如何使用示波器

如何使用示波器

示波器量測技術

您可以進行的兩個最基本示波器 量測是:

電壓量測

時間量測

幾乎所有其他量測都基於這兩種基本技術之一。

本節討論如何使用示波器透過示波器螢幕直覺地進行量測。這是類比儀器的常用技術,也可能對數位示波器顯示的「一目了然」解釋很有用。

請注意,大多數的數位示波器 都包含自動量測工具,可簡化和加速常見的分析任務,進而提高量測的可靠性和對量測結果的信心。但是,瞭解如何依照此處所述手動進行量測將有助於您瞭解和檢查自動量測。

電壓量測

電壓是電路中兩點之間的電位量,以伏特表示。通常這些點終會有一個點是接地 (零伏),但並非總是如此。電壓也可以從峰對峰值量測。即從訊號的最大點到其最小點。您必須小心指定您是指哪個電壓。示波器是一種電壓量測裝置。一旦您量測了電壓,其他的量就可以計算出來了。例如,歐姆定律指出電路中兩點之間的電壓等於電流乘以電阻。從這些數量中的任意兩個,您可以使用下面顯示的公式計算第三個。

電壓 = 電流 x 電阻

電流 = 電壓/電阻

電阻 = 電壓/電流

電壓 = 電流 x 電阻

另一個方便的公式是功率定律,指出直流訊號的功率等於電壓乘以電流。交流訊號的計算更複雜,但這裡的重點是量測電壓是計算其他量的第一步。圖 66 顯示了一個峰值的電壓 (Vp) 和峰對峰值電壓 (Vp–p)。

圖 66: V電壓峰值 (Vp) 和峰對峰值電壓 (Vp-p)。

進行電壓量測的最基本方法是計算波形在示波器垂直刻度上跨越的分區數。調整訊號以垂直覆蓋大部分顯示器可實現最佳電壓量測,如圖 67 所示。使用的顯示區域越多,讀取的量測值就越準確。

圖 67: 量測中心垂直刻度線上的電壓。

許多示波器都有游標,可讓您自動進行波形量測,而無需計算格線標記。游標只是一條可以在顯示器上移動的線。兩條水平游標線可以上下移動以包圍電壓量測的波形振幅,兩條垂直線左右移動以進行時間量測。讀數顯示其位置的電壓或時間。

時間和頻率量測

您可以使用示波器的水平刻度進行時間量測。時間量測包括量測脈衝的週期和脈衝寬度。頻率是週期的倒數,所以一旦您知道週期,頻率就是一除以週期。與電壓量測一樣,當您調整要量測的訊號部分以覆蓋顯示器的較大區域時,時間量測會更準確,如圖 68 所示。

圖 68: 量測中心水平刻度線上的時間。

脈衝寬度和上升時間量測

在許多應用中,脈衝形狀的細節很重要。脈衝可能會失真並導致數位電路出現故障,並且脈衝序列中的脈衝時序通常很重要。

標準脈衝量測是脈衝上升時間和脈衝寬度。上升時間是脈衝從低電壓變為高電壓所需的時間。依照慣例,上升時間是從脈衝全電壓的 10% 到 90% 進行量測。這消除了脈衝轉換角處的任何不規則性。

脈衝寬度是脈衝從低到高再回到低所需的時間。依照慣例,脈衝寬度是在全電壓的 50% 處進行量測。圖 69 說明了這些量測點。

圖 69: 上升時間和脈寬量測點。

脈衝量測通常需要微調觸發。若要成為擷取脈衝的專家,您應該學習如何使用觸發釋抑,以及如何設定數位示波器以擷取前置觸發資料,如第 4 章 — 示波器系統和控制中所述。水平放大是量測脈衝的另一個實用的功能,因為可讓您看到快速脈衝的精細細節。

在示波器學習中心瞭解更多有關如何使用示波器的資訊,並下載包含設定示波器逐步說明的示波器基礎海報,掛在實驗室中隨時可供參考。如果您尚未購買示波器或希望升級以執行更進階的測試,請立即購買 Tektronix 示波器。

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