合適。若只看到 50Hz干擾正弦波，且波形較規(guī)則，則應(yīng)考慮并口可能未工作；

④ 檢查一下探頭尖是否損壞了；

⑤ 建議把用不著的外設(shè)都撥掉，也有可能從顯示器上來的；

⑥ 如果示波器用了很久，就要考慮底線是否正常，就是那個小夾子。把探頭取下，用萬用表量一量。

42．要解決抗電源干擾問題，想測量總電源的干擾信號串入到弱信號放大器電源的情形。結(jié)果，即使示波器探頭和地連在一起，都有干擾信號，不管測哪里都一樣。干擾信號是音頻。這是為什么？

答：要注意的問題有：
① 示波器的接地問題，示波器的機殼和探頭的參考地線都是連接地線的，因此良好的接地是測量干擾的首要條件；
② 示波器參考地線引入的干擾問題，由于普通探頭通常都有一段接地線，會與待測點構(gòu)成一個類似環(huán)形天線的干擾路徑，引入比較大的干擾，因此要盡量減少這一干擾，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，而直接使用探頭尖端和探頭內(nèi)的地點接觸待測點進行測量；
③ 使用差分測量的方法，消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭，比如專門針對小信號的ADA400A 可以測量到幾百微伏，用于高速信號測量的 P7350 提供高達 5GHz 的帶寬；
④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集（Hi-Res）的信號捕獲模式，可以過濾信號上疊加的隨機噪聲。

43．在 EMC 試驗中有時候會出現(xiàn)指示表短暫的指示消失現(xiàn)象，使用示波器進行檢測，發(fā)現(xiàn)試驗過程中示波器有屏幕整個晃動的現(xiàn)象。試驗的項目是 EFT（瞬變脈沖串抗擾度試驗），如何解釋和怎樣在試驗中消除這種現(xiàn)象？

答：EFT 有時會對示波器造成干擾，造成誤觸發(fā)，可嘗試使用示波器的高頻抑制觸發(fā)模式，限制示波器帶寬等辦法。

44．為什么示波器有時候抓不到經(jīng)過放大后的電流信號？

答：如果信號的確存在，但示波器有時能抓到，有時抓不到，這可能和示波器的設(shè)置有關(guān)系。通常若您可將示波器觸發(fā)模式設(shè)置成 Normal ,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā)，并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值，然后將掃描方式設(shè)置成單次方式，如果這種方式還不行，通常儀器可能出了問題。

45．新型橫河示波器怎樣用于單片機開發(fā)呢？

答：單片機電路開發(fā)過程中，一般來講所用的元件和芯片本身都沒有問題，有問題的往往是他們之間相互通信和預(yù)想的不同，單片機中，常見的總線是 SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A 和 54621D 示波器本身支持串行信號的觸發(fā)功能，可直接調(diào)試串行總線上的通信情況，另外，若您使用 DSP 結(jié)合 MCU 開發(fā)電路板，可能牽涉到軟硬件聯(lián)調(diào)，這時您可以用 54621D 的數(shù)字邏輯通道連接到控制線或數(shù)據(jù)、地址線上，借以判斷在特定的操作條件或子程序運行下，電路是否能正常工作。而且其每通道 2M 點的存儲深度非常有助于分析問題的原因，觀察長時間的串行信號，觀察握手時序等。而且其放大功能，可將信號放大數(shù)萬倍以觀察細節(jié)。

46．新型數(shù)字示波器 54621A 和 54621D 在檢測時是否對（Inter-IC）總線的不同信號和不同速率有什么影響呢？

答 ：I2C Bus 信號一般工作速率不超過 400Kbit/s,最近也出現(xiàn)了幾 Mbit/s 的芯片，54621A 和 54621D在設(shè)置觸發(fā)條件時，無需顧及不同速率的影響，但對其它總線，如 CAN 總線，您先要在示波器上設(shè)置 CAN總線當(dāng)前的實際工作速率以便示波器能正確解協(xié)議，并正確觸發(fā)。

47．除示波器 54621A 和 54621D 外，還有什么其他儀器可以檢測和分析 Inter-IC 總線信號？
答：想對 Inter-IC 總線信號進行進一步的分析，如協(xié)議級的分析，可使用安捷倫的邏輯分析儀，但相對來說，價格比 54621A/D 要高。

48．?dāng)?shù)字示波器的各種觸發(fā)的應(yīng)用，比如說邊沿觸發(fā)，毛刺觸發(fā)和脈寬觸發(fā)等，它們各自適合測試那種信號？

答：
① edge trigger ， 邊沿觸發(fā)，可設(shè)觸發(fā)電平，上升沿或下降沿。邊沿觸發(fā)也稱為基本觸發(fā)。
② advanced trigger，即高級觸發(fā)，里面含概各種不同的觸發(fā)功能，可以根據(jù)被測信號的特征，設(shè)置相應(yīng)的觸發(fā)條件，定位感興趣的波形。高級觸發(fā)是電路調(diào)試的關(guān)鍵。在電路調(diào)試過程中，如果事先不了解被測信號可能的問題，可以先使用泰克數(shù)字熒光示波器，利用 400,000/秒波形捕獲速度，迅速發(fā)現(xiàn)電路中的各種問題，再配合不同的高級觸發(fā)功能來進行故障的細節(jié)定位，這樣可以縮短您的調(diào)試周期。

49．關(guān)于毛刺測量，以前請教過相關(guān)的技術(shù)人員，得到的答復(fù)是，示波器所能捕捉的最小毛刺就是示波器的采樣速率。是否所有的示波器都遵循這一規(guī)律？此時示波器的前置濾波器不會對它有影響嗎？

答：不能斷言所有的示波器都是這樣。比如，有些示波器達到 1GS/s，帶寬只有 60MHz，顯然，1ns的毛刺不可能捕捉到。其實捕捉毛刺的能力除了帶寬，采樣率，還取決于波形捕獲率，即每秒能夠捕捉的波形數(shù)量，詳情請參見泰克關(guān)于 DPO 的應(yīng)用文章。

50．在使用示波器時如何消除毛刺？

答：如果毛刺是信號本身固有的，而且想用邊沿觸發(fā)同步該信號（如正弦信號），可以用高頻抑制觸發(fā)方式，通常可同步該信號。如果信號本身有毛刺，但想讓示波器慮除該毛刺，不顯示毛刺，通常很難做到。
可以試著使用限制帶寬的方法，但不小心可能也會把信號本身慮掉一部分信息。若使用邏輯分析儀器，一般來說，使用狀態(tài)采集的方法，有些在定時方式下采集到的毛刺，就看不到了。

51．在實際工作中，當(dāng)碰到突發(fā)的毛刺信號，如何捕捉和測試？

答：比如我們在進行時鐘測試時，經(jīng)常會碰到偶發(fā)毛刺信號，該信號將會對我們的電路產(chǎn)生誤動作，因此捕獲該信號成為測試的關(guān)鍵，由于事先我們無法判斷該毛刺為正還是為負，因此我們須先利用TDS5000 示波器的數(shù)字熒光功能即快速波形捕獲模式結(jié)合無限余輝查看毛刺特征，然后利用示波器的高級觸發(fā)功能——脈寬觸發(fā)依照信號特征，如：小于正常時鐘脈沖寬度觸發(fā)。

52． 毛刺/脈寬觸發(fā)的應(yīng)用場合有哪些？

答：毛刺/脈寬觸發(fā)一般有兩種典型應(yīng)用場合，一是同步電路行為，如利用它來同步串行信號，或?qū)τ诟蓴_非常嚴重的應(yīng)用，無法用邊沿觸發(fā)正確同步信號，脈寬觸發(fā)就是一個選擇；另一是用來發(fā)現(xiàn)信號中的異?，F(xiàn)象，如因干擾或競爭引起的窄毛刺，由于該異常是偶發(fā)顯現(xiàn)，必須用毛刺觸發(fā)來捕獲(另一種方法是峰值檢測方式，但峰值檢測的方法有可能受其最大采樣率的限制，同時，一般是能看，不能測)。若被測對象的脈沖寬度是 50ns，而且該信號沒有任何問題，也就是說，沒有因干擾，競爭等問題引起的信號畸變或更窄的，用邊沿觸發(fā)就可同步該信號，無需使用毛刺觸發(fā)。有不少用戶將脈寬觸發(fā)設(shè)置為 10ns ~ 30ns，幸運的是，5462x 和 546?x 是業(yè)界難得的能完成該操作的儀器。若想驗證該 10MHz 方波中有無異常脈沖，包括比 50ns 窄很多的脈沖，就會用到脈寬或毛刺觸發(fā), 也就有可能會用到 5ns 的設(shè)置。

53． 安捷倫的數(shù)字示波器有沒有 DPO 功能？

答：DPO 是一個專用名詞，只有一個示波器公司使用該名詞，安捷倫對應(yīng)的功能叫 MegaVision，和DPO 相同之處是：①可以直接信號中的異?，F(xiàn)象。②波形捕獲率遠高于普通數(shù)字存儲示波器。不同之處：
①發(fā)現(xiàn)異常信號后，MegaVision 可對該異常直接放大并觀察信號細節(jié)。
②MegaVision 示波器的實時采樣率突破 1.25GSa/s 極限，可達 2GSa/s(如 546?xA/D 示波器)甚至更高。③MegaVision 示波器是為需要深存儲的應(yīng)用場合優(yōu)化的，當(dāng)示波器存儲深度>10K,甚至 100K, 2M 時，其波形刷新率是業(yè)界及其領(lǐng)先的。

54． 如果依據(jù)信號上升時間確定了帶寬后，按照該帶寬確定采樣率的原則僅僅是為了實現(xiàn)無采樣混疊誤差嗎？

答：確定帶寬后再確定采樣率，業(yè)界的一些公式，的確確定采樣率的原則是為了實現(xiàn)無采樣混疊誤差，但它是泛泛的評估說法，具體還要看您被測對象的特征，因為最高的指標(biāo)往往是在特定條件下給出的，未必滿足您的測試應(yīng)用。

55． 示波器如何顯示兩個采樣點之間的波形？

答：示波器的顯示方式有多種：點顯示、正弦內(nèi)插顯示、直線連接顯示；示波器的缺省顯示方式通常為矢量連接顯示方式，有的示波器僅支持直線連接方式；無論是直線連接還是正弦內(nèi)插，在兩個實際采樣點之間提供的信息都不是實際采集的，由于直線連接方式可能會導(dǎo)致顯示出現(xiàn)突變，如在一正弦波的波峰采集一個點，兩邊的波谷各采集一點，會顯示出三角波，而用正弦內(nèi)插顯示出來仍是正弦波，所以，有些應(yīng)用文章中的說法是：采用直線連接，對采樣率的要求更高，如 10 倍的關(guān)系(以真實再現(xiàn)波形)；采用正弦內(nèi)插，對采樣率要求稍低以下，也有文章說，2.5 倍就可以，工程上一般說 4 倍以上，也有 5 倍，6 倍的說法。

56． PCB 板上的高速信號特征：156.25MHZ 差分時鐘信號，Rise/Fall Time(20%～80％)

答：對于 156.25MHz 差分時鐘信號，Rise/Fall Time(20%～80％)

57． 在選擇示波器時，一般考慮的多的是帶寬。那么，在什么情況下要考慮采樣速率？

答：取決于被測對象，在帶寬滿足的前提下，希望最小采樣間隔(采樣率的倒數(shù))能夠捕捉到您需要的信號細節(jié)。業(yè)界有些關(guān)于采樣速率經(jīng)驗公式，但基本上都是針對示波器帶寬得出的，實際應(yīng)用中，最好不用示波器測相同頻率的信號。若您在選型，對正弦波，選擇示波器帶寬是被測正弦信號頻率的 3 倍，以上，采樣率是帶寬的 4 到 5 倍，實際上是信號的 12 到 15 倍，若是其它波形，要保證采樣率足以捕獲信號細節(jié) 。若您正在使用示波器，可透過以下方法驗證采樣率是否夠用將波形停下來，放大波形，若發(fā)現(xiàn)波形有變化（如某些幅值），采樣率就不夠，否則無礙。也可用點顯示來分析，采樣率是否夠用。

58． 100MHz 的模擬示波器可以較清楚看到寄生波形，而 100MHz 的數(shù)字示波器卻看不到（僅能看到波形加粗）？

答：此現(xiàn)象和示波器顯示有關(guān)，模擬示波器上看到的跡線一般較細，它通過垂直偏轉(zhuǎn)器直接將電壓打到屏幕上，而且掃描速率和波形刷新率都很快。數(shù)字示波器是通過 A/D 將波形電壓量化，存到內(nèi)存中，處理之后再顯示，數(shù)字示波器屏幕的顯示分辨率是有限的，通常為 6?0 點或 1000 點，若您將示波器的存儲深度(記錄長度)設(shè)置成 10K 或 2M, 這意味著，要讓內(nèi)存中 10K 或 2M 點的信息量通過 6?0 個點或 1000個點來反映，無論算法有多好，都會帶來一定的顯示誤差，波形加粗的程度和存儲深度是相關(guān)的，這些問題是數(shù)字示波器特有的問題，另外數(shù)字示波器缺省顯示方式為矢量顯示方式，即會在兩個采樣點之間以線性算法，或正弦內(nèi)插算法插入一些點，模擬示波器沒有這些問題。您可試著將示波器記錄長度改為 500 點 ，并將矢量顯示改為點顯示，觀察數(shù)字示波器每次采樣實際得到的數(shù)據(jù)，調(diào)整時基，可以清楚得看到這些點，即使使用矢量顯示，線會變細些。僅從儀器角度出發(fā)，另外測量小信號，使用 1:1 得探頭得結(jié)果，可能會比 10:1 探頭更好些 。另外，模擬示波器沒有采樣率得概念，只有掃描速率概念，使用數(shù)字示波器，采樣率很多時候需考慮。

59． 模擬和數(shù)字示波器在觀察波形的細部時，那個更有優(yōu)勢（例如：在過零點和峰值時，觀察 1%以下的寄生波形）？
答：觀察 1%以下的寄生波形，無論是模擬示波器還是數(shù)字示波器，觀察其精度都不是很好，模擬示波器的垂直精度未必比數(shù)字示波器更高，如某 500MHz 帶寬的模擬示波器垂直精度是+/-3%, 并不比數(shù)字示波器(通常為 1~2%精度)更具優(yōu)勢，而且對細節(jié)，數(shù)字示波器的自動測量功能比模擬示波器的人工測量更精確。

60． 數(shù)字示波器一般提供在線顯示均方根值，它的精度一般是多少？

答：示波器的幅值測量精度，很多人用 A/D 位數(shù)來衡量，實際上，隨著您所用的示波器帶寬，實際的采樣率設(shè)置等，會有變化，若帶寬不夠，本身帶來的幅值測量誤差就很大，若帶寬夠了，采樣設(shè)置很高，實際的幅值測量精度就不如采樣率低的時候的精度(您有時可參考示波器的用戶手冊，它可能會給出不同采樣率下，示波器的 A/D 實際有效位數(shù));總的來講，示波器測量幅值，包括均方根值的精度往往不如萬用表，同樣，測量頻率，它不如頻率計數(shù)器。

61． 如何捕捉并重現(xiàn)稍縱即失的瞬時信號？

答：將示波器設(shè)置成單次采集方式(觸發(fā)模式設(shè)置成 Normal ,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā)，并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值，然后將掃描方式設(shè)置成單次方式)，如果使用的是安捷倫5462xA/D,546?xA/D,5483xB/D,5485xA,這些儀器都支持 MegaZoom 功能，就是說，可在觀察信號全局的同時，對局部細節(jié)進行放大觀察，或者通過移動屏幕的方式，或者通過雙時基顯示功能來完成。注意示波器的存儲深度將決定所能采集信號的時間，和能用到的最大采樣速率。

62． 安捷倫的哪種示波器能夠測試頻率為 500M 的載波信號？

答：如果僅測載波信號本身，通常載波信號為正弦波，推薦使用 1.5GHz 示波器(安捷倫 54845B),使用 BNC 電纜連接被測對象，可得到~94.6%的上升時間測量精度。若必須使用探頭，推薦使用 1157A 有源探頭(2.5GHz 帶寬)。如果使用 500MHz 帶寬的示波器，即使使用 BNC 電纜，最好情況下得到的幅度測量誤差是 29.3%,上升時間測量精度是 58.6%。

63． 示波器標(biāo)稱為 60MHZ，是否可以理解為它最大可以測到 60MHZ？

答：60MHz 帶寬示波器，并不意味著可以很好地測量 60MHz 的信號，根據(jù)示波器帶寬的定義，如果輸入峰峰值為 1V 的 60MHz 的正弦波到 60MHz 帶寬的示波器上，從示波器上將看到 0.707V 的信號(30%幅值測量誤差)。

64． 用標(biāo)稱為 60MHZ 的示波器測 4.1943MHZ 的方波時測不到，為什么？

答：如果要測試的是方波，選擇示波器的參考標(biāo)準是信號的上升時間，若示波器帶寬＝0.35/信號上升時間* 3，則上升時間測量誤差為 5.4%左右。
示波器的探頭帶寬也很重要，如果使用的示波器探頭包括其前端附件構(gòu)成的系統(tǒng)帶寬很低，將會使示波器帶寬大大下降。如若您使用 20MHz 帶寬的探頭，則能實現(xiàn)的最大帶寬是 20MHz。如果在探頭前端使用連接導(dǎo)線，會進一步降低探頭性能(但對~4MHz 方波，不應(yīng)有太大影響，因為速度不是很快) 。另外，查看一下示波器使用手冊，有的廠家新推出的示波器，在 1:1 設(shè)置下，其實際帶寬將銳減到

65． 怎樣測量時鐘的穩(wěn)定度？

答：假設(shè)使用的是 5483xB/D、548xxA 、5484xB 或 5485xA ，可以用其標(biāo)準配置的直方圖方式測量，其時鐘邊沿或幅值的抖動情況，具體可參見安捷倫的應(yīng)用文章：“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988－6109EN)，可測量其最壞情況下的抖動情況。對于 5485xA,若您希望更加強大的抖動分析功能，其配有專門的抖動分析軟件，提供功能十分強大的抖動分析，具體可參見 5485x 示波器的 Datasheet，更詳細的信息，可致電安捷倫。

66． 使用安捷倫示波器精確測量 PLL 中周期抖動有什么方法和技巧？

答：如果用的是 5483xB/D、548xxA 、5484xB 和 5485xA , 可以用其標(biāo)準配置的直方圖方式測量，其時鐘邊沿或幅值的抖動情況，具體可參見安捷倫的應(yīng)用文章“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988－6109EN)，可測量其最壞情況下的抖動情況。對于 5485xA，如果希望更加強大的抖動分析功能，其配有專門的抖動分析軟件，提供功能十分強大的抖動分析，提醒在使用示波器時，要注意其本身的抖動相關(guān)指標(biāo)是否滿足測試需求，如示波器本身的觸發(fā)抖動指標(biāo)等，同時要注意使用不同的探頭和探頭連接附件時，若不能保證示波器的系統(tǒng)帶寬，測量結(jié)果會不準確。

67． 如何使用安捷倫示波器測量 PLL 的 Settle time？

答：可使用安捷倫 548xx 系列示波器+USB-GPIB 82357A 適配器+軟件選件 來完成。也可使用安捷倫的較低價位的調(diào)制域分析儀來完成。

68． 設(shè)計一個 PLL,，如何測量 PFD(頻率鑒相器)的死區(qū)?

答：可以將示波器的一個通道連接到參考信號，另一通道連到反饋信號，設(shè)置示波器的觸發(fā)條件為建立保持時間觸發(fā)，這時，在調(diào)整示波器建立保持時間設(shè)置的同時，調(diào)整參考信號，直到失鎖，這時的建立保持時間設(shè)置就對應(yīng)您的 PFD 死區(qū)。理論上，認為失鎖會在兩個時刻發(fā)生，一是在初始工作時間，兩個信號相差(頻差)超過 PLL 的捕捉帶寬；另一始在跟蹤過程種，反饋信號變化過大，使兩個信號相差超過 PLL的跟蹤帶寬會失鎖。安捷倫所有 548xx 系列示波器都可完成該測量(在帶寬滿足的前提下)。

69． 使用安捷倫設(shè)備如何測試光信號？

答：安捷倫有全套測試方案測量光信號，從光源、光譜儀、光萬用表、光示波器、光波長計等，如果想用實時示波器測量光信號，可使用光電轉(zhuǎn)換器結(jié)合示波器完成測量。

70． 如何使用示波器測量電源紋波？

答：可以先用示波器將波形整個波形捕獲，然后將關(guān)心的紋波部分放大來觀察和測量(自動測量或光標(biāo)測量)，同時還利用示波器的 FFT 功能從頻域分析。通常若不太清楚被測對象細節(jié)(幅值，頻率等)的情況下，可使用”AutoScale”按鈕，觀察到信號的大概 ，再調(diào)整水平控制旋鈕和垂直控制旋鈕，以得到最佳的顯示(如，幅值盡量滿屏顯示)，再用 Zoom 功能將波形作滿平放大顯示，測電源紋波時，可將紋波部分用 Zoom 功能放大來分析；另外，可能會考慮從頻域角度分析電源，觀察其諧波和雜波情況，為此，可讓示波器顯示盡量多個周期信號，將示波器的存儲深度僅可能用到最大，采樣率設(shè)置成適當(dāng)?shù)臄?shù)值，以保證波形不失真，這樣得到的頻率分辨率為采樣率除以當(dāng)前存儲深度設(shè)置，觀察各次諧波及其與基波的幅度差。另外，若使用 MatLab 軟件，可利用 MatLab 軟件的強大功能對捕獲的信號數(shù)據(jù)進行更加深入的分析。546xx、548xx 都標(biāo)準配置有和計算機相連的軟件，直接將數(shù)據(jù)取到計算機中，以進一步分析，當(dāng)然，也可將 Matlab 軟件直接裝到 548xx 中。若已經(jīng)知道電路的參數(shù),可直接調(diào)整示波器設(shè)置，讓其工作在合適的采樣率和垂直刻度下。

71． 開關(guān)電源輸出電壓的紋波是一個重要的指標(biāo)，如何正確使用示波器來測量這個指標(biāo)？

答：紋波的定義是附著于直流電平之上的包含周期性與隨機性成分的雜波信號，英文稱為 PARD(Periodic And Random Deviation)。它的定義是雜波的峰峰值。測量紋波要注意的事項：示波器探頭地線會帶來很大紋波，應(yīng)該拔掉地線直接使用探頭內(nèi)地線進行測量。當(dāng)然，最好的測量方法是使用 50 歐姆終端電阻，用 BNC 電纜直接聯(lián)結(jié)到示波器，這里應(yīng)該注意該 50 歐姆電阻要考慮功耗，可能要大功率電阻。相關(guān)的標(biāo)準要求，比如是否要分出周期性工頻紋波和開關(guān)紋波，高頻噪聲等。再比如，測量頻率是否要限制在 20MHz 以下。

72． 測紋波時有很大一部分是５０赫茲的周期性尖脈沖，負載電流越大，脈沖幅度越大，有哪些具體的解決辦法？

答：在泰克功率測量系統(tǒng)中，當(dāng)進行紋波測量時，我們可以選擇工頻紋波測試或開關(guān)紋波測試，這樣就可自動濾掉不相關(guān)頻率的紋波，比如：選擇測試 200KHz 的紋波，那么示波器將會自動對其他頻率成分進行濾波。

73． 測量紋波時怎樣去除在紋波上的噪聲，比如工頻噪聲？

答：紋波上的噪聲可通過 TDS5000 示波器在捕獲模式中的高分辯率捕獲模式就可以去除這些隨機的噪聲。紋波分兩種一種是工頻的，100HZ，一種是開關(guān)紋波。TEK 推出的 TDSPWR2 就能把這兩種紋波分
離后分別測量得出結(jié)果。

74． 精確測試開關(guān)電源的紋波與噪音時，是否要在專門的實驗室里才可以？

答：當(dāng)然如果有專門的實驗室進行紋波測量是最理想的。在不具備這個條件的時候應(yīng)當(dāng)注意的問題有：
① 示波器應(yīng)該有良好的接地；
② 如果測量標(biāo)準有帶寬限制的要求，應(yīng)該打開 TDS430A 中的 20MHz 帶寬限制；
③ 使用示波器的交流耦合；
④ 使用 BNC 電纜，并用 TDS430A 的 50 歐姆輸入阻抗檔進行測量（這時可能需要 50 歐姆的大功率負載，BNC 適配器或者制作測試夾具）為提高測量精度，不應(yīng)該使用示波器的探頭，示波器探頭的地線會引入比較大的噪聲。

75． 如何使用示波器測量一些低紋波電源的輸出紋波值？比如測量 1.8V 的輸出紋波，一般都標(biāo)稱輸出紋波小于 20mV，如何用示波器來驗證？而普通示波器即使直接探頭接探頭地夾的噪聲就有二三十毫伏了。

答：這個的問題很有代表性。要用到高共模抑制比的電壓差分探頭，它能工作在高噪聲環(huán)境中。

76． 怎樣用數(shù)字示波器查看和讀出所顯示的波形的周期？

答：所有的數(shù)字示波器都支持波形周期測量，從提高測試精度的角度出發(fā)，如果使用的是 5462x/546?x(546?5 除外)，可在其測量參數(shù)中選擇 Counter，其內(nèi)嵌硬件頻率計數(shù)器會被啟動進行精確的頻率測量(5digit)，若使用的是其他型號示波器，盡量讓示波器屏幕顯示一個周期的信號，幅值盡量滿刻度，這時測量精度一般較好，可以用示波器的自動測量功能，也可用光標(biāo)手動測量。

77． 在開發(fā)當(dāng)中碰到一個問題，在樣板機上加改功能，檢測樣板的聲頻，數(shù)據(jù)輸出，觸發(fā)信號等等 ，檢測的結(jié)果跟設(shè)計的結(jié)果差不多一樣，為什么樣板聲音清晰，顯示準確，而成品的聲音有時候是可以接受，但是有時候不行？

答：實際被測對象的聲音有時可以接受，有時不行，但示波器上的波形顯示看不出什么問題，或示波器顯示數(shù)據(jù)和被測對象上的數(shù)據(jù)相差很遠。往往是示波器和您的被測對象沒有同步造成的?？蓢L試下面的方法：聲音信號通常為低速信號，可讓示波器工作在滾動方式下，觀察信號出現(xiàn)問題時，手動停止波形采集，并進行分析。
在時域中觀察聲音信號往往不太全面，安捷倫的動態(tài)信號分析儀在很多時候是更好的選擇，但若沒有該儀器，可結(jié)合示波器的 FFT 功能從頻域觀察。嘗試用示波器的觸發(fā)功能，若手邊有混合信號示波器(54xxxD)，可結(jié)合其邏輯通道定義觸發(fā)條件(如類似邏輯分析儀的狀態(tài)觸發(fā)，順序觸發(fā))。

78． 如何 tds3012 示波器進行時鐘抖動測試？

答：在泰克的開放平臺示波器中（比如 TDS7000，TDS5000）有專門的抖動測量軟件，可以進行全面的抖動測量（比如 Rj，Dj 等）。在 TDS3012 中只能通過無限余輝對信號進行比較長時間的累計測量。另外，一般頻率比較高的時鐘才需要測量抖動。一般示波器測量信號的原則是：示波器的帶寬應(yīng)該是信號最高頻率的 5 倍，如果上升時間比較快的方波可能需要示波器帶寬是信號頻率的 10 倍甚至更高。所以建議采用更高帶寬，開發(fā)平臺的示波器。

79． 在 AC/DC 開關(guān)電源中如何用示波器進行功率因數(shù)測量？

答：其實使用示波器測量功率因數(shù)就是測量電壓與電流之間的相位差即 cosφ，同時泰克 TDS5000功率測試系統(tǒng)也自動對 PFC 的相關(guān)參數(shù)進行測量（如：THD,True Power,Apparent Power,Power Factor等）。

80． 用泰克示波器的 FFT 功能可以看到開關(guān)電源的輻射的頻率及幅度，但是這里面的幅度的值與認證中心的值的概念是一樣嗎？假如不是，怎樣轉(zhuǎn)換？而且，假如在看波形時選不同的 V/DIV，在 FFT 狀態(tài)下有不同的幅度，是否正常？---我用的型號是 TDS1012。

答：使用示波器的 FFT 功能測得的幅值只能作為定性的分析，而不能作為定量的分析，因此只具備參考價值，如果希望對頻譜幅度進行分析可選擇 Blackman-Harris 窗口，這樣效果會好一些；當(dāng)轉(zhuǎn)換 V/div時一定會對 FFT 的幅值產(chǎn)生影響，因為這是受到示波器本身的 ADC 的分辨率限制，所以為了提高測量精度，一般會選擇將波形盡可能占滿整個屏幕（但決不能超出屏幕），也就是選擇較小的 V/div 檔位。

81． 選擇什么型號的示波器可有效提高設(shè)計效率？

答：示波器發(fā)展到現(xiàn)階段，已把數(shù)據(jù)分析提高到重要的位置。使用示波已不僅僅是在調(diào)試中觀察波形，更重要的是能很好的在設(shè)計中分析計算器件參數(shù)，幫助大家優(yōu)化設(shè)計方案。選擇什么樣的示波器最適合要結(jié)合您所要觀察分析的信號決定。

82． 如何用示波器測試視頻參數(shù)（包括視頻輸出電平、水平清晰度、亮度幅頻響應(yīng)、色度幅頻響應(yīng) 、亮度信噪比、色度信噪比、亮度非線形失真等等視頻參數(shù)）？

答：泰克 TDS3000B 系列示波器加上 TDS3VID 或 TDS3SDI 以及 TDS5000 系列示波器均提供強大的視頻測量功能，甚至包括模擬 HDTV 功能，以及內(nèi)置矢量示波器能力，幫助你去分析各種視頻參數(shù)。

83． 在高頻端，如何判斷示波器探頭本身的阻抗對信號的影響？

答：示波器的探頭都有特定的指標(biāo)，可以參照探頭的等效阻抗－頻率圖確定探頭在頻率點的等效阻抗。關(guān)于探頭，泰克有專門的文章叫做《探頭 ABC》。

84． 為什么用泰克示波器測試 30MHz 時鐘的波形振鈴要比安杰侖的大的多（示波器探頭是 250MHz的）？

答：測量狀態(tài)轉(zhuǎn)換時，只需采用示波器的自動觸發(fā)方式，將電壓和電流的波形設(shè)置為比較理想的顯示方式。如果使用 TDS5000，還可調(diào)節(jié) resolution 旋鈕將采樣率調(diào)至合適檔位（一般為信號頻率的 10 倍左右）。
然后利用 PWR2 軟件對被測數(shù)據(jù)進行自動計算。對于 MOSFET 我們選擇 Vds 和 Ids 作為被測信號IGBT 選擇 Vce 和 Ice 作為被測信號。
當(dāng)用數(shù)字示波器測試開關(guān)電源時, 可否預(yù)先設(shè)置限制參數(shù)(如測試時間,每次采樣數(shù))如何用泰克示波器實現(xiàn)對開關(guān)電源狀態(tài)變換的測試。連接方式（可舉例），示波器按鍵的設(shè)置，必要的注意事項。

85． 在設(shè)計軟開關(guān) PWM 變換器時（如 PWM 半橋開關(guān)變換器），怎樣用示波器觀察 MOSFET Vt/It軌跡？

答：首先示波器要有通道間的時延校正功能，這樣進行相關(guān)數(shù)學(xué) 運算時才能保證基本的準確性。使用高壓差分電壓探頭及電流探頭測量。TEK 推出的功率測試方案中就可以動態(tài)的觀察 MOSFET 的整個工作過程。

86． 輸出電容和輸出電感的選擇應(yīng)該根據(jù)負載的供電需求確定，那對于 L 和 C 值都應(yīng)該按照datasheet 上的確定的公式套用嗎？如果按照公式推算出來的值在實際應(yīng)用中出現(xiàn)了問題，那么我們應(yīng)該根據(jù)什么來更換呢？

答：不同拓樸的輸出扼流圈及輸出濾波電容的計算公式是不同的，應(yīng)該按自己所選的電路結(jié)構(gòu)選擇合適的計算公式。輸出電容的大小主要由輸出紋波電壓要抑制為幾毫伏決定。這就要計算出 ESR,然后可按廠家提供的 DATASHEET 選擇。但選電容時還要考慮負載的變化、電流變化范圍、輸出電感感量等等，因為它們會使電容特性改變。

87． 目前，HID 疝氣燈已經(jīng)廣泛用在一些高檔轎車大燈上，但在 HID 燈安定器的高壓電路設(shè)計中，發(fā)現(xiàn)由于高壓回收速度不夠快，造成有時點燈不暢。如何解決？

答：HID 疝氣燈一般都有一個二次擊穿的過程，然后大燈趨于穩(wěn)定的工作狀態(tài)；首先要對二次擊穿進行有效的控制方可保證其穩(wěn)定工作，量測二次擊穿只需使用 TDS5000 的長記錄長度，進行單次觸發(fā)捕獲其波形，然后分別測量一次擊穿和二次擊穿的峰值電壓以及其脈沖寬度，再測量兩次擊穿脈沖間的時間即可，根據(jù)實際狀況看看以上參數(shù)是否滿足設(shè)計要求。

88． 如果使用探頭和虛擬儀器，可以在 PC 機上顯示出波形。同時，各種各樣的計算都可以輕松實現(xiàn)。TEK5000 系列和虛擬儀器有何本質(zhì)區(qū)別？
答：DS5000 雖然是一臺基于 Windows 2000 的示波器，但實際上它是分成兩個重要部分的，首先他具有一個真正意義上的示波器采集和處理的部分，這部分的數(shù)據(jù)處理是通過示波器本身的一個專業(yè)處理器進行的，而 Windows2000 的計算機平臺只是對示波器采集下來的數(shù)據(jù)（內(nèi)部通過 PCI 總線通訊）進行一些后臺分析計算處理，這部分與示波器本身的顯示并無聯(lián)系。而所謂的虛擬儀器（大多為 PC 插卡式的），它通過一個數(shù)據(jù)采集卡（一般速度很慢）將外界的信號采入計算機內(nèi)部，通過計算機自身的 CPU 對數(shù)據(jù)進行處理，它是一種廉價的解決方案，它的致命弱點是沒有任何溯源性（它受計算機主機的影響太大，不同主機導(dǎo)致的測試結(jié)果有較大的誤差），我們知道測試儀器的一致性是決定測試結(jié)果成敗的關(guān)鍵。

89． 如何減小 DC-DC 變壓器的熱損，在設(shè)計變壓器時應(yīng)注意那些問題？對變壓器的外圍電路有何要求？

答：應(yīng)遵循磁通復(fù)位的原則。設(shè)計變壓器無非要選擇磁芯規(guī)格及尺寸、計算占空比、磁感應(yīng)增量、原、副邊的匝數(shù)。在實驗中校對最壞情況下的磁飽和的情況。

90． 在開關(guān)電源的設(shè)計中常會遇到的棘手問題是效率問題。而整機的效率很大程度上取決與開關(guān)管的損耗，在我們的電路和器件選定后，開關(guān)管的開關(guān)波形測量很重要，可以根據(jù)它的數(shù)據(jù)來判斷和改善開關(guān)工作狀態(tài)。那么在利用示波器進行這項測試時應(yīng)該如何正確操作和注意哪些問題呢？

答：開關(guān)電源中有兩大主題：提高效率和提高可靠性。效率就要測損耗，損耗主要集中在開關(guān)管和磁性元件上，為此我們應(yīng)該通過示波器測量開通損耗、截止損耗、導(dǎo)通損耗，同樣的對變壓器和電感能測量其磁芯損耗和動態(tài)電感。

91． 在實際工作中，需要對開關(guān)振蕩信號，視頻信號等進行測試和分析，該如何進行？

答：TEK 的 TDS5000 系列示波器能很輕松的對這兩類信號進行測量分析。對于開關(guān)電源你所說的驅(qū)動信號，我們的 TDSPWR2 提供了四種分析：占空比趨勢分析，開關(guān)頻率趨勢分析。寬度及周期趨勢分析：TDS5000 示波器更具有豐富的視頻觸發(fā)，能應(yīng)用多種制式，能單獨對場，并行進行觸發(fā)。

92． 在反激式開關(guān)電源電源用一種變壓器算法，總是需要再進行好多次的調(diào)整。反激式開關(guān)電源有沒有一種比較通用的變壓器參數(shù)計算方法？

答：變壓器的設(shè)計雖然通過理論計算，但因為磁芯，繞制方法等的差異性，仍需要多次試驗調(diào)整。一般是先計算原邊電感，根據(jù)輸出功率來選磁芯材料與骨架尺寸，然后根據(jù)手冊確定一些如磁芯截面積等參數(shù)等。單端設(shè)計變壓器就是要讓磁芯的磁通復(fù)位。

93． 使用 TDS3032B 和 THS710 示波器，怎樣將一次性隨機出現(xiàn)的信號完整地捕捉并存儲下來，然后重顯分析？

答：如果測的所謂隨機信號為一個單次信號，那么只要設(shè)置與該信號相匹配的垂直和水平刻度，調(diào)整好觸發(fā)電平，使用單次觸發(fā)等待信號出現(xiàn)即可，然后利用 SAVE/RECALL 將它存入 ref 里即可隨時調(diào)出；若是該信號為重復(fù)信號中出現(xiàn)的某種異常，則可先 Autoset，然后將獲取模式設(shè)為快速 500 點顯示，調(diào)整余輝至無限即可。

94． 開關(guān)電源在低溫下啟動（如：－20℃以下）有什么特殊的要求？

答：關(guān)鍵是器件選擇的溫度范圍。比如電容、MOSFET、二極管等等。

95． 開關(guān)電源總會有電磁輻射，同時越有可能受到其他電器設(shè)備的干擾。怎樣做才能達到期即不受其他電器的干擾，又有效地方志器向外輻射呢？

答：開關(guān)電源因工作在高電壓大電流的開關(guān)狀態(tài)下，其引起的電磁兼容性問題是相當(dāng)復(fù)雜的。從整機的電磁兼容性講，主要有共阻抗耦合、線間耦合、電場耦合、磁場耦合和電磁波耦合幾種。電磁兼容產(chǎn)生的三個要素為：干擾源、傳播途徑及受干擾體。共阻抗耦合主要是干擾源與受干擾體在電氣上存在共同阻抗，通過該阻抗使干擾信號進入受干擾對象。線間耦合主要是產(chǎn)生干擾電壓及干擾電流的導(dǎo)線或 PCB 線 ，因并行布線而產(chǎn)生的相互耦合。電場耦合主要是由于電位差的存在，產(chǎn)生的感應(yīng)電場對受干擾體產(chǎn)生的耦合。

磁場耦合主要是大電流的脈沖電源線附近產(chǎn)生的低頻磁場對干擾對象產(chǎn)生的耦合。而電磁波耦合，主要是由于脈動的電壓或電流產(chǎn)生的高頻電磁波，通過空間向外輻射，對相應(yīng)的受干擾體產(chǎn)生的耦合。實際上，每一種耦合方式是不能嚴格區(qū)分的，只是側(cè)重點不同而已。從電磁兼容性的三要素講，要解決開關(guān)電源的電磁兼容性，可從三個方面入手。

1）減小干擾源產(chǎn)生的干擾信號；
2）切斷干擾信號的傳播途徑；
3）增強受干擾體的抗干擾能力。
在解決開關(guān)電源內(nèi)部的電磁兼容性時，可以綜合運用上述三個方法，以成本效益比及實施的難易性為前提。對開關(guān)電源產(chǎn)生的對外干擾，如電源線諧波電流、電源線傳導(dǎo)干擾、電磁場輻射干擾等，只能用減小干擾源的方法來解決。

一方面，可以增強輸入輸出濾波電路的設(shè)計，改善有源功率因數(shù)校正（APFC）電路的性能減少開關(guān)管及整流續(xù)流二極管的電壓電流變化率，采用各種軟開關(guān)電路拓撲及控制方式等。
另一方面，加強機殼的屏蔽效果，改善機殼的縫隙泄漏，并進行良好的接地處理。而對外部的抗干擾能力，如浪涌、雷擊應(yīng)優(yōu)化交流輸入及直流輸出端口的防雷能力。通常，對 1.2/50μs 開路電壓及 8/20μs短路電流的組合雷擊波形，因能量較小，可采用氧化鋅壓敏電阻與氣體放電管等的組合方法來解決。

減小開關(guān)電源的內(nèi)部干擾，實現(xiàn)其自身的電磁兼容性，提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性及可靠性，應(yīng)從以下幾個方面入手：
· 注意數(shù)字電路與模擬電路 PCB 布線的正確區(qū)分、數(shù)字電路與模擬電路電源的正確去耦；
· 注意數(shù)字電路與模擬電路單點接地、大電流電路與小電流特別是電流電壓取樣電路的單點接地以減小共阻干擾、減小地環(huán)的影響；
· 布線時注意相鄰線間的間距及信號性質(zhì)，避免產(chǎn)生串?dāng)_；減小地線阻抗；減小高壓大電流線路特別是變壓器原邊與開關(guān)管、電源濾波電容電路所包圍的面積；
· 減小輸出整流電路及續(xù)流二極管電路與直流濾波電路所包圍的面積；減小變壓器的漏電感、濾波電感的分布電容；采用諧振頻率高的濾波電容器等。TEK 推出的功率測試方案就可以對電流諧波按 EN61000-3-2 標(biāo)準進行預(yù)先一致性測試。

96． SOA 測試是通過什么數(shù)據(jù)得到的，可以通過示波器的什么測量方法得到該數(shù)據(jù)？

答：SOA 就是安全工作區(qū)域測量，它是用來判斷功率器件的可靠性的,當(dāng)出現(xiàn)短路或啟動加電等時，超過安全工作區(qū)域的可能是僅有的幾個周期，而且這也是不易被察覺的，但器件受到的影響不至于損壞,但對器件來說也是一種積累，器件的裕量可能不夠了。

97． 用示波器如何測試抖動分量？

答：確定性抖動可以用示波器測量出來，在示波器上可以讀出上升/下降沿的時間寬度，根據(jù)信號周期可以換算成 UIp-p 即是抖動的峰值幅度，如下圖。更詳細的內(nèi)容可以參考示波器廠家如泰克的相關(guān)資料。

98． 如何區(qū)分模擬帶寬和數(shù)字實時帶寬？

答：帶寬是示波器最重要的指標(biāo)之一。模擬示波器的帶寬是一個固定的值，而數(shù)字示波器的帶寬有模擬帶寬和數(shù)字實時帶寬兩種。數(shù)字示波器對重復(fù)信號采用順序采樣或隨機采樣技術(shù)所能達到的最高帶寬為示波器的數(shù)字實時帶寬，數(shù)字實時帶寬與最高數(shù)字化頻率和波形重建技術(shù)因子 K 相關(guān)（數(shù)字實時帶寬= 最高數(shù)字化速率/K），一般并不作為一項指標(biāo)直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出，模擬帶寬只適合重復(fù)周期信號的測量，而數(shù)字實時帶寬則同時適合重復(fù)信號和單次信號的測量。廠家聲稱示波器的帶寬能達到多少兆，實際上指的是模擬帶寬，數(shù)字實時帶寬是要低于這個值的。例如說 TEK 公司的 TES520B 的帶寬為 500MHz，實際上是指其模擬帶寬為 500MHz，而最高數(shù)字實時帶寬只能達到 400MHz 遠低于模擬帶寬。所以在測量單次信號時，一定要參考數(shù)字示波器的數(shù)字實時帶寬，否則會給測量帶來意想不到的誤差。

99． 示波器是否可作為數(shù)字化儀使用？

答：最快的示波器和數(shù)字化儀通常都采用并行的閃速轉(zhuǎn)換器和 8 位的分辨率。8 位或 256 級數(shù)字化足夠表達一個比較平滑和容易了解的波形顯示。因此，為何不用數(shù)字存儲示波器(DSO)作為數(shù)字化儀，特別對于高速信號，兩種儀器都難以獲得 8 位以上的分辨率。事實上，這樣做的結(jié)果是滿意的，但是也有例外。示波器是非連續(xù)采集儀器而數(shù)字化儀可以不是那樣。示波器捕獲信號后再捕獲更多信號之前要有地方放置數(shù)據(jù)，除非采用類似電視幀速率的連續(xù)波形采集把數(shù)據(jù)存人像素映像。這樣的采集和等效顯示率很高，但數(shù)據(jù)格式使進一步的外部分析數(shù)據(jù)量非常巨大。除上述特殊處理外，示波器只能以很低速度連續(xù)采集和顯示信號。

數(shù)字化儀可獲得連續(xù)的 100MS/s 或更高的吞吐率，只受存儲器總線速度的限制。例如一種 PCI 總線的數(shù)字化插卡，數(shù)據(jù)傳輸率達到 100MB/s，PCI 總線可工作至 66MS/s（132MB/s）。示波器的吞吐率受較慢、低的 I/O 能力的數(shù)據(jù)處理速度的限制。速度較慢的數(shù)字化儀和數(shù)據(jù)記錄器可將數(shù)據(jù)直接寫人硬盤，存檔幾 GB 的數(shù)據(jù)，而示波器一般最高只有 16MB。如果從另一方面看數(shù)據(jù)傳輸率，許多應(yīng)用只需要捕捉偶發(fā)性數(shù)據(jù)，但這些突發(fā)信號可能很接近。這時快速地傳輸數(shù)據(jù)記錄就十分重要，這類信號有高重復(fù)脈沖頻率（PRF）的掃描雷達、時間分辨的超聲聲納、飛行時間的質(zhì)譜儀、以及核子計數(shù)等應(yīng)用。

100． 什么是組合示波器？

答：組合示波器是一種把模擬示波器和數(shù)字存儲示波器(DSO)兩者的能力和優(yōu)點結(jié)合在一起的示波器。當(dāng)組合示波器被設(shè)置成 DSO 時，用戶可以用它來進行自動參數(shù)，測量，存貯采集的波形進而制作硬考貝；同時，在需要的時候還能具有模擬示波器的無限分辨率以及熟悉而可信的波形顯示，并且使用組合示波器時，不管信號重復(fù)速率的高低，都可獲得最亮的顯示。

文章來源：可靠性技術(shù)交流
審核編輯：何安