干貨 | 示波器如何利用好？

01什么是示波器的觸發(fā)模式？

示波器的“觸發(fā)”就是使得示波器的掃描與被觀測信號同步，從而顯示穩(wěn)定的波形。為滿足不同的觀測需要，需要不同的“觸發(fā)模式”。示波器的基本觸發(fā)模式有三種：

第一種是“自動模式（AUTO）”：

在這種模式下，當(dāng)觸發(fā)沒有發(fā)生時，示波器的掃描系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定的掃描速率自動進行掃描；

而當(dāng)有觸發(fā)發(fā)生時，掃描系統(tǒng)會盡量按信號的頻率進行掃描，所以在這種模式下不論觸發(fā)條件是否滿足，示波器都會產(chǎn)生掃描，都可以在屏幕上可以看到有變化的掃描線，這是這種模式的特點。

第二種是“正常模式/常規(guī)模式（NORM）”：

這種模式與自動模式不同，在這種模式下示波器只有當(dāng)觸發(fā)條件滿足了才進行掃描，如果沒有觸發(fā)，就不進行掃描。

因此在這種模式下如果沒有觸發(fā)的話，對于模擬示波器會看不到掃描線，屏幕上什么都沒有，對于數(shù)字示波器會看不到波形更新，不了解這一點常常會以為是信號沒連上或什么其他故障。

第三種是“單次模式（SINGLE）”：

這種模式與“正常模式”有點類似，就是只有當(dāng)觸發(fā)條件滿足時才產(chǎn)生掃描，否則不掃描。

而不同之處在于，這種掃描一但產(chǎn)生并完成后，示波器的掃描系統(tǒng)即進入一種休止?fàn)顟B(tài)，即使后面再有滿足觸發(fā)條件的信號出現(xiàn)也不再進行掃描，也就是觸發(fā)一次只掃描一次，即單次，必須通過手工的方法將掃描系統(tǒng)重啟，才能產(chǎn)生下一次觸發(fā)。

顯然，對于普通模擬示波器而言在這種模式下您經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)什么也看不到，因為波形一閃而過，示波器不能將其保留，在多數(shù)場合這種模式?jīng)]有什么用。以上三種觸發(fā)模式是絕大多數(shù)示波器都會提供。買元器件現(xiàn)貨上唯樣商城！

02在實際中該如何選擇和使用呢？

在實際使用中，不同觸發(fā)模式的選擇要依據(jù)被觀測信號特性和要觀測的內(nèi)容作出判斷，并沒有什么固定的規(guī)則，而往往是一個交互的過程，即通過選擇不同的觸發(fā)模式了解信號的特性，又根據(jù)信號的特性和想要觀測的內(nèi)容選擇有效的觸發(fā)模式。

在這個過程中最重要的是要理解不同觸發(fā)模式的工作機制，了解被觀測信號的特點以及明確所要觀測的內(nèi)容。

一般來說，在對信號的特點不是很了解的時候，應(yīng)該選擇自動模式，因為這時不管信號是什么樣示波器都會掃描，您至少能在屏幕上看到一些東西，那怕僅僅是掃描線也好，而不會什么都沒有。

有掃描線后可以通過調(diào)節(jié)垂直增益、垂直位置、時基速率等參數(shù)“找到”波形，然后通過選擇觸發(fā)源、觸發(fā)邊沿、觸發(fā)電平等穩(wěn)定波形。

對于模擬示波器來說，只要信號是周期性的，其頻率在適合相應(yīng)示波器觀測的范圍內(nèi)并且不太復(fù)雜的話，通過這樣的步驟一般能達到對信號的大體了解，然后根據(jù)需要可作進一步的觀測。

對于正常模式，許多朋友可能會覺得與自動模式在觀測效果上沒有什么區(qū)別，常常有這樣的情況，將觸發(fā)模式在自動與正常之間切換，屏幕波形并沒有什么變化，不過這種情形往往只發(fā)生在被觀測信號是一些比較簡單的周期性信號的情況下。

正常模式的作用在于觀測波形的細(xì)節(jié)，特別是對于比較復(fù)雜的信號，例如視頻同步信號。為什么這樣說呢？

這是因為為了觀測細(xì)節(jié)，我們必須將時基掃描速率調(diào)高，以便將波形展開。而當(dāng)我們這樣做的時候，就會使得被觀測信號的頻率相對于示波器掃描速率而言變低，也就是說，在兩次觸發(fā)之間示波器可能會作很多次掃描。

在這種情形下，如果這時我們選擇的是自動模式，則示波器會實際進行所有這些掃描，其結(jié)果是使這些掃描（它們不是由觸發(fā)產(chǎn)生）所對應(yīng)的波形與觸發(fā)掃描所對應(yīng)的波形一起顯示，造成顯示波形的混疊，因而不能清晰地顯示我們想看的波形。

而如果我們選擇的是正常模式，則這些在觸發(fā)之間的掃描示波器實際不會進行，只進行那些因觸發(fā)而產(chǎn)生的掃描，因而只顯示我們想看到的與觸發(fā)相聯(lián)系的波形，從而使波形會比較清晰，這就是正常觸發(fā)模式的功用。

圖1 是這種情況的圖解，在圖1 中，左側(cè)上方是被觀測的波形，下方是掃描波形，右側(cè)是波形的顯示。

圖1a中掃描速率較低，不便于觀察波形的細(xì)節(jié)；

圖1b將掃描速率提高，采用自動觸發(fā)模式，這時顯示的波形是不清晰的，有混疊現(xiàn)象；

圖1c中的掃描速率與圖1b相同，但采用正常觸發(fā)方式，僅在有觸發(fā)時才進行掃描，因而顯示清晰的波形。

以上我們簡述了示波器的基本觸發(fā)模式以及它們在實際使用中的考慮，以期對初學(xué)者掌握示波器有幫助。

除了本文所討論的內(nèi)容外，示波器的其他參數(shù)的調(diào)節(jié)也非常重要，使用者一方面要對各種參數(shù)調(diào)節(jié)的含義有清晰的理解。

另一方面也要了解被觀測信號的特性和明確所要觀察目標(biāo)，才能真正有效使用示波器達到測量測試的目的。

03如何用好并且用活示波器？

對于電源工程師來說，一旦有產(chǎn)品有問題就需要抓波形，抓時序，測試準(zhǔn)確數(shù)值，以幫助工程師分析、處理。以事實說話，看波形說話。如何使測試的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和可靠是非常重要。

準(zhǔn)確的數(shù)字能夠幫助我們，而失真的波形和數(shù)值只能誤導(dǎo)我們，讓我們背道而馳，讓我們失去方向，多做很多無用功。

細(xì)細(xì)想想，自己雖然在示波器方面不是研究的那么精通，但是也看過不少關(guān)于示波器的文章，實踐中碰到不少問題，解決了不少問題，一路過來還是有點經(jīng)驗可以和大家分享的，希望對大家能有所幫助。如果寫的不好，請大家見諒。

我常?？吹胶芏嘈」居玫氖静ㄆ鬟^于低端，帶寬低，采樣率底，認(rèn)為能抓到波形就行，認(rèn)為沒有必要買那么好的示波器，并且認(rèn)為示波器操作簡單，沒有那么多規(guī)范。

看到他們對示波器的操作，不做測試之前的準(zhǔn)備，拿起來就用，其實那樣做是不正確的，可能往往就是這個操作不正確導(dǎo)致測試結(jié)果失真，影響分析。即使一 些很資深的工程師可能也不會注意到一些細(xì)節(jié)。

不少工程師對示波器的認(rèn)識度欠缺，如何更好的使用示波器還是有待提高的。下面就以我見到的很多工程師常犯的問 題予以糾正，分享一下我掌握的一些知識。

1.很多工程師直接拿起探頭就測試，根本不去檢查探頭是否需要補償，示波器是否需要校驗。只有在一些大公司或經(jīng)過培訓(xùn)的工程師才會在使用前做準(zhǔn)備工作。示波器使用前需要自校準(zhǔn)和需要探頭補償調(diào)節(jié)，執(zhí)行這種調(diào)節(jié)是使探頭匹配輸入通道。

首次操作儀器時以及同時顯示多個輸入通道的數(shù)據(jù)時，可能需要在垂直和水平方向上校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以使時基、幅度和位置同步。例如，發(fā)生明顯溫度變化（> 5°）時就需要進行校準(zhǔn)。

1.從通道輸入連接器上斷開任何探頭或電纜。確保儀器運行并預(yù)熱一段時間。R File（文件）菜單中，選擇Selfalignment（自校準(zhǔn)）。

2.在Control（控制）選項卡上，點擊Start Alignment（開始校準(zhǔn)）。

3.R alignment state（整體校準(zhǔn)狀態(tài)）字段中。每個輸入通道各個校準(zhǔn)步驟的結(jié)果會顯示在Results（結(jié)果）選項卡中。

探頭補償調(diào)節(jié)的操作步驟如下：1.將示波器探頭連接到通道，按前面板上的PRESET（預(yù)設(shè)）按鍵（左側(cè)面板設(shè)置區(qū)域中）。將探頭信號端和參考地連接到示波器面板上的參考輸出，然后按 Autoset（自動設(shè)置）。如果使用探頭鉤式前端附件，請將信號針前端牢固連接在探頭上，確保正確連接。如組圖一所示：

組圖一 探頭補償調(diào)節(jié)

2.檢查所顯示波形的形狀?？赡軙霈F(xiàn)的情況如圖二。

圖二 補償過度，不足和正確補償

過度和不足都需要調(diào)節(jié)探頭。以能更好的測試準(zhǔn)確值。

3.如果波形不正確，請調(diào)整探頭。如下圖三所示，直至波形為上面的補償正確波形。

圖三 補償探頭方法

以上兩點看似簡單，但往往是工程師忽略的。為了使測量更精確，請一定要注意檢驗。這兩個校準(zhǔn)功能在任何示波器都應(yīng)該有。

2 測試電壓紋波

很多電源工程師在紋波的測量的時候，也不會關(guān)注那么多，想當(dāng)然的測試。示 波器的使用方法不同導(dǎo)致測試的結(jié)果差異很大。如下組圖四和組圖五，對于同一個產(chǎn)品同一個測試點，由于測試方法的差異，導(dǎo)致測試結(jié)果的差異很大。紋波對于電 源來說是個重要參數(shù)，但是由于自己的操作問題而導(dǎo)致做測試不通過，又浪費大量的人力和成本去整改是很不值得的。

有時候您的客戶由于對儀器的使用和注意不夠，導(dǎo)致測試的數(shù)據(jù)錯誤。但是自己這邊產(chǎn)品又是沒有問題的，弄的怎么說也說不通，以至于客戶還以為是在欺騙他們，所以測試方法很重要。注意這些細(xì)節(jié)，可以節(jié)省很多時間，讓自己的能力更上一層。

示波器測試的值本身就存在誤差的（這里我就暫時不講解了）?，F(xiàn)在很多公司要求測試波形圖的值作為判定依據(jù)。其實示波器只是測試電壓隨著時間變化的過程， 主要是調(diào)試中捕獲波形。具體測量直流電壓有效值額度準(zhǔn)確度還不如數(shù)字萬用表的值。示波器的直流精度的指標(biāo)標(biāo)定也是以萬用表做參考的。但是越來越多公司和工 程師以示波器的值當(dāng)作真實值，那么我們就只能盡力做倒是測試誤差最少。

下面是測試紋波的圖解和分析：

組圖四

組圖五

組圖四的測試紋波的結(jié)果值3.9921V比圖五0.126V大很多，但是組圖四的測試值是不真實的。問題分析：其實產(chǎn)品沒有問題。只是測試方法有問題而已。現(xiàn)在我們就來指出問題點：

第一個錯誤是使用了長的接地線。

第二個錯誤是將探頭形成的環(huán)路和接地線均置于電源變壓器和開關(guān)元件附近。

第三個錯誤是示波器探頭和輸出電容之間存在多余電感。

由于這些不注意，導(dǎo)致拾取了很多高頻信號，變壓器的磁場，開關(guān)的電場，以至于示波器抓出來的波形有高頻雜訊摻雜在里面顯示出來。

第四個錯誤是量程太大。

準(zhǔn)確地測試紋波需要做到：

使用帶寬限制來測量紋波，以防止拾取并非真正存在的高頻雜訊。示波器帶寬設(shè)置為20M即可。去掉探頭"帽子"和地線夾，以防止長地線形成的天線效應(yīng)。用 近地線纏繞在探頭和地之間。

羅德與施瓦茨公司有專門提供配套的短地線?？梢钥紤]在信號與地之間并聯(lián)一個0.1uf和一個10uf電容做去耦。電容的PIN 腳的長短也影響了測試的值。

審核編輯 黃宇