资源描述
单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,示波器培训,2,示波器篇,示波器的应用范围,示波器的参数,示波器的基本原理,探头篇,探头的分类及应用,应用篇,示波器的使用注意事项,3,示波器交流,示 波 器 篇,4,示波器显示波形,时间,幅度,5,衡量示波器的指标,带宽,上升时间,采样率,存储深度,波形捕获率,丰富的分析功能,6,示波器带宽定义,电路网络对信号的幅频响应特性，对信号幅度衰减为,-,3DB,点的频率范围。,在,-,3,dB,带宽频率，信号的垂直幅度误差大约为,30%,*,此系数仅适合高斯系统，目前的一些示波器其系数已经达到,0.45,70.7 (- 3 dB),0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8,0.9,1.0,0.7,100,97.5,95,92.5,90,87.5,85,82.5,80,77.5,75,72.5,t,rise,0.35,*,BW =,7,示波器带宽对被测信号的影响,例：100M带宽示波器输入100M 1V正弦波观察到的,将是100M 0.707V。,对于非正弦波的波形，必须考虑其谐波。,8,示波器的带宽,0,6 50,- 3,4.2,9,上升/下降时间 . 示波器带宽,上升时间(示波器) 0.35/带宽(示波器),2 200,4 100,用 2 带宽示波器测试 100 上升时间,() = ( )2 + ()2,() = 2002 + 1002 = 224!,用 4带宽示波器测试 100 上升时间,() = ()2 + ()2,() = 1002 + 1002 = 140!,10,如何正确的选择示波器？,11,What you dont know. .can hurt you!,等于信号的上升时间,比信号的上升时间快,2,倍,比信号的上升时间快,3,倍,比信号的上升时间快,4,倍,比信号的上升时间快,5,倍,示波器上升时间,41%,12%,5%,3%,2%,上升时间慢,/,异常幅度衰减,多快才是足够快?,12,带宽 & 谐波,-1,0,1,0,50,100,Fundamental (1,st,Harmonic),5,th,Harmonic,3,rd,Harmonic,Fourier Square Wave (1,st,-5,th,H),13,示波器带宽对测量波形影响,测量20的方波,在20带宽示波器测试所显示的结果,在200带宽示波器测试所显示的结果,示波器所显示的波形,114 - “5 ”,250,1,15,采样,采样率：示波器采集模块对信号每秒的采样点数。,采样点等时间间隔分布,采样率以 样点数/秒描述(, , , ),在特定的时间点采集输入信号的值,采样点,数字化,需要的,保持时间,采样间隔,16,存储深度,存储深度：高速采集存储器的存储空间的大小,存储深度采样窗口X采样率,20 = 1 X 20,17,眼图和抖动测试对示波器存储深度的要求,为保证充分体现信号特性以及测试结果的客观性，进行眼图和抖动分析的时候，很多串行测试规范规定了示波器采集数据信号的最小存储深度。例如 2.0的规范要求捕获1 的,需要的存储深度至少为8M。,1.4 需要至少16M的存储深度进行分析。,时间,抖动幅度,18,采样时发生了什么?,1 0 1 1 1 0 0 1,1 1 1 1 0 1 0 1,.,.,.,.,.,1,0,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,0,1,0,1,0,0,1,1,0,1,1,0,. . . . .,信号,采样,数字化,存储,(采样, 保持),(转换成为数据）,(顺序存储）,示波器,屏幕,屏幕显示选定,部分的内存,19,一种新的示波器技术,实时地 存储,分析,显示复杂的动态信号,第 三 代 示 波 器,20,三代示波器比较原理决定应用,串行处理,并行处理,模拟显示,21,模拟示波器的好处,对实际的信号变化有直接的视觉效果,亮度等级 (信息出现的频率),没有量化误差和信号混叠,非常快的波形获取率,单一的用户界面,22,模拟示波器的缺陷,纯粹的视觉信息,闪烁和遗失,有限的带宽性能,边缘触发,无法观测触发事件之前的信息,在单通道模式下性能最好,对于低重复率信号写速有限,23,数字存储示波器的好处,存储波形,捕获罕见的异常事件,先进的触发功能,显示触发事件之前的信息,去除噪声,具有更精确的时基,彩色显示,信号处理 (, ),传输/拷贝存储的波形,24,数字存储示波器的缺点,有限的波形捕获速率,由于数据信息不足产生混叠,没有亮度等级 (信息出现的分布),25,突破性的解决方案数字荧光示波器,数字荧光示波器,定义:一台能将电信号数字化,并且以三维数据(信号的幅度,时间,以及幅度相对于时间的分布)实时地存储,分析,显示波形的仪器,信号,波形成像处理器,并行处理,26,的数字荧光示波器技术的基础 ,是泰克公司的专有的波形成像处理器,用于创建和管理信息的亮度等级,每个通道有自己的 波形成像处理器,在一快 13 2 芯片上集成了130万个晶体管,采用 0.65 工艺制作的,27,数字荧光显示技术,模拟实时,数字荧光,数字存储,28,例如: 假设,1 方波信号,1 时基设置,每秒有一个周期会变形,或者说，每百万分之一的信号有问题,.,.,典型的,DSO,工作周期,采集时间,系统死区时间,10 sec,4ms (typical),一秒中内捕获到故障的概率,= 0.,25,%,90的概率下，大概需要15分钟才能看到一次故障,90的概率下，大概只需要6秒就才能看到一次故障,DP,O,工作周期,采集时间,死区时间,10 sec,20 s (typical),一秒中内捕获到故障的概率,=,33,%,难以发现的症结:,的效率快速发现问题,29,的波形捕获率眼见为实,30,示波器交流,示 波 器 的 触 发 功 能,31,波形获取过程,仪器只有当触发事件发生时才进行存储,仪器连续采集，直到后触发条件满足,采集停止,16,128,16,32,1445,& 3.125G,33,34,传 统 的 边 缘 触 发,时 间,触 发 电 平,35,高级触发能力的考虑,脉冲 (宽度，毛刺，斜率，建立/保持时间,逻辑 (, , , ),定时关系 (四通道),状态分析 (3通道 + 1时钟),36,脉宽触发,仅接受 (或不接受) 由预先定义的脉宽介于两个时间限制之间的，选择正负极性的脉冲触发 。,T1,(+),(-),T2,37,斜率触发,在信号从高到低和/或从低到高的门限时间慢于（大于）或快于（小于）规定的时间及正负极性时触发,如果快于触发,如果慢于触发,触发如果快于,触发如果慢于,高电平门限,低电平,门限,+,极性,低到高,时间间隔,-,极性,高到低时间间隔,时间,38,欠幅触发,接受(或拒绝)由门限电平所定义的脉冲，脉冲极性可正可负,时间,(+),(-),(两者之一),39,建立/保持触发,如果 或数据沿（瞬态）在预先定义的正极性时钟 沿（或 负极性）建立保持时间窗口内时，触发,时钟源,(,任何通道,),时钟电平,X,X,建立时间,保持时间,数据电平,触发参考,触发参考,保持时间违反,建立时间违反,数据源,(,任何通道,l),Time,40,探头的要求,负载效应低，对被测试信号的影响小,输入阻抗大,带宽高,动态范围大,频率响应曲线平坦,垂直放大精度高,垂直灵敏度大,丰富的探针类型,41,探头参数的含义,带宽,上升时间,电容:给带来容性负载,输入阻抗:给带来的负载,衰减比:1X、5X、10X,动态范围:探头放大器的线形工作范围,输入范围:被测试信号超出输入范围，探头损坏,偏移量:探头放大器的偏移量,42,探头的传输延时,一般是4 到 8,不同探头的差别很大,同类型的探头差别很小（ 200 ）,43,1 X 无 源 探 头,优 点,无 衰 减,价 廉,缺 点,很 大 的 反 射,很 大 的 输 入 电 容,很 窄 的 带 宽,44,10 X 无 源 探 头,优 点,高 输 入 阻 抗,动 态 范 围 大,价 格 便 宜,缺 点,输 入 电 容 较 大,与 50 系 统 不 兼 容,必 须 补 偿,45,有 源 探 头,优 点,低 输 入 电 容,高 的 带 宽,高 输 入 电 阻,兼 容50 系 统,不 需 补 偿,缺 点,价 格 高,动 态 范 围 有 限,要 求 电 源,结 构 复 杂,46,有源差分探头,10,000 : 1 ,2000 : 1 20,Scope Ch 1,Amplifier,:,:,50 1 M,+,_,不良接地时的电源干扰,47,不良接地时的电源干扰,使用探头测试时，一定要注意信号回流路径，如果发现波形上下跳动，就需要考虑接是否是接地线异常；,1.信号回流路径尽可能短；或者如果考虑地线和信号线形成的一个闭合面，这个面的面积需要尽可能小；,2.测试准备工作中，单端探头测试时可以使用接地线（带鳄鱼夹或香蕉头的导线）将被测信号的参考点与示波器的外壳（也就是示波器的“地”）连接起来；,3.差分探头测试时应该将示波器和被测设备共地。如果示波器和被测设备使用同一个接地良好的电源插线板，则这一步一般可以省去。,3.地线未能可靠连接或差分探头一端悬空的情况在高压、浮地测试中十分危险，应严格避免。即使在普通差分信号的测试中，如果差分探头一端悬空，当被测信号的差模电压+共模电压超过了差分探头的差模测试范围，也可能损坏探头；,49,探头地线影响比较（1 ）,Coaxial Cable,BNC Probe Tip Adapter,1” Ground Adapter,3” Low Z Ground Lead,6” Ground Lead,No Ground Lead,50,示波器交流,应 用 篇,51,示波器交流,示波器与探头的校准,52,示波器校准,示波器开机后选择菜单中的 ,53,示波器校准,查看示波器状态,54,示波器校准状态的含义,:示波器预热中，该过程需要约20分钟,:示波器预热后的温度与前一次校准通过时温度相差超过5,:示波器校准通过，或者示波器预热之后的温度与前一次校准通过时的温度相差小于5,：示波器状态存在问题，或者校准失败，出现此状态时一定要进行校准。,就是 的意思,55,示波器校准步骤,第一步：卸下示波器的所有探头以及信号连接包括70000系列以及70000系列产品的转换器与1之间的连接器,第二步：点击“”按钮,第三步：等待，校准通过之后会显示“”,56,示波器校准通过了！,57,示波器探头的校准,第一步：将探头与示波器的校准输出正确的连接,第二步：按下示波器面板上的“”键，令波形在屏幕上正常显示,第三步：按下示波器中菜单下的“ ”选项,第四步：选择对应的您要校准的探头所在通道，按下“ ”按钮,58,示波器探头校准,59,示波器探头校准:选择对应的校准通道并做校准,60,示波器探头校准获得通过！,61,探头,当进行探头 或 测试时，特别重要。,62,示波器交流,爱护您的探头,63,损坏探头的原因,机械损坏,探头各部位的机械损伤：断裂、堵塞变形,电气损坏,电应力过度( )损伤：探头无法工作,静电放电( )损伤：探头无法工作,64,机械损坏之一,探测时给探头施加过度的压力,例子：P7330探头的绿色标签“ ”明确指出，探头必须垂直接触,且压力不可超过3.0（1.36）!,探测完毕之后未及时从上移走,例子：探针插入测试孔，完成测试后未及时移走，无意中的触碰、拉扯容易造成探针断裂事件。,非常规的进行探针焊接,例子：将P7260探头焊接在内存条上；某工程师将P6139探针插入测试孔并焊接。探针周围的塑料被高温熔化造成探针松动。此外，接地不良的烙铁常常会漏电击毁探头。,65,机械损坏之二,使用非正式的探针,例子：使用非正式的短探针插入P6245探头中，造成探针无法拔出。,使用探针不当,例子：用探针来刮开板上的阻焊涂层(绿油)，造成探针根部的塑料开裂,66,电气损坏之一：,探头长期探测超出量程的信号,例子：长期使用P6243探头测试12V电源上电波形。过了一段时间，探头前端剧烈发热，从此不能再进行测量,探头长期不带地线进行测试,例子：因找不到接地点，长期不带地线进行测试，而由于使用了劣质的电源插线板，与示波器存在几十伏特的电位差，造成探头损坏。,普通有源探头测高压,例子：认为上千美元一个的探头肯定耐扛，测220V交流电没问题。,67,电气损坏之二：,ESD,探头不带防静电措施储存,例子：在某实验室，打开抽屉，里面全是探头，但没有一个有防静电袋包装，全部曝露在环境中。,探头在无防静电措施下携带并运输,用手指触碰探头前端,
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