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示波器是一種電子測量儀器，可以在無干擾的情況下監(jiān)控輸入信號，隨后以圖形方式采用簡單的電壓與時間格式顯示這些信號。學(xué)生時代使用的這類示波器可能就是基于模擬技術(shù)的示波器。這些采用早期技術(shù)的示波器通常稱為模擬示波器，具有限定的帶寬，不執(zhí)行任何種類的自動測量，而且要求輸入信號是重復(fù)的。

示波器除了基礎(chǔ)的功能之外，示波器還能夠幫助工程師快速定量被測信號的頻率、幅度以及其它的波形參數(shù)?？傊静ㄆ骺梢詼y試基于時間和基于電壓的參數(shù)，如下：

基于時間的參數(shù): 頻率和周期、占空比、上升時間和下降時間等

電壓參數(shù): 幅度、**電壓、*小電壓、平均電壓等

那什么時候用示波器？

在調(diào)試電路的輸入、輸出以及中間系統(tǒng)的時候用以確定信號的頻率和幅度，基于這些信息可以判斷電路的工作是否正常。

確定電路中噪聲的大小

判斷波形的形狀 – 正弦波、方波、三角波、鋸齒波、復(fù)合波形等等測量兩個不同信號的相位差

示波器的選用依據(jù)

示波器的功能、性能、價格差別都非常大，示波器的選型需要根據(jù)使用的場景（考慮到將來所有可能的項目需求）并結(jié)合自己的預(yù)算進行選擇，主要需要考慮的參數(shù)如下：

通道數(shù)–可以同時處理的模擬信號輸入的數(shù)量，2通道*為常見，其次是4通道；

帶寬–能夠可靠測量的模擬信號的頻率范圍，一般以MHz為單位來表示，下面的圖可以看出來如果模擬帶寬不夠?qū)Ρ粶y波形的影響。

取樣率–這是數(shù)字示波器*的指標(biāo)，反映了對模擬信號以每秒多少次的速度進行采樣。有的多通道示波器，當(dāng)多個通道同時使用的時候采樣率可能會降低，一般以MSa/S來表示，示波器的**采樣率應(yīng)該大于4倍的模擬帶寬。

上升時間 – 示波器的上升時間決定了其能夠測量的*快的上升脈沖，這個指標(biāo)與帶寬高度相關(guān)。

**輸入電壓 – 每種電子產(chǎn)品都有其能夠承受電壓的**極限，示波器的**輸入電壓指的是，如果輸入的信號電壓超過這個值，極有可能會損毀示波器。

分辨率 – 表征了對輸入電壓的量化精度，一般高速的示波器都采用8bit的高速ADC對模擬信號進行量化采樣。

垂直靈敏度 – 這個值表征了垂直顯示的電壓量程的*小和**值，單位是伏/格。

時間基準(zhǔn) – 表征了水平的時間軸的靈敏度范圍，單位是秒/格。

輸入阻抗 – 如果被測信號為很高頻率的信號，即便是非常小的阻抗（電阻、電容、電感）疊加在電路上都會對信號帶來比較大的影響。每一個示波器都會對測量的電路增加一定的阻抗，這個阻抗就是輸入阻抗，它一般是比較大的電阻(>1 MΩ)與比較小的電容（在pF的范圍）并聯(lián) (||). 在測量非常高頻率的信號的時候輸入阻抗的影響就變得比較明顯，可以通過調(diào)節(jié)使用的探頭來進行補償。

其它的幾個按鈕和屏幕菜單一起構(gòu)成了觸發(fā)系統(tǒng)的其余部分，主要的用途是選擇觸發(fā)源以及觸發(fā)模式。幾種常用的觸發(fā)類型：

*基本的邊沿觸發(fā) - 當(dāng)輸入信號的電壓超過某一個設(shè)定的電平，示波器開始測量。可以設(shè)置為上升沿或下降沿觸發(fā)，或者兩個沿都可以觸發(fā)。

脈沖觸發(fā) - 遇到某種的電壓脈沖的時候示波器開始測量，你可以脈沖的寬度以及脈沖的方向。

斜坡觸發(fā) - 正向或負向的波形斜坡超過了某一個的時間則啟動示波器的測量。

還有一些更復(fù)雜的觸發(fā)機制用以檢測某些標(biāo)準(zhǔn)的波形，比如NTSC或PAL信號。

探頭部分

示波器的測量離不開同被測電路連接的探頭，它是一個單輸入的設(shè)備，將電信號從待測的電路上傳遞到示波器。它有一個比較尖的頭用以接觸你要檢測的電路的測試點，很多時候這個尖頭會配上鉤子、鑷子或夾子以方便連接到被測的電路上。每個探頭都有一個接地夾子，測試的時候需要將這個接地夾子安全地連接到待測電路的公共地的位置。

探頭看起來簡單，用起來卻學(xué)問大多了，多數(shù)硬件工程師不會使用示波器的探頭，我們來看看怎么回事：

理想狀況下，示波器的探頭應(yīng)該對被測的信號沒有任何影響，但現(xiàn)實卻是它長長的連線不可避免地有著雜散電感、電容、以及電阻。因此，無論如何，它們都會影響到示波器對待測信號的解讀，尤其在非常高的頻率的時候。

探頭有多種，*常用的是多數(shù)示波器自帶的無源（Passive）衰減探頭，它內(nèi)部有著大的電阻并聯(lián)一個很小的電容，以幫助減小探頭的長電纜給待測電路帶來的負載效應(yīng)。這個內(nèi)部的高電阻同示波器輸入端的電阻串聯(lián)，對輸入信號構(gòu)成了分壓。

多數(shù)的示波器探頭的內(nèi)部阻抗為9MΩ的電阻，它同示波器輸入端的標(biāo)準(zhǔn)的1MΩ的輸入電阻相連接，構(gòu)成了1/10的分壓，這種探頭被稱為10X衰減探頭。很多探頭都有一個開關(guān)，可以切換是10:1衰減（10X）還是不做衰減（1X）。

衰減探頭在高頻應(yīng)用中能夠保證比較高的精準(zhǔn)度，但不好的地方就是對輸入信號先衰減了10倍，如果你要測量的信號是非常小幅度的微弱信號，**還是使用不做衰減的1x探頭，這時候你需要設(shè)置示波器的菜單以告知其衰減發(fā)生了變化，很多示波器能夠自動檢測到探頭是衰減還是不衰減。

除了剛才講的無源衰減探頭，還有有源探頭（單獨供電），能夠在送入示波器之前對待測信號進行放大甚至預(yù)處理；有能夠測量交流或直流電流的探頭，電流探頭一般是環(huán)繞著待測的信號線，而不接觸到被測的電路。

示波器的使用步驟

1.選擇和設(shè)置探頭

先根據(jù)需要選擇一個合適的探頭，對于多數(shù)測量的信號來講，你購買的儀器里隨帶的簡單的無源探頭就可以用了。

接下來，設(shè)置好探頭的衰減，一般常用的是10X，它是很多場合**的選擇，如果你要測量幅度比較小的信號，可以設(shè)置在1X檔。

2.接上探頭，打開示波器

將探頭連接到示波器的**個通道，打開示波器開關(guān)開始運行，你可以看到示波器屏幕上的方格、刻度以及由一條水平線構(gòu)成的波形，帶著微弱的噪聲波動。

屏幕上將顯示上次關(guān)機前設(shè)置好的時間（水平方向）和電壓（豎直方向）刻度，你不用管這些，調(diào)整相應(yīng)的旋鈕，將示波器放到標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置：

打開通道1，關(guān)掉通道2；

設(shè)置通道1為直流耦合；

設(shè)置觸發(fā)源為通道1 – 沒有外接的信號源或其它通道的信號對此進行觸發(fā)；

設(shè)置觸發(fā)類型為上升沿觸發(fā), 觸發(fā)模式為自動；

確認示波器探頭的衰減設(shè)置同你使用的探頭的狀態(tài)一致（例如1X, 10X）；

3 校準(zhǔn)探頭

示波器一般在其面板的右下方都會提供一個內(nèi)部產(chǎn)生、供校準(zhǔn)用的高可靠、固定頻率和幅度的方波測試信號，它有兩個分開的連接點 - 一個輸出校正信號，一個連接系統(tǒng)的地。將探頭的接地夾子連接到這個測試信號的接地端，示波器的探頭連接到測試信號的輸出。

旋轉(zhuǎn)水平向和垂直向的調(diào)節(jié)按鈕，將波形適當(dāng)?shù)仫@示在屏幕上，調(diào)節(jié)“觸發(fā)"按鈕讓波形穩(wěn)定地顯示在屏幕上。

如果探頭設(shè)置為10X，卻發(fā)現(xiàn)顯示的方波波形不是嚴(yán)格的方波，你需要進行阻抗補償 - 用小改錐調(diào)節(jié)如下圖中顯示的探頭上的并聯(lián)電容的大小。

在調(diào)節(jié)的時候你可以看到屏幕上的波形在變化。

調(diào)節(jié)直至屏幕上顯示的波形為的方波。記住，只有在用10X的時候才需要進行補償調(diào)節(jié)。

對于被測的電路來講示波器探頭+示波器等效為一個10MΩ的電阻和Cload的并聯(lián)，對被測電路工作的影響可以根據(jù)這個等效電路來計算。

SYN58004型手持示波器是一款示波器和信號發(fā)生器合二為一的多功能手持式示波器，**帶寬100MHz，實時采樣率250M Sa/s，信號源多種波形輸出,測量參數(shù)多達14種，是一款功能全面、體積小巧、使用方便的手持示波器。

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