型双踪示波器

时间：2022-10-29 百科知识版权反馈

【摘要】：双踪示波器是目前实验室中广泛使用的一种示波器。若仅为显示波形，则不必进行预热。为了避免测量误差，在测量前应按下列方法进行校正和检查以消除误差。但应注意到，其他电路和电源线的静态寄生耦合可能引起测量误差。使用屏蔽线时将屏蔽层的一端与示波器接地端连接，另一端接至被测电路的地线。使用较长的屏蔽线进行测量时，屏蔽线本身的分布电容要考虑在内。

1.1　DF4321C型双踪示波器

双踪示波器是目前实验室中广泛使用的一种示波器。DF4321C型示波器是便携式双通道示波器，垂直系统最小垂直偏转因数为1mV/div，水平系统具有0.5s/div～0.1μs/div的扫描速度，并设有扩展×10，可将扫速提高到10ns/div。本系列示波器具有以下特点:便携式稳定可靠；VCM、TCM量程由数字脉冲开关控制和数字显示；具有自动、触发、电视信号同步功能，可同步锁定；交替触发功能可以观察两个频率不相关的信号波形。

1）技术参数

（1）垂直系统。表1.1.1为DF4321C型示波器垂直系统的技术参数。

表1.1.1　DF4321C型示波器垂直系统的技术参数

（2）触发系统。表1.1.2为DF4321C型示波器触发系统的技术参数。

表1.1.2　DF4321C型示波器触发系统的技术参数

（3）水平系统。表1.1.3为DF4321C型示波器水平系统的技术参数。

表1.1.3　DF4321C型示波器水平系统的技术参数

（4）X－Y方式。表1.1.4为DF4321C型示波器X－Y方式的技术参数。

表1.1.4　DF4321C型示波器X－Y方式的技术参数

（5）Z轴系统。表1.1.5为DF4321C型示波器Z轴系统的技术参数。

表1.1.5　DF4321C型示波器Z轴系统的技术参数

（6）校正信号。表1.1.6为DF4321C型示波器校正信号的技术参数。

表1.1.6　DF4321C型示波器校正信号的技术参数

（7）CH1垂直信号输出。表1.1.7为DF4321C型示波器CH1垂直信号输出的技术参数。

表1.1.7　DF4321C型示波器CH1垂直信号输出的技术参数

8）示波管。表1.1.8为DF4321C型示波器示波管的技术参数。

表1.1.8　DF4321C型示波器示波管的技术参数

（9）电源。表1.1.9为DF4321C型示波器电源的技术参数。

表1.1.9　DF4321C型示波器电源的技术参数

（10）物理特性。表1.1.10为DF4321C型示波器物理特性的技术参数。

表1.1.10　DF4321C型示波器物理特性的技术参数

（11）环境条件。表1.1.11为DF4321C型示波器环境条件的技术参数。

表1.1.11　DF4321C型示波器环境条件的技术参数

2）操作说明

（1）面板各控制件位置

DF4321C示波器前、后面板的布局见图1.1.1、图1.1.2所示。

图1.1.1　DF4321C示波器的前面板

图1.1.2　DF4321C示波器的后面板

（2）控制件的作用。表1.1.12为DF4321C型示波器各控制件的作用。

表1.1.12　DF4321C型示波器各控制件的作用

（续表1.1.12）

3）操作方法

（1）测量前的检查

为了使本仪器能经常保持良好的使用状态，请进行测量前的检查。这种检查方法也适用以后的操作方法及应用测量。使用前请先将面板相关的控制件预设如表1.1.13所示。

表1.1.13　面板相关的控制件预设

在完成了所有上面的准备工作后，打开电源。15s后，顺时针旋转辉度旋钮，扫描线将出现。并调聚焦旋钮置扫描线最细，接着调整TRACE ROTATION以使扫描线与水平刻度保持平行。此时垂直灵敏度为5.0V/div，扫描因数为1.0ms/div，都处于校正状态。如果打开电源而仪器不使用，应逆时针旋转辉度旋钮，降低亮度。

注意:在测量参数过程中，应置“校正”位置，为使所测得数值正确，预热时间至少应在30分钟以上。若仅为显示波形，则不必进行预热。

（2）操作方法

①观察一个波形。若不观察两个波形的相位差或除X－Y工作方式以外的其他工作状态，可用CH1或CH2。若选用CH1时，控制件位置如下:

垂直工作方式（MODE）　　　　　　通道1（CH1）

触发方式（TRIG MODE）　　　　　　自动（AUTO）

触发信号源（TRIG SOURCE）　　　　通道1（CH1）

在此情况下，可同步所有加到CH1通道上、频率在25Hz以上的重复信号。调节触发电平旋钮可获得稳定的波形。因为水平轴的触发方式处在自动位置，当没有信号输入或当输入耦合开关处在地（GND）位置时，亮线仍然显示。这就意味着可以测量直流电压。当观察低频信号（小于25Hz）时，触发方式（TRIG MODE）必须选择常态（NORM）。

若用CH2通道时，控制件位置如下:

垂直工作方式（NORM）　　　　　通道2（CH2）

触发方式（TRIG MODE）　　　　　自动（AUTO）

触发信号源（TRIG SOURCE）　　　通道2（CH2）

②观察两个波形。当垂直工作方式开关置交替（ALT）或断续（CHOP）时就可以很方便地观察两个波形。当两个波形的频率较高时，工作方式用交替（ALT），当两个波形的频率较低时，工作方式用断续（CHOP）。

③信号馈接。探头的使用。当高精度测量高频波形时，使用附件中探头。然而应注意到，当输入信号接到示波器输入端被探头衰减到原来的1/10时，对小信号观察不利，但却扩大了信号的测量范围。

注意事项:①不要直接加大于300V（直流加交流峰峰值）的信号。②当测量高速脉冲信号或高频信号时，探头接地点要靠近被测点，较长接地线能引起振铃和波形的畸变。良好的测量必须使用经过选择的接地附件。③V/div读数的幅值乘10。例如:如果V/div的读数在50mV/div，读出的波形是50mV/div×10＝500mV/div。

为了避免测量误差，在测量前应按下列方法进行校正和检查以消除误差。将探头探针接到校正方波0.5V（1kHz）输出端，正确的电容值将产生如图1.1.3（a）所示的平顶波形。如果波形出现图1.1.3（b）和图1.1.3（c）一样波形，可调整探头上校正孔的电容补偿，直至获得平顶波形。

图1.1.3　平顶波形

当不使用探头×10而直接将信号接到示波器时，应注意下列几点，以最大限度减少测量误差。

a.使用无屏蔽层连接导线时，对于低阻抗、高电平电路不会产生干扰。但应注意到，其他电路和电源线的静态寄生耦合可能引起测量误差。即使在低频范围，这种测量误差也是不能忽略的。通常为使用可靠而不采用无屏蔽导线。使用屏蔽线时将屏蔽层的一端与示波器接地端连接，另一端接至被测电路的地线。最好是使用具有BNC连接头的同轴电缆线。

b.当进行宽频带测量时，必须注意下列情况:当测量快速上升波形和高频信号波形时，需使用终端阻抗匹配的电缆。特别在使用长电缆时，当终端不匹配时，将会因振铃现象导致测量误差。有些测量电路还要求端电阻等于测量的电缆特性阻抗。而BNC型电缆的终端电阻（50Ω）可以满足此目的。

c.为了对具有一定工作特性的被测电路进行测量，就需要用终端与被测电路阻抗相当的电缆。使用较长的屏蔽线进行测量时，屏蔽线本身的分布电容要考虑在内。因为通常的屏蔽线具有100pF的分布电容，它对被测电路的影响是不能忽略的。使用探头能减少对被测电路的影响。

d.当所用的屏蔽线或无终端电缆的长度达到被测信号的1/4波长或它的倍数时，即使使用同轴电缆，在5mV/div（最灵敏挡）范围附近也能引起振荡。这是由于外接高Q值电感和仪器输入电容产生谐振所引起的。避免的方法是降低连接线的Q值。可将100Ω～1kΩ的电阻串联到无屏蔽线或电缆中加到仪器的输入端，或在其他V/div挡进行测量。

④观察X－Y工作方式下的波形

置时基开关TIME/div到X－Y状态，此时示波器工作在X－Y方式。

加到示波器各输入端的情况如下:

X轴信号　　　　　　　　　由CH1输入

Y轴信号　　　　　　　　　由CH2输入

同时，水平扩展（×10MAG）开关弹出。

4）测量

（1）测量前的准备工作

调节亮度和聚焦于适当的位置，最大可能地减小显示波形的读出误差。使用探头时应检查电容补偿。

（2）直流电压的测量

置AC－GND－DC输入开关在GND位置，以确定零电平的位置。置V/div开关于适当位置（避免信号过大或过小而观察不出），置AC－GND－DC开关于DC位置。这时扫描亮线随DC电压的大小上下移动（相对于零电平时），信号的直流电压是位移幅值与V/div开关显示值的乘积。例如，当V/div开关显示在50mV/div挡时，位移的幅值是4.2div，则直流电压50mV/div×4.2div＝210mV，如果使用10∶1探头，则直流电压为上述值的10倍。即50mV/div×4.2div×10＝2.1V。

（3）交流电压的测量

与前述“直流电压的测量”相似，但在这里不必在刻度上确定零电平。可以按方便观察的目的调节零电平。当V/div开关为1V/div，若图形显示5div，则1V/div×5div＝5V_P－P（当使用10∶1的探头测量时是50V_P－P。当观察叠加在较高直流电平上的小幅度交流信号时，置AC－GND－DC开关于AC，这样就截断了直流电压，能大大提高AC电压的测量的灵敏度。

（4）频率和周期的测量

若一个周期的A点和B点在屏幕上的间隔为2div（水平方向）。当扫描时间定为1ms/div时，周期是1ms/div×2.0div＝2ms，频率是1/2ms＝500Hz。若当扩展×10旋钮被拉出时，TIME/div显示的读数必须乘1/10，因为扫描扩展10倍。

（5）两个波形的同步观察

当CH1和CH2通道的两个信号具有相同的频率或频率之间成整数倍或频率之间具有时间差时，内触发（INT TRIG）选择开关可以任意选CH1或CH2的信号作为基准信号。CH1位移旋钮可选择CH1信号作基准信号，CH2位移旋钮可选择CH2信号作基准信号。

为了同时观察不同频率的信号，置内触发选择开关于组合方式（VERT MODE），这样同步信号交替选择，每个通道都能稳定触发。

①组合触发方式的触发源选择。在下列状况下可获得触发信号:置触发源开关（SOURCE）至组合（VERT）；选择垂直工作方式开关（MODE）。触发信号源和垂直工作方式开关之间的关系见表1.1.14。

表1.1.14　触发信号源和垂直工作方式开关之间的关系

当触发源（SOURCE MODE）开关置组合（VERT），垂直工作方式开关置交替（ALT），加到CH1和CH2两通道的输入信号各自触发扫描，也就是当不同频率的两个波形同时观察时，每个通道的波形都能稳定触发。在这种情况下，信号必须同时加到CH1和CH2通道上，并且两信号必须各自的幅值超过一个相同的电平。也就是有一个共同的电平包含在CH1和CH2信号的幅值中。

当正弦波加到通道，方波加到CH2通道。为了扩大同步范围，当CH2采用交流耦合，同步电平范围就从“A”增加到“B”。当CH1或CH2中的任一个输入信号太小，调节V/div开关或以达到足够的幅度。