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示波器基礎知識100問(下)

日期:2019-07-09 02:18
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摘要: 60.數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位數來衡量,實際上,隨著您所用的示波器帶寬,實際的采樣率設置等,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);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,它不如頻率計數器。 61.如何捕捉并重現稍...

60.數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位數來衡量,實際上,隨著您所用的示波器帶寬,實際的采樣率設置等,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);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,它不如頻率計數器。

61.如何捕捉并重現稍縱即失的瞬時信號?

答:將示波器設置成單次采集方式(觸發模式設置成Normal ,觸發條件設置成邊沿觸發,并將觸發電平調到適當值,然后將掃描方式設置成單次方式),如果使用的是安捷倫5462xA/D,5464xA/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*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,*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.示波器標稱為60MHZ,是否可以理解為它*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成的系統帶寬很低,將會使示波器帶寬大大下降。如若您使用20MHz帶寬的探頭,則能實現的*大帶寬是20MHz。如果在探頭前端使用連接導線,會進一步降低探頭性能(但對~4MHz方波,不應有太大影響,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設置下,其實際帶寬將銳減到《=6MHz,對于~4MHz的方波,其三次諧波是12MHz,其五次諧波是20MHz,若帶寬降到6MHz,對信號幅值衰減很大,即使能看到信號,也優良不是方波,而是幅值被衰減了的正弦波。當然,測不出信號的原因可能有多種,如探頭接觸不好,但該現象很容易被排除。建議可以用BNC電纜連接一函數發生器,檢驗該示波器本身有沒有問題,探頭有沒有問題,如有問題,可和廠家直接聯系。

65.怎樣測量時鐘的穩定度?

答:假設使用的是5483xB/D、548xxA 、5484xB或5485xA ,可以用其標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用文章:“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可測量其*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**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用文章“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可測量其*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,5485x示波器的Datasheet,更詳細的信息,可致電安捷倫。提醒在使用示波器時,要注意其本身的抖動相關指標是否滿足測試需求,如示波器本身的觸發抖動指標等,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帶寬,測量結果會不準確。

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制域分析儀來完成。

68.設計一個PLL,,如何測量PFD(頻率鑒相器)的死區?

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,設置示波器的觸發條件為建立保持時間觸發,這時,在調整示波器建立保持時間設置的同時,調整參考信號,直到失鎖,這時的建立保持時間設置就對應您的PFD死區。理論上,認為失鎖會在兩個時刻發生,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,可使用光電轉換器結合示波器完成測量。

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,然后將關心的紋波部分放大來觀察和測量(自動測量或光標測量),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(幅值,頻率等)的情況下,可使用”AutoScale”按鈕,觀察到信號的大概,再調整水平控制旋鈕和垂直控制旋鈕,以得到*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*大,采樣率設置成適當的數值,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前存儲深度設置,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據進行更加深入的分析。546xx、548xx都標準配置有和計算機相連的軟件,直接將數據取到計算機中,以進一步分析,當然,也可將Matlab軟件直接裝到548xx中。

若已經知道電路的參數,可直接調整示波器設置,讓其工作在合適的采樣率和垂直刻度下。

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

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,應該拔掉地線直接使用探頭內地線進行測量。當然,*好的測量方法是使用50歐姆終端電阻,用BNC電纜直接聯結到示波器,這里應該注意該50歐姆電阻要考慮功耗,可能要大功率電阻。 相關的標準要求,比如是否要分出周期性工頻紋波和開關紋波,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中,當進行紋波測量時,我們可以選擇工頻紋波測試或開關紋波測試,這樣就可自動濾掉不相關頻率的紋波,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果。

74.**測試開關電源的紋波與噪音時,是否要在專門的實驗室里才可以?

答:當然如果有專門的實驗室進行紋波測量是*理想的。在不具備這個條件的時候應當注意的問題有:

①示波器應該有良好的接地;

②如果測量標準有帶寬限制的要求,應該打開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境中。

76.怎樣用數字示波器查看和讀出所顯示的波形的周期?

答:所有的數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,如果使用的是5462x/5464x (54645除外),可在其測量參數中選擇Counter,其內嵌硬件頻率計數器會被啟動進行**的頻率測量(5 digit),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,也可用光標手動測量。

77.在開發當中碰到一個問題,在樣板機上加改功能,檢測樣板的聲頻,數據輸出,觸發信號等等,檢測的結果跟設計的結果差不多一樣,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,或示波器顯示數據和被測對象上的數據相差很遠。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**,安捷倫的動態信號分析儀在很多時候是更好的選擇,但若沒有該儀器,可結合示波器的FFT功能從頻域觀察。

嘗試用示波器的觸發功能,若手邊有混合信號示波器(54xxxD),可結合其邏輯通道定義觸發條件(如類似邏輯分析儀的狀態觸發,順序觸發)。

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**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:示波器的帶寬應該是信號*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,開發平臺的示波器。

79.在AC/DC開關電源中如何用示波器進行功率因數測量?

答:其實使用示波器測量功率因數就是測量電壓與電流之間的相位差即cosφ,同時泰克TDS5000功率測試系統也自動對PFC的相關參數進行測量(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,怎樣轉換?而且,假如在看波形時選不同的V/DIV,在FFT狀態下有不同的幅度,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;當轉換V/div時一定會對FFT的幅值產生影響,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計效率?

答:示波器發展到現階段,已把數據分析提高到重要的位置。使用示波已不僅僅是在調試中觀察波形,更重要的是能很好的在設計中分析計算器件參數,幫助大家優化設計方案。選擇什么樣的示波器*適合要結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(包括視頻輸出電平、水平清晰度、亮度幅頻響應、色度幅頻響應、亮度信噪比、色度信噪比、亮度非線形失真等等視頻參數)?

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,以及內置矢量示波器能力,幫助你去分析各種視頻參數。


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,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:測量狀態轉換時,只需采用示波器的自動觸發方式,將電壓和電流的波形設置為比較理想的顯示方式。如果使用TDS5000,還可調節resolution旋鈕將采樣率調至合適檔位(一般為信號頻率的10倍左右)。然后利用PWR2軟件對被測數據進行自動計算。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。

當用數字示波器測試開關電源時, 可否預先設置限制參數(如測試時間,每次采樣數)如何用泰克示波器實現對開關電源狀態變換的測試。 連接方式(可舉例),示波器按鍵的設置,必要的注意事項。

85.在設計軟開關PWM變換器時(如PWM半橋開關變換器),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,這樣進行相關數**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該根據負載的供電需求確定,那對于L和C值都應該按照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用中出現了問題,那么我們應該根據什么來更換呢?

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,應該按自己所選的電路結構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疝氣燈已經廣泛用在一些上等轎車大燈上,但在HID燈安定器的高壓電路設計中,發現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,然后大燈趨于穩定的工作狀態;首先要對二次擊穿進行有效的控制方可保證其穩定工作,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,根據實際狀況看看以上參數是否滿足設計要求。

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。TEK5000系列和虛擬儀器有何本質區別?

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,這部分的數據處理是通過示波器本身的一個專業處理器進行的,而Windows2000的計算機平臺只是對示波器采集下來的數據(內部通過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系。

而所謂的虛擬儀器(大多為PC插卡式的),它通過一個數據采集卡(一般速度很慢)將外界的信號采入計算機內部,通過計算機自身的CPU對數據進行處理,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,不同主機導致的測試結果有較大的誤差),我們知道測試儀器的一致性是決定測試結果成敗的關鍵。

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

答:應遵循磁通復位的原則。設計變壓器無非要選擇磁芯規格及尺寸、計算占空比、磁感應增量、原,副邊的匝數。在實驗中校對*壞情況下的磁飽和的情況。

90.在開關電源的設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管的損耗,在我們的電路和器件選定后,開關管的開關波形測量很重要,可以根據它的數據來判斷和改善開關工作狀態。那么在利用示波器進行這項測試時應該如何正確操作和注意哪些問題呢?

答:開關電源中有兩大主題: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管和磁性元件上,為此我們應該通過示波器測量開通損耗、截止損耗、導通損耗,同樣的對變壓器和電感能測量其磁芯損耗和動態電感。

91.在實際工作中,需要對開關振蕩信號,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。

對于開關電源你所說的驅動信號,我們的TDSPWR2提供了四種分析:占空比趨勢分析,開關頻率趨勢分析。

寬度及周期趨勢分析:TDS5000示波器更具有豐富的視頻觸發,能應用多種制式,能單獨對場,并行進行觸發。

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

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

93.使用TDS3032B和THS710示波器,怎樣將一次性隨機出現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,那么只要設置與該信號相匹配的垂直和水平刻度,調整好觸發電平,使用單次觸發等待信號出現即可,然后利用SAVE/RECALL將它存入ref里即可隨時調出;若是該信號為重復信號中出現的某種異常,則可先Autoset,然后將

獲取模式設為快速500點顯示,調整余輝至無限即可。

94.開關電源在低溫下啟動(如:-20℃以下)有什么特殊的要求?

答:關鍵是器件選擇的溫度范圍。比如電容、MOSFET、二極管等等。

95.開關電源總會有電磁輻射,同時越有可能受到其他電器設備的干擾。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:開關電源因工作在高電壓大電流的開關狀態下,其引起的電磁兼容性問題是相當復雜的。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。線間耦合主要是產生干擾電壓及干擾電流的導線或PCB線,因并行布線而產生的相互耦合。電場耦合主要是由于電位差的存在,產生的感應電場對受干擾體產生的耦合。

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

1)減小干擾源產生的干擾信號;

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。

在解決開關電源內部的電磁兼容性時,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。對開關電源產生的對外干擾,如電源線諧波電流、電源線傳導干擾、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計,改善有源功率因數校正(APFC)電路的性能減少開關管及整流續流二極管的電壓電流變化率,采用各種軟開關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、雷擊應優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。

減小開關電源的內部干擾,實現其自身的電磁兼容性,提高開關電源的穩定性及可靠性,應從以下幾個方面入手:

注意數字電路與模擬電路PCB布線的正確區分、數字電路與模擬電路電源的正確去耦;

注意數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、減小地環的影響;

布線時注意相鄰線間的間距及信號性質,避免產生串擾;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標準進行預先一致性測試,

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

答:SOA就是安全工作區域測量,它是用來判斷功率器件的可靠性的,當出現短路或啟動加電等時,超過安全工作區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。更詳細的內容可以參考示波器廠家如泰克的相關資料。

98.如何區分模擬帶寬和數字實時帶寬?

答:帶寬是示波器*重要的指標之一。模擬示波器的帶寬是一個固定的值,而數字示波器的帶寬有模擬帶寬和數字實時帶寬兩種。數字示波器對重復信號采用順序采樣或隨機采樣技術所能達到的*高帶寬為示波器的數字實時帶寬,數字實時帶寬與*高數字化頻率和波形重建技術因子K相關(數字實時帶寬=*高數字化速率/K),一般并不作為一項指標直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出,模擬帶寬只適合重復周期信號的測量,而數字實時帶寬則同時適合重復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*高數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,一定要參考數字示波器的數字實時帶寬,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字化儀使用?

答:*快的示波器和數字化儀通常都采用并行的閃速轉換器和8位的分辨率。8位或256級數字化足夠表達一個比較平滑和容易了解的波形顯示。因此,為何不用數字存儲示波器(DSO)作為數字化儀,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,這樣做的結果是滿意的,但是也有例外。示波器是非連續采集儀器而數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據,除非采用類似電視幀速率的連續波形采集把數據存人像素映像。這樣的采集和等效顯示率很高,但數據格式使進一步的外部分析數據量非常巨大。

除上述特殊處理外,示波器只能以很低速度連續采集和顯示信號。數字化儀可獲得連續的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總線的數字化插卡,數據傳輸率達到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能力的數據處理速度的限制。速度較慢的數字化儀和數據記錄器可將數據直接寫人硬盤,存檔幾GB的數據,而示波器一般*高只有16MB。如果從另一方面看數據傳輸率,許多應用只需要捕捉偶發性數據,但這些突發信號可能很接近。這時快速地傳輸數據記錄就十分重要,這類信號有高重復脈沖頻率(PRF)的掃描雷達、時間分辨的超聲聲納、飛行時間的質譜儀、以及核子計數等應用。

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字存儲示波器(DSO)兩者的能力和優點結合在一起的示波器。當組合示波器被設置成DSO時,用戶可以用它來進行自動參數,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,不管信號重復速率的高低,都可獲得*亮的顯示  60.數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位數來衡量,實際上,隨著您所用的示波器帶寬,實際的采樣率設置等,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);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,它不如頻率計數器。

示波器基礎知識100問(下)

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