双踪示波器使用教程及注意事项-常用仪器和工具使用(三)

2017/6/1 10:38:41 人评论 次浏览 分类:调试维修  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/1053.html

双踪示波器能直接观察电信号的波形,分析和研究电信号的变化规律,还可测试多种电量,如:幅值、频率、相位差和时间等。若配以传感器,还能对一些非电量进行测量。本文以SR-8型双踪示波器为例介绍它的面板旋钮、双踪示波器使用方法和使用注意事项。
双踪示波器
SR-8型双踪示波器使用
SR-8型双踪示波器是全晶体管化的便携式通用示波器。它的频带宽度为DC15MHz,可以同时观察和测定两种不同电信号的瞬间过程,并把它们的波形同时显示在屏幕上,以便进行分析比较。该双踪示波器可以把两个电信号叠加后再显示出来,也可作单踪示波器使用。

Y轴系统
Y轴系统的前置放大器分别由两个结构相仿的电路组成,借助电子开关能同时观察和测定两个时间信号,因此,双踪示波器前置通道YA和YB的性能和精度是相同的。
a、输入灵敏度:10mV/div~20V/div,按1-2-5进位分11档级,处于校准位置时,误差≤5%,微调增益比≥2.5:1。
b、频带宽度。“AC”(交流耦合):10Hz~15MHz,≤3dB;“DC”(直流耦合):0~15MHz,≤3dB。
c、输入阻抗。直接输入,1MΩ/35pF。经探极耦合(10:1),10MΩ/15pF。
d、最大输入电压。DC耦合:250V[DC+(ACP-P)]。AC耦合:500V(ACP-P)。

X轴系统

a、描速度:0.2μs/div~ls/div,按1-2-5进位分21档级,误差≤5%。微调比>2.5:1。扩展×10时,其最快扫描速度可以达到20ns/div。误差除了0.2μs/div档≤15%外,其余各档均≤10%。
b、频带宽度。OHz~500kHz,≤3dB。
c、输入阻抗。1MΩ/35pF。
d、X外接灵敏度≤3V/div。

③双踪示波器主机校准信号

a、波形,矩形波。
b、频率:1kHz,误差≤2% 
幅度:1V,误差≤3%。
工作环境:温度为(-10~+40)℃;相对湿度85%。电源:电压为220V±10%,频率为50Hz±4%。功率消耗:约55V.A。连续工作时间:8h。

SR-8型双踪示波器面板旋钮及说明

新手在双踪示波器使用前必须认真阅读示波器说明书,熟悉双踪示波器面板上各个按钮的工作及使用方法,才能在测量过程中正确、熟练使用双踪示波器。SR-8型双踪示波器面板图如图所示。
SR-8型双踪示波器面板按钮
                                            SR-8型双踪示波器面板图
①双踪示波器显示部分
a、“电源开”。控制SR-8型双踪示波的总电源开关。当此开关接通后,指示灯立即发光,表示双踪示波器已接通电源。
b、“指示灯”。为接通电源的指示标志。
c、“*-辉度”。用于调节双踪示波器波形或光点的亮度。顺时针转动时,亮度增加;逆时针转动时,亮度减弱直至显示亮度消失。
d、“⊙-聚焦”。用于调节双踪示波器波形或光点的清晰度。
e、“○-辅助聚焦”。它与“聚焦”控制旋钮相互配合调节,提高双踪示波器显示器有效工作面内波形或光点的清晰度。
f、“⊕-标尺亮度”。用于调节示波器坐标轴上刻度线亮度的控制旋钮。当顺时针旋转时,刻度线亮度将增加;反之则减弱。
g、“寻迹”。当按键向下按时,偏离荧光屏的光点回到显示区域,从而寻到光点的所在位置,实际上它的作用是降低Y轴和X轴放大器的放大量,同时使时基发生器处于自励状态。
h、“校准信号输出”。此插座为BNC型。双踪示波器使用过程中校准信号由此插座输出。

②双踪示波器Y轴插件

a、显示方式开关。用作转换两个Y轴前置放大器YA及YB工作状态的控制件,它有五个作用位置。
“交替”,YA和YB通道处于交替工作状态。它的交替工作转换是受扫描重复频率所控制,以便显示双踪信号。
“YA”,YA通道放大器单独工作。示波器作为单踪示波器使用。
“YA+YB”,YA和YB两通道同时工作。通过YA通道的“极性”作用开关,可以显示两通道输入信号的和或差。
“YB”,YB通道放大器单独工作,“断续”受电子开关的自励振荡频率(约200kHz)的控制,使两通道交换工作,从而显示双踪信号。
“断续”,电子开关以250kHz的固定频率,轮换接通YA和YB通道,从而实现双踪显示,在双踪示波器使用过程中于信号频率较低时。

b、“D-┻-AC”——Y轴输入选择开关。用以选择被测信号反馈至示波器输入端的耦合方法。置于“DC”位置时,能观察到含有直流分量的输入信号。当置于“AC”位置时,只耦合交流分量,切断输入信号中含有的直流分量。当开关置于“┻”位置时,Y轴放大器的输入端与被测输入信号切断,双踪示波器内放大器的输入端接地,这时很容易检查地电位的显示位置,它有操作简便的优点,一般在测试直流电平时作参考用。

C、“微调Y/div”——灵敏度选择开关及其微调装置。灵敏度选择开关系套轴装置,黑色旋钮是Y轴灵敏度的粗调装置,从10mV/div~20V/div分11个档级,可按被测信号的幅度选择最适当的档级,以便观测。

当“微调”装置的红色旋钮以顺时针方向转至满度时,即“校准”位置,可按黑色旋钮所指示的面板上标称值读取被测信号的幅度值。

“微调”的红色旋钮是用来连续调节输入信号增益的细调装置,当此旋钮以逆时针转到满度(非校准位置)处时,其变化范围应大于2.5倍,因此,可连续调节“微调”装置,以获得各挡级之间的灵敏度覆盖。唯在作定量测试时,此旋钮应处在顺时针满度的“校准”位置上。

d、“平衡”。当Y轴放大器输入级电路出现不平衡时,显示的光点或波形会随“V/div”开关的“微调”转动而作Y轴轴向位移,“平衡”控制器可把这种变化调至最小。

e、“↓↑-Y轴移位”。双踪示波器使用中它是用来调节波形或光点的垂直位置。当显示位置高于所要求的位置时,可逆时针方向调节,使波形向下移,如位置偏低,可顺时针方向调节,使显示的被测波形向上移动,调到所需的位置上。

f、“极性拉-YA”。在YA通道系统中,设有极性转换按拉式开关,双踪示波器使用过程中此开关拉出时,YA通道为倒相显示。

g、“内触发拉-YB”。该按拉式开关用于选择内触发源。在“按”的位置上(常态),扫描的触发信号取自经放大后YA及YB通道的输入信号。在“拉”的位置上,扫描的触发信号只取自YB通道的输入信号,通常适用于有时间关系的两路跟踪信号显示。

h、Y轴输入插座。为BNC型插座。示波器使用时被测信号由此直接或经探头输入。

③示波器X轴插件
a、“微调t/div”——扫描速度开关。在用双踪示波器显示电压与时间关系曲线时,通常以Y轴表示电压,X轴表示时间。
示波管屏幕上光点沿X轴方向的移动速度由扫描速度开关“t/div”所决定。该开关上“微调”电位器按顺时针方向转至满度,并接上开关后,即为“校准”位置,此时面板上所指示的标称值即扫描速度值。

b、“微调”。置于扫描速度选择套轴开关上的红色旋钮,是用来连续改变双踪示波器扫描速度的细调装置。此旋钮以逆时针旋至满度时为非校准位置,其扫描速度变化范围应大于2.5倍。当以顺时针转至满度并接通开关时是“校准”位置。

C、“校准”。此为扫描速度校准装置,示波器使用时可借助较高精度的时标信号对扫描速度校准。

d、“扩展拉×10”。双踪示波器的扩展装置系按拉式开关。在“按”的位置上仪器作正常使用。在“拉”的位置时,X轴放大显示,可扩大10倍,此时,面板上的扫速标称值应以10倍计算,放大后的允许误差值应相应增加。

e、“→-X轴移位”。为套轴旋钮,用来调节示波器时基线或光点的位置。顺时针旋转时,时基线向右移;逆时针旋转时,时基线向左移。其套轴上的小旋钮系细调装置。

f、“外触发X外接”插座。为BNC型插座。示波器使用时该插座可作为连接外触发信号的插座。也可用作X轴放大器外接信号输入插座。

g、“电平”。用来选择输入信号波形的触发点,使在某一所需的电平上启动扫描。当触发电平的位置越过触发区域时,扫描将不被启动,屏幕上无波形显示。

h、“稳定性”。系半调整器件。该器件在双踪示波器使用时用来调整扫描电路的工作状态,以达到稳定的触发扫描,调准后不需经常调节。

i、“内外”——触发源选择开关。在“内”的位置上,扫描触发信号取自Y轴通道的被测信号;在“外”的位置上,触发信号取自外来信号源,即取自“外触发×外接”输入端的外触发信号。

j、“ACAC(H)DC”——触发耦合方式选择开关。有三种耦合方式。在外触发输入方式时,也可以同时选择输人信号的耦合方式。

“AC”触发形式属交流耦合方式,由于触发信号的直流分量已被切断,因而其触发性能不受直流分量的影响。
“AC(H)”触发形式属低频抑制状态,通过高通滤波器进行耦合,高通滤波器起抑制低频噪声或低频信号的作用。
“DC”触发形式属直流耦合方式,可用于对变化缓慢的信号进行触发扫描。

k、“高频触发自动”——触发方式开关。其作用是按不同的目的或用途转换触发方式。置于“高频”时,扫描处于“高频”同步状态,机内产生约50kHz的自励信号,对被测信号进行同步扫描,本方式通常用作观察较高频率信号的波形。开关置于“触发”时,是观察脉冲信号常用的触发扫描方式,由来自Y轴或外接触发源的输入信号进行触发扫描。开关置于“自动”时,扫描处于自励状态,不必调整“电平”旋钮,即能’自动显示扫描线,适用于观测较低频率信号。
“+ -”——触发极性开关。用于选择触发信号的上升沿或下降沿部分来对扫描进行触发。
“+”扫描是以输入触发信号波形的上升沿进行触发并使扫描启动。
“-”扫描是以输入触发信号波形的下降沿进行触发并使扫描启动。

④后面板

电源插座专供双踪示波器总电源输入用。采用本机提供的电源插头插保险丝座,用1A的保险丝管。

⑤底盖板

“YA增益校准”、“YB增益校准”分别调准YA、YB通道的灵敏度。

示波器使用方法

时基线的调节将各控制件位置置于表1-2所示位置。如看不到光迹,判断光迹偏离方向,然后松开按键,把光迹移至荧光屏中心位置。
表1-2时基线显示时控制件作用位置


②聚焦及辅助聚焦的调节

聚焦调节旋钮用于调节光迹的聚焦(粗细工程度,使用时以图形清晰为佳。把光点或时基线移至荧光屏中心位置,然后调节聚焦及辅助聚焦,使光点或时基线最清晰。

③输入信号的连接
以显示校准信号(1V1000Hz方波)为例,用同轴电缆将校准信号接人YA通道,YA通道的输入耦合开关置于“AC”位置,根据输入信号的幅度调节旋钮的位置,灵敏度开关(V/div)置于“0.2”档,并将其微调旋至满度的校准位置上,触发方式置于“自动”。将旋钮指示的数值(如0.2V/div,表示垂直方向每格幅度为0.2V)乘以被测信号在屏幕垂直方向所占格数,即得出该被测信号的幅度,此时,荧光屏上应显示出约5div的矩形波。

调节扫描速度,应根据输入信号的频率调节旋钮的位置,将该旋钮指示数值(如0.5ms/div,表示水平方向每格时间为0.5ms),乘以被测信号一个周期占有格数,即得出该信号的周期,也可以换算成频率。

④高频探头的应用
在使用高频探头测量时,输入阻抗提高到lOMΩ,但同时也引进了10:1的衰减,使测量灵敏度下降到未使用高频探头的1/10。所以在使用高频探头测量电压时,被测电压的实际值应是荧光屏上读数的10倍。

在使用高频探头测量快速变化的信号时,必须注意探头的接地点应选择在被测点附近。

⑤“交替”与“断续”的选择
a、“交替”显示方式的特点是:扫描周期要比被测信号周期长,即扫描频率要比信号频率低,否则就无法观测到完整的一个周期的波形。在双踪示波器使用中若采用这种显示方式在采用低速扫描时,会产生明显的闪烁现象,甚至可以看出两个通道的转换过程。因此,“交替”显示方式不适用于观测频率较低的信号。

b、“断续”显示方式的特点是:电子开关频率要比扫描频率高得多,否则当二者频率相近时,波形将产生明显的间断现象。因此,在双踪示波器使用过程中“断续”显示方式不适用于观测频率较高的信号。

C、“交替”或“断续”显示方式的触发都应选择“内触发”,因为采用这两种显示方式所显示的波形都是经多次扫描形成的,只有取用被测信号本身做触发信号,才能做到每次扫描起点一致,也才能保证所显示的波形稳定。

对两个信号做一般比较时,如观测频率、幅度、波形失真等,采用上述“内触发”方式是可以的,但是,当涉及这两个信号之间的相位关系及时间关系时,因为触发信号是有极性的,所以只能采用其中一个通道的信号作为触发信号,这样就有了一个统一的时间标准,相位关系就能如实地显示出来。例如,SR-8型双踪示波器的“拉-YB”拉出后,扫描的触发信号即取自YB通道的输入信号。两个输入信号中,选哪一个信号作为触发信号,就应把该信号从YB输入端输入。

还应注意,使用双踪示波器观测脉冲信号时,触发方式开关应置“常态”。

示波器使用注意事项

①双踪示波器使用前,应检查电网电压是否与双踪示波器的电源电压要求一致。检查旋钮、开关、电源线有无问题,示波器的电源线应选用三芯插头线,机壳应良好接地、防止机壳带电引发事故。
②使用示波器时,辉度不宜调得过亮,不能让光点长期停留在一点。若暂不观测波形,应将辉度调暗。
③调聚焦时应注意采用光点聚焦而不要用扫描线聚焦,这样才能使电子束在X、Y方向都能很好地聚拢。
④输入电压幅度不能超过示波器允许的最大输入电压。
⑤注意信号连接线的使用。当被测信号为几百千赫以下信号时,可用一般导线连接;当信号幅度较小时,应当用屏蔽线连接,以防干扰;测量脉冲信号和高频信号时,必须用高频同轴电缆连接。
⑥要合理使用探头。
在测量低频高压电路时,应选用电阻分压器套头;在测量高频脉冲电路时,应选用低电容探头,并注意调节微调电容,以保证高频补偿良好。探头和示波器应配套使用,一般不能互换,否则会导致误差增加或高频补偿不当。
⑦定量观测应在示波器屏幕的中心区域进行,以减小测量误差。
⑧对于X轴扫描带有扩展的示波器,若利用双踪示波器本身的扫描频率能正常测试,则应尽量少用扩展功能,因为利用扩展功能要增大亮度,有损示波器的寿命。
⑨示波器不能在强磁场或电场中使用,以免测量时受干扰。

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