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利用示波器测量(利用示波器测量波形周期和幅值的方法)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-05 15:16   点击:274  编辑:admin   手机版

1. 利用示波器测量波形周期和幅值的方法

波形调好稳定后,根据完整波形占x轴的格数和扫描速度算周期,根据pp值占y轴格数和v/div算幅值。

2. 怎样利用示波器测量信号的周期和幅度

垂直分辨率概念

用数字示波器测量模拟信号第一步就是用ADC(模数转换器)把探棒接收到的模拟信号转换成数字信号,ADC数模转换芯片的分辨率直接决定了示波器垂直方向上的采样精度。比如ADC是8位,那么垂直方向上的信号可以被切分成00000000~11111111一共2的8次方,256段。模数转换器的垂直分辨率,就是数字示波器的垂直分辨率,代表示波器将输入电压转换为数字值的精确程度。

数字示波器所显示的垂直分别率由什么决定

优先级从高到低

1.前端ADC的分辨率

2.显示屏分辨率:它决定了经过处理的信号,有多少可以被显示出来。比如ADC虽然可以在垂直方向上显示256段,但是可能显示屏的分辨率垂直只有240个像素点,那么有一部分点会被合并成1个像素显示。

3.插值算法:实际的示波器,上面显示的像素点不一定都是实际采样生成的,一部分是通过插值算法计算出来的虚拟的点,好的插值算法会使插值的点与实际的点差异比较小。

垂直精度

当我们用同一个示波器在不同垂直档位下测量同一信号时,得到的测量结果往往是不一样的。

比如我们测量一个2V的方波信号,在垂直档位为2V时,测出幅值可能为1.960V。

在垂直档位为500mV时,测出幅值为1.980V。

为什么会这样?因为它涉及到垂直分辨率的问题,假设当垂直档位为500mV/div时,示波器垂直方向有10格,则其垂直分辨率由ADC的分辨率决定,即为(500mV*10)/256=19.531mV,也就是ADC不能分辨小于19.531mV的电压信号。测量同一个信号,在垂直档位为2V/div的情况下,ADC能分辨的信号为(2000mV*10)/256=78.125mV,小于该电压值的信号是不能测量的,即数字测量仪器都是存在采集的量化误差的,ADC的位数越高,量化误差就会越小,但是它只能无限减小,并不能消除。

所以当我们在对波形进行测量时,尽量使波形占满示波器屏幕,目的就是为了提高垂直精度,使测量结果更准确。

通过改变算法来提高分辨率

数字示波器中ADC的位数越高,垂直分辨率越高,该分辨率由硬件决定,一旦确定无法改变。但示波器整个系统的有效位数形成的分辨率与前者不同,我们可以通过软件提高分辨率。

目前大部分的示波器对ADC采样后提高分辨率最常用的方法就是采用“平均”的做法。

在平均采样方式中,可先设置一个平均次数N,之后示波器会对采集的N段波形,将它们按照触发位置对齐,对N段波形进行平均运算,最终得到一段平均后的波形。

这种采样方式降低随机噪声的同时并没有损失带宽,示波器系统的分辨率就会提高,但是平均模式会经过较长的时间来响应变化的波形,以牺牲示波器的速度来换取较高的分辨率,而且由于其处理方式的特殊性,决定了它适用的波形信号只能是周期信号。

总结

示波器显示屏垂直方向上的分辨率本身就有限,另外测量高频信号时,幅度本身就不准确,在上限频率处甚至有30%的误差,而且垂直分辨率过高会提高模数转换时间,影响采样率,进而影响带宽,得不偿失。一般示波器的垂直分辨率是8位,高分辨率的示波器达12位,如果示波器模拟电路本身的精度没有提高,单纯追求ADC的分辨率是没有意义的。如果追求电压的准确度,应该使用万用表,示波器更主要的功能是观测波形的形状,测量准确度一般在2%以内,这种准确度应对绝大多数应用是完全游刃有余的。

3. 利用数字示波器测量信号的周期和振幅

你还真看不到,不是说你戴上某种仪器就能看到,只能用示波器捕捉无线电,看看频率,振幅,算算波长,周期 不行的,就像空气一样,你能证明,能做实验演示,就是看不到,为什么看不到,就是因为人眼接受的可见光频率(3.9*10^14Hz~8.6*10^14Hz)和无线电频率(3~3*10^11Hz)不一样,要想看到除非改造你的眼睛,外物是辅助,就像你摄像头再好,显示屏幕不行,照出的图片还是很糟糕

4. 总结利用示波器测量波形周期和幅值的办法

开启示波器电源开关预热并将各开关旋钮调到合适的位置,如选择开关放在AC位置、调节辉度、聚焦、垂直水平位置;将输入信号通过探头送到输入端,调整波形到合适位置;读数:电压峰 峰值2Um为: 2Um= V/div×格数 ×探头衰减数 例如波形峰 峰距离为 2.5格,V/div(每格电压值)为 0.05V,探头衰减数为1/10,则 2Um= 0.05 × 2.5 × 10 = 1.25V 交流电压的幅值 Um=1.25/2=0.625V 交流电压的有效值 U =0.707Um=0.707×0.625=0.44V

5. 示波器测量波形的频率,周期,峰值

示波器设定交流挡,设定电压范围(每格),比如2伏,设定扫描方式为连续,探头地线接探针,将扫描线调致屏幕某条水平线(信号0伏)。

探头地线接信号地,探针接信号,可见信号波形,数信号0伏到信号顶峰的格数再乘以电压范围,假设3格半,3.5x2=7伏,即交流电压峰值为7伏。

6. 简述用示波器测量周期的过程

在示波器中找到两段完全一样的波形,通过看两段波形之间的时间差可以看周期。

7. 利用示波器测量波形周期和幅值的方法是

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象,便于人们研究各种电现象的变化过程。模拟示波器与数字示波器是现在使用最广泛的两种示波器,今天我们便来了解模拟示波器的一些简单的用法

模拟示波器作用

1、可以测量直流信号、交流信号的电压幅度

2、可以测量交流信号的周期,并以此换算出交流信号的频率。

3、可显示交流信号的波形。

4、可以用两个通道分别进行信号测量。

5、可以在屏幕上同时显示两个信号的波形,即双踪测量功能。此功能能够测量两个信号之间的 相位差,和波形之间形状的差别。

模拟示波器怎么看频率

模拟示波器能直接读出的是幅度(峰峰值,相当于幅值的2倍)和周期,频率是根据周期的倒数计算出来的。

示波器上有很多正方形的格子,每个格子的边长我们称为一个大格,而每个大格相当于5个小格。

幅度是看Y轴方向,你利用上下移动的旋钮,让波形的最下面压住任一条水平刻度线,然后读波形最上部,在Y轴上的距离相当于几个大格。

建议:

(1)波形的幅度要尽量放大,以占据屏幕Y方向的1/2 - 3/4为宜。

(2)波形左右要张开,使得波形在屏幕上显示的周期大概相当于1-2个周期的波形,不要显示出太多的周期(你现在看看你的波形,相当于n个周期)

这样可以使得你的读数精度得以提高。

模拟示波器频率怎样计算

在示波器屏幕上找到波形的一个周期的同相点,然后从 X 轴刻度上读取一个周期的时间,大格就是你设置的 X 轴扫描时基,比如这里设置为 100ns/div(模拟示波器的话看面板旋钮指到多少 s/div),因此两箭头处的间隔就是 4 格多一点,然后看小格,估读一下大概是 425ns(模拟示波器的话估读不可能很准确),看看示波器测量菜单上测量出来的是 426ns,估读还是比较准的。

然后用 1 除以一个周期的时间得到频率,1/425ns = 2.35MHZ,结果和测量菜单测量出来的频率值一致,与信号源设置频率相当。

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