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【每日话题】如何正确使用示波器?求使用小技巧?有奖

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恭喜:@tyw   获得论坛送出的小礼物

请给小喇叭发邮件:wangyq@21ic.com

格式为:示波器 + 用户名 + 注册邮箱 + 姓名 + 电话 + 地址

奖品自开奖起为获奖用户保留2周(2020年4月9日 至 2020年4月22日),逾期未领奖视为自动放弃。





曾经听一位大佬说过,“没有示波器,电子学个P”。没有示波器真的不能学电子吗?工程师应该如何正确使用示波器?各位大佬有什么使用技巧吗?



欢迎大家围绕“示波器”展开讨论,讨论范围包括但不限于以上问题,建议先给小喇叭解惑嘿嘿




本话题结束后,将于2020年4月9日,在本帖选出 1位 优秀回答者,赠送小礼物~

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21ic小喇叭 2020-4-8 17:59 回复TA
@hobbye501 :这个河童也适合我。。。我感觉我发际线也快没了。。。 
hobbye501 2020-4-8 09:37 回复TA
这个河童。。。很形象嘛 哈哈 老工程师差不多都这样 

相关帖子

沙发
hobbye501| | 2020-4-8 09:37 | 只看该作者
最近 确实开始掉头发了

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hobbye501 2020-4-8 10:31 回复TA
@21ic小喇叭 :大佬不是种菜小能手嘛。生发也可以啊? 
21ic小喇叭 2020-4-8 10:30 回复TA
那您找gaoyang大佬,他有生发秘籍哈哈哈 
板凳
神圣雅诗人| | 2020-4-8 10:08 | 只看该作者
本帖最后由 神圣雅诗人 于 2020-4-8 10:11 编辑

网上看到的第 1 个秘诀

通过计算平均值提高测量分辨率

在某些功率测量应用中,您需要测量大动态范围的值,同时还需要细致地调整分辨率,以测量参数的微小变化。除了使用高分辨率数字转换器之外,您也可以使用其他采集方法来降低随机噪声,增加测量的有效动态范围。例如求平均值和高分辨率采集。


求平均值要求测量的是重复信号。该算法对跨越多次采集的各时间段内的点求平均值。这样可以降低随机噪声,为您提供更卓越的垂直分辨率。


垂直分辨率每增加一位,需要计算多少平均值?答案是每计算 4 个样本平均值,便可将垂直分辨率增加 1 位。原理如下:


· 增加的位数 = 0.5 log2 N

· N = 计算平均值的样本数

· 例如,对 16 个样本求平均值,垂直分辨率将增加:

· 位数 = 0.5 log2 16 = 2

· 因此,有效的垂直分辨率为 8 + 2 = 10 位。


这种算法在垂直分辨率为 12 位时效果最好,因为再继续增加下去,其他因数(例如示波器的垂直增益或偏置精度)将起到决定性作用。平均模式的优点是,它对示波器的实时带宽没有任何限制。缺点是它要求使用重复性信号,并会降低波形更新速率。

图 1:在正常采集模式下捕获的开关电源的 Vds



在正常平均模式下捕获的 Vds

第 2 个秘诀

使用高分辨率采集提高测量分辨率

降低噪声的第 2 个方法是高分辨率模式,它不需要使用重复信号。Agilent InfiniiVision 3000 X 系列等现代化示波器在正常采集模式下可提供 8 位垂直分辨率(与大多数其他数字化仪类似)。然而与平均模式一样,高分辨率模式也只能达到 12 位的垂直分辨率。


高分辨率模式是对同一次采集的连续点求平均值,而不是对某个时间段内多次采集的点求平均值。在高分辨率模式中,您不能像在平均模式中那样,直接控制平均值数量。垂直分辨率位数的增加由示波器的时间/格设置决定。


当在较慢时基范围状态下工作时,示波器会连续过滤相继的数据点,并将过滤结果显示到显示屏上。增加屏幕上数据的存储器深度,也会同时增加进行平均值计算的点数。高分辨率模式下,扫描速度越快,在屏幕上捕获的点数就越少,因此效果就越差。相反,扫描速度越慢,在屏幕上捕获的点数就越多,效果也就越显著。


第 3 个秘诀

使用交流耦合,去除直流偏置

如果您正重点研究信号的纹波,可能并不关心其直流偏置。通常,纹波和噪声与电源电压相比是极小的。如果您使用示波器的动态范围对这种偏置进行定量测量,那么在遇到更微小的信号细节时,可能无法进行深入分析。将示波器的耦合设置为“交流”,将会从测量结果中去除直流偏置,最大限度提高测量的线性度和动态范围。

图 3:在高分辨率模式下捕获的 Vds

第 4 个秘诀


使用示波器和探头限制带宽

这种降低噪声、增加动态范围的方法虽然简单,但常常被忽视。电源信号内容与示波器的标称带宽相比往往低得多(kHz 至几十 MHz 级别)。多余的带宽不会传输任何信号信息,只会给测量带来额外的噪声。


大多数示波器使用专用的硬件滤波器来解决这个问题――通常是 20 至 25 MHz 低通滤波器。硬件滤波器与软件滤波器相比的一个优势是,它不会影响示波器的更新速率。


另一种方法是使用探头来限制带宽。测量链的带宽受其“最弱一环”的限制。500 MHz 示波器配备 10 MHz 探头,其带宽将会是 10 MHz。安捷伦提供了多种无源、有源的电流和差分探头,总有一款探头的带宽会适合您的特殊测量。

第 5 个秘诀

使用差分探头进行安全、精确的浮置测量示波器探头上的接地引线通过 BNC 连接器的外壳连接到机箱。出于安全考虑,示波器的机箱通过电源线的接地插头连接到接地参考面。示波器与电源的接地方式不同,两者之间可能产生冲突。许多令人感兴趣的信号是以电势而不是以接地作为参考的(浮置)。电源设计人员采用各种方法来克服这一测量限制。


最常用的方法是,通过削除电源线的防护接地插头,或在电源线路中使用隔离变压器,使示波器“浮置”(隔离)。T这种实践方法非常危险,因为它有可能在示波器机箱上形成高电压。此外,使用浮置示波器进行测量,可能导致测量结果不精确。


测量浮置电源信号的另一种方法是,使用两个单端电压探头,用通道 A 的测量结果减去通道 B 的测量结果,即得到浮置电源信号。使用两个输入通道和探头来测量感兴趣的信号节点。然后使用示波器上的波形数学功能,让两个通道上的电信号相减,得到差分信号的迹线。


这种方法相对安全一些,因为示波器始终保持接地。然而当共模信号相对较小时,测量会受到一定的限制,因为此时使用的两个探头输入通道之间的增益失配,共模抑制比较低,大约不到 20 dB(10:1)。


进行安全精确的浮置测量,最好使用差分探头或差分放大器。差分探头提供较高的共模抑制比,通常达到 80 dB 或 10,000:1 甚至更高,因此您可以测量大共模信号中隐藏的小差分信号,实现适当的测量精度和高灵敏度。使用动态范围和带宽足够满足应用需求的差分探头,可进行安全和精确的浮置测量。

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LED2013 2020-4-8 11:12 回复TA
果然是强悍 
地板
王栋春| | 2020-4-8 12:14 | 只看该作者
学习来了

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tpgf| | 2020-4-8 16:22 | 只看该作者
通用示波器的外壳,信号输入端BNC插座金属外圈,探头接地线,AC220V电源插座接地线端都是相通的。如仪器使用时不接大地线,直接用探头对浮地信号测量,则仪器相对大地会产生电位差;电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之间的电位差。这将对仪器操作人员、示波器、被测电子设备带来严重安全危险

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6
注销| | 2020-4-8 16:22 | 只看该作者
普通触发和自动触发有什么区别? Normal:普通(标准)触发,必须有满足条件的触发事件才会采样波形; Auto:自动触发,在等待一段时间后,若没有符合条件的触发事件出现,则会强制触发并采样波形; 由于触发位置是随机的,往往会导致波形显示不稳定。如果出现上述情况,请使用Normal模式。

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7
呐咯密密| | 2020-4-8 16:41 | 只看该作者
神圣雅诗人 发表于 2020-4-8 10:08
网上看到的第 1 个秘诀通过计算平均值提高测量分辨率在某些功率测量应用中,您需要测量大动态范围的值,同 ...

太强

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8
WoodData| | 2020-4-8 17:51 | 只看该作者
本帖最后由 WoodData 于 2020-4-8 17:56 编辑

示波器是个好东西,做硬件的必不可少。一般数字示波器可以测量信号高低电压值,脉冲宽度时间周期频率显示。比模拟示波器功能使用更方便。
示波器单次触发功能非常好,一般用于单次信号捕捉,因为单次信号速度一般很快就错过了,不容易手动捕捉。可用于通信时序分析,例如测量串口波特率,IIC或者SPI通信速率。
不过示波器在数字通信中数据分析没有逻辑分析仪好用。

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9
gaon2| | 2020-4-8 18:58 | 只看该作者
现在有仿真工具, 虚拟仪器,没有什么都不影响学习.

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10
ningling_21| | 2020-4-8 20:59 | 只看该作者
有时候使用示波器测量信号为了安全需要把示波器的地线与大地断开

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11
qbwww| | 2020-4-9 07:16 | 只看该作者
    示波器是电子工程师和维修人员的眼睛。没有示波器、频谱仪等观测仪表,判断电路工作状态是极其困难的。这样回答够明白了吧?
    示波器也是EE相关人员实操能力和理论基础水平的分水岭。电子科技大学硕士研究生复试时,很多导师曾经考的就是的是示波器工作原理和测试原理。可惜众高材生都答不上来。
    不要再哭穷了,示波器犯不着一两千块,五百元的50M带宽,200Ms采样的虚拟示波器足以胜任大部分学习中所需要的测量工作。比起各位的学习和生活开支,简直九牛一毛。
    对于大部分连操作都不熟悉的同学,你犯得着给他配1G以上带宽的示波器吗?我看大部分学习工作使用50M以的学生示波器就够了。哪个差不多的教研室和实验室没有个大几十万的示波器,那些评论区的一个个跟我们这些负责过采购工作的秀图秀报价、秀带宽和采样、秀Windows界面有意思吗?
    最常见的,示波器可以观察时钟信号、查看晶体振荡器工作是否正常,放大器的放大倍数足不足、是否饱和削顶、输入和输出信号的相位差,也可以观测SPI、I2C信号。
    我的第一台示波器是初中时收来的一台报废的日立V1050F(双踪100M),在没有维修手册,只有万用表和示波器自带的校机方波的情况下,维修它的两个Y通道和电源耗费了一个懵懂的初中生不知多少时间和精力······高中时它也**过几次,不过都被我从生死线上拉回来了。
    贴张网图缅怀一下每天对着示波器捣鼓单边带短波电台、调试短波功率放大器的高中时光
   
    利用CRT示波器观察单边带信号
   
    (盗一张BG4REO的图)
    上面有答主回答说老长者万用表打天下。但那个时代和现在已经大不相同。修个半导体收音机,万用表判别工作点和电流、分辨个器件好坏确实可以胜任大部分工作。更早些时候,还有人不用万用表,用改锥打火、摸管子温度判断来修电子管收音机。现在的电子器材论其系统繁杂度和工作频率,已经远远不是一台黑白电视机、收音机能够比拟的。而且我相信,哪怕是维修黑白电视机的机械高频头,大家也会渴望有一台示波器的。
    在资源不足的情况下,用最少的器材胜任维修工作是那个艰难时期的无线电维修人员的必备技能,但是放在现在,很多EE等专业的本科、研究生,用示波器探头点一下看看就能解决的问题,非要复制粘贴到五个群里去提问,您不觉得这种人不管是智力还是其他知能方面水平都有问题吗?(笑)
   
    “电子系培养方案一周就够了”
    示波器不单纯是一个具有一定精度的电压—时间测量仪器,我认为示波器在很多场合都是时域分析的利器。建议大家在应用示波器进行电路调试和故障分析时,不要将示波器的用途局限在单纯观测信号流程中端口到端口的信号上。
   
    示波器可用于射频电路的调试和测量,常用的方法是直接在界面选择输入阻抗为50欧姆(通常示波器有50欧/1兆欧两档输入阻抗可选择),不过这种方法不能用于直接测量大功率射频信号,应适当串接衰减器。
   
    上古示波器Tek2465B,Y通道上方DC指示灯左边就是50欧输入阻抗指示,切换为50欧输入时才会亮起。
    射频电路的设计和调试中,大部分时候大家关注的是端口S参数、噪声和互调指标。但是仅仅在频域上进行分析,很难判断信号的时域形状(尤其是脉冲信号)。而示波器可以对射频脉冲信号包络进行提取和参数测量,这在雷达脉冲包络测试中很常见。早些时候测量雷达信号还要在输入端串接一个检波器,现在很多示波器都可以胜任雷达等脉冲信号的直接测量了。
   
    用示波器捕捉的四种不同包络形状的雷达信号

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12
tyw| | 2020-4-9 07:47 | 只看该作者
本帖最后由 tyw 于 2020-4-9 07:51 编辑

〓◆ 示波器原理,应用,设计相关专辑 51册 272M ◆〓
→→ 深入了解示波器 61页 4.3M pdf版 ←← ,示波器用了半天的

图解示波器使用方法与应用技巧 286页 49.2M 书签版.pdf (48.08 MB)













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帅气的小柿子| | 2020-4-9 10:03 | 只看该作者
学习来了 ,好多秘诀

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