示波器概述及使用方法

测量仪表

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描述

一、示波器概述:是一种非常重要的电子测量仪器设备,一般由示波器本体和示波器探头组成。

标注150MHz:示波器的有效带宽为150MHz,也称-3dB带宽为150MHz。

标注1GS/s:示波器的采样速率,表示示波器每秒采样1000_000_000个数据点。

探头

二、示波器探头:示波器最主要的三个局限性是:灵敏度不足、输入电压容许范围太小、带宽有限。

(1)、灵敏度:要保证被测信号的电平高于示波器的最低信号灵敏度电平。

(2)、输入电压容许范围:最大电平小于5V是大多数示波器的最大电压测量范围。

(3)、带宽:要保证被测信号的最大带宽小于示波器的标称额定带宽。

探头

注1:示波器探头的等效电路:

示波器探头的接地环路自感:探头的接地环路自感和探头的寄生电容会组成谐振回路,当自感值较大时,在输入信号的激励下就有可能产生高频谐振,造成信号失真或振铃现象。因此其值越小越好。一般不采用示波器的的接地夹线进行接地,而是采用接地弹簧接地,减小接地环路自感。

示波器探头的输入阻抗:输入阻抗越大越好,为了避免探头输入阻抗的负载影响,一般要求探头输入阻抗为信号源阻抗和负载阻抗的10倍以上。大部分探头输入阻抗在几十K欧姆到几十M欧姆之间。

示波器探头的输入电容:输入电容是示波器探头的寄生电容,是影响探头带宽的最重要的因素。探头的输入电容会衰减信号的高频分量,将信号的上升沿变缓。大部分探头的输入电容在几十pF到几百pF之间。

探头

注2:示波器探头的1×档和10×档:

1×档:表示信号没有经过衰减进入示波器。

10×档:表示信号衰减10倍(原信号的1/10)进入示波器。此时当示波器也设置为10×档,衰减的信号在示波器内部被放大10倍,然后直接读数即可;当示波器设置为1×档,示波器读数应扩大10倍才是真实信号值。

三、示波器的使用:

示波器测量开关电源的纹波:

(1)、为了减小接地环路电感,减小高频噪声干扰。示波器的探头接地线应该尽可能短。通常应该去掉探头帽,使用探头自带的接地弹簧接地,而不是采用接地夹线接地。

(2)、示波器探头选择1×档测量纹波。因为如果选择10×档测量纹波,信号先会被衰减1/10,同时示波器后面要进行放大10倍处理。这样会将示波器探头产生的噪声分量和信号分量的1/10叠加进行放大,造成较大的噪声干扰,纹波测量不会准确。

(3)、注意示波器探头1×档的带宽信息。一般1×档的探头的带宽都比较有限,一般要求示波器探头的带宽应至少大于20MHz。

(4)、示波器要开启20MHz带宽限制功能。一般开关电源的电源输出纹波在DC~20MHz范围内;而高频同步开关噪声和信号的反射噪声在DC~1GHz范围内,因此开启示波器的带宽限制可以衰减高频噪声,避免高频噪声和纹波混叠。

(5)、示波器的通道耦合方式选择交流耦合。交流耦合隔离直流电压,只显示交流信号,有利于观测纹波信息。如果选择直流耦合,直流信号远远大于纹波交流信号,这时需要将示波器垂直刻度调小,并调节垂直偏移才可以看到纹波信号,不方便观看。
 

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