示波器垂直精度功能是干什么的

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可以使用垂直控制来显示波形、调整垂直刻度和位置每个通道都有单独的垂直菜单。每

个通道都能单独进行设置

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 体积轻小具有保存和显示波形功能,测量精度高并能通过串口将屏幕波形以图形文件形式传递到电脑上. 

可通过串口将波形上传至PC

有触发输出,可以将多台示波器串接起来实现多通道测量或用作同步其它仪器。

可观测触发之前的波形(负延迟)

3)、汽车电子、电动汽车测试
4)、电力系统测试、工业现场电气调試测试
6)、电子专业学生实训

1) 测量信号通过信号输入口进入然后经过耦合开关,选择不同耦合方式
2) 若耦合方式选择为Freq,则说明使用嘚是频率计功能信号经频率测量电路直接进入处理器中。然后经过处理器处理后显示在显示屏上。
3) 若耦合方式为DC/AC则信号经过耦合後,进入衰减选择电路
4) 经过耦合电路的电压信号,在经过衰减选择电路及倍率选择放大电路后输入到放大器中,将其 输入的电压信號放大这样可以提高示波器的灵敏度及动态范围。
5) 经过放大的信号由采样保持电路对其进行采样,并输入到A/D 转换器中
6) A/D 转换电路將采样信号转换为数字信号后,将信号存储到存储器中
7) 微处理器再对存储器里的储存的数字化信号波形进行相应的处理后,然后将其顯示在显示屏上

简明使用说明及装配说明

使用说明(含实验例子)

怎样用超级终端接收示波器波形文件

LM双踪四线示波器概述

LM双踪四线示波器是便携式双通道示波器本机垂直系统具有5mV/DIV到5V/DIV的偏转灵敏度,水平系统具有0.5S/DIV到0.2?S /DIV的扫描速度并设有扩展×10,可将扫速提高到20nS/DIV

LM双踪㈣线示波器技术指标

外触发zui大输入电压

常态、自动、电视场、峰值自动

2.5 Z轴系统(用户要求时给出)

LM双踪四线示波器操作说明

1.本系列示波器電源电压为220V。

2.接通电源电源指示灯亮,稍候预热屏幕上出现光迹,分别调节亮度、聚焦、辅助聚焦、迹线旋转使光迹清晰并与水平刻度平行。

3.用10:1探极将校正信号输入至CH1输入插座

4.调节CH1移位与X移位,使波形相符合

5.将探极换至CH2输入插座,垂直方式置于“CH2”重复(4.)操莋,得到相符合的波形

   调节亮度电位器,使屏幕显示的光迹亮度适中一般观察不宜太亮,以免荧光屏老化高亮度的显示一般用于观察低频率的快扫描信号。

 当只需观察一路信号时将“MODE”开关置“CH1”或“CH2”,此时被选中的通道有效被测信号可从通道端口输入。当需偠同时观察两路信号时将“MODE”开关置交替“ALT”,该方式使两个通道的信号被交替显示交替显示的频率受扫描周期控制。当扫速低于一萣频率时交替方式显示会出现闪烁,此时应将开关置于继续“CHOP”位置当需要观察两路信号代数和时,将“MODE”开关置于“ADD”位置在选擇这种方式时,两个通道的衰减设置必须*CH2

 直流(DC)耦合:适用于观察包含直流成份的被测信号,如信号的逻辑电平和静态信号的直流电岼当被测信号的频率很低时,也必须采用这种方式

 交流(AC)耦合:信号中的直流分量被隔断,用于观察信号的交流分量如观察较高矗流电平上的小信号接地(GND):通道输入端地(输入信号断开),用于确定输入为零时光迹所处位置

 当按下X-Y操作键CH1 X时,本机可作为X-Y示波器使用此进CH1作为X轴,CH2作为Y轴

触发源开关有两种,一种是外触发“EXT”由面板上外触发输入插座输入触发信号;另一种是内触发“INT”,甴内触发源开关控制

CH1触发:触发源取自通道1。

CH2触发:触发源取自通道2

MODE触发:触发源受垂直方式开关控制,当垂直方式开关置于“CH1”觸发源自动切换到通道1;当垂直方式开关置于“CH2”,触发源自动切换到通道2;当垂直方式开关置于“ALT”触发源与通道1、通道2同步切换,茬这种状态使用时两个不相关的信号其频率不应相差很大,同时垂直输入耦合应置于“AC”触发方式应置于“AUTO”或“NORM”。当垂直方式开關置于“CHOP”和“ADD”时内触发源选择应置于“CH1”或“CH2”。

扫描范围从0.2?S /DIV—0.5S/DIV按1-2-5进位分20档微调提供至少2.5倍的连续调节,根据被测信号频率的高低选择合适档级,在微调顺时针旋转至校正位置时可根据开关的示值和波形在水平轴方向上的距离读出被测信号的时间参数,当需偠观察波形某一个细节时可进行水平扩展×10,此时原波形在水平轴方向上被扩展10倍

 当被显示波形某一部分需要扩展时就需提高扫描速喥。此时可以按下扫描扩展×10按键波形就被扩展10倍波形的中心显示在屏幕上。

工作在扫描扩展状态时扫描速度如下:

因此,zui高扫速0.2?S /DI經扩展后成为:

当交替扫描扩展开关被按下时扩展后的波形和未被扩展的波形同时显示在屏幕上,本示波器此时可实现双踪四线显示

調节扫线分离旋钮可以改变两扫线间的距离,以便适于观察

常态(NORM):无信号输入时,屏幕上无光迹显示;有信号输入时触发电平调節在合适位置上,电路被触发扫描当被测陈频率低于20Hz时,必须选择这种方式

自动(AUTO):无信号输入时,屏幕上有光迹显示;一旦有信號自动输入时电平调节在合适位置上,电路自动转换到触发扫描状态显示稳定的波形。当被测信号频率高于20 Hz时zui常用着一种方式。

电視场(TV):对电视信号中的场信号进行同步在这种方式下被测信号是同步信号为负极性的电视信号,如果是正极性则可以由CH2输入,借助于CH2   INV把正极性转变为负极性后测量。

峰值自动(P-P AUTO):这种方式同自动方式但无须调节电平既能同步,它一般适用于正弦波、对称波或空仳相差不大的脉冲波对于频率较高的测试信号,有时也要借助于电平调节它的触发同步灵敏度要比“常态”和“自动”稍低一些。

4.极性的选择(SLOP)

 用于选择被测信号的上升沿或下降沿去触发扫描

 用于调节被测信号在某一合适的电平上启动扫描,当产生触发扫描后“TRIG’D”指示灯亮。

 当被测量的信号是一个具有两个或更多重复周期的复杂波形时仅用上述电平控制器不足以获得稳定波形显示。在这种情況下可通过调节释抑时间(扫描休止时间),使扫描稳定与触发信号同步

 本示波器附件中有两根衰减比为10:1和1:1可转换的探极,为减少探極对被测电路影响一般使用10:1探极,此时探极的输入阻抗为10MΩ,16 pF;衰减比为1:1的探极用于观察小信号但此时输入阻抗已降1MΩ,输入电容约为70 pF,因此在测量时要考虑探极对被测电路的影响和测试的准确性

 为了提高测量精度,探极上的接地和被测电路地应尽量采用zui短的连接茬频率较低、测量精度不高的情况下,可用前面板上接地端和被测电路地连接以方便测试。

 由于示波器输入特性的差异在使用10:1探极测試以前,必须对探极进行检查和补偿调节

LM双踪四线示波器测量

4.1测量前的检查和调整

   为了得到较高的测量精度,减少测量误差在测量前應对如下项目进行检查和调整。

在正常情况下屏幕上显示的水平光变应与水平刻度线平行,但由于地球磁场与其它因素的影响会使水岼迹线产生倾斜,给测量造成误差因此在使用前可按下列步骤检查或调整:

   探极的调整用于补偿由于示波器输入特性的差异而产生的误差,调整方法如下:

1.按3.1设置面板控制件并获得一扫描基线。

3.将ch1的10:1探极接入输入插座并与本机校正信号“CAL”联接。

4.2.1峰--峰值电压的测量

   对被测信号波形峰--峰值电压的测量步骤如下:

1.将信号输入至CH1或CH2插座,将垂直方式置于被选用的通道

2.设置电压衰减器并观察波形,使被显礻的波形在5格左右将微调顺时针旋转(校正位置)。

3.调整电平使波形稳定(如果峰值自动无须调节电平)。

4.调节扫速控制器使屏幕顯示至少一个波形周期。

5.调节垂直移位使波形底部在屏幕中某一水平坐标上。

6.调整水平移位使波形顶部在屏幕中央的垂直坐标上。

7.读絀垂直方向A-B两点之间的格数

8.按下面公式计算被测信号的峰--峰电压数(Vp—p)。

Vp—p=垂直方向的格数×垂直偏转因数

4.2.2直流电压的测量

1.设置面板控制器使屏幕显示一扫描基线。

2.设置被选用通道的耦合方式为“GND”

3.调节垂直移位,使扫描基线与水平中心刻度线重合定义此为参考嘚电平。

4.将被测信号馈入被选用的通道插座

5.将输入耦合置于“DC”,调节电压衰减器使被测波形显示在屏幕中一个合适的位置上,微调順时针旋转(校正位置)

6.读出被测直流电平偏移参考地线的格数。

7.按下列公式计算被测直流电压值:

V=垂直方向格数×垂直偏转因数×偏转方向(+或-)

当需要测量两个信号的代数和或差时可根据下列步骤操作:

(3)    调节电压衰减器使两个信号的显示幅度适中,调节垂矗移位使两个信号波形处于屏幕中央。

(4)    将垂直方式置于“ADD”即得两个信号的代数和显示,如需观察两个信号的代数差则将CH2 INV键按丅。

在某些应用中需要对两个信号之间的幅值偏差(百分比)进行测量,其步骤如下:

(1)    将作为参考的信号馈入CH1和CH2输入插座设置垂矗方式为被选用的通道。

(2)    调整电压衰减器和微调控制器使屏幕显示幅度为垂直方向5倍

(3)    在保持电压衰减器和微调控制器在原位置鈈变的情况下,将探极从参考信号换接至欲比较的信号调整垂直移位使波形底部对准屏幕的0%刻度线。

(4)    调整水平移位使波形顶部在屏幕中央的垂直刻度线上

(5)    根据屏幕左侧的0%和100%的百分比标准,从屏幕中央的垂直座标上读出百分比(1小格等于4%)

4.3.1时间间隔的测量

对于┅个波形中两点间时间间隔的测量,可按下列步骤进行:

(2)    调整电平使波形稳定显示(如峰值自动则无须调节电平)。

(3)将扫速微調顺时针旋足(校正位置)调整扫速控制器,使屏幕上显示1-2个信号周期

(4)分别调整垂直移位和水平移位使波形中需测量的两点位于屏幕中央水平刻度线上。

(5)测量两点之间的水平刻度按下列公式计算出时间间隔

时间间隔(S)= 两点之间水平距离(格)×扫描时间因素(时间/格)

4.3.2周期和频率的测量

4.3.3上升或下降时间的位置

上升(或下降)时间的测量方法和时间间隔的测量方法一样,只不过是测量被测波形满幅度的10%和90%两处之间的水平轴距离测量步骤如下;

(1)    设置垂直方式为CH1和CH2,将信号馈送到被选中的通道输入插座

(2)    调整电压衰减器和微调,使波形的垂直幅度显示5倍

(3)    调整垂直移位,使波形的顶部和底部分别位于100%和0%的刻度线上

(4)    调整扫速开关,使屏幕显示波形的上升沿或下降沿

(5)    调整水平位移,使波形上升沿的10%处相交于某一垂直刻度线上

(6)    测量10%到90%两点间的水平距离(格),如波形嘚上升沿或下降沿较快则可将水平扩展×10,使波形的水平方向上扩展10倍

(7)    按下列公式计算出波形的上升(或下降)时间

上升(或下降)时间 = 水平距离(格)×扫描时间因素(时间/格)

4.3.4时间差的测量

对两个相关信号的时间差测量,可按下列步骤进行;

(1)    将参考信号和┅个待比较信号分别馈入“CH1”和“CH2”入插座

(4)    调整电压衰减器和微调控制器,使显示合适的幅度

(6)    调整SEC/DIV,使两个波形测量点之间囿一个能方便观察的水平距离

(7)调整垂直移位,使两个波形的测量点位于屏幕中央水平刻度线上

时间差= 水平距离(格)×扫描时间因素(时间/格)

4.3.5相位差的测量

相位差的测量可参考时间差的测量方法,步骤如下:

(1)    按以上时间差测量方法的步骤(1)至(4)设置有关控制器

(2)    调整电压衰减器和微调控制器,使两个波形的显示幅度*

(3)    调整扫速开关和微调,使波形的一个周期在屏幕上显示8格这樣水平刻度线上1 DIV=45°(360°÷8)

(4)    测量两个波形相对位置上的水平距离(格)

相位差=水平距离(格)×45°/格

本示波器具有显示电视场信号的功能,操作方法如下:

(1)    将垂直方式置于“CH1”或“CH2”将电视信号馈送至被选中的通道输入插座。

(3)    观察屏幕上显示是否是负极性同步脉冲的信号如果不是,可将信号改送至CH2通道并将CH2INV键按下,使正极性同步脉冲的电视信号倒相为负极性同步脉冲的电视信号

(4)    调整电压衰减器和微调控制器,显示合适的幅度

在某些场合,X轴偏转需外来的信号控制如接外扫描信号,阶梯信号及李沙育图形的观察或作其它设备的显示装置,都要用到这种方式

X-Y方式的操作,将CH1-X键按下由CH1 OR X端输入X信号,其偏转因素直接由CH1通道的VOLTS/D1V开关示值读取同样甴CH2 OR Y端输入Y信号。

由本示波器后面板的Z轴输入插座可输入对波形亮度的调制信号调制极性为正电平消隐,负电平加亮如与X-Y方式配合使用,可实现X、Y、Z三个方向上的控制用于图形或字符显示。

原标题:示波器不可忽略的一个偅要参数

所有示波器在模拟通道与数字转换过程中都会产生垂直噪声这是不可避免的。很多用户在购买示波器时都忽略了这一重要参数甚至示波器厂商也都刻意回避这个指标,数据手册中很少有明确标明这里将详细分析了垂直噪声的由来并比较了各主流厂商不同型号礻波器的底噪特性。

1、垂直噪声从哪里来?

示波器的垂直噪声主要来自两个方面:

1)模拟前端电路的噪声:包括衰减电路的噪声、缓冲电路的噪声、放大器的噪声以及电源的噪声

因为随机噪声的无界性、随机性,带宽越高噪声频谱越宽,模拟前端电路的噪声越大示波器的基线本底噪声主要由这部分决定,这也是评价模拟前端设计好坏的重要指标

2)模拟信号数字化过程产生的噪声:主要是ADC的量化噪声。

关于ADC嘚量化噪声贝尔实验室的W. R. Bennett 1948年发表的经典论文中有一条很有名的公式可以表征:

以ZDS2022中使用的ADC为例,它的分辨率为8bit采样率为1GSa/s,带宽为200MHz计算可得ADC量化过程的信噪比为 53.9dB。所以在最小垂直档位2mV/div下的量化噪声有效值为14uVrms基本可以忽略不计,在该档位下噪声主要来自模拟前端测量 10mVpp嘚方波,波形迹线会变粗测量误差主要来自模拟前端的本底噪声。

但是当垂直档位越大量化噪声逐渐占主导地位,而模拟前端噪声虽嘫会随着放大器的增益变化产生微小的改变但是仍然在2mV以下。

示波器通常为了防止ADC超出限制留了±1div的裕量,实际垂直幅度范围为10div所鉯在1V/div档位下ADC的1LSB为40mV左右,按照最大量化误差±0.5LSB计算ZDS2022在该档位下的量化噪声为40mVpp。测量幅度为5Vpp的方波信号测量误差主要来自量化噪声。

图 2 1V/div档位测试5Vpp方波信号的峰峰值误差

2、垂直噪声会带来什么影响?

示波器垂直精度噪声会从很多方面影响信号的精确测量它会:

1)引入幅度测量误差;

3)在进行小信号测量时会导致触发抖动,无法稳定波形这时必须设置触发耦合为高频抑制,并适当增大触发灵敏度

4)产生显示不良的“胖波形”。

3、如何评估示波器的底噪?

既然底噪如此重要要怎么评估一台示波器的底噪呢?通常认为示波器的基线本底噪声是示波器垂直精喥档位置于灵敏度最高条件下测得的。但是市面上很多示波器在最高灵敏度档位下由于放大器增益大于40dB,带宽通常会有所降低所以要仳较不同示波器的底噪,应该把相同带宽特征的示波器放在一起对比他们在全带宽条件下最高灵敏度档位的基线本底噪声。

因为噪声服從高斯分布存在随机性、无界性,噪声测量中收集的数据越多得到的噪声峰峰值偏移更高,基于这一原因像垂直噪声和随机抖动这类隨机现象应使用RMS(均方根)值来进行定义和测量

为了比较各公司不同型号示波器的基线本底噪声,需要将它们各种设置置于尽量接近的条件步骤如下:

1)打开通道1,设置为直流耦合输入阻抗设置为1MΩ,关闭带宽限制,置于2mV/div垂直档位;

2)断开探头的连接,将输入端口接地并远离鈳能耦合进来的噪声源;

3)将时基档位设置为20ns/div,存储深度尽量选择接近的值;

4)正确设置触发通道与触发电平;

5)关闭其他通道(某些型号示波器由于多通道共用单片ADC、存储芯片在开启多个通道时会降低采样率、存储深度等参数)。

6)打开示波器的测量功能选择电压有效值(RMS-AC)测量;

7)为了对比更奣显,设置余辉时间为10s

下图分别是ZDS2022、T公司的MDO3054(为了带宽一致,已开启250MHz带宽限制)、A公司的MSO-X 3012A测试的基线本底噪声结果

需要注意的是除了带宽鉯外,以下几项也同样会影响底噪测量结果:

不同的时基档位对应的采样率、存储深度、波形刷新率都不同而且不同的示波器差别也很夶。即使使用相同的时基档位示波器的存储深度等参数还是会有很大差别。

在交流耦合下会使低频噪声受到一定程度的抑制影响噪声測量结果。而且不同的示波器低频响应不同对低频噪声抑制也不一样,所以应使用直流耦合评估和比较示波器的底噪

因为噪声固有的隨机性,收集的数据越多测量得到的噪声峰峰值越大。

波形刷新率越大屏幕上显示的波形越多,测量得到的噪声峰峰值也越大

下表昰各型号示波器在测量底噪时的各项参数,由以上分析可以发现ZDS2022在相对近似的测试条件下测试得到的底噪明显优于其他几个厂家。

表1 各型号底噪测试条件

每秒一百万个波形:故障排查准確无需猜测

R&S?RTO的采集率高达每秒一百万个波形,其排查错误的速度明显更快

采集率极高,对功能不存在任何限制

R&S?RTO示波器是第一种具備高采集率、且对仪器设置和可用分析功能不存在任何限制的仪器

该示例展示了如何以持续模式对一个波形进行快速的直方图测量。

支歭历史信息查看功能故障分析快速

借助R&S?RTO示波器,始终可以查看以前和当前的波形

无论什么功能中止了测量过程,存储在存储器内的測量数据均可以立即用于分析工作

测量速度极高,对于复杂的分析功能也不例外

R&S?RTO示波器中的大量分析功能均使用硬件实现的

计算过程可以并行运行,并且史无前例地可以确保高采集率即使分析功能处于工作状态。

FFT 频谱分析:功能强大易于操作

R&S?RTO示波器FFT功能的精度、速度和功能极为优异,且易于使用

模板测试:配置快捷,结果可靠

使用R&S?RTO示波器进行高速掩码测试:十秒钟之内可以完成六百万个鉯上波形的采集、评估和显示工作。

分析功能先进每信道同时可分析多达三个波形

使用R&S?RTO示波器,用户第一次可以自行配置数据抽取类型和波形算法并可以同时显示多达三个波形。

触发抖动极低可以实现高精度测量

基于硬件信号处理技术,R&S?RTO示波器首次实现了实时数芓触发系统

它提高了触发灵敏度、减少了触发抖动,并实现了一些新功能

例如灵活地配置滤波器或者触发数学组合输入信号。

全带宽范围内触发灵敏度极高

根据触发定义,数字触发器可以对每一个采集到的样本进行验证

用户可以设置示波器的触发滞后参数,以在任哬信号噪声电平条件下都实现稳定的触发操作

对于触发信号,使用可调数字滤波器

用于测量信号和触发信号的滤波器设置:数字低通滤波器的截止频率可以选择

并可以用于测量信号、触发信号或者同时用于这两种信号。

操作方法更加简易快捷

使用直观的菜单结构,操莋更快捷

显示屏上边缘的工具栏、清晰的菜单结构帮助用户快速找到各种丰富的功能,无需大量查找

控制元件采用颜色编码,更加易於辨识  

垂直系统和触发系统的控件采用颜色编码

纵轴定位和刻度旋钮的周围使用了多种颜色的发光二极管,以采用特定颜色可视化显示當前已经选定的通道

显示屏边缘的信号图标实时显示波形和测量结果。这些图标也可以拖放至主界面并全尺寸显示相应的波形。

对话框采用半透明设计始终可以观察到完整的测量信号

一流的半透明对话框使得用户可以始终看到测量结果

固有噪声极低,测量精度极高

R&S?RTO1024礻波器典型的固有噪声:直方图测量的标准偏差(S-dev)

使用单核模数转换器动态范围更大

R&S?RTO示波器始终使用高有效位数(ENOB)的模数转换器,

确保可以准确的描述信号细节并具备极大的动态范围。

全带宽测量即使对于输入灵敏度范围≤10mV/div的情况

R&S?RTO示波器的输入灵敏度可以高達1mV/div。然而它们仍然工作于非常高的测量精度。

因为其灵敏度等级的实现不仅使用了基于软件的缩放功能,还采用了前端可切换的放大器

与温度无关的增益和偏差误差极小

罗德与施瓦茨示波器示波器的放大器和前端衰减器均进行了极为精确的补偿。

此外还采用了精密嘚温度控制技术,确保整个仪器具备优良的高温稳定性

具备极佳的连续工作必要条件,不会因自动补偿导致恼人的工作中断

信道与信噵之间的隔离度极高,无串扰现象

R&S?RTO前端使用了高性能设计的屏蔽罩确保通道与通道之间实现可靠的隔离。

标准配置按每通道/1个通道處于工作状态

按每通道/1个通道处于工作状态

对于抽取模式和波形算法的任何组合,每通道均最多可以支持 3个波形 采样、峰值检测、高分辨率、有效值
±100 ns (实时偏移校正通道到通道触发例如状态检测偏移校正)
可自动也可手动设置范围:0.1 div5div
可检测最小脉冲干扰信号h
对于选定通道可以在100 kHz50%模拟带宽的截止频率范围内,选择RF抑制
算术运算、逻辑运算、比较运算频域,数字滤波器
硬件加速的数学计算功能
频谱、直方图、模板测试、光标

六寸长型内置刻度(8*10div,刻度照奣)

AC、DC、GND(交流偶合zui底可用频率为4Hz)

CH2讯号输出(选件)

ΔV(电压测量)、Δt(时间测量)、1/Δt(周期测量)

关掉电源前之zui后面板设定

后备電池(约30000小时)

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