示波器是电子工程领域中不可或缺的工具。通过掌握示波器的使用技巧和方法,工程师能更好地应对各种挑战,提高个人的工作上的能力和专业水平。我们大家常常在设计研发过程中使用到示波器。本文将介绍示波器的一些基本概念,以及怎么样去使用示波器实现基本的测量。
探头分为很多类型,包括:高阻抗无源、低电容、单端有源、差分有源、高电压和电流探头。其中,无源探头很常见。
实际测量信号,有一定的概率会很大,超出了示波器的输入阈值。这时就需要一个带有衰减器的探头,比如常见的10X探头,可以使输入信号衰减10倍。
还有一种1X/10X探头也很受欢迎,因为它们在探头体内包含一个开关,可以让您在1X位置,10X位置和输入线连接到地线的位置之间切换。然而,1X/10X探头的一个缺点是:当您需要它处于10X位置时,您可能会意外地将它留在1X位置。这可能会引起定性和定量测量误差,因为衰减不是您所期望的,频率响应与10X位置的频率响应有很大不同。
示波器通常提供 50 Ω 或 1 MΩ 的输入端口。50 Ω 端口通常与匹配的同轴电缆配合使用,以连接到带 50 Ω 电流源的电路元件。
使用 1 MΩ 输入端接来连接电路时,源阻抗更高。这种连接能够最终靠多种方式实现,包括直接用电缆或X1 探头,或者使用高阻抗探头。
将探头上的开关设为1X,将探头连接到示波器上的通道1。要做到这一点,将探头连接器中的槽与CH 1 BNC上的键对齐,推动连接,并向右扭转以将探头锁定到位。将探头尖端和参考导线连接到probe COMP连接器上。
高阻抗探头通过低频率补偿过程,与它们连接到的通道相匹配。对这个过程,所有示波器都提供低频率方波,一般频率为 1 kHz,通常称为 CAL 输出。要利用这项功能,请首先将探头连接到所需的通道,然后将探头尖端连接到 CAL 输出端。触发示波器并在屏幕上查看选定通道轨迹。使用调节工具,在探头连接器盒中更改补偿调节,以获取方波轨迹上的方角,如中间的轨迹所示。
每当探头连接到不同通道时,就应该进行补偿,特别是在任何关键测量之前。很多高阻抗探头还提供高频补偿调节。通常不需要执行这种调节。示波器探头手册提供了此测试的详细信息。
掌握示波器的使用对于工程师来说具备极其重大的意义。通过示波器,工程师能更加深入地了解电路的工作原理,提高故障排查的效率,优化电路性能。同时,示波器的自动测量功能能够非常大地节省工程师的时间和精力,使其更加专注于解决实际问题。因此,作为一名工程师,学会使用示波器是必备的技能之一。