示波器怎么調(diào)節(jié)波形？示波器波形不穩(wěn)定怎么辦？示波器顯示波形的原理

目錄

示波器波形圖

示波器波形代表什么意義？

示波器波形顯示基本原理

了解示波器顯示屏

主要示波器波形設(shè)置控制

如何適當(dāng)調(diào)整波形刻度？

示波器觸發(fā)

如何使用示波器數(shù)學(xué)函數(shù)波形和參考波形？

如何使用數(shù)學(xué)函數(shù)波形

如何使用參考波形

如何更改示波器顯示設(shè)置

示波器常見(jiàn)故障現(xiàn)象及原因

沒(méi)有光點(diǎn)或波形

示波器波形不穩(wěn)定

示波器波形圖

示波器是一種可將電信號(hào)（主要是電壓）轉(zhuǎn)換為屏幕/顯示屏上的可見(jiàn)軌跡的電子儀器。也就是說(shuō)，可將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。

示波器把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)程。示波器利用電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上，就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)。在被測(cè)信號(hào)的作用下，電子束可以在屏面上描繪出被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值的變化波形曲線。利用示波器能觀察各種不同信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的波形曲線，用它測(cè)試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。

示波器波形代表什么意義？

一句話概括：水平坐標(biāo)代表時(shí)間，垂直坐標(biāo)代表電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等隨時(shí)間變化的曲線就是示波器顯示的波形。

示波器波形顯示基本原理

示波器在水平偏轉(zhuǎn)板上加入了鋸齒波形電壓。由于在x軸上的偏轉(zhuǎn)量和U成正比，U在一個(gè)周期內(nèi)又是勻速增大的，所以電子會(huì)均勻地打在x軸上，留下熒光，看起來(lái)就像是熒光在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鋸齒波重復(fù)出現(xiàn)時(shí)，亮點(diǎn)就不斷地在熒光屏上往復(fù)，就好像t的時(shí)間軸被展開(kāi)。這時(shí)候再在y軸加上想要觀測(cè)的電壓，電壓就會(huì)被在x軸上展開(kāi)。

示波器數(shù)字波形顯示

數(shù)字波形顯示

這些儀器以二維形式動(dòng)態(tài)繪制隨時(shí)間變化的電信號(hào)。在示波器顯示屏的 “Y"（垂直）軸繪制電壓，在 “X"（水平）軸繪制時(shí)間。所繪制的電壓和時(shí)間最終顯示為一幅輸入信號(hào)圖，通常稱為“波形"。隨著輸入信號(hào)特性的變化，可在示波器顯示屏上看到所繪制波形的持續(xù)/動(dòng)態(tài)更新。

波形顯示區(qū)域顯示有網(wǎng)格線（格）

波形是電壓或電流隨時(shí)間變化的復(fù)雜模式。在電氣和電子電路中經(jīng)常遇到不同形狀的重復(fù)波形。最基本的波形類型是方波，它具有反復(fù)重復(fù)的特定形狀。方波常用于測(cè)試和校準(zhǔn)，因?yàn)樗鼈円子谏桑⑶倚螤钜子跍y(cè)量。

請(qǐng)掃描二維碼, 下載應(yīng)用文章:

了解示波器顯示屏

使用探頭將信號(hào)輸入示波器后，便可設(shè)置示波器的垂直和水平刻度調(diào)整，開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量。正如前面所說(shuō)，示波器顯示屏以 X：Y 形式捕獲波形。電壓（信號(hào)幅度）在 Y 軸繪制，時(shí)間在 X 軸繪制。

波形顯示區(qū)域劃分為許多網(wǎng)格線 – 有時(shí)也叫做“格"。在垂直軸上有 8 個(gè)垂直格。每個(gè)垂直格（水平網(wǎng)格線之間的間隔）等于示波器顯示屏左上角顯示的伏/格設(shè)置。在本示例中，由于示波器的垂直刻度調(diào)整設(shè)置為 1 V/div，因此每個(gè)水平網(wǎng)格線之間的增量電壓為 1 伏。在此設(shè)置 (1 V/div) 下示波器能測(cè)量的最大峰峰值振幅為 8 Vpp（8 格 x 1 V/div）。

在水平軸上有 10 個(gè)水平格。每個(gè)水平格（或每個(gè)垂直網(wǎng)格線之間的間隔）等于示波器的秒/格設(shè)置。該設(shè)置顯示在示波器顯示屏的右上角附近。在本示例中，由于示波器的水平刻度調(diào)整設(shè)置為 1 µs/div，因此每個(gè)垂直網(wǎng)格線之間的增量時(shí)間為 1 微秒。示波器屏幕能測(cè)量的最長(zhǎng)時(shí)間為 10 微秒（10 格 x 1 µs/div）。

斜坡波形是一個(gè)復(fù)雜的波形，可以用于測(cè)試電路。它是通過(guò)組合兩個(gè)不同頻率的方波而創(chuàng)建的。斜坡波形可以測(cè)量信號(hào)的頻率或診斷電路問(wèn)題。

數(shù)字示波器是由模擬電路與數(shù)字電路所組成的一個(gè)復(fù)雜鏈路

主要示波器波形設(shè)置控制

示波器顯示

示波器波形控制

在示波器上進(jìn)行任何測(cè)量之前，必須先設(shè)置示波器垂直和水平控制，以在示波器顯示屏上以適當(dāng)?shù)目潭蕊@示波形。
主要控制包括垂直刻度調(diào)整控制、水平刻度調(diào)整控制和觸發(fā)電平控制旋鈕。
示波器每個(gè)輸入通道的垂直刻度調(diào)整控制都位于示波器右側(cè)前面板的底部附近 – 就在輸入 BNC 的正上方。較大的旋鈕控制垂直伏/格設(shè)置，較小的旋鈕控制垂直位置（或偏移）。
示波器水平刻度調(diào)整控制位于示波器前面板頂部附近。較大的旋鈕控制秒/格設(shè)置，較小的旋鈕控制水平位置（或延時(shí)）。

如何適當(dāng)調(diào)整波形刻度？

設(shè)置示波器波形刻度調(diào)整是一個(gè)反復(fù)調(diào)整前面板，直到 出屏幕上顯示所需 “圖形"的過(guò)程

設(shè)置示波器波形刻度調(diào)整通常是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程。例如，假設(shè)在初始刻度調(diào)整中，波形刻度調(diào)整為振幅相對(duì)較低，且屏幕上的周期數(shù)過(guò)多，如左側(cè)屏幕截圖所示。在此情況下，我們看到所繪制波形的振幅只有約 1 格高。旋轉(zhuǎn)伏/格旋鈕增加波形的刻度調(diào)整。如果旋轉(zhuǎn)旋鈕的方向不正確，波形的垂直刻度調(diào)整將變得更小。此時(shí)只需向另一方向旋轉(zhuǎn)旋鈕，直到將波形刻度調(diào)整到波形高度占屏幕的一半以上。請(qǐng)注意，如果按 V/div 旋鈕，便可以更“精細(xì)"的調(diào)整粒度調(diào)整 V/div 設(shè)置，從而使波形充滿大部分屏幕，以便進(jìn)行更精準(zhǔn)的測(cè)量。

調(diào)整 V/div 旋鈕，直到波形在垂直方向充滿大部分屏幕為止
調(diào)整垂直位置旋鈕，直到波形垂直居中為止
調(diào)整 s/div 旋鈕，直到水平方向只顯示少數(shù)幾個(gè)周期數(shù)為止
調(diào)整觸發(fā)電平旋鈕，直到電平設(shè)置在垂直方向接近波形中間為止

如果輸入信號(hào)存在直流偏移（波形移動(dòng)到屏幕中心以上或以下），則可能還需要旋轉(zhuǎn)垂直位置旋鈕，將屏幕中的波形居中。

為了獲得適當(dāng)?shù)乃娇潭日{(diào)整，可旋轉(zhuǎn)秒/格旋鈕 – 有時(shí)稱為時(shí)基控制 – 直到屏幕上只顯示少數(shù)幾個(gè)波形周期數(shù)為止。但如果只希望查看數(shù)字信號(hào)的快速邊沿，則可將秒/格設(shè)置設(shè)置為較低的值，以便以較高的水平分辨率僅查看快速上升或下降邊沿。

最后，可能需要調(diào)整觸發(fā)電平以獲得穩(wěn)定顯示。旋轉(zhuǎn)觸發(fā)電平旋鈕時(shí)，將顯示水平觸發(fā)電平指示器（與電壓光標(biāo)類似），顯示實(shí)際觸發(fā)電平。適當(dāng)?shù)挠|發(fā)電平設(shè)置通常為信號(hào)垂直幅度的 50% 左右。將重復(fù)輸入信號(hào)的觸發(fā)電平設(shè)置為 50% 的一種快速方法是只按觸發(fā)電平旋鈕。稍后我們將詳細(xì)討論觸發(fā)。

請(qǐng)注意，調(diào)整完垂直、水平和觸發(fā)電平控制后，可能需要返回重新調(diào)整某些設(shè)置，直到出現(xiàn)所需圖形為止。

請(qǐng)注意，對(duì)簡(jiǎn)單重復(fù)輸入信號(hào)設(shè)置示波器刻度調(diào)整的另一種簡(jiǎn)便快速的方法是使用示波器自動(dòng)刻度調(diào)整功能。但自動(dòng)刻度調(diào)整功能對(duì)于較復(fù)雜的信號(hào)有時(shí)無(wú)法使用。而且如果使用示波器的此功能，您可能一直不會(huì)了解如何在需要手動(dòng)調(diào)整時(shí)有效使用示波器。

示波器觸發(fā)

觸發(fā)通常是示波器被了解得最少的功能，但該功能是您應(yīng)了解的最重要的示波器功能之一，尤其是在需要監(jiān)視非常復(fù)雜的信號(hào)時(shí)。可將示波器“觸發(fā)"看作“同步圖形獲取"。一個(gè)波形圖形實(shí)際上包含許多單獨(dú)、連續(xù)的數(shù)字化采樣。

三個(gè)示波器觸發(fā)示例 - 在左側(cè)的屏幕截圖中，示波器的觸發(fā)電平設(shè)置在波形之上。在此情況下，輸入信號(hào)在任何方向上都不通過(guò)觸發(fā)閾值級(jí)別。使用示波器的“自動(dòng)"觸發(fā)模式，示波器將獲取輸入信號(hào)的異步圖形，顯示出不穩(wěn)定的波形。

在中間的屏幕截圖中，示波器設(shè)置為觸發(fā)輸入信號(hào)的上升邊沿，觸發(fā)電平設(shè)置為 50% 電平左右。在此情況下，我們可以在屏幕正中看到輸入信號(hào)的上升邊沿。這是示波器的默認(rèn)觸發(fā)位置。
在右側(cè)的屏幕截圖中，示波器設(shè)置為觸發(fā)輸入信號(hào)的下降邊沿，觸發(fā)電平設(shè)置為較高電平 (+2.0 V)，接近波形的正峰值?，F(xiàn)在我們可以在屏幕正中看到輸入信號(hào)的下降邊沿。這同樣是觸發(fā)點(diǎn)。

監(jiān)視重復(fù)輸入信號(hào)時(shí)，通常示波器會(huì)執(zhí)行重復(fù)采集（或重復(fù)圖形獲?。﹣?lái)顯示輸入信號(hào)的“實(shí)時(shí)"圖形。示波器的此重復(fù)圖形獲取必須同步到輸入信號(hào)的weiyi點(diǎn)，以在示波器顯示屏上顯示穩(wěn)定波形。

盡管某些示波器提供了各種高級(jí)觸發(fā)模式以供選擇，但zuichangyong的一種觸發(fā)類型是在輸入信號(hào)從正或負(fù)方向通過(guò)特定電壓閾值級(jí)別時(shí)觸發(fā)示波器。我們稱其為“邊沿觸發(fā)"。也就是說(shuō)，當(dāng)輸入信號(hào)從較低電壓電平變?yōu)檩^高電壓電平（上升邊沿觸發(fā)）或當(dāng)輸入信號(hào)從較高電壓電平變?yōu)檩^低電壓電平（下降邊沿觸發(fā)）時(shí)，示波器開(kāi)始觸發(fā)（獲取圖形）。

如何使用示波器數(shù)學(xué)函數(shù)波形和參考波形？

本指南說(shuō)明如何使用 Keysight 1000B 系列示波器- 初次使用示波器的詳細(xì)步驟。

如何使用數(shù)學(xué)函數(shù)波形

使用數(shù)學(xué)函數(shù)控件可選擇數(shù)學(xué)函數(shù)：

• 加。 • 減。 • 乘。 • FFT （快速傅立葉轉(zhuǎn)換）。

可以使用網(wǎng)格和光標(biāo)控件來(lái)測(cè)量數(shù)學(xué)結(jié)果。 可以使用在 “ 數(shù)學(xué) " 菜單中選擇的菜單項(xiàng)以及 輸入旋鈕來(lái)調(diào)整數(shù)學(xué)波形的 振幅。調(diào)整范圍是從 0.1% 至 1000% （以 1-2-5 步幅）。

數(shù)學(xué)刻度設(shè)置顯示在顯示屏底部。

圖 21 數(shù)學(xué)刻度設(shè)置值

加、減或乘波形

1 按下數(shù)學(xué) [Math]。

2 在 “ 數(shù)學(xué) " 菜單中，按下運(yùn)算。

4 按下信源 A，然后繼續(xù)按下軟鍵以選擇所需的輸入通道。

5 按下信源 B，然后繼續(xù)按下軟鍵以選擇所需的輸入通道。

6 要反轉(zhuǎn)加、減或乘的結(jié)果 （參照參考電平），可選擇反轉(zhuǎn)以在 “ 打開(kāi) " 和 “ 關(guān)閉 " 之間切換。

使用 FFT 顯示頻率域

FFT 數(shù)學(xué)函數(shù)可通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算將時(shí)間域波形轉(zhuǎn)換為其頻率分量。

FFT 波形可用于查找系統(tǒng)中的諧波含量和失真，用于確定直流電源中的噪聲特征并分析振動(dòng)情況。

如何顯示波形的 FFT：

1 按下數(shù)學(xué) [Math]。 2 在 “ 數(shù)學(xué) " 菜單中，按下運(yùn)算。 3 繼續(xù)按下運(yùn)算軟鍵或轉(zhuǎn)動(dòng) 輸入旋鈕以選擇 “FFT"。 4 在 FFT 菜單中，按下信源選擇，然后繼續(xù)按下軟鍵以選擇所需的輸入通道。

注意：

包含直流分量或偏移的波形的 FFT 可導(dǎo)致 FFT 波形振幅值不正確。要盡量減小 直流分量，可選擇源波形上的交流耦合。 要減少隨機(jī)噪聲和混疊分量 （在重復(fù)或單沖波形中），可將示波器采集模式設(shè)置 為平均。

有四個(gè) FFT 窗函數(shù)。每個(gè)窗函數(shù)都會(huì)在頻率解析度和幅度精度之間進(jìn)行折 衷。您要測(cè)量的內(nèi)容以及源波形特征有助于確定要使用的窗函數(shù)。使用表 6 中的指導(dǎo)選擇最佳窗函數(shù)。

表 6 FFT 窗函數(shù)特征

注意：要顯示包含較大動(dòng)態(tài)范圍的 FFT 波形，可使用 dBVrms 刻度。dBVrms 刻度使用 對(duì)數(shù)刻度顯示分量振幅。

10 使用水平位置旋鈕調(diào)整頻率 / 格。

頻率刻度顯示在屏幕上。使用它可顯示與 FFT 波形中的峰值關(guān)聯(lián)的頻率。

圖 22 FFT 波形

注意：FFT 分辨率 - FFT 分辨率是采樣率和 FFT 點(diǎn)數(shù)的商 (fS/N)。如果包含固定數(shù)量的 FFT 點(diǎn)（1024 個(gè)），采樣率越低，分辨率就越好。

注意：頻域中的尼奎斯特頻率和混疊 - 尼奎斯特頻率是任何實(shí)時(shí)數(shù)字化示波器都可在沒(méi)有混疊的情況下捕獲的最高頻 率。此頻率為采樣率的一半。超過(guò)尼奎斯特頻率的頻率將會(huì)導(dǎo)致采樣不足，從而 出現(xiàn)混疊。尼奎斯特頻率也稱為折疊頻率，因?yàn)樵诓榭搭l率域時(shí)，混疊的頻率分 量從該頻率向后折疊。

如何使用參考波形

您可以將參考波形保存到內(nèi)部非易失性存儲(chǔ)位置，然后在示波器上與捕獲的其他 波形一起顯示。

還可以在外部 USB 驅(qū)動(dòng)器連接到前面板 USB 主機(jī)端口時(shí)，將參考波形導(dǎo)出到該 外部 USB 驅(qū)動(dòng)器，或從其導(dǎo)入。

參考波形可像其他波形一樣顯示 （即，打開(kāi) / 關(guān)閉）

注意：參考波形函數(shù)不適用于 X-Y 模式。

保存參考波形

1 在將波形保存為參考之前，可根據(jù)需要設(shè)置波形的刻度和位置。 這些設(shè)置將成為參考波形的默認(rèn)設(shè)置。

2 按下參考 [Ref]。

4 按下存儲(chǔ)位置以選擇 “ 內(nèi)部 "。

5 按下保存。

導(dǎo)出或?qū)雲(yún)⒖疾ㄐ?/strong>

從外部存儲(chǔ)器導(dǎo)出或?qū)?（當(dāng) USB 驅(qū)動(dòng)器連接到前面板 USB 主機(jī)端口時(shí)）：

1 按下參考 [Ref]。

3 按下存儲(chǔ)位置以選擇 “ 外部 "。

4 按下保存或?qū)搿?/p>

5 使用磁盤(pán)管理器對(duì)話框?qū)Ш降揭獙⑽募?dǎo)出到的文件夾

6 在 “ 保存 " 或 “ 導(dǎo)入 " 菜單中：

• 要導(dǎo)出波形，可按下新建文件，輸入文件名，然后按下保存。

• 要加載選定的波形 （.wfm 文件），可按下導(dǎo)入。

使參考波形恢復(fù)其默認(rèn)刻度

1 按下參考 [Ref]。

2 在 “ 參考 " 菜單中，按下復(fù)位。 將恢復(fù)原先保存的波形的刻度和位置。

如何更改示波器顯示設(shè)置

將波形顯示為矢量或點(diǎn)

1 按下顯示 [Display]。 2 在 “ 顯示 " 菜單中，按下顯示類型在下列各項(xiàng)之間切換波形顯示：

矢量 - 示波器可使用數(shù)字插值來(lái)連接采樣點(diǎn)。 數(shù)字插值使用 sin(x)/x 數(shù)字濾波來(lái)維護(hù)線性結(jié)構(gòu)。數(shù)字插值 適用于實(shí)時(shí)采樣，在水平刻度設(shè)置為 20 ns 或更快時(shí)zuiyouxiao。

點(diǎn) - 將顯示采樣點(diǎn)。

清除顯示

1 按下顯示 [Display]。 2 在 “ 顯示 " 菜單中，按下清除顯示。

設(shè)置波形保持

1 按下顯示 [Display]。 2 在 “ 顯示 " 菜單中，按下波形保持以在下列各項(xiàng)之間切換波形顯示：

無(wú)限 - 采樣點(diǎn)將保持顯示狀態(tài)，直到顯示被清除，或保持設(shè)置為 “ 關(guān)閉 "。

關(guān)閉

調(diào)整波形強(qiáng)度

1 按下顯示 [Display]。

更改網(wǎng)格

1 按下顯示 [Display]。

反轉(zhuǎn)屏幕顏色

1 按下顯示 [Display] > shouxuan項(xiàng)。 2 在 “ 顯示 " 菜單中，按下屏幕以在 “ 普通 " 和 “ 反轉(zhuǎn) " 顏色之間切換。 在打印或保存屏幕時(shí)，反轉(zhuǎn)屏幕顏色有時(shí)很有用。

更改菜單顯示時(shí)間

菜單顯示時(shí)間是指在按下前面板鍵或軟鍵后，菜單保留在屏幕上的時(shí)間。

1 按下顯示 [Display]。

InfiniiVision 1000 X 系列包括 6 種型號(hào)的示波器，帶寬分別為 50-200 MHz。 1000 X 系列采用了與gaoduan InfiniiVision 系列相同的久經(jīng)考驗(yàn)的技術(shù)，為您提供值得信賴的專業(yè)級(jí)測(cè)量。

試想一下，未來(lái)有一款示波器能夠?qū)⒁韵滤袦y(cè)試儀器的功能一網(wǎng)打盡：示波器、頻譜分析儀、函數(shù)發(fā)生器、頻率響應(yīng)分析儀、邏輯分析儀、協(xié)議分析儀、計(jì)數(shù)器以及數(shù)字電壓表（DVM）。

關(guān)于示波器基礎(chǔ)知識(shí)和gaoduan功能的討論有很多。 那么有沒(méi)有比基礎(chǔ)更進(jìn)一步但又不是那么深?yuàn)W的知識(shí)呢？ 讓我們了解一些平時(shí)談?wù)撦^少的示波器功能。

示波器常見(jiàn)故障現(xiàn)象及原因

沒(méi)有光點(diǎn)或波形

電源未接通。
輝度旋鈕未調(diào)節(jié)好。
X，Y軸移位旋鈕位置調(diào)偏。
Y軸平衡電位器調(diào)整不當(dāng)，造成直流放大電路嚴(yán)重失衡。

示波器波形不穩(wěn)定

穩(wěn)定度電位器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(guò)度，致使掃描電路處于自激掃描狀態(tài)（未處于待觸發(fā)的臨界狀態(tài)）。
觸發(fā)耦合方式AC、AC（H）、DC開(kāi)關(guān)未能按照不同觸發(fā)信號(hào)頻率正確選擇相應(yīng)檔級(jí)。
選擇高頻觸發(fā)狀態(tài)時(shí)，觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)誤置于外檔（應(yīng)置于內(nèi)檔。）
部分示波器掃描處于自動(dòng)檔（連續(xù)掃描）時(shí)，波形不穩(wěn)定。