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示波器的主要功能和作用

2024-10-10




01 测量电压


示波器主要用于测量电压。它能测量各种波形的电压幅度,无论是直流、正弦、脉冲还是非正弦电压。更为出色的是,示波器能够精确测量脉冲电压波形各部分的电压幅值,如上冲量或顶部下降量等。这些功能使得示波器在电压测量方面具有独特的优势,远超其他任何电压测量仪器。


02 测量相位


示波器在测量相位方面具有显著作用。当需要测量两个正弦电压之间的相位差时,示波器具有实用意义。这是因为计数器虽然可以测量频率和时间,却不能直接测量正弦电压之间的相位关系。为了实现这一测量,示波器提供了多种方法,例如双踪法和李沙育图形法测相位。这些方法使得相位测量变得简单和准确。


03 测量时间


示波器主要用于测量时间相关参数。其时基能产生与时间呈线性关系的扫描线,这使得我们可以通过荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数。例如,可以测量周期性信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升和下降时间,以及两个信号之间的时间差。当将示波器的扫速开关“t/div”的“微调”装置转至校准位置时,可以直接读取“t/div”开关的指示值,从而较准确地计算出被测信号的时间参数。


04 显示电信号的波形


示波器主要用于显示电信号的波形。无论是直流、交流还是脉冲信号,示波器都能将其转化为可见的波形,方便观察和分析。在电子实验和工程中,示波器可以显示电路中的各种信号波形,如直流电压、交流电压、短脉冲、长脉冲等。通过对这些波形进行观察和分析,可以得出电路中的各种基本参数,如电容、电阻、电感等,这对电子工程师进行电路设计和故障排除非常有帮助。


05 滤波


滤波是示波器的重要功能之一,主要用于减少高频噪音,提高信噪比和测量精度。许多示波器具备数字信号处理功能,可以进行低通滤波。例如,当使用12GHz的示波器测量100MHz的时钟时,可以使用带宽限制功能来优化测量结果。此外,示波器的硬件滤波器通常具有20MHz的带宽限制,而某些型号如ZDS2024Plus和TDS5000还提供软件滤波器,其截止频率可调,并能在高分辨率采集模式下提高垂直分辨率。


06 分析故障原因


示波器在分析故障原因方面具有关键作用。当设备或电路出现故障时,示波器能够观察信号的波形和振幅变化,从而判断故障的具体原因。例如,通过示波器的测量功能,可以定位电路中的异常,如信号失真或干扰,进而确定故障的具体位置。此外,示波器还可以存储波形、比较不同信号之间的差异以及显示多个信号,这些功能增强了其在故障分析中的应用价值。


07 改善垂直分辨率


改善垂直分辨率是示波器的重要功能之一。大多数示波器的A/D分辨率为8个比特。通过采用不同的采集模式和求相邻采样的平均值,理论上可以提高垂直分辨率0.5Log2N位,其中N为相邻采样的平均数。然而,由于2个字节的存储深度限制,实际可提高的分辨率约为13位。这意味着,通过高度过采样,垂直分辨率可以从约六个有效位开始,最终提高到约13位。


08 协议解码


协议解码是示波器在获取波形深层次含义时的重要功能。传统的示波器仅用于波形显示和数据测量,但为了获取协议波形的深层含义,工程师需逐段分析。例如,在观察IIC协议时,需按照时钟与数据信号进行0/1的组合转换,再对应相应的物理量。这不仅效率低下,还容易出错。现代的协议解码技术则能直接将波形数据解码为十六进制、十进制或字符形式,省去了工程师的转换过程,大大提高了开发效率。


09 测量频率


示波器在测量频率方面具有关键作用。它能够准确地测量和显示电信号的频率,这对于电子工程师和科学家在研究和开发电子设备时极为重要。通过示波器,用户可以直观地看到信号的波动情况,从而确定其频率。这种功能使得示波器成为测试和验证电子设备性能的必备工具。


10 显示和分析电子信号的波形


示波器主要用于显示和分析电子信号的波形。它能够实时捕捉和展示电子设备或电路中电流或电压的变化,从而帮助工程师和科学家理解信号的特性。通过示波器,用户可以观察信号的幅度、频率、相位等参数,进而进行故障诊断、电路优化或信号处理。此外,示波器还具有触发功能,能够根据特定条件捕获和冻结波形,方便深入分析。


11 显示电压随时间的变化


示波器主要用于显示电压随时间的变化。它通过将电信号转换为可视的波形,帮助用户直观地观察和分析电压的变化情况。这种实时、动态的显示方式使得工程师和科学家能够快速识别电路中的问题或异常,从而进行相应的调整和修复。此外,示波器还可以用于测量电压的幅度、频率和相位等参数,进一步增强其在实际应用中的价值。


12 检测信号质量


示波器在检测信号质量方面具有核心作用。它能实时显示电信号的波形,从而帮助用户分析信号的稳定性、频率、幅度和相位等关键参数。这种直观的图形表示使得工程师和技术人员能够迅速识别信号中的问题,如噪声、失真或其他不规则现象。因此,示波器成为确保电子设备或系统正常、高效运行的重要工具。


13 辅助聚焦


示波器在辅助聚焦方面具有重要作用。聚焦是示波器显示波形时的一个重要参数,它决定了波形在屏幕上的清晰度。当波形不清晰时,可以通过调整示波器的聚焦旋钮来改善波形的显示效果。此外,示波器通常还配备有亮度调节功能,以进一步优化波形的可见性。这些功能共同确保用户能够更准确地观察和分析波形,从而有助于故障诊断和性能评估。


14 寻迹


示波器在寻迹方面具有关键作用。寻迹是指示波器能够准确地捕捉和显示信号的波形,这对于分析和诊断电子设备中的问题至关重要。示波器通过高精度的采样和数字化技术,能够将模拟信号转换为数字信号进行显示。这样,用户可以清晰地看到信号的变化和特征,从而快速定位和解决问题。因此,寻迹功能是示波器不可或缺的一部分,它极大地提高了电子设备维护和故障诊断的效率。


15 智能检索


智能检索是示波器的重要功能之一。它允许用户通过关键词或特定条件快速找到存储在示波器内的测量数据。这种功能极大地提高了数据管理的效率,使得研究人员或工程师能够迅速定位到关键信息。智能检索不仅简化了数据检索过程,还增强了示波器的整体性能,使其在复杂和多变的测量环境中更具实用性。