新手工程師必看示波器指南

示波器是一種設(shè)備，可讓您通過顯示電子信號的波形來查看電壓如何隨時間變化。

為什么這很重要?

電燈、電視、空調(diào)等電子產(chǎn)品需要通過電路提供電能。電路是電流流過的兩個或多個點之間的路徑。電壓是在兩點之間驅(qū)動電流的電力。但是有時電壓的行為不正確，我們必須找出哪里出錯，在哪里才能糾正它。試圖在沒有示波器的情況下發(fā)現(xiàn)這個問題就像駕駛蒙著眼罩的汽車一樣。

現(xiàn)在，對于深入指南，安泰測試將介紹以下主題。

§ 什么是示波器?

§ 示波器簡史

§ 什么是模擬示波器?

§ 什么是數(shù)字示波器?

§ 示波器上的系統(tǒng)有什么作用?

§ 示波器術(shù)語

什么是示波器?

當(dāng)您的電路具有恒定電壓時，萬用表是一種可用于測量電壓的單個數(shù)字的工具。但是如果我們要構(gòu)建更復(fù)雜的電路時，萬用表的功能就顯得不全面，這時示波器就要派上用場。

我們可以通過示波器您=查看電壓如何隨時間變化。這些電壓稱為信號，用于傳遞信息，例如在揚聲器上播放音樂的音頻信號。

示波器上的顯示屏顯示的一些內(nèi)容是使用圖表測量的電壓信號。縱軸表示電壓，橫軸表示時間。該顯示可以幫助您檢查確定電路的行為是否正常工作。它還可以讓工程師輕松定位電路中的任何問題。

示波器簡史

示波器是由法國物理學(xué)家安德烈布隆德爾于1893年發(fā)明的。他的設(shè)備能夠記錄諸如交流電流強度等電量的值。附在線圈上的墨水?dāng)[將信息記錄在移動的紙帶上。第一臺示波器的帶寬非常小，介于10和19kHz之間。

1897 年德國物理學(xué)家卡爾費迪南德布勞恩發(fā)明了陰極射線管 (CRT)，取得了重大進展。示波器的發(fā)展在二戰(zhàn)后開始增加。

1946 年，兩位名叫 Howard Vollum 和 Melvin Jack Murdock 的人創(chuàng)立了 Tektronix，該公司今天是世界上生產(chǎn)示波器的領(lǐng)導(dǎo)者之一。同年，他們發(fā)明了他們的第一臺示波器。

那么模擬示波器和數(shù)字示波器之間的區(qū)別是什么呢?安泰測試為您帶來介紹

什么是模擬示波器?

MSO5104B混合信號示波器

模擬示波器使用高增益放大器在綠色陰極射線管 (CRT) 屏幕上顯示波形。模擬示波器配備了幾個垂直通道、水平通道、觸發(fā)系統(tǒng)、時基和 CRT 模塊之一。

垂直通道包括衰減器、前置放大器、模擬延遲線和垂直放大器，用于將信號放大到 CRT 模型所需的電平。

水平通道有兩種工作模式，內(nèi)部和外部。觸發(fā)系統(tǒng)具有在增加和減少電平之間切換的電平調(diào)整。

什么是數(shù)字示波器?

數(shù)字示波器使用現(xiàn)代 LCD 屏幕。今天制造的幾乎所有新示波器都是數(shù)字示波器。

在數(shù)字示波器中，在信號顯示在屏幕上之前會使用一個額外的步驟。額外的步驟使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字流，從而無需 CRT 類型的屏幕。這樣的好處是降低了設(shè)計的復(fù)雜性，并為更多功能留出了空間。

一個例子是增加信號處理和復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算，這些現(xiàn)在是大多數(shù)數(shù)字示波器的標(biāo)準(zhǔn)功能。

示波器上的系統(tǒng)有什么作用?

基本的示波器有四種不同的系統(tǒng)，分別是垂直、水平、觸發(fā)和顯示系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中的每一個都允許您測量特定的事物

垂直系統(tǒng)控件可用于垂直定位和縮放波形。它還可以用于設(shè)置輸入耦合、帶寬限制和帶寬增強。

水平系統(tǒng)可用于查找采樣率和記錄長度，以及水平定位和縮放波形。

觸發(fā)系統(tǒng)可讓您穩(wěn)定重復(fù)波形并從本質(zhì)上拍攝波形照片。有不同類型的觸發(fā)系統(tǒng)，例如邊沿觸發(fā)、閾值觸發(fā)，它們響應(yīng)輸入信號中的特定條件。

要收集示波器讀取的數(shù)據(jù)，我們還需要一個探頭。

探頭有兩個主要部分，即接地夾和探頭尖端。您可以將接地夾連接到電路的接地參考，然后使用探頭尖端四處探查并測量整個電路中各個點的電壓。

示波器術(shù)語介紹

帶寬決定了示波器測量信號的能力。隨著信號頻率的升高，示波器準(zhǔn)確顯示信號的能力會降低。如果沒有足夠的帶寬，示波器上的所有其他功能將毫無意義。

上升時間描述了示波器的頻率范圍。具有更快上升時間的示波器將準(zhǔn)確捕捉快速轉(zhuǎn)換的細節(jié)。

采樣率以每秒采樣數(shù)或 S/s 為單位指定，是指示波器拍攝信號快照的頻率。采樣率越高，顯示波形的細節(jié)越豐富。

波形捕獲速率以每秒波形數(shù) (wfms/s) 表示，它指的是示波器捕獲波形的速度。

內(nèi)存深度決定了每個通道可以捕獲的數(shù)據(jù)量。示波器可以存儲的樣本量是有限的，因此波形持續(xù)時間將與示波器的采樣率成反比。

總之，示波器是一個強大的工具，通過顯示電子信號的波形，您可以查看電壓如何隨時間變化。