下面介紹利用示波器測量電壓、時(shí)間、相位、頻率的方法。
1、電壓的測量:
利用示波器所做的任何測量,都是歸結為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度,既可以測量直流電壓和正弦電壓,又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個(gè)脈沖電壓波形各部分的電壓幅值。
2、時(shí)間的測量:
示波器時(shí)基能產(chǎn)生與時(shí)間呈線(xiàn)性關(guān)系的掃描線(xiàn),因而可以用熒光屏的水平刻度來(lái)測量波形的時(shí)間參數,如周期性信號的重復周期、脈沖信號的寬度、時(shí)間間隔、上升時(shí)間(前沿)和下降時(shí)間(后沿)、兩個(gè)信號的時(shí)間差等等。
3、相位的測量:
利用示波器測量?jì)蓚€(gè)正弦電壓之間的相位差具有實(shí)用意義,用計數器可以測量頻率和時(shí)間,但不能直接測量正弦電壓之間的相位關(guān)系。
4、頻率的測量:
用示波器測量信號頻率可采用周期法。對于任何周期信號,可用前述的時(shí)間間隔的測量方法,先測定其每個(gè)周期的時(shí)間T,再用下式求出頻率f :f=1/T
擴展資料
使用示波器的操作事項:
1、通用示波器通過(guò)調節亮度和聚焦旋鈕使光點(diǎn)直徑最小以使波形清晰,減小測試誤差;不要使光點(diǎn)停留在一點(diǎn)不動(dòng),否則電子束轟擊一點(diǎn)宜在熒光屏上形成暗斑,損壞熒光屏。
2、測量系統- 例如示波器、信號源;打印機、計算機等設備等。被測電子設備- 例如儀器、電子部件、電路板、被測設備供電電源等設備接地線(xiàn)必須與公共地(大地)相連。
3、用戶(hù)如須要測量開(kāi)關(guān)電源(開(kāi)關(guān)電源初級,控制電路) 、UPS(不間斷電源)、電子整流器、節能燈、變頻器等類(lèi)型產(chǎn)品或其它與市電AC220V 不能隔離的電子設備進(jìn)行浮地信號測試時(shí),必使用DP100高壓隔離差分探頭。
參考資料來(lái)源:百度百科-示波器
對于一個(gè)波形中兩點(diǎn)間時(shí)間間隔的測量,如圖所示。
①將信號饋入CH1或CH2輸入插座,設置垂直方式為被選通道。
②調整電平使波形穩定顯示(如峰值自動(dòng),則無(wú)須調節電平)。
③將掃速微調順時(shí)針旋足(校正位置),調整掃速控制器,使屏幕上顯示1~2個(gè)信號周期。
④分別調整垂直移位和水平移位,使波形中需測量的兩點(diǎn)位于屏幕中央水平刻度線(xiàn)上。
⑤測量?jì)牲c(diǎn)之間的水平刻度,按下列公式計算出時(shí)間間隔。
。。。。.兩點(diǎn)間水平距離(格)*掃描時(shí)間因數(時(shí)間/格)
時(shí)間間隔(s)= —————————————————————————
。。。。。。。。..水平擴展倍數 上升(或下降)時(shí)間的測量方法和時(shí)間間隔的測量方法一樣,只不過(guò)是測量被測波形滿(mǎn)幅度的10%和90%兩處之間的水平軸距離,如圖所示。
①設置垂直方式為CH1或CH2,將信號饋送到被選中的通道輸入插座。
②調整電壓衰減和微調,使波形的垂直幅度顯示5格。
③調整垂直移位,使波形的頂部和底部分別位于100%和0%的刻度線(xiàn)上。
④調整掃速開(kāi)關(guān),使屏幕顯示波形的上升沿或下降沿。
⑤調整水平位移,使波形上升沿和10%處相交于某一垂直刻度線(xiàn)上。
⑥測量10%到90%兩點(diǎn)間的水平距離(格),如波形的上升或下降較快,則可將水平擴展*10,使波形在水平方向上擴展10倍。
⑦按下列公式計算出波形的上升(或下降)時(shí)間。
。。。。。。..水平距離(格)* 掃描時(shí)間因數(時(shí)間/格)
上升(或下降)時(shí)間= ————————————————————————
。。。。。。。。。。.水平擴展倍數 對兩個(gè)相關(guān)信號的時(shí)間差測量,如圖所示。
①將參考信號和一個(gè)待比較信號分別饋入“CH1”和“CH2”輸入插座。
②根據信號頻率,將垂直方式置于“ALT”或“CHOP”。
③設置觸發(fā)源至參考信號那個(gè)通道。
④調整電壓衰減器和微調控制器,使顯示合適的幅度。
⑤調整電平使波形穩定顯示。
⑥調整SEC/DIV,使兩個(gè)波形測量點(diǎn)之間有一個(gè)能方便觀(guān)察的水平距離。
⑦調整垂直移位,使兩個(gè)波形的測量點(diǎn)位于屏幕中央水平刻度線(xiàn)上。
。。..水平距離(格)*掃描時(shí)間因數(時(shí)間/格)
時(shí)間差 = ——————————————————————
。。。。。。.水平擴展倍數 相位差的測量可參考時(shí)間差的測量方法,如上圖所示。
①按以上時(shí)間差測量方法的步驟①至④設置有關(guān)控制器。
②調整電壓衰減器和微調控制器,使兩個(gè)波形的顯示幅度一致。
③調整掃速開(kāi)關(guān)和微調,使波形的一個(gè)周期在屏幕上顯示8格,這樣水平刻度線(xiàn)上1DIV=45°(360°/8)。
④測量?jì)蓚€(gè)波形相對位置上的水平距離(格)。
⑤按下列公式計算出兩信號的相位差: 相位差=水平距離(格)*45°/格。
周期法 對于任何周期信號,可用前述的時(shí)間間隔的測量方法,先測定其每個(gè)周期的時(shí)間T,再用下式求出頻率f :f=1/T 例如示波器上顯示的被測波形,一周期為8div,“t/div”開(kāi)關(guān)置“1μs”位置,其“微調”置“校準”位置。
則其周期和頻率計算如下: T=1us/div*8div = 8us f= 1/8us =125kHz 所以,被測波形的頻率為125kHz。 2.李薩育圖形法測頻率 將示波器置X-Y工作方式,被測信號輸入Y軸,標準頻率信號輸入“X外接”,慢慢改變標準頻率,使這兩個(gè)信號頻率成整數倍時(shí),例如fx : fy=1:2,則在熒光屏上會(huì )形成穩定的李沙育圖形。
蘇州大學(xué)徐平生示波器是常用的測量?jì)x器,它可以測量表征電信號特征的所有參數,例如電壓、電流、時(shí)間、頻率和相位差等。
在電子電路實(shí)驗中常常發(fā)現有些學(xué)生不能正確、熟練地掌握測量方法,影響實(shí)驗數據的準確性,為此對示波器的基本測量方法作扼要的介紹。1電壓的測量常用的是直接測量法,通過(guò)測量熒光屏上顯示出的被測電壓波形的高度(div),然后根據該示波器的Y軸偏轉靈敏度(V/div)換算成電壓值。
測量時(shí),先利用示波器內部的校正信號進(jìn)行校準,然后測量。被測信號電壓從示波器的輸入端輸入,調整示波器面板上有關(guān)開(kāi)關(guān)與旋鈕,使熒光屏上顯示出穩定的波形,讀出峰與峰之間的高度A(div),記下示波器靈敏度選擇開(kāi)關(guān)的檔級B(V/div)。
可由下式計算出被測電壓的峰峰值。若用10:1的探頭來(lái)測量被測電壓,則應乘上探頭的衰減率。
例如Y靈敏度開(kāi)關(guān)置于0.2V/div檔級,量得熒光屏上被測電壓波形的峰與峰之間的Y軸偏轉高度占Y軸坐標刻度5格,即A=5div,則被測信號電壓為10V。
測量瞬時(shí)值的最好辦法是使用示波器的單次觸發(fā)來(lái)抓取這個(gè)瞬時(shí)信號。
一般的示波器選擇單次觸發(fā),調整觸發(fā)電平,使信號只能由這個(gè)需要測的這個(gè)瞬時(shí)值的信號觸發(fā),信號觸發(fā)后,示波器就會(huì )停止采集,屏幕上就只有這個(gè)瞬時(shí)信號,這樣就可以測量了。
當然這樣只適用于一些脈沖信號,對于一些不規則的信號可能這種簡(jiǎn)單的觸發(fā)方式就不行了,在一些高端示波器上會(huì )有區域觸發(fā),可以框選示波器屏幕上的區域,信號出在在區域中才觸發(fā)不出現不觸發(fā),這樣更方便抓取信號。
一、示波器測電壓的方法
1.直接測量法
所謂直接測量法,就是直接從屏幕上量出被測電壓波形的高度,然后換算成電壓值。定量測試電壓時(shí),一般把Y軸靈敏度開(kāi)關(guān)的微調旋鈕轉至“校準”位置上,這樣,就可以從“V/div”的指示值和被測信號占取的縱軸坐標值直接計算被測電壓值。所以,直接測量法又稱(chēng)為標尺法。
(1)直流電壓的測量
將Y軸輸入耦合開(kāi)關(guān)置于“地”位置,觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置“自動(dòng)”位置,使屏幕顯示一水平掃描線(xiàn),此掃描線(xiàn)便為零電平線(xiàn)。
將Y軸輸入耦合開(kāi)關(guān)置“DC”位置,加入被測電壓,此時(shí),掃描線(xiàn)在Y軸方向產(chǎn)生跳變位移H,被測電壓即為“V/div”開(kāi)關(guān)指示值與H的乘積。
直接測量法簡(jiǎn)單易行,但誤差較大。產(chǎn)生誤差的因素有讀數誤差、視差和示波器的系統誤差(衰減器、偏轉系統、示波管邊緣效應)等。
(2)交流電壓的測量
將Y軸輸入耦合開(kāi)關(guān)置于“AC”位置,顯示出輸入波形的交流成分。如交流信號的頻率很低時(shí),則應將Y軸輸入耦合開(kāi)關(guān)置于“DC”位置。
將被測波形移至示波管屏幕的中心位置,用“V/div”開(kāi)關(guān)將被測波形控制在屏幕有效工作面積的范圍內,按坐標刻度片的分度讀取整個(gè)波形所占Y軸方向的度數H,則被測電壓的峰-峰值VP-P可等于“V/div”開(kāi)關(guān)指示值與H的乘積。如果使用探頭測量時(shí),應把探頭的衰減量計算在內,即把上述計算數值乘10。
例如示波器的Y軸靈敏度開(kāi)關(guān)“V/div”位于0.2檔級,被測波形占Y軸的坐標幅度H為5div,則此信號電壓的峰-峰值為1V。如是經(jīng)探頭測量,仍指示上述數值,則被測信號電壓的峰-峰值就為10V。
2.比較測量法
比較測量法就是用一已知的標準電壓波形與被測電壓波形進(jìn)行比較求得被測電壓值。
將被測電壓Vx輸入示波器的Y軸通道,調節Y軸靈敏度選擇開(kāi)關(guān)“V/div”及其微調旋鈕,使熒光屏顯示出便于測量的高度Hx并做好記錄,且“V/div”開(kāi)關(guān)及微調旋鈕位置保持不變。
去掉被測電壓,把一個(gè)已知的可調標準電壓Vs輸入Y軸,調節標準電壓的輸出幅度,使它顯示與被測電壓相同的幅度。此時(shí),標準電壓的輸出幅度等于被測電壓的幅度。比較法測量電壓可避免垂直系統引起和誤差,因而提高了測量精度。
選擇雙通道的斷續模式,信號分別輸入ch1、ch2,調節 y 軸增益,使兩個(gè)信號幅度相同。
選擇 ch1 觸發(fā),如果 ch2 的波形在 ch1 之后,就是 ch1 超前 ch2 ,觀(guān)察波形相同位置的時(shí)間差,再與一個(gè)周期的時(shí)間相比,就知道相位差了。
用示波器測量精度不高。
用李沙育圖形也可以測量,不過(guò)會(huì )判斷的人不多吧,做李沙育圖形實(shí)驗主要是滿(mǎn)足好奇心。
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