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示波器电压灵敏度图片(示波器的灵敏度怎么算)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-17 18:56   点击:265  编辑:admin   手机版

1. 示波器的灵敏度怎么算

示波器中电压灵敏度可通过ch1的菜单进行设置。

2. 示波器电压测量精度

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. 示波器的灵敏度是什么意思

答。示波器可以测量的最小电压。是有示波器的灵敏度其放大电路的倍数来决定的。一般在说明书中。都有最小量程电压的大小这个值。所以说这个问题不是一下就能回答了。要看你示波是什么示波器。是低档的,还是高灵敏的?如果是低档的一般的可能要达到毫伏级,如果是高灵敏度的可能达到微V等。

4. 示波器电压灵敏度开关的作用

 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像,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  示波器使用方法

  用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线,在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。

  1、示波管和电源系统

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  1)电源(Power):示波器主电源开关。当此开关按下时,电源指示灯亮,表示电源接通。

  2)辉度(Intensity):旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些,高频信号时大些。

  3)聚焦(Focus):聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦成最清晰状态。

  4)标尺亮度(Illuminance):此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下,照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中,可适当调亮照明灯。

  2、荧光屏

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV,TIME/DIV)能得出电压值与时间值。根据输入通道的选择,将示波器探头插到相应通道插座上,示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起,示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“X1”位置时,被测信号无衰减送到示波器,从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“X10”位置时,被测信号衰减为1/10,然后送往示波器,从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。

  3、垂直偏转因数和水平偏转因数

  每个波段开关上往往还有一个小旋钮,微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底,处于“校准”位置,此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时针旋转此旋钮,能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后,会造成与波段开关的指示值不一致,这点应引起注意。示波器的标准信号源CAL,专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因数。示波器前面板上的位移(Position)旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。

  4、输入通道和输入耦合选择

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  1)输入通道选择-输入通道至少有三种选择方式:通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。

  选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号;选择通道2时,示波器仅显示通道2的信号;选择双通道时,示波器同时显示通道1和通道2的信号。维修中以选择通道1或通道2为多。

  2)输入耦合方式输入耦合方式-交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  5、触发

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  (1)常态(NORM):无信号时,屏幕上无显示;有信号时,与电平控制配合显示稳定波形;

  (2)自动(AUTO):无信号时,屏幕上显示光迹;有信号时与电平控制配合显示稳定的波形;

  (3)电视场(TV):用于显示电视场信号;

  (4)峰值自动(P-PAUTO):无信号时,屏幕上显示光迹;有信号时,无需调节电平即能获得稳定波形显示。

  6、扫描方式(SweepMode)

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描方式。

  举例:幅度和频率的测量方法(以测试示波器的校准信号为例)

  (1)将示波器探头插入通道1插孔,并将探头上的衰减置于“1”档;

  (2)将通道选择置于CH1,耦合方式置于DC档;

  (3)将探头探针插入校准信号源小孔内,此时示波器屏幕出现光迹;

  (4)调节垂直旋钮和水平旋钮,使屏幕显示的波形图稳定,并将垂直微调和水平微调置于校准位置;

  (5)读出波形图在垂直方向所占格数,乘以垂直衰减旋钮的指示数值,得到校准信号的幅度;

  (6)读出波形每个周期在水平方向所占格数,乘以水平扫描旋钮的指示数值,得到校准信号的周期(周期的倒数为频率);

  (7)一般校准信号的频率为1kHz,幅度为0.5V,用以校准示波器内部扫描振荡器频率,如果不正常,应调节示波器(内部)相应电位器,直至相符为止。

  示波器面板装置

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  示波器的面板按其位置和功能大概可以分为显示、垂直(Y轴)、水平(X轴)三大部分,接下来对这三部分面板装置分别加以介绍。

  1、显示部分

  显示部分包括电源开关、电源指示灯、辉度(调整光点亮度)、聚焦(调整光点或波形清晰度)、辅助聚焦(配合“聚焦”旋钮调节清晰度)、标尺亮度(调节坐标片上刻度线亮度)、寻迹(当按键向下按时,使偏离荧光屏的光点回到显示区域,从而寻到光点位置)和标准信号输出(1kHz、1V方波校准信号由此引出,加到Y轴输入端,用以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度)。

  2、垂直(Y轴)部分

  垂直(Y轴)部分包括显示方式选择开关(用以转换两个Y轴前置放大器YA与YB工作状态)、“DC-地-AC”Y轴输入选择开关(用以选择被测信号接至输入端的耦合方式)、“微调V/div”灵敏度选择开关及微调装置、“↑↓”Y轴位移电位器(用以调节波形的垂直位置)、“极性、拉YA”YA通道的极性转换按拉式开关、“内触发、拉YB”触发源选择开关和Y轴输入插座。

  3、水平(X轴)部分

  水平(X轴)部分包括“t/div”扫描速度选择开关及微调旋钮、“扩展、拉×10”扫描速度扩展装置、“→←”X轴位置调节旋钮、“外触发、X外接”插座、“触发电平”旋钮、“稳定性”触发稳定性微调旋钮(用以改变扫描电路的工作状态)、“内、外”触发源选择开关、“AC-AC(H)-DC”触发耦合方式开关、“高频-常态-自动”触发方式开关和“+、-”触发极性开关。

  示波器使用步骤

示波器使用方法和步骤及相关注意事项

  下面具体讲解使用示波器观察电信号波形的具体步骤:

  步骤一、选择Y轴耦合方式:根据被测电信号频率,将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC;

  步骤二、选择Y轴灵敏度:根据被测电信号的峰峰值,将Y轴灵敏度选择“V/div”开关置于适当档级(在实际使用过程中,若无需读取被测电压值,则只需适当调节Y轴灵敏度微调旋钮,使得屏幕上显示所需高度波形即可);

  步骤三、选择触发信号来源与极性:通常将触发信号极性开关置于“+”或“-”档位上;

  步骤四、选择扫描速度:根据被测信号周期,将将X轴扫描速度“t/div”开关置于适当档级(在实际使用过程中,若无需读取被测时间值,则只需适当调节扫描速度“t/div”微调旋钮,使得屏幕上显示所需周期数波形即可);

  步骤五、输入被测信号:被测信号由探头衰减后通过Y轴输入端输入示波器。

  示波器注意事项

  (1)热电子仪器一般要避免频繁开机、关机,示波器也是这样。

  (2)作定量测量时,应先将示波器通电预热10分钟以上,使机中各元件在热稳定状态下工作,否则由于机内元件温度处于上升过程,影响测量结果。

  (3)如果发现波形受外界干扰,可将示波器外壳接地。

  (4)在观察荧屏上的亮斑并进行调节时,亮斑的亮度要适中,不能过亮。

  (5)“Y输入”的电压不可太高,以免损坏仪器,在最大衰减时也不能超过400V。

  (6)关机前先将辉度调节旋钮沿逆时针方向转到底,使亮度减到最小,然后再断开电源开关。

5. 示波器 电压精度

示波器测量频率的优点:可以直观的观察出波形。示波器测量频率的缺点:误差较大,因为示波器都没有配高精度时基,没有一个准确的参考,测量结果不准确。

要保证仪器在安全范围内正常工作,保证测量波形准确、数据可靠。

通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以使波形清晰,减小测试误差;不要使光点停留在一点不动,否则电子束轰击一点宜在荧光屏上形成暗斑,损坏荧光屏。

示波器周期法测频率:对于任何周期信号,可用前述的时间间隔的测量方法,先测定其每个周期的时间T,再用下式求出频率f :f=1/T。

例如示波器上显示的被测波形,一周期为8div,“t/div”开关置“1μs”位置,其“微调”置“校准”位置。则其周期和频率计算如下:T=1us/div×8div = 8us,f= 1/8us =125kHz。所以,被测波形的频率为125kHz。

6. 数字示波器灵敏度

第三个按钮,具体按钮介绍如下:

(1)辉度调节旋钮。调节该旋钮可以改变图形的亮度,顺时针旋转时亮度增加,逆时针旋转时亮度减弱。

(2)聚焦调节旋钮。调节该旋钮可使电子束聚集成小圆点或细线,从而得到清晰的波形。

(3)探极校准。提供幅度0.5V,频率为1kHz的对称方波信号,用于校正10 : 1探极补偿电容和校准示波器垂直输入灵敏度和时基扫描速度。

(4)垂直输入灵敏度选择开关(电压/格)。输入灵敏度为lOmV/div~5V/div,分为9挡。根据被测信号的电压幅度及观察的方便,选择合适的挡位。其中,第一挡(方波符号)为10mV的方波校正信号,供垂直输入灵敏度和水平时基扫速校准之用。

(5)时基扫描速率选择开关(时间/格)。扫描速度的选择范围由0. lp/div~lVdiv,分为19挡。可根据被测信号的频率高低,选择适当的挡位。

(6)y (垂直)位移旋钮。顺时针旋转该旋钮时,可使光点或波形上移,逆时针旋转时光点或波形下移。

(7)垂直微调旋钮。用于调节垂直放大器的增益,顺时针旋转增益变大,逆时针旋转增益变小。

(8)X (水平)位移旋钮。顺时针旋转该旋钮时,可使光点或波形右移,逆时针旋转时光点或波形左移。

(9)水平微调旋钮。用于调节时基扫描速度,顺时针旋转扫描速度加快,逆时针旋转扫描速度减慢。

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