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如何校正模擬示波器

示波器與其它儀器一樣(如萬(wàn)用表等),在使用之前都必需要先對(duì)其進(jìn)行校正。而所謂對(duì)示波器的校正,是將示波器的原來(lái)波形在測(cè)試之前正確調(diào)試出來(lái)。也就是說(shuō),校正出來(lái)的波形要與示波器本身所設(shè)定的參數(shù)一致(這些參數(shù)通常會(huì)在校正的測(cè)試點(diǎn)標(biāo)志出來(lái))。以GW GOS-602示波器為例(左圖):在其面板的左下角就是要求校正波形的參數(shù),如電壓值為2V、頻率是1KHz等(右圖),就是要求示波器的校正波形(或正、余弦波、方波)的電壓峰峰值為2V、頻率為1KHz。但示波器通常不能直接顯示波形的頻率,而是根據(jù)頻率與周期的轉(zhuǎn)換(T=1/f)來(lái)將頻率化為周期,再用周期波表示頻率(頻率1KHz的等效周期為1mS)。

在校正波形過(guò)程中,為了方便觀察波形,應(yīng)首先將波形的中心位置調(diào)節(jié)好,這就要將輸入之間的連接模態(tài)信號(hào)的開(kāi)關(guān)撥到GND位置上(左下圖)。這時(shí)若正常接通電源,應(yīng)該能夠顯出一條水平亮線;如果沒(méi)有顯示,那就要上下調(diào)節(jié)POSITION、DC BALT和INTER了。其中,POSITION是波形上下調(diào)節(jié)按鈕(中圖),DC BAL是水平亮線的中心調(diào)整,INTER是亮度調(diào)整,如果現(xiàn)出亮線不平衡(相對(duì)于X軸)時(shí),則要用無(wú)感螺絲刀調(diào)節(jié)在FOCUS附近的TEACE ROTATION(右下圖),之后通過(guò)FOCUS的調(diào)節(jié)把會(huì)聚調(diào)至最佳狀態(tài)。

完成后,將GND轉(zhuǎn)換為AC擋(圖a);在輸入校正波形時(shí),要把衰減或擴(kuò)大按鈕調(diào)到原始位置上,如果撥錯(cuò)了會(huì)嚴(yán)重影響被測(cè)波形數(shù)值的準(zhǔn)確性;對(duì)輸入蹤道的選擇,完全操縱在MODE選擇鍵上(圖b);調(diào)試出來(lái)的波形如果是閃爍不定的,那就要考慮到同步功能鍵,即LEVEL(水平同步調(diào)節(jié))

而通常需要校正的主要是電壓峰峰值和周期數(shù)的調(diào)節(jié),這也是我們對(duì)波形的測(cè)試內(nèi)容。這些調(diào)節(jié)由按鈕VOLTS/DIV、TIME/DIV、SWP.VAR,VOLTS/DIV共同配合完成,各按鈕上的標(biāo)志指向哪一個(gè)數(shù)值,表示這一數(shù)值就是顯示屏的坐標(biāo)軸上每一格的單位數(shù)值。橫坐標(biāo)表示周期,縱坐標(biāo)表示電壓幅值,例如:VOLTS/DIV白色指定點(diǎn)撥在1V(左下圖),即表示縱坐標(biāo)的每一小格的電壓幅值為1V;在TIME/DIV上將指定點(diǎn)指向1mSV(右下圖),即表示橫坐標(biāo)的每一小格的周期為1mS。再根據(jù)波形所占的單位格數(shù),就可以直接讀出(或者經(jīng)驗(yàn)算后讀出)波形的幅度和周期,進(jìn)而用來(lái)判斷是非曲直、分析故障原因了。

所以說(shuō),在使用之前的校正工作是非常重要

在正式進(jìn)行校正之前,根據(jù)示波器左下角校正的參考數(shù)值,應(yīng)把電壓擋撥到單位1V、把周期擋位撥到1mS的位置上(當(dāng)然,你也可以選擇其它為單位值),同時(shí)還要確認(rèn)使用哪一個(gè)CHANNEL(哪一蹤)或者兩個(gè)CHANNEL一起使用(到底使用哪個(gè),就看你把MODE的選擇功能撥到哪個(gè)位置上了):CH1(第一蹤)、CH2(第二蹤)、DUAL(兩蹤同時(shí)使用)、ADD(雙蹤疊加)。按POWER開(kāi)始調(diào)整,把輸入耦合方式撥到GDN(輸入到地),這是用來(lái)對(duì)波形的中心位置校正的,配合此功能鍵的還有POSTION(波形上下調(diào)節(jié)按鈕)。由于我們所測(cè)量的波形常常是脈沖信號(hào)波形,所以當(dāng)中心位置調(diào)整完畢后,在一般情況下都會(huì)把擋位撥到AC(交流輸入),而DC檔位(直流輸入)在平時(shí)較為少用。

將輸入方式設(shè)到AC后,將信號(hào)傳輸線的探頭接到校正的測(cè)試口(左下圖),即可在顯示屏上看到方波。但這時(shí)的方波不一定是標(biāo)準(zhǔn)的(正確的),有可能電壓的峰峰值不足,周期不對(duì),這個(gè)時(shí)候就是考驗(yàn)?zāi)銓?duì)這示波器各功能的熟悉程度了。在電壓按鈕的軸中心有一個(gè)按鈕,是用來(lái)對(duì)電壓值的補(bǔ)償?shù)?在正常情況下將它右旋到卡位鎖定(中圖),就可以正常使用了。如果出現(xiàn)鎖定后仍不能回復(fù)校正參數(shù)值的情況,就要利用這個(gè)電壓幅值補(bǔ)償電位器來(lái)補(bǔ)償了。而周期的調(diào)節(jié)按鈕則沒(méi)有那么隱蔽,它在周期單位設(shè)定大按鈕的左邊,標(biāo)記是SWP VAP,它可以對(duì)波形周期的調(diào)整。同時(shí),在SWP VAPR的左邊還有一個(gè)POSMCN按鈕,其作用是將波形水平平移(右下圖),它是協(xié)調(diào)WSP VAP使用的,讓我們能更準(zhǔn)確方便地觀察或調(diào)節(jié)波形的周期,這些都可以將示波器的原始波形設(shè)置成符合校正參考數(shù)值。如果遇到了這種情況:探頭接到校正測(cè)試口時(shí)波形不能靜止下來(lái)。則有可能是因?yàn)檫@個(gè)位于周期大按鈕右邊的LEVEL還沒(méi)有調(diào)試好。LEVEL的名稱叫"尋跡電平",而它的實(shí)際作用是用來(lái)水平同步補(bǔ)充控制,當(dāng)兩蹤同時(shí)使用時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)水平不能同步,這個(gè)時(shí)候就要考慮到LEVEL頂頭上的TRIC. ALT按鍵了,這是強(qiáng)制性鎖定。如果你熟悉使用這些鍵,把示波器的原始波形校正并不是困難的事。

操作簡(jiǎn)單——全部操作都在面板上,波形反應(yīng)及時(shí),數(shù)字示波器往往要較長(zhǎng)處理時(shí)間。

垂直分辨率高——連續(xù)而且無(wú)限級(jí),數(shù)字示波器分辨率一般只有8位至10位。

數(shù)據(jù)更新快——每秒捕捉幾十萬(wàn)波形,數(shù)字示波器每秒捕捉幾十個(gè)波形。

實(shí)時(shí)帶寬和實(shí)時(shí)顯示——連續(xù)波形與單次波形的帶寬相同,數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān),取樣率不高時(shí)需借助內(nèi)插計(jì)算,容易出現(xiàn)混淆波形。

校正波形不能不特別注意的一個(gè)地方就是:信號(hào)傳輸線的信號(hào)衰減擋位(見(jiàn)圖15)。當(dāng)其撥到*1時(shí),表示無(wú)衰減(平時(shí)設(shè)置點(diǎn));撥在*10時(shí),表示衰減10倍,通常在輸入信號(hào)的頻率過(guò)低時(shí),它相應(yīng)的周期會(huì)變得很大,這時(shí)就要先進(jìn)行衰減再作測(cè)試了,不過(guò)還是要在測(cè)試出的結(jié)果中提升10倍才行,這樣才是原來(lái)的波形值。還有一個(gè)就是位于SWP VAP和POSMCN中間的擴(kuò)大按鍵(*10盤(pán) MAC)(見(jiàn)圖16)。當(dāng)周期單位數(shù)設(shè)置在最低的微秒值都還不能看清波形時(shí),或是說(shuō)當(dāng)波形的頻率很高時(shí),就要運(yùn)用到這個(gè)擴(kuò)大按鍵了。也就是說(shuō),所謂的擴(kuò)大和衰減只是對(duì)周期而言,而對(duì)電壓幅度則不起作用,而且不論是擴(kuò)大還是衰減,調(diào)整波形完畢后都要相應(yīng)地將周期的倍數(shù)縮小或放大。為了使波形的讀數(shù)更加精確、清晰,在原始校正波形時(shí),一定要把波形調(diào)得最準(zhǔn)、最清晰、線條調(diào)至最精細(xì),只有這樣,讀數(shù)才會(huì)最為準(zhǔn)確,誤差才會(huì)減至最少,這對(duì)故障分析往往有舉足輕重的作用。最后還有一點(diǎn)需要注意的是:校正波形調(diào)整完畢后,所有補(bǔ)償按鈕都不能調(diào)動(dòng)或更改(即SWP VAP和電壓補(bǔ)償),否則將要再次對(duì)示波器重新校正一次

模擬示波器使用要求:模擬示波器注意防水,防摔,防塵!

示波器是一種利用電子束的偏轉(zhuǎn),來(lái)重現(xiàn)電信號(hào)瞬時(shí)圖象的儀器.它不僅能測(cè)量電壓、電流等信號(hào)幅度的大小,而且還能測(cè)量其周期、頻率和相位,并能直觀地、形象地顯示各種電信號(hào)的波形.示波器在儀器設(shè)備故障檢修中,是一種重要的檢查診斷工具,許多人把它比作維修技術(shù)人員的"眼睛".在故障檢查中,我們可以應(yīng)用波形觀察、信號(hào)尋跡、信號(hào)注人等方法,進(jìn)行監(jiān)視性觀察,測(cè)量性觀察和檢定性觀察.通過(guò)檢測(cè)電路的有關(guān)測(cè)試點(diǎn),了解電路的工作情況,檢查電子元器件的好壞,從而確定和判斷電子儀器或裝備的整機(jī)性能和存在的問(wèn)題)。

1、檢查直流電派的紋波電壓

電源的紋波電壓對(duì)儀器設(shè)備的工作影響很大.直流穩(wěn)壓電源中對(duì)紋波電壓的大小通常都有相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)或要求.若超過(guò)其規(guī)定的指標(biāo),儀器便不能很好地工作.筆者在實(shí)際工作中,曾碰到過(guò)多例因電源紋波增大而導(dǎo)致儀器不能正常工作的情況.例如:一價(jià)值數(shù)萬(wàn)元的進(jìn)口COZ培養(yǎng)箱,細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)的設(shè)置溫度為37℃,而實(shí)際顯示溫度卻僅在24~30℃之間跳動(dòng),而且溫度總升不到設(shè)定值.顯示溫度跳動(dòng),說(shuō)明顯示信號(hào)中混人了干擾信號(hào);溫度升不到設(shè)定值,說(shuō)明控制電路工作失控.用示波器檢查,發(fā)現(xiàn)紋波電壓很大(近4V).疑是濾波電容容t衰退,更換濾波電容,儀器工作正常.是紋波影響了測(cè)量和控溫部分的工作.因此,碰到儀器工作不穩(wěn)定時(shí),別忘了檢查電源的紋波)。

2、檢查電路中有關(guān)測(cè)試點(diǎn)或有關(guān)電路波形

有的儀器附有電路圖,而且電路圖中標(biāo)有測(cè)試點(diǎn)及其波形.用示波器檢查測(cè)試點(diǎn),觀察其波形,分析其差異,便能很快查出其故障)。

3、檢查無(wú)圈紙電路或有關(guān)元件的工作波形.檢查前,應(yīng)做好以下準(zhǔn)備工作

①觀察被測(cè)電路或器件的連線和結(jié)構(gòu),參考有關(guān)資料,尋找相似電路或器件,進(jìn)行分析比較,盡可能弄清其原理,繪出其電路框圖.做到測(cè)量時(shí)有的放矢.②對(duì)于型號(hào)被抹或被涂黑固化的模塊,可將其視為"黑匣子",根據(jù)其引腳情況及外圍元件,描繪其電路,推側(cè)其電路結(jié)構(gòu),尋找輸人輸出.然后用波形觀察法進(jìn)行檢查)。

在上述①②③種故障檢查中,示波器主要用作監(jiān)測(cè)性觀察.其方法主要是波形觀察法.

4、側(cè).電路或整機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)

在這種檢測(cè)中,示波器主要用作測(cè)量性或檢定性觀察,其方法主要采用信號(hào)注人法.以音頻放大器為例.利用示波器和信號(hào)發(fā)生器等輔助儀器,可測(cè)量放大器的電壓增益、輸人阻抗、輸出阻抗、輸出功率、交調(diào)失真等.與此相類似,利用此方法,還可測(cè)量示波器的頻響和上升時(shí)間,檢定示波器的某些參數(shù))。

5、檢查數(shù)字集成電路的好壞

市售的集成電路檢查儀,功能全、用途廣、但因價(jià)格較貴,因此目前還不能完全普及.儀器設(shè)備故障檢修中,常常碰到檢查集成電路好壞的問(wèn)題,在條件受限的情況下,我們可以自已動(dòng)手,自制一些簡(jiǎn)單實(shí)用的儀器.如正弦波信號(hào)發(fā)生器、方波信號(hào)發(fā)生器,高低位信號(hào)發(fā)生器.前兩種儀器的電路很多,后一種發(fā)生器在檢查數(shù)字集成電路中具有較大的用途.利用它作信號(hào)源,用示波器作監(jiān)視器,必要時(shí)再配上方波發(fā)生器,便可檢查多種數(shù)字集成電路.例如:各種門(mén)電路、反相器、緩沖器、譯碼器、觸發(fā)器,總線數(shù)據(jù)收發(fā)器。此外,還可以用作微處理器的數(shù)據(jù)線、地址線,做一些簡(jiǎn)單的微處理器實(shí)驗(yàn),或檢查一些簡(jiǎn)單的徽處理器故障)。

6、檢查傳感器的好壞

很多傳感器加其前置放大器,便可構(gòu)成一個(gè)特殊的信號(hào)源.例如:溫度傳忿器,壓力傳感器、光電傳感器、紅外傳感等。因此,修理數(shù)字溫控儀時(shí),我們可以用升溫法給傳感器加溫,然后在其前置放大器翰出端用示波器觀察其電壓的變化情況.修理數(shù)字天平時(shí),可在天平上加一個(gè)間歇力,用示波器在AD變換前觀察其電壓的變化.檢查傳感器的好壞,檢查有關(guān)電路的故障,一些帶信號(hào)輸出的插口,也可作信號(hào)源使用.如計(jì)算機(jī)顯示器插口愉出的R,B,G,H,V信號(hào),維修顯示器時(shí)就很有用.利用它,我們可以用示波器尋跡檢查顯示器的各有關(guān)電路.此外,還有一些隱含義信號(hào)源,如空中特定頻率的電磁場(chǎng)信號(hào),加上調(diào)整諧回路及其放大電路,便可構(gòu)成一個(gè)高頻或超高頻信號(hào)源.檢查如接收機(jī)、電視機(jī)之類的設(shè)備時(shí),也可以用示波器對(duì)其進(jìn)行故障尋跡(注:僅觀察信號(hào)帶)。