數(shù)字示波器一些使用知識

什么是RS-232交叉線，什么是RS-232直通線？

  答案：RS-232交叉線有2種：2線交叉是指在RS-232的連接線2端中2、3線交叉；3線交叉是指在RS-232的連接線2端中2、3、5線交叉。RS-232直通線是指通過標(biāo)準(zhǔn)連接器將不同類型的設(shè)備直接相連。RIGOL的各種設(shè)備除了DM3058使用交叉線以外都是用直通線。

數(shù)字萬用表的Crest factor（振幅因數(shù)）和CMRR（共模抑制比）

  解答：振幅因數(shù)（巔值因子）是振幅與有效值之比。具有很高振幅因數(shù)的波形要求測量儀表能承受很高的峰值電壓，而同時(shí)又能測量小得多的RMS值。

  共模抑制比為放大器對差模信號的電壓放大倍數(shù)Aud與對共模信號的電壓放大倍數(shù)Auc之比，英文全稱是Common Mode Rejection Ratio，因此一般用簡寫CMRR來表示。

  差模信號電壓放大倍數(shù)Aud越大，共模信號電壓放大倍數(shù)Auc越小，則CMRR越大。此時(shí)差分放大電路抑制共模信號的能力越強(qiáng)，放大器的性能越好

示波器可以測電流嗎？

  答案：可以，使用符合BNC接口的電流探頭即可，同時(shí)向探頭制造商索要電流電壓對應(yīng)表以進(jìn)行手動的換算。

在使用探頭為1X的時(shí)候?qū)?/span>485通信設(shè)備進(jìn)行測試的時(shí)候，造成通信錯誤，為什么？

  答案：因?yàn)樘筋^1X的時(shí)候輸入阻抗為1M歐，相對于10X檔的10M歐阻值偏小。且該阻抗并聯(lián)到被測系統(tǒng)中，造成系統(tǒng)阻抗變小，影響了分壓，并造成了通信故障

數(shù)字示波器的實(shí)時(shí)帶寬定義是什么？

  答案：數(shù)字示波器的實(shí)時(shí)帶寬又稱單次帶寬，是指示波器在實(shí)時(shí)/單次采樣過程中的帶寬值，受采樣率的影響較大。

  數(shù)字示波器的實(shí)時(shí)帶寬主要受兩方面的限制：示波器的模擬帶寬和采樣率。

  示波器的模擬帶寬由前端放大器的帶寬決定；示波器實(shí)時(shí)帶寬<=(采樣率/5)。綜上，數(shù)字示波器的實(shí)時(shí)帶寬等于模擬帶寬和（采樣率/5）之中的較小值。

示波器標(biāo)稱為60MHz，是否可以理解為它最大可以測到60MHz？

  答案：60MHz帶寬示波器，并不意味著可以很好地測量60MHz的信號，根據(jù)示波器帶寬的定義，如果輸入峰峰值為1V的60MHz的正弦波到60MHz帶寬的示波器上，從示波器上將看到0.7V左右的信號。

什么是示波器的波形捕獲率，其有什么影響？

  答案：波形捕獲率是指示波器在單位時(shí)間內(nèi)捕獲波形的個(gè)數(shù)。數(shù)字示波器顯示波形并不是實(shí)時(shí)的，從更新到顯示完畢這個(gè)時(shí)間內(nèi)采樣芯片依舊在不停地采集波形，但是屏幕無法顯示，這個(gè)時(shí)間就叫做示波器的死區(qū)時(shí)間。位于死區(qū)時(shí)間內(nèi)的波形是不能被觀測的，這就導(dǎo)致了波形的遺失。示波器的捕獲率越高其死區(qū)時(shí)間越小，漏失波形的幾率就越小，所以在觀測一些瞬態(tài)信號時(shí)使用波形捕獲率越高的儀器，觀測到所要波形的幾率就越高，即測試效率越高。

慢掃描模式和ROLL模式有什么共性和區(qū)別?

  答案：

  共性：

  1.均適用于觀測低速信號；

  2.均會因采樣率不足發(fā)生混淆。

  區(qū)別：

  1.觸發(fā)系統(tǒng)不同：慢掃描模式可以廣泛使用示波器所配置的各種觸發(fā)，觀測所需信號；ROLL模式不帶觸發(fā)，所顯即所采；

  2.顯示方式不同：慢掃描模式從左向右顯示波形，并存在預(yù)觸發(fā)時(shí)間和掃描時(shí)間；ROLL模式從右向左顯示波形，且因沒有預(yù)觸發(fā)，實(shí)時(shí)性和連續(xù)性較好；

  3.時(shí)基范圍不同：慢掃描模式適用于50ms/div以上的檔位；ROLL模式適用于500ms/div以上的檔位；

  4.采樣率不同：同時(shí)基檔位下的采樣率對比，慢掃描模式更高。

使用帶寬100MHz示波器測量10MHz正弦波，探頭打到1X和10X結(jié)果怎么不一樣？

  答案：在實(shí)際測試時(shí)的帶寬是指示波器帶寬和探頭組成的系統(tǒng)的一個(gè)綜合帶寬，而探頭在1X時(shí)的帶寬只有6MHz，測量10MHz的波形會有很大的衰減，因此將探頭打到10X（帶寬達(dá)到滿帶寬）時(shí)的結(jié)果才是正確的。值得注意的是250MHz的示波器和250MHz的探頭組合起來的系統(tǒng)帶寬小于250MHz，因此選擇合適的探頭對于示波器的測試有極為重要的意義。

為什么使用萬用表測試通電電路上的電阻不準(zhǔn)？

  答案：萬用表測試電阻的時(shí)候是通過恒流源向被測電阻放電的方式進(jìn)行的，已經(jīng)在運(yùn)行的電路上其電阻已經(jīng)有電流流過，會極大的影響準(zhǔn)確度，甚至可能燒毀萬用表，因此當(dāng)用歐姆檔檢測電路元件或電路系統(tǒng)時(shí)，必須首先切斷被測裝置或系統(tǒng)的供電電源，如果被測對象中含有儲電量較大的電容器時(shí)，還必須以適當(dāng)?shù)姆绞綄ζ浞烹?，在確認(rèn)被測部分沒有電源性因素的前提下，方可進(jìn)行測量，否則不但測試結(jié)果不準(zhǔn)確且極易損壞萬用表。

為什么萬用表自動擋位和手動檔位測試結(jié)果不一致？

  答案：使用萬用表時(shí)，用自動擋位測量，萬用表和根據(jù)測量值以及機(jī)器內(nèi)置的跳變值自動選擇合適的流程，而手動選擇量程時(shí)如果選擇的量程和機(jī)器選擇的不一樣，則會因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)值等的選取不同而造成一定的差異。在同樣的檔位下，自動測量和手動檔位設(shè)置測量的測試結(jié)果沒有物理性差別。

如何用數(shù)字示波器測量市電？

  答案：測量市電的關(guān)鍵點(diǎn)有如下兩個(gè)：

  1.保證市電的峰峰值在示波器的量程范圍內(nèi)，否則看不到完整的波形。市電有效值是220V，對于具有最大10V/div的垂直量程的數(shù)字示波器，在10X探頭的輔助下，可以測試最大800V峰峰值的電壓；

  2.保證無源探頭的接地夾接地（不是接零線！）。零線是有電壓存在的（可以用數(shù)字萬用表驗(yàn)證），用探頭的接地夾接觸會直接造成短路。

  測量市電需要注意以下幾點(diǎn)：

  1.推薦使用100：1的無源探頭，以保證數(shù)字示波器的使用壽命；

  2.探頭的接地夾一定要接在地線上，不得接入零線和火線，以防止發(fā)生短路；

  3.如果預(yù)算允許，使用高壓差分探頭（不用擔(dān)心接地測試問題），或使用高壓無源探頭并為示波器配備隔離變壓器；

為什么探頭用1X檔的時(shí)候測量高頻信號不準(zhǔn)？應(yīng)該怎么測？

  答案：因?yàn)樘筋^在1X的時(shí)候帶寬通常只有6MHz，所以對高頻信號的衰減比較嚴(yán)重。在測量高頻信號時(shí)一定要注意使用10X檔位，并且不使用接地線夾，以避免分布電感帶來的反射。推薦使用接地彈簧來進(jìn)行，測量BNC接口的輸出可以使用探頭的BNC接口轉(zhuǎn)換器或直接使用BNC同軸電纜進(jìn)行測試連接。

如何用示波器測量電源紋波？

  答案：電源紋波指的是開關(guān)電源寄生的、產(chǎn)生于開關(guān)切換與整流過程的小幅度振蕩波形，幅值往往在mV級。測量紋波可以等同于測量一個(gè)具有較大直流偏移的高頻交流波形，實(shí)際應(yīng)用中注重的是其峰峰值。有以下幾個(gè)注意事項(xiàng)：

  1.示波器采用交流耦合，開啟帶寬限制；

  2.探頭選擇1X檔，保證信號的保真度；

  3.探頭使用接地彈簧，不用接地線以減少高頻反射；

  4.直接接觸或盡量靠近測試點(diǎn)，避免引入外界噪聲干擾。

為什么在慢掃描或ROLL模式下探頭校準(zhǔn)信號有時(shí)顯示一條直線？怎么解決這個(gè)問題

  答案：這是因?yàn)椴ㄐ我虿蓸勇什蛔惆l(fā)生了混淆。示波器處于慢掃描模式的時(shí)候其時(shí)間檔位已經(jīng)處于50ms以上，而示波器當(dāng)前的采樣率是和時(shí)間檔位成反比的，因此這個(gè)時(shí)候其采樣率已經(jīng)很小了。當(dāng)其當(dāng)前采樣率降到自帶方波頻率（1KHz）以下，例如500Sa/s時(shí)，示波器就會在方波每個(gè)周期的同一位置（或上或下、時(shí)上時(shí)下）進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這樣采集得到的點(diǎn)連接在一起后就成為一條直線了。

  這種情況下應(yīng)打開峰值檢測，使用長存儲或者減小時(shí)間檔位以采集正確波形。

什么是示波器？

  答案：示波器是形象地顯示信號幅度隨時(shí)間變化的波形顯示儀器，是一種綜合的信號特性測試儀，是電子測量儀器的基本種類。他不僅可以顯示出所測信號的波形，還可以測量信號的諸如幅度和頻率等參數(shù)。

  示波器又分為模擬示波器、數(shù)字存儲示波器、混合信號示波器和虛擬數(shù)字示波器等。

  其中，數(shù)字存儲示波器簡稱DSO（ Digital Storage Oscilloscopes ）,他是以數(shù)字編碼的形式儲存信號的示波器。RIGOL的DS系列都是數(shù)字示波器。

  混合信號示波器常被稱為MSO（ Mixed Signal Oscilloscopes ）,其最大的特點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號和模擬信號的混合測量，為時(shí)下流行的嵌入式開發(fā)提供了極大的便利。

觸發(fā)的概念

  答案：為了使掃描信號與被測信號同步而設(shè)定一些條件，將被測信號不斷地與這些條件相比較，直到被測信號滿足這些條件時(shí)才啟動掃描，從而使得掃描的頻率與被測信號相同或存在整數(shù)倍的關(guān)系的技術(shù)，我們就稱為“觸發(fā)”，而這些條件我們稱其為“觸發(fā)條件”。

  觸發(fā)方式有自動觸發(fā)、普通觸發(fā)、單次觸發(fā)等。

  觸發(fā)模式的形式很多，常用最基本的就是邊沿觸發(fā)，另外還有脈寬觸發(fā)、斜率觸發(fā)、視頻觸發(fā)和交替觸發(fā)，在數(shù)字信號中還有碼型觸發(fā)和持續(xù)時(shí)間觸發(fā)等。

什么是示波器的捕獲率

  答案：示波器的捕獲率是指示波器單位時(shí)間內(nèi)捕獲的波形數(shù)，常用 波形每秒（wfms/s）作為單位（waveforms/s的縮寫）。

輸出阻抗在高阻和50歐切換的時(shí)候，為什么輸出沒有變化？

  答案：這是由于信號源的物理輸出阻抗固定為50歐，輸出阻抗的條件只是通過軟件調(diào)節(jié)信號源輸出值的大小。

  首先，切換輸出阻抗的時(shí)候，信號的幅值設(shè)置會有隨之改變，如：1KHz、2Vpp的方波，輸出阻抗為高阻，這時(shí)我們切換到50歐，此時(shí)我們再去看設(shè)置，已經(jīng)變成了1KHz、1Vpp的方波。但是我們還是設(shè)置示波器輸入阻抗為高阻去觀察這個(gè)信號，那么測量所得的結(jié)果仍是1KHz、2Vpp的方波，這是因?yàn)槭静ㄆ鞯妮斎胱杩古c信號源的輸出阻抗不匹配造成的。這時(shí)我們需要去調(diào)整示波器的輸入阻抗為50歐，這樣測得的結(jié)果才是正確的，為1KHz、1Vpp的方波。

外觸發(fā)作用是什么？

  答案：外觸發(fā)信源可用于在兩個(gè)通道上采集數(shù)據(jù)的同時(shí)在第三個(gè)通道上觸發(fā)。例如，可利用外部時(shí)鐘或來自待測電路的信號作為觸發(fā)信源。

什么是示波器的帶寬

  答案：帶寬是表征示波器觀測信號頻率范圍的物理量，常用單位MHz/GHz來表示。通常認(rèn)為示波器測量信號的幅度下降為信號真實(shí)幅度的70.7%（-3dB）所對應(yīng)的頻率點(diǎn)就是示波器的帶寬。這里的信號通常以正弦波為參考，其只有一次諧波。

  示波器的帶寬不足會導(dǎo)致波形幅度衰減和波形失真。

  示波器所需帶寬=被測信號的最高頻率成分X5

采樣率不足對測試測量有什么影響？

  答案：一、被測波形發(fā)生混淆；

  二、造成波形的漏失

  三、影響對高頻信號的幅度和邊沿測試

什么是示波器的實(shí)時(shí)采樣率

  答案：實(shí)時(shí)采樣率對應(yīng)于實(shí)時(shí)采樣。

  實(shí)時(shí)采樣率是表征示波器采樣能力的物理量，指單位時(shí)間（1s）內(nèi)示波器所采集的點(diǎn)數(shù)（sample，簡寫為Sa），通常用MSa/s或GSa/s來表示。

什么是浮地測試？如何進(jìn)行浮地測試？

  答案：浮地信號即信號系統(tǒng)的任何一點(diǎn)都與參考點(diǎn)沒有電聯(lián)系，而參考點(diǎn)通常為大地，所以叫浮地。在測試浮地信號時(shí)，因?yàn)橄到y(tǒng)中的所有點(diǎn)都可能對地有電壓，如果使用一般的測試方法就會因?yàn)樘筋^接地夾的接入而造成短路，燒毀電氣設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)甚至危及操作人員的生命安全。浮地信號的測量可以參考差分信號的測量，主要有以下幾種測量方法：

  A，當(dāng)要求的精度不是很高時(shí)，可以使用2個(gè)通道進(jìn)行測量，具體操作方法是使用2根探頭的探針分別接觸2個(gè)測試點(diǎn)，將他們的接地夾相連，再使用示波器的數(shù)學(xué)運(yùn)算功能把2個(gè)通道的波形相減得到的結(jié)果就是所測波形，這里需要注意正確設(shè)置減數(shù)和被減數(shù)，否則可能導(dǎo)致結(jié)果反相；

  B，精度要求較高時(shí)有2種方法：1.使用差分探頭進(jìn)行測量；2.使用隔離變壓器隔離示波器的電源。在使用隔離變壓器時(shí)要注意，此時(shí)最好只使用1個(gè)通道，否則可能會因?yàn)?/span>2個(gè)通道的共地而使結(jié)果不準(zhǔn)。

示波器自動頻率測量和硬件頻率計(jì)測量的區(qū)別是什么？

  答案：示波器的軟件測量是對屏幕當(dāng)前顯示的內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算測量的，而當(dāng)示波器處于自動觸發(fā)狀態(tài)時(shí)，其顯示的波形是在不停的刷新的。對于一些規(guī)則信號，波形刷新一次其各項(xiàng)參數(shù)并沒有或者只有很小變化，因此示波器示數(shù)跳動的范圍不是很大，但是如果信號中用大量噪聲或者本身就不是一個(gè)周期性的波形，那么示波器顯示的數(shù)字就會不停的跳動了，這時(shí)按下“STOP”就可以看到測量值在波形停下來后也穩(wěn)定下來；而硬件頻率計(jì)則是示波器內(nèi)部硬件電路對于輸入信號的觸發(fā)進(jìn)行計(jì)數(shù)計(jì)算得到的，因此同樣一個(gè)信號，移動觸發(fā)電平的位置，硬件頻率計(jì)顯示的測試結(jié)果不同，而如果信號中有許多噪聲疊加時(shí)，因?yàn)槠溆|發(fā)沒有規(guī)律可言，硬件頻率計(jì)的現(xiàn)實(shí)結(jié)果也就不停的跳動了。用戶在使用時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適的測量方式進(jìn)行測量。

什么是示波器的等效采樣率？

  答案：等效采樣率對應(yīng)于等效采樣。

  等效采樣即重復(fù)采樣，是彌補(bǔ)實(shí)時(shí)采樣率不足的一種有效技術(shù)手段。

  等效采樣僅對周期信號或重復(fù)信號有效。

探頭相關(guān)知識

  答案：示波器的探頭有非常多的種類以及不同的性能，比如高壓、差分、有源高速探頭等等，價(jià)格也由幾百元人民幣到一萬美元不等。探頭價(jià)格的主要決定因素是帶寬和功能。探頭是示波器接觸電路的部分，好的探頭可以提供測試需要的保真度，為了做到這一點(diǎn)，即使是無源探頭，內(nèi)部也必須有非常多的無源器件補(bǔ)償電路（RC網(wǎng)絡(luò)）。

什么是存儲深度？

  答案：存儲深度是指在示波器存儲器中所能存儲波形樣本點(diǎn)的數(shù)量，常用pts作為單位（points的簡寫）。

  波形存儲時(shí)間=存儲深度/采樣率

示波器能存多長時(shí)間的波形，受什么參數(shù)影響

  答案：示波器的波形存儲時(shí)間=存儲深度/實(shí)時(shí)采樣率，和存儲深度成正比，和實(shí)時(shí)采樣率成反比。根本上來說，示波器能存多長時(shí)間的波形是由當(dāng)前的時(shí)基檔位和存儲深度的選擇來決定的。因?yàn)樵谝欢ǖ臅r(shí)基檔位下，采樣率是確定的，且受長存儲與否的影響。

什么是示波器的上升時(shí)間？

  答案：上升時(shí)間通常定義為信號從上升沿的10%到90%的時(shí)間長度。

  示波器的上升時(shí)間與其帶寬有直接關(guān)系，關(guān)系式如下：

  經(jīng)驗(yàn)公式：T上升=0.35/示波器帶寬（帶寬1GHz以下）

什么是觸發(fā)抑制？

  答案：觸發(fā)抑制是指暫時(shí)將示波器的觸發(fā)電路封閉一段時(shí)間（即釋抑時(shí)間），在這段時(shí)間內(nèi)，即使有滿足觸發(fā)條件的信號波形點(diǎn)示波器也不會觸發(fā)。示波器的觸發(fā)部分的作用就是穩(wěn)定的顯示波形，主要是那些大周期重復(fù)，而在大周期內(nèi)有很多滿足觸發(fā)的不重復(fù)的點(diǎn)的波形。

通道耦合與觸發(fā)耦合的區(qū)別？

  答案：在觀察信號時(shí)，通道設(shè)置耦合方式必須在“CH1/CH2”下面的菜單中設(shè)置。選擇直流、交流、接地的作用分別是：不對信號進(jìn)行處理，對信號進(jìn)行隔直處理，接地效果處理。而在觸發(fā)設(shè)置中的耦合是對于觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)置的，出發(fā)耦合決定信號的何種分量被傳送到觸發(fā)電路，對測試信號本身不會進(jìn)行處理。

虛擬示波器的最大采樣頻率為400兆，但其與計(jì)算機(jī)的通訊速率才幾兆，速度怎么能匹配呢？

  答案：示波器的采樣率和計(jì)算機(jī)接口通訊速率是W全不同的兩個(gè)概念，沒有必然聯(lián)系，不存在所謂的匹配問題。采樣率的單位是Sa/s，表征的是示波器單位時(shí)間所能采集的點(diǎn)數(shù)。接口通訊速率是示波器與PC機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)的速率，單位是bps。示波器向PC機(jī)上傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，傳輸?shù)氖瞧聊稽c(diǎn)或者存儲深度中點(diǎn)的數(shù)據(jù)字節(jié)，不是“采樣點(diǎn)”本身。

通過RS-232向DG發(fā)送數(shù)據(jù)的規(guī)則是什么？

  答案：在要發(fā)送的字符串的最后加一個(gè)“換行”符，16進(jìn)制ASCII碼為0A。

交流有效值和均方根值有什么區(qū)別？

  答案：均方根值也稱作為效值,它的計(jì)算方法是先平方、再平均、然后開方。交流電和直流電通過同樣阻值的電阻，如果它們在相同的時(shí)間內(nèi)（一個(gè)周期）產(chǎn)生的熱量相等，就把這一直流電的量值稱為該交流電的有效值。