數字示波器一些使用知識

什么是RS-232交叉線，什么是RS-232直通線？

  答案：RS-232交叉線有2種：2線交叉是指在RS-232的連接線2端中2、3線交叉；3線交叉是指在RS-232的連接線2端中2、3、5線交叉。RS-232直通線是指通過標準連接器將不同類型的設備直接相連。RIGOL的各種設備除了DM3058使用交叉線以外都是用直通線。

數字萬用表的Crest factor（振幅因數）和CMRR（共模抑制比）

  解答：振幅因數（巔值因子）是振幅與有效值之比。具有很高振幅因數的波形要求測量儀表能承受很高的峰值電壓，而同時又能測量小得多的RMS值。

  共模抑制比為放大器對差模信號的電壓放大倍數Aud與對共模信號的電壓放大倍數Auc之比，英文全稱是Common Mode Rejection Ratio，因此一般用簡寫CMRR來表示。

  差模信號電壓放大倍數Aud越大，共模信號電壓放大倍數Auc越小，則CMRR越大。此時差分放大電路抑制共模信號的能力越強，放大器的性能越好

示波器可以測電流嗎？

  答案：可以，使用符合BNC接口的電流探頭即可，同時向探頭制造商索要電流電壓對應表以進行手動的換算。

在使用探頭為1X的時候對485通信設備進行測試的時候，造成通信錯誤，為什么？

  答案：因為探頭1X的時候輸入阻抗為1M歐，相對于10X檔的10M歐阻值偏小。且該阻抗并聯(lián)到被測系統(tǒng)中，造成系統(tǒng)阻抗變小，影響了分壓，并造成了通信故障

數字示波器的實時帶寬定義是什么？

  答案：數字示波器的實時帶寬又稱單次帶寬，是指示波器在實時/單次采樣過程中的帶寬值，受采樣率的影響較大。

  數字示波器的實時帶寬主要受兩方面的限制：示波器的模擬帶寬和采樣率。

  示波器的模擬帶寬由前端放大器的帶寬決定；示波器實時帶寬<=(采樣率/5)。綜上，數字示波器的實時帶寬等于模擬帶寬和（采樣率/5）之中的較小值。

示波器標稱為60MHz，是否可以理解為它最大可以測到60MHz？

  答案：60MHz帶寬示波器，并不意味著可以很好地測量60MHz的信號，根據示波器帶寬的定義，如果輸入峰峰值為1V的60MHz的正弦波到60MHz帶寬的示波器上，從示波器上將看到0.7V左右的信號。

什么是示波器的波形捕獲率，其有什么影響？

  答案：波形捕獲率是指示波器在單位時間內捕獲波形的個數。數字示波器顯示波形并不是實時的，從更新到顯示完畢這個時間內采樣芯片依舊在不停地采集波形，但是屏幕無法顯示，這個時間就叫做示波器的死區(qū)時間。位于死區(qū)時間內的波形是不能被觀測的，這就導致了波形的遺失。示波器的捕獲率越高其死區(qū)時間越小，漏失波形的幾率就越小，所以在觀測一些瞬態(tài)信號時使用波形捕獲率越高的儀器，觀測到所要波形的幾率就越高，即測試效率越高。

慢掃描模式和ROLL模式有什么共性和區(qū)別?

  答案：

  共性：

  1.均適用于觀測低速信號；

  2.均會因采樣率不足發(fā)生混淆。

  區(qū)別：

  1.觸發(fā)系統(tǒng)不同：慢掃描模式可以廣泛使用示波器所配置的各種觸發(fā)，觀測所需信號；ROLL模式不帶觸發(fā)，所顯即所采；

  2.顯示方式不同：慢掃描模式從左向右顯示波形，并存在預觸發(fā)時間和掃描時間；ROLL模式從右向左顯示波形，且因沒有預觸發(fā)，實時性和連續(xù)性較好；

  3.時基范圍不同：慢掃描模式適用于50ms/div以上的檔位；ROLL模式適用于500ms/div以上的檔位；

  4.采樣率不同：同時基檔位下的采樣率對比，慢掃描模式更高。

使用帶寬100MHz示波器測量10MHz正弦波，探頭打到1X和10X結果怎么不一樣？

  答案：在實際測試時的帶寬是指示波器帶寬和探頭組成的系統(tǒng)的一個綜合帶寬，而探頭在1X時的帶寬只有6MHz，測量10MHz的波形會有很大的衰減，因此將探頭打到10X（帶寬達到滿帶寬）時的結果才是正確的。值得注意的是250MHz的示波器和250MHz的探頭組合起來的系統(tǒng)帶寬小于250MHz，因此選擇合適的探頭對于示波器的測試有極為重要的意義。

為什么使用萬用表測試通電電路上的電阻不準？

  答案：萬用表測試電阻的時候是通過恒流源向被測電阻放電的方式進行的，已經在運行的電路上其電阻已經有電流流過，會極大的影響準確度，甚至可能燒毀萬用表，因此當用歐姆檔檢測電路元件或電路系統(tǒng)時，必須首先切斷被測裝置或系統(tǒng)的供電電源，如果被測對象中含有儲電量較大的電容器時，還必須以適當的方式對其放電，在確認被測部分沒有電源性因素的前提下，方可進行測量，否則不但測試結果不準確且極易損壞萬用表。

為什么萬用表自動擋位和手動檔位測試結果不一致？

  答案：使用萬用表時，用自動擋位測量，萬用表和根據測量值以及機器內置的跳變值自動選擇合適的流程，而手動選擇量程時如果選擇的量程和機器選擇的不一樣，則會因為標準值等的選取不同而造成一定的差異。在同樣的檔位下，自動測量和手動檔位設置測量的測試結果沒有物理性差別。

如何用數字示波器測量市電？

  答案：測量市電的關鍵點有如下兩個：

  1.保證市電的峰峰值在示波器的量程范圍內，否則看不到完整的波形。市電有效值是220V，對于具有最大10V/div的垂直量程的數字示波器，在10X探頭的輔助下，可以測試最大800V峰峰值的電壓；

  2.保證無源探頭的接地夾接地（不是接零線！）。零線是有電壓存在的（可以用數字萬用表驗證），用探頭的接地夾接觸會直接造成短路。

  測量市電需要注意以下幾點：

  1.推薦使用100：1的無源探頭，以保證數字示波器的使用壽命；

  2.探頭的接地夾一定要接在地線上，不得接入零線和火線，以防止發(fā)生短路；

  3.如果預算允許，使用高壓差分探頭（不用擔心接地測試問題），或使用高壓無源探頭并為示波器配備隔離變壓器；

為什么探頭用1X檔的時候測量高頻信號不準？應該怎么測？

  答案：因為探頭在1X的時候帶寬通常只有6MHz，所以對高頻信號的衰減比較嚴重。在測量高頻信號時一定要注意使用10X檔位，并且不使用接地線夾，以避免分布電感帶來的反射。推薦使用接地彈簧來進行，測量BNC接口的輸出可以使用探頭的BNC接口轉換器或直接使用BNC同軸電纜進行測試連接。

如何用示波器測量電源紋波？

  答案：電源紋波指的是開關電源寄生的、產生于開關切換與整流過程的小幅度振蕩波形，幅值往往在mV級。測量紋波可以等同于測量一個具有較大直流偏移的高頻交流波形，實際應用中注重的是其峰峰值。有以下幾個注意事項：

  1.示波器采用交流耦合，開啟帶寬限制；

  2.探頭選擇1X檔，保證信號的保真度；

  3.探頭使用接地彈簧，不用接地線以減少高頻反射；

  4.直接接觸或盡量靠近測試點，避免引入外界噪聲干擾。

為什么在慢掃描或ROLL模式下探頭校準信號有時顯示一條直線？怎么解決這個問題

  答案：這是因為波形因采樣率不足發(fā)生了混淆。示波器處于慢掃描模式的時候其時間檔位已經處于50ms以上，而示波器當前的采樣率是和時間檔位成反比的，因此這個時候其采樣率已經很小了。當其當前采樣率降到自帶方波頻率（1KHz）以下，例如500Sa/s時，示波器就會在方波每個周期的同一位置（或上或下、時上時下）進行數據采集，這樣采集得到的點連接在一起后就成為一條直線了。

  這種情況下應打開峰值檢測，使用長存儲或者減小時間檔位以采集正確波形。

什么是示波器？

  答案：示波器是形象地顯示信號幅度隨時間變化的波形顯示儀器，是一種綜合的信號特性測試儀，是電子測量儀器的基本種類。他不僅可以顯示出所測信號的波形，還可以測量信號的諸如幅度和頻率等參數。

  示波器又分為模擬示波器、數字存儲示波器、混合信號示波器和虛擬數字示波器等。

  其中，數字存儲示波器簡稱DSO（ Digital Storage Oscilloscopes ）,他是以數字編碼的形式儲存信號的示波器。RIGOL的DS系列都是數字示波器。

  混合信號示波器常被稱為MSO（ Mixed Signal Oscilloscopes ）,其最大的特點在于可以實現數字信號和模擬信號的混合測量，為時下流行的嵌入式開發(fā)提供了極大的便利。

觸發(fā)的概念

  答案：為了使掃描信號與被測信號同步而設定一些條件，將被測信號不斷地與這些條件相比較，直到被測信號滿足這些條件時才啟動掃描，從而使得掃描的頻率與被測信號相同或存在整數倍的關系的技術，我們就稱為“觸發(fā)”，而這些條件我們稱其為“觸發(fā)條件”。

  觸發(fā)方式有自動觸發(fā)、普通觸發(fā)、單次觸發(fā)等。

  觸發(fā)模式的形式很多，常用最基本的就是邊沿觸發(fā)，另外還有脈寬觸發(fā)、斜率觸發(fā)、視頻觸發(fā)和交替觸發(fā)，在數字信號中還有碼型觸發(fā)和持續(xù)時間觸發(fā)等。

什么是示波器的捕獲率

  答案：示波器的捕獲率是指示波器單位時間內捕獲的波形數，常用 波形每秒（wfms/s）作為單位（waveforms/s的縮寫）。

輸出阻抗在高阻和50歐切換的時候，為什么輸出沒有變化？

  答案：這是由于信號源的物理輸出阻抗固定為50歐，輸出阻抗的條件只是通過軟件調節(jié)信號源輸出值的大小。

  首先，切換輸出阻抗的時候，信號的幅值設置會有隨之改變，如：1KHz、2Vpp的方波，輸出阻抗為高阻，這時我們切換到50歐，此時我們再去看設置，已經變成了1KHz、1Vpp的方波。但是我們還是設置示波器輸入阻抗為高阻去觀察這個信號，那么測量所得的結果仍是1KHz、2Vpp的方波，這是因為示波器的輸入阻抗與信號源的輸出阻抗不匹配造成的。這時我們需要去調整示波器的輸入阻抗為50歐，這樣測得的結果才是正確的，為1KHz、1Vpp的方波。

外觸發(fā)作用是什么？

  答案：外觸發(fā)信源可用于在兩個通道上采集數據的同時在第三個通道上觸發(fā)。例如，可利用外部時鐘或來自待測電路的信號作為觸發(fā)信源。

什么是示波器的帶寬

  答案：帶寬是表征示波器觀測信號頻率范圍的物理量，常用單位MHz/GHz來表示。通常認為示波器測量信號的幅度下降為信號真實幅度的70.7%（-3dB）所對應的頻率點就是示波器的帶寬。這里的信號通常以正弦波為參考，其只有一次諧波。

  示波器的帶寬不足會導致波形幅度衰減和波形失真。

  示波器所需帶寬=被測信號的最高頻率成分X5

采樣率不足對測試測量有什么影響？

  答案：一、被測波形發(fā)生混淆；

  二、造成波形的漏失

  三、影響對高頻信號的幅度和邊沿測試

什么是示波器的實時采樣率

  答案：實時采樣率對應于實時采樣。

  實時采樣率是表征示波器采樣能力的物理量，指單位時間（1s）內示波器所采集的點數（sample，簡寫為Sa），通常用MSa/s或GSa/s來表示。

什么是浮地測試？如何進行浮地測試？

  答案：浮地信號即信號系統(tǒng)的任何一點都與參考點沒有電聯(lián)系，而參考點通常為大地，所以叫浮地。在測試浮地信號時，因為系統(tǒng)中的所有點都可能對地有電壓，如果使用一般的測試方法就會因為探頭接地夾的接入而造成短路，燒毀電氣設備，嚴重時甚至危及操作人員的生命安全。浮地信號的測量可以參考差分信號的測量，主要有以下幾種測量方法：

  A，當要求的精度不是很高時，可以使用2個通道進行測量，具體操作方法是使用2根探頭的探針分別接觸2個測試點，將他們的接地夾相連，再使用示波器的數學運算功能把2個通道的波形相減得到的結果就是所測波形，這里需要注意正確設置減數和被減數，否則可能導致結果反相；

  B，精度要求較高時有2種方法：1.使用差分探頭進行測量；2.使用隔離變壓器隔離示波器的電源。在使用隔離變壓器時要注意，此時最好只使用1個通道，否則可能會因為2個通道的共地而使結果不準。

示波器自動頻率測量和硬件頻率計測量的區(qū)別是什么？

  答案：示波器的軟件測量是對屏幕當前顯示的內容進行計算測量的，而當示波器處于自動觸發(fā)狀態(tài)時，其顯示的波形是在不停的刷新的。對于一些規(guī)則信號，波形刷新一次其各項參數并沒有或者只有很小變化，因此示波器示數跳動的范圍不是很大，但是如果信號中用大量噪聲或者本身就不是一個周期性的波形，那么示波器顯示的數字就會不停的跳動了，這時按下“STOP”就可以看到測量值在波形停下來后也穩(wěn)定下來；而硬件頻率計則是示波器內部硬件電路對于輸入信號的觸發(fā)進行計數計算得到的，因此同樣一個信號，移動觸發(fā)電平的位置，硬件頻率計顯示的測試結果不同，而如果信號中有許多噪聲疊加時，因為其觸發(fā)沒有規(guī)律可言，硬件頻率計的現實結果也就不停的跳動了。用戶在使用時需要根據實際情況來選擇合適的測量方式進行測量。

什么是示波器的等效采樣率？

  答案：等效采樣率對應于等效采樣。

  等效采樣即重復采樣，是彌補實時采樣率不足的一種有效技術手段。

  等效采樣僅對周期信號或重復信號有效。

探頭相關知識

  答案：示波器的探頭有非常多的種類以及不同的性能，比如高壓、差分、有源高速探頭等等，價格也由幾百元人民幣到一萬美元不等。探頭價格的主要決定因素是帶寬和功能。探頭是示波器接觸電路的部分，好的探頭可以提供測試需要的保真度，為了做到這一點，即使是無源探頭，內部也必須有非常多的無源器件補償電路（RC網絡）。

什么是存儲深度？

  答案：存儲深度是指在示波器存儲器中所能存儲波形樣本點的數量，常用pts作為單位（points的簡寫）。

  波形存儲時間=存儲深度/采樣率

示波器能存多長時間的波形，受什么參數影響

  答案：示波器的波形存儲時間=存儲深度/實時采樣率，和存儲深度成正比，和實時采樣率成反比。根本上來說，示波器能存多長時間的波形是由當前的時基檔位和存儲深度的選擇來決定的。因為在一定的時基檔位下，采樣率是確定的，且受長存儲與否的影響。

什么是示波器的上升時間？

  答案：上升時間通常定義為信號從上升沿的10%到90%的時間長度。

  示波器的上升時間與其帶寬有直接關系，關系式如下：

  經驗公式：T上升=0.35/示波器帶寬（帶寬1GHz以下）

什么是觸發(fā)抑制？

  答案：觸發(fā)抑制是指暫時將示波器的觸發(fā)電路封閉一段時間（即釋抑時間），在這段時間內，即使有滿足觸發(fā)條件的信號波形點示波器也不會觸發(fā)。示波器的觸發(fā)部分的作用就是穩(wěn)定的顯示波形，主要是那些大周期重復，而在大周期內有很多滿足觸發(fā)的不重復的點的波形。

通道耦合與觸發(fā)耦合的區(qū)別？

  答案：在觀察信號時，通道設置耦合方式必須在“CH1/CH2”下面的菜單中設置。選擇直流、交流、接地的作用分別是：不對信號進行處理，對信號進行隔直處理，接地效果處理。而在觸發(fā)設置中的耦合是對于觸發(fā)系統(tǒng)設置的，出發(fā)耦合決定信號的何種分量被傳送到觸發(fā)電路，對測試信號本身不會進行處理。

虛擬示波器的最大采樣頻率為400兆，但其與計算機的通訊速率才幾兆，速度怎么能匹配呢？

  答案：示波器的采樣率和計算機接口通訊速率是W全不同的兩個概念，沒有必然聯(lián)系，不存在所謂的匹配問題。采樣率的單位是Sa/s，表征的是示波器單位時間所能采集的點數。接口通訊速率是示波器與PC機之間傳輸數據的速率，單位是bps。示波器向PC機上傳輸數據時，傳輸的是屏幕點或者存儲深度中點的數據字節(jié)，不是“采樣點”本身。

通過RS-232向DG發(fā)送數據的規(guī)則是什么？

  答案：在要發(fā)送的字符串的最后加一個“換行”符，16進制ASCII碼為0A。

交流有效值和均方根值有什么區(qū)別？

  答案：均方根值也稱作為效值,它的計算方法是先平方、再平均、然后開方。交流電和直流電通過同樣阻值的電阻，如果它們在相同的時間內（一個周期）產生的熱量相等，就把這一直流電的量值稱為該交流電的有效值。