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了解示波器的基本操作

正确操作示波器和确保测量数据有效，需要从根本上了解示波器和基本系统。下文将概述必要设置以使用示波器执行电压随时间变化的基本测量。

什么是示波器，如何使用示波器？

示波器主要用于测量和显示电压随时间的变化。示波器广泛用于几乎所有电力产品的电气/电子设计、测试和调试。

示波器显示周期或重复波形中电压随时间的变化。现代数字存储示波器还可以轻松显示和保存非周期波形。除了显示电压随时间变化的基本功能之外，大多数现代示波器通常还具有许多其他功能，例如：

自动测量峰间电压或频率

查看串行总线和混合信号分析

信号频域分析——与频谱分析仪类似

示波器和探头基础知识概览

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示波器的基本操作“系统”

执行测量和显示结果时，可以调整示波器四个主要“系统”的设置：

1) 垂直系统

执行测量和显示结果时，可以调整示波器四个主要“系统”的设置：

2) 水平系统

执行测量和显示结果时，可以调整示波器四个主要“系统”的设置：

3) 触发系统

执行测量和显示结果时，可以调整示波器四个主要“系统”的设置：

4) 显示系统

垂直系统

纵轴显示电压随时间的变化。纵轴用于垂直缩放和定位波形。显示和缩放波形时，使用 volts/div 控件来控制输入信号的放大或衰减。

配置垂直系统时，必须使用 volts/div 控件最大化屏幕上的波形。换言之，即在不削波的情况下尽量使正峰值和负峰值靠近屏幕顶部和底部。

这确保充分利用示波器模数转换器 (ADC) 的所有位和全部优势。最大化垂直刻度后，还能更加轻松地查看波形的细微细节或特性。

增加 volts/div，波形缩小

减小 volts/div，波形放大

位置控件可用于在屏幕中上下移动波形

水平系统

水平系统需要考虑两个不同方面：波形显示和采样率。

波形显示

水平系统的波形显示控件与横轴相关并对应时间。这可用于缩放波形和/或更改波形的水平位置。类似于垂直系统的 volts/div，sec/div 用于更改每个刻度分格的时长，表示示波器屏幕上能显示的周期数。位置控件用于在屏幕中左右移动波形。

波形显示

采样率

在水平系统中，采样更为重要。水平系统按照既定的采样率（每秒采样数）或每个采样间隔将输入信号数字化。这些样本存储在内存中，并一起组成波形记录。

采样率越高：

显示波形的分辨率越高，细节越精细

捕获偶发事件的机率越大

存储要求越高（存储深度需越大）

应该选择什么样的采样率？如果输入信号的采样速度太慢，则可能会出现混叠信号，这将无法准确表示采样信号。

内存中存储的样本组成波形记录。

奈奎斯特准则指出，采样率应为最高频率的两倍以避免混叠。一般建议采样率至少为示波器带宽的 2.5 倍。

触发系统和触发模式

几乎所有示波器操作都需要触发，因此触发系统非常重要。从根本上而言，触发定义示波器开始采集或采样前必须满足的条件。触发有两种不同的作用：

首先，触发可以在既定的信号点上开始每次扫描，从而稳定正弦波等重复或周期信号

触发还可用于捕获单脉冲和突发等非周期性单一事件

需要正确设置触发。错误配置触发是使用示波器时的一个常见问题。触发有多种不同类型。现代示波器可以触发脉冲宽度、欠幅或毛刺等。边沿触发是最常见的触发类型。

边沿触发的触发条件为波形的上升沿或下降沿超过定义电压的阈值。

除了不同的触发类型之外，触发模式也多种多样。触发模式决定无触发时的仪器行为。我们将介绍自动和标准模式。

在自动模式下，如果未满足触发条件，示波器会在一个时间间隔后重复触发。如果满足触发条件，则优先启动真正的触发。此模式有助于在设置触发之前查看波形。屏幕上的波形不同步，连续波形不在同一个波形点触发。

在标准模式下，示波器仅在发生触发时（即满足所有触发条件）采集正常波形。如果无触发，仪器将不采集波形，并显示上一次采集的波形。如果之前未捕获任何波形，则不显示任何内容。

边沿触发的触发条件为波形的上升沿或下降沿超过定义电压的阈值

显示系统

模拟示波器的显示系统是显示发光绿色迹线的阴极射线管。分析或测量信号通常需要统计显示屏上的刻度分格数。

现代数字示波器具有多种显示和测量功能，例如缩放信号和使用光标或标记进行手动测量。此类示波器还具有广泛的自动功能，例如测量峰值或峰间电压、频率、上升和下降时间、转换速率、峰值因子和脉冲计数。许多数值也可以根据统计获得（统计测量）。

模拟示波器

数字示波器

总结

示波器测量并显示一段时间内的电压。

执行测量和显示结果时，可以调整示波器四个主要“系统”的设置：(1) 垂直系统；(2) 水平系统；(3) 触发系统；(4) 显示系统。

垂直系统在垂直轴上显示电压，并使用 volts/div 控件来缩放和定位波形。

屏幕上的波形需要最大化，以充分利用 ADC 功能，观察微小的波形细节。

水平系统包括波形显示和采样率。

波形显示使用 sec/div 控件来更改每个刻度分格的时长，并使用位置控件来水平移动波形。增加采样率可以提高分辨率和捕获偶发性事件的概率，但需要更大的存储深度。奈奎斯特准则：采样率应至少为最高频率的两倍以避免混叠；建议采样率至少为示波器带宽的 2.5 倍。

触发系统对于稳定重复信号和捕获非周期性事件至关重要。

触发类型多种多样，需要正确进行配置。触发模式也多种多样，决定了无触发时的示波器行为。

现代数字示波器的显示系统配有先进的显示功能，例如缩放、用于手动测量的光标和用于各种测量的自动功能。

不确定哪种示波器最能满足您的测量需求？我们的专家将为您提供帮助。

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