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1、示波器的使用方法（示波器的基本操作及常见故障处理方法）
如何使用示波器(示波器的基本操作和常见故障处理方法)
示波器是一种电子测量仪器，它利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观察到的交流电信号转换成图像，显示在屏幕上进行测量。它是观察数字电路实验现象、分析实验问题、测量实验结果不可缺少的重要仪器。示波器主要由示波管、电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延时扫描系统和标准信号源组成。图1-9显示了一个示波器。
图1-9示波器
示波器的分类
示波器的主要功能是观察和测量电信号的波形。它不仅可以观察电信号的动态过程，还可以定量测量电信号的各种参数，如交流电的周期、振幅、频率和相位等。测试脉冲信号时，响应非常快，波形清晰可辨。此外，它还可以将非电信号转换成电信号，用于测量温度、压力、声音、热量等，因此应用广泛。
示波器有很多种，根据用途和特点可分为以下几类。
1)通用示波器:是一种使用单束示波管的宽带示波器，常见的有单时基单道或双道示波器。
2)多道示波器:也叫多线示波器。它可以同时显示两个以上的波形，并进行定性和定量的比较和观察，每个波形都是由单独的电子束产生的。
3)采样示波器:这类示波器采用采样技术，将高频信号转换成低频信号，然后用通用示波器的原理显示其波形。
4)存储器和存储示波器:这个示波器不仅具有一般示波器的功能，还具有存储信号波形的功能。记忆示波器是由记忆示波器管组成的示波器，记忆时间可达几天。存储示波器利用数字电路的存储技术实现存储功能，其存储时间理论上是无限的。
5)专用示波器，是具有特殊用途的示波器，如矢量示波器、心电示波器等。
理解示波器面板
一般来说，示波器提供一个简单的前面板，具有清晰的基本操作功能。面板包括功能旋钮和功能键。图1-10显示了示波器的前面板。
图1-10示波器前面板
1.显示屏
显示屏是示波器的显示部分。显示屏上有几条水平方向和垂直方向的刻度线，用来表示信号波形的电压和时间的关系，时间用水平方向表示，电压用垂直方向表示。水平方向分为10个网格，垂直方向分为8个网格，每个网格分为5个部分。垂直方向标有0%、10%、90%、100%等。，水平方向标有10%、90%，用于测量DC电平、交流信号幅度和延迟时间等参数。电压值和时间值可以根据屏幕上被测信号的网格数乘以适当的比例常数(伏特/分维，时间/分维)得到，如图1-11所示。
图1-11示波器显示屏
2.电源按钮
该按钮是示波器的主电源开关，如图1-12所示。按下此开关时，电源指示灯亮起，表示电源已打开。
图1-12电源按钮、聚焦旋钮等。
3.亮度(INTEN SITy)旋钮
旋转这个旋钮可以改变光斑和扫描线的亮度，如图1-12所示。观察低频信号时可以调低亮度，观察高频信号时可以调高亮度，但一般不要太亮，保护屏幕。
4.聚焦旋钮
聚焦旋钮用于调整电子束的截面，将扫描线聚焦到最清晰的状态，如图1-12所示。
5.刻度亮度旋钮
这个旋钮用来调节荧光屏后面照明灯的亮度。室内光线正常时最好调暗照明灯，室内光线不足时适当调亮照明灯。
6.垂直偏转系数(伏/分)旋钮
在单位输入信号的作用下，一个光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度，这个定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因子。垂直灵敏度的单位是厘米/伏、厘米/毫伏或分维/毫伏、分维/伏，垂直偏转系数的单位是伏/厘米、毫伏/厘米或分维/毫伏/分维。事实上，因为成语和，偏转因子有时被认为是敏感。
示波器中的每个通道都有一个垂直偏转因子旋钮(即波段选择开关)。一般5mv/div ~ 5v/div按1、2、5模式分为10档。旋钮指示的值代表屏幕上垂直方向上一个网格的电压值。例如，当旋钮设置为1V/DIV时，如果屏幕上的信号点移动一格，则意味着输入信号电压变为1V。
每个波段开关都有一个小的微调旋钮，用于微调每个档位的垂直偏转系数。将其顺时针旋转至“校准”位置。此时，垂直偏转因子的值与波段开关指示的值一致。逆时针转动此旋钮，微调垂直偏转系数。垂直偏转系数的微调会造成与波段开关指示值不一致，应引起注意。伏/分旋钮如图1-13所示。
图1-13伏/分格旋钮
7.时基旋钮
时基旋钮的使用类似于垂直偏转因子。时基旋钮也是由一个旋钮实现的，时基分为1、2、5三种方式的几个档位。旋钮的指示值表示光点在水平方向移动一个网格时的时间值。例如，在1s/DIV时，光点在屏幕上移动一个网格来表示时间值1s。
时基旋钮上有一个微调旋钮，用于时基校准和微调。一直顺时针转动。当它处于“校准”位置时，屏幕上显示的时基值与旋钮显示的标称值一致。逆时针转动旋钮，微调时基。旋钮拔出后处于扫描扩展状态，通常为“10”扩展，即水平灵敏度扩展10倍，时基缩小到1/10。例如，在2s/DIV块中，在扫描扩展状态下由屏幕上的一个水平网格表示的时间值是2s (1/10) = 0.2s..
TDS测试台上有10MHz、1MHz、500kHz和100kHz的时钟信号，由石英晶体振荡器和分频器产生，精度较高，可用于校准示波器的时基。
示波器标准信号源CAL专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因子。
8.位置旋钮
该旋钮调节信号波形在屏幕上的位置。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形，旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形。
9.选择输入通道
输入通道至少有三个选项:通道1(CH1)、通道2(CH2)和DUAL。当选择通道1时，示波器只显示通道1的信号。当选择通道2时，示波器只显示通道2的信号。当选择两个通道时，示波器同时显示通道1和通道2的信号。
测试信号时，先将示波器的地线与被测电路的地线连接，根据输入通道的选择，将示波器探头插入相应通道的插座中，然后将示波器探头上的地线与被测电路的地线连接，使示波器探头与被测点接触。示波器探头上有一个两位开关。当该开关设置为“1”时，被测信号将无衰减地发送到示波器，从屏幕上读取的电压值即为信号的实际电压值。当该开关转到“10”位置时，测量信号衰减到1/10，然后发送到示波器。从屏幕上读取的电压值乘以10就是信号的实际电压值。
10.选择输入耦合模式
输入耦合有三种选择:交流、GND和DC。
当选择“接地”时，扫描线在屏幕上显示“示波器接地”的位置；DC耦合用于测量信号的绝对DC值，观察极低频信号。交流耦合用于观察包含DC分量的交流和交流信号。在数字电路实验中，一般选择“DC”模式来观察信号的绝对电压值。
11.触发源选择
为了在屏幕上显示稳定的波形，需要将测量信号本身或与测量信号有一定时间关系的触发信号加入触发电路。触发源选择决定了触发信号的提供位置。通常有三种触发源:内部触发(int)、电源触发(LINE)和外部触发(ext)。
1)内部触发使用测量信号作为触发信号，这是一种常用的触发方式。因为触发信号本身就是被测信号的一部分，所以可以在屏幕上显示非常稳定的波形。在双踪示波器中，可以选择通道1或通道2作为触发信号。
2)交流工频信号作为电源触发的触发信号。该方法在测量与交流电源频率相关的信号时是有效的。尤其是在测量音频电路和晶闸管的低电平交流噪声时更为有效。
3)外部触发使用外部信号作为触发信号，外部信号从外部触发输入端输入。外部触发信号和测量信号之间应该存在周期性关系。由于测量信号不作为触发信号，何时开始扫描与测量信号无关。
触发信号的正确选择与波形显示的稳定性和清晰度密切相关。例如，在数字电路的测量中，对于简单的周期信号，选择内部触发可能更好，对于周期复杂的信号和与之有周期关系的信号，选择外部触发可能更好。
12.选择触发耦合COUP
有许多方法可以将触发信号耦合到触发电路，以使触发信号稳定可靠。触发耦合方式主要有交流耦合、DC耦合、LFR触发、HFR触发和电视同步触发。
1)交流耦合也叫电容耦合。它只能由触发信号的交流分量触发，触发信号的DC分量被切断。当DC分量不被认为形成稳定触发时，通常使用这种耦合方法。但是如果触发信号的频率低于10Hz，就会造成触发困难。
2) DC耦合不阻挡触发信号的DC分量。当触发信号频率较低或触发信号的空比值较大时，DC耦合较好。
3)当LFR被触发时，触发信号通过高通滤波器被施加到触发电路，并且触发信号的低频分量被抑制。
4)当高频抑制(HFR)被触发时，触发信号通过低通滤波器被施加到触发电路，并且触发信号的高频分量被抑制。
5)电视同步触发用于电视维护。
13.触发电平旋钮
触发电平调整，也称为同步调整，使扫描与测量信号同步。触发电平旋钮用于调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过旋钮设定的触发水平，扫描就会被触发。顺时针转动旋钮，触发液位上升；逆时针转动旋钮触发液位下降。当触发电平旋钮调整到电平锁定位置时，触发电平自动保持在触发信号的幅度内，无需电平调整即可产生稳定的触发。当信号波形复杂，无法用触发电平旋钮稳定触发时，利用保持旋钮调节波形的保持时间(扫描暂停时间)，使扫描与波形稳定同步。
14.触发斜率开关
触发极性开关用于选择触发信号的极性。当你拨“+”位置时，在信号增加的方向，当触发信号超过触发电平时，就会产生一个触发。当设置到“-”位置时，在信号减小的方向，当触发信号超过触发电平时，将产生一个触发。触发极性和触发电平共同决定了触发信号的触发点。
15.选择SWEEPMODE
有三种扫描模式:AUTO、NORM和sgl/rst。
1)自动:当无触发信号输入或触发信号频率低于50Hz时，扫描处于自动模式。
2)正常状态:无触发信号输入时，扫描处于就绪状态，无扫描线。当触发信号到达时，它触发扫描。
3)单次:单次按钮类似于复位开关。在单扫描模式下，按下按钮一次，扫描电路复位，就绪灯亮。触发信号到达后产生扫描。单次扫描后，“就绪”灯熄灭。单次扫描用于观察非周期信号或单次瞬态信号，往往需要对波形进行拍照。
示波器的基本操作方法
1.示波器访问信号
下面以DS1000示波器为例说明信号接入方式(DS1000是双通道输入加一个外部触发输入通道和16个数字输入通道的数字示波器)。
访问信号的方法如下:
1)首先将探头上的开关设置为“10X”，然后将示波器探头连接到通道1。将探针连接器上的插座与CH1同轴电缆连接器(BNC)上的插座对齐并插入，然后向右旋转以拧紧探针。
2)示波器需要输入探头衰减系数。该衰减系数改变仪器的垂直传动比，使测量结果正确反映被测信号的电平(探头衰减系数默认设置值为“1X”)。探头衰减系数的设置方法如下:按下CH1功能按钮，显示频道1的操作菜单，将菜单3的操作键平行于探头项目，选择与所用探头成比例的衰减系数。在这里设置为“10X”。
3)将探头端和地线夹在探头补偿器的连接器上。按下AUTO按钮，几秒钟内就能看到方波显示(1kHz，约3V，峰到峰)。
4)以同样的方式检查通道2(CH2)。再次按下关闭功能按钮或CH1功能按钮关闭通道1，CH2功能按钮打开通道2，重复步骤2和3。
2.探头补偿
第一次将探头连接到任何输入通道时，进行此调整以使探头与输入通道相匹配。未经补偿或偏移补偿的探头会导致测量误差或误差。
下面以DS1000示波器为例说明调整探头补偿的方法。
1)将探头的衰减系数设置为“10X”，将探头上的开关设置为“10X”，将示波器探头连接到通道1。如果使用探针钩头，确保它与探针紧密接触。
将探头端连接到探头补偿器的信号输出连接器，将参考线夹连接到探头补偿器的接地连接器，打开通道1，然后按下AUTO按钮。
2)检查显示波形的形状，如图1-14所示。
3)如有必要，用非金属螺丝刀调整探头上的可变电容，直到屏幕上显示的波形如图1-14b所示。
图1-14显示了波形的形状
示波器常见故障的处理
1.按下电源开关后，示波器仍然有一个黑屏，没有任何显示
按下电源开关后，示波器仍然是黑色的，没有任何显示的故障排除方法如下:
1)检查电源连接器是否连接正确。
2)检查电源开关是否按下。
3)完成上述检查后，重启示波器。
4)如果示波器仍然不能正常使用，可能是示波器内部有故障。请送到专业维修公司维修。
2.信号采集后，信号波形不会出现在画面中
采集信号后，未出现在画面中的信号波形的故障处理方法如下:
1)检查探头是否正常连接到信号连接线。
2)检查信号连接线是否正常连接到BNC(即通道连接器)。
3)检查探头是否与被测物体正常连接。
4)检查被测物体是否有信号产生(有信号产生的通道可以和有问题的通道连接，确定有问题)。
5)再次采集信号。
3.测量的电压幅值比实际值大10倍或实际值的1/10
检查信道衰减系数是否与实际使用的探头衰减比一致。
4.有波形显示，但无法稳定
波形显示但不稳定的故障排除方法如下:
1)检查触发面板的信号源选择项目是否与实际使用的信号通道一致。
2)检查触发器类型。一般信号应该是“边沿触发”，视频信号应该是“视频触发”。只有应用合适的触发模式，才能稳定显示波形。
3)尽量将“耦合”改为“高频抑制”或“低频抑制”显示，滤除干扰触发的高频或低频噪声。
5.按下运行/停止按钮，不显示任何信息
在没有任何显示的情况下按下RUN/STOP按钮的故障排除方法如下(以DS1000示波器为例):检查触发面板的TRIGGER模式是“正常”还是“单发”，触发电平是否超出波形范围。如果是，将触发级别居中，或将触发模式设置为“自动”。此外，按下AUTO按钮可以自动完成上述设置。
2、DIY并口虚拟示波器
电子爱好者在日常电子制作和维修过程大多是一台万用表打天下，遇到稍微复杂一些的问题就会无从下手，这时如果有一台示波器在手边会带来极大的方便，但常见的普通示波器不是一般爱好者能负担得起的，这里介绍一款虚拟示波器，只要联到计算机的并行接口上就可以当作示波器使用了，现在计算机已是相当的普及了，基本上成了城市家庭必备的家用电器，电子爱好者只要很少的付出就可以拥有一台不错的示波器。现在网络上也常见一此使用计算机声卡的虚拟示波器软件，但它们通常都有不能测量直流，无法定量标度的问题，而且采样频率很少超过44kHz。这里介绍的示波器具有采样频率高，支持直流测量，可以定量测量信号的特点，主要技术指标：
采样频率：224kHz(p4 2.93Gcpu,随pc机速度不同而不同)本机测量的信号频率应在40kHz以下。图示为19.2kHz方波的显示情况：
最高输入电压分四档：±25v，±5v，±1v，±0.2v，如果接入10：1示波器探棒，最大输入电压可达±250v。
输入阻抗1M
供电电压：交流9-15V
触发范围：0%-100%
接口：支持双向传输的并行接口
电原理图如下：
整个系统由一片四运放tl072、一片ADC0820和其它一些辅助原器件构成，其中包括了输入信号调理、信号转换、模数转换、并口接口、触发电平检测和电源等部分，R11、R12、R13、R14、C19、C20和C21构成输入交直流切换和衰减网络，提供交直流输入切换和1：1、1：5的输入信号切换功能；TL072中的一个运放U1A和其周边原件构成一个正相放大器，提供了输入保护和1：1、25：1放大切换功能；TL072中的一个运放U1B构成一个正相放大器，提供-5V-+5V 向0-5V的转换功能；ADC0820是一片CMOS、带有采样/保持功能、高速、8位A/D转换器，最高采样频率400kHz,本示波器主要是通过它实现了模拟信号的采集，ADC0820工作于写模式，计算机并口的1脚给出触发信号后，开始转换，计算机等待一定的周期后读入转换后的信号，ADC0820的具体工作原理可以到网上查询，TL072中的一个运放U1D工作在比较器模式，通过输入信号与P2提供的电压比较提供外部触发信号；电源部分提供了±9V和5V电源供运放和ADC0820使用。读者可以根据自已能找到的外壳的实际情况参照电原理图自行设计印刷电路板，图示为笔者安装完成的电路板：
左边的拨动开关用于直流、交流输入转换，中间的拨动开关用于1：5衰减切换，右边的拨动开关用于25：1放大的切换，右边的电位器用于外部触发的调节，输入位于印制板的左下侧，并口接口位于印制板的右侧，左上为电源输入插座，要求9-15V的交流电源输入。
配套软件采用VC6.0开发完成，对于WindowsNT、Windows2000、Windows2003和WindowsXP等操作系统需要IOManager.SYS的支持，软件提供了波形显示、打印、时基调整、波形保存、波形比较等功能，虽然这是一个单踪示波器，但通过波形的保存和再现提供了准双踪示波器的功能，你可以测量一点的信号，保存起来，然后测量另一点的信号，再打开已保存的信号，同屏显示两组信号进行信号的比较。启动本软件后，首先自动测试采样速度，然后会随机给出一组演示信号（如果取消了“启动时显示示例画面”，下次启动后就不显示了），目前软件提供了无触发、内触发和外触发三种触发方式，同时对内触发提供了上升沿触发和下降沿触发两种选择，选择开始按钮（播放）开始信号采集，暂停按钮停止信号采集，录制按钮采集一个周期的信号后暂停。任意时刻均可选择保存信号，保存当时的波形。软件所有提示均为中文，简单摸索后即可上手应用。
在软件的编制过程中使用了多线程技术，前台线程负责用户交互和波形显示，后台线程负责信号采集，其中信号采集的部分代码如下：
for (i=0; i
for (j=1; j<=pDoc->m_WaitingCircle; j++) _outp(890,254);//adc0820工作于写模式，启动AD转换后需要等待600ns
pDoc->m_data[i] = _inp(888);
_outp(890,255);
}
信号的显示部分读者可以自已编写，也可以到http://www.sunxd.com下载。
本机所用器件清单如下：
单刀双掷开关 S1
单刀双掷开关 S4
单刀双掷开关 S2
1/8w 1k电阻 R9
1/8w 4k7 电阻 R15 R20 R21 R22 R23 R24 R25
1/8 8k2 电阻 R32
10k电位器 P2
1/8w 10k电阻 R14 R26 R29 R30 R31
1/8w 470电阻 R100
1/8w 680电阻 R1 R2 R3R4 R5 R6 R7 R8
1/8w 680k电阻 R13
1/8w 15电阻 R19
1/8w 100k电阻 R10 R11
1/8w 120k电阻 R12
1/8w 180电阻 R18
12pf 瓷片电容 C20
22pf瓷片电容 C17 C18
47pf瓷片电容 C21
25v 47u 电解电容 C3 C4 C6C7
100nf瓷片电容 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C19
100pf瓷片电容 C22
25v 100u电解电容 C5
25v 220u电解电容 C1 C2
78L05 ic5
78L09 ic3
79l09 ic4
8位高速ad转换器ADC0820 U2
四运放TL074 U1
220uh 色码电感 L1 L2
1n4005 D1 D2
1n4148 D5 D6
1/2w 5v1稳压管 ZD4
红普通发光二极管 LED1
BAT48小信号肖特基二极管 D3 D4 D7
BNC插座 P1
DB25针插座 J15
3.5电源插座 J1
本文关键词：示波器的使用实验报告误差分析，示波器的使用方法图解，示波器的使用方法实验报告，示波器的使用实验报告总结，示波器的使用实验原理。这就是关于《示波器的使用方法，示波器的使用实验报告总结（DIY并口虚拟示波器）》的所有内容，希望对您能有所帮助！
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