GDS-2102型数字存储示波器使用

125附录 1 GDS-2102 型数字存储示波器使用说明GDS-2102 型数字存储示波器是 100MHZ 的宽带数字示波器，主要用以观察比较波形形状，测量电压、频率、时间、相位和调制信号的某些参数，具有自动测试、存储功能。下面介绍的基本使用方法。（一）主要技术指标1垂直轴（Y 轴）输入灵敏度：2mv/div5v/div，按 1、2、5 顺序步进，各档均可微调，其微调增益变化范围大于指示灵敏度值的 2.5 倍。精度：校准后，在 2030下，精度为 3%，在使用“5MAG”时为 5%。频率范围：DC 耦合时为 0100MHz；AC 耦合时为 10Hz100MHz。上升时间：约 3.5ns输入阻抗：1M 2%，16PF最大输入电压：300V（直流加交流峰值）过冲：8%2 水平轴（X 轴或时间轴）扫描时间（即扫描速率范围）：1ns/div10s/div，按 1、2、5 顺序步进，校准后各档精度为 5%，各档均可微调，其微调范围大于指示值的 2.5 倍。3 校正信号：1KHz(20%)、幅值 2Vpp( 3%)、占空比最小为 48：52 的方波信号。4 电源：47Hz63Hz，电压有 AC100V240v、正常情况下已设为 220V，其它情况需进行设置。5 最大允许输入电压：直接输入 300V（DC+AC 峰值 1KHz）使用探头输入 400V（DC+AC 峰值 1KHz）外触发输入 300V（DC+AC 峰值 1KHz）Z 轴输入 30V（DC+AC 峰值）（二）面板结构GDS-2102 型数字示波器面板结构如图 F1.1 所示，各按键（旋钮）功能及基本用法说明如下。126UtilyHelp VARIBLEPOSITNCH1 POSITNCH2MATHVERTICALCH1STBYON/MENUPOSITNHRZALHORIMENUTRIGECH2 EXT RIGLVCAT30VM16pFX. k CAT30VM16pFX. kDigtal Storge Oscilope10MHz 1G Sa/sGDS-2102VVOLTS/DIVVOLTS/DIVTI/DIVA LCD isplayB F15 unctiokeys C Varible knoD ON/ StandbykeE Main Fuctokes F Trige mnuky rie lvlkobH oriztal MeI Hriztl pstnJ Ti/DvknobK Vertical psonkbL CH12 (Vertical)mnu kyMolts/Div knExternal TigIputO GroundTemialP athkeyQ UBConectrR enuON/F kyS Probe CmpnsatioOut N Input TemialCH12图 F1.1 GDS-2102 型数字示波器前面板结构前面板说明A LCD 显示器 TFT 彩色 LCD 显示器具有 320234 的分辨率。B F1F5 功能键 一组位于显示器右边相互关连的功能键。C Variable 旋钮 顺时针旋转此钮为增加数值或移动到下一个参数。反时针旋转此钮则减少数值或回到前一个参数。D On/Standby 键 按一次为开机(亮绿灯)，再按一次为待机状态(亮红灯) 。E 主要功能键 Acquire 键 为波形撷取模式。Display 键 为显示模式的设定。 Utility 键 为系统设定。用于 Go-No Go 测试， 打印，与Hardcopy 键 并用可作数据传输和校正。Program 键与 Auto test/Stop 键并用可用于程序设定，和播放。Cursor 键 为水平与垂直设定的光标。Measure 键 用于自动测试。Help 键 为操作辅助的说明。 Save/Recall 键 为储存/读取 USB 和内部存储器之间的图像，波形和设定储存。Auto Set 键 为自动搜寻信号和设定。Run/Stop 键 进行或停止浏览的信号。127F Trigger menu 鍵 触发信号的设定。G Trigger level 旋钮 设定触发位置:顺时针旋转为增加刻度反时针旋转为减少刻度。 H Horizontal menu 鍵 水平浏览信号。I Horizontal position 旋钮 将波形往右(顺时针旋转)移动或往左(反时针旋转)移动。J Time/Div 旋钮 设定水平刻度:顺时针旋转为增加刻度，反时针旋转为减少刻度。K Vertical position 旋钮 将垂直信号向上(顺时针旋转 )或向下(反时针旋转) 移动。L Channel (Vertical) menu 鍵开启或关闭通道波形显示与垂直功能选单。M Volts/Div 旋钮 选择每一通道垂直的比例系数。N 输入端子 信号输入的 BNC 连接器。O 接地端子 连接待测体的接地导线端子。P Math 鍵 根据信道的输入信号执行数学处理。Q USB 连接端子 与 1.1/ 2.0 兼容的连接端子，用于打印和数据存取。R Menu On/Off 鍵 在显示器上显示或隐藏功能选单。S 测棒补偿输出 输出 2Vpp 的测试棒补偿信号，即校准信号。T 外部触发输入 外部触发信号之输入接口。（三）基本使用方法及注意事项1测量准备（1）在开机前首先应检查电源电压是否符合仪器要求。然后将 Y 轴工作方式置“CH1”、 TRIG MODE 置“AUTO” 、TRIG SOURCE 置“INT” 、通道输入选择开关置“DC”。（2）接通电源，先将主电源开关切换到 ON（后面板），前板的 ON/STBY 指示器会亮红灯，接着按下 ON/STBY 键，ON/STBY 指示器会亮绿灯。等仪器预热几分钟后再进行操作。（3）调节 Y 轴和 X 轴的“POSITION”旋钮，使屏幕上时基线位置合适。2对示波器和测试探头线的校准。测量信号时，通常采用带屏蔽的专用测试探头线直接连接示波器输入端和被测128点，进行准确的测试。示波器探头都设有 1/10 的衰减开关。若开关置于10 档时，表示 Y 轴电压衰减 10 倍，读数时要把它考虑进去。例如示波器中读出后为 20mV，那么实际信号为 200mV。为避免测量误差，测量前需较准探头，方法如下：连接测试探棒到通道 1 的输入端，测试探棒的衰减刻度设定到10。把探头的尖端连到本示波器的标准信号端以获得 2Vpp、1KHz 的方波输入。按 Auto Set自动设定键， GDS-2102 会自动调整水平刻度，垂直刻度和触发水平。 观察示波器波形，若看到波形如图 F1.2（b）、（c）所示，则需进行调整。通过调整探头上的半固定调节器（微调和器），以校正探头中的电容值，直到波形如图（a）所示，这时为最佳状态。图 F1.2 根据标准信号波形校正探头3波形的观察（1）只观察 CH1 波形时，有关设置为：按下 Y 轴工作方式按钮 CH1、触发模式“TRIGMODE”设置“AUTO”、触发源“SOURCE” 设置“INT” 、输入方式设置“AC”（用以测量交流）或“DC”（用以测直流或交流），将 X 轴和 Y 轴的位移旋钮“POSITION”、Y 轴灵敏度开关 “VOLTS/DIV”和扫描时间开关“TIME/DIV”调至合适值，屏蔽即可显示大小适中、疏密合适的波形。如波形不稳，可调节触发电平旋钮“TRLG LEVEL”使波形稳定，如波形仍然不稳，应检查输入电缆的接地端是否已与测试电路地端可靠连接。（2）若观察 25Hz 以下低频信号时，应将（1）中的触发模式 “TRIGMODE”设置129为“NORM”。（3）若同时观察 CH1、CH2 信号，只要将（1）中的 Y 轴工作方式按钮再按下CH2，这时 CH2 波形还受极性按钮“INVERT”影响，通常“INVERT”不按下。若按下“INVERT”，则 CH2 显示其输入信号的反相波形。（4）若只观察 CH2 信号，应将（1）中的按钮“CH1”松开，只按下按钮 “CH2”，触发源开关“SOURCE”置“CH2” 。（5）观察 CH1CH2 信号时，（1）中设置改为按下按钮“ADD”，至于加或减则由极性按钮“INVERT” 决定。4直流电压的测量将输入方式开关置“GND”，扫描线所在位置即为零电平位置，调 Y 轴 POSTION旋钮使零线与一合适的水平线重合以便于测量。然后将输入方式置“DC”，Y 轴灵敏度开关置合适位置，并注意将 Y 轴灵敏度微调旋钮右旋至底（处于校正位置）。例如：Y 轴灵敏度=50mV/div ，直流电压信号线与零线间隔 4.2div，如图 F1.3 所示，则被测直流电压为 50mV/div4.2div=210mV。（若使用了 10：1 探头，则实际信号值还应乘 10 倍，即为 2100mV）。图 F1.3 直流电压测量 图 F1.4 交流电压测量5交流电压的测量将输入方式开关置“DC”或 “AC”，Y 轴灵敏度为合适位置并处于校正状态，使波形大小占几大格，例如图 F1.4 所示，若这时输入灵敏度=1V/div，则被测交流电压峰峰值为 1V/div5div=5Vp-p(用 10:1 探头时实际值为 50Vp-p)。若测量叠加在较大直流上的小 信号，为便于放大小信号进行观测，应采 用“AC”输入方式。130附录图 1.5 频率和同期的测量若测量脉冲信号的电平变化，应采用“DC”输入方式，且需象直流那样确定零线位置。6频率和周期的测量扫描时间开关“TIME/DIV” 于合适 位置，使示波器显示 23 个周期的波形。例如图 F1.9 中，正弦波相邻峰点A、B 间间隔为 4div，设此时扫描时间置 1s/div，则 T=4div1s/div=4s， KHzTf2501一、快速操作方式操作快捷方式，就是利用该数字示波器设置的 8 个功能键 Acquire, Channel, Cursor, Display Auto Set，Run/Stop ，Auto test/Stop ，Hardcopy 和 F1F5 键的组合来完成一些测试功能、模式的设置，信号的获取，信号的处理、存储等功能。使用时，要认真掌握。符号说明DisplayF1 =按 Display 键，然后按 F1。F1 =若需要，可重复按 F1。F1F4 =使用所有 F1，F2 ，F3，和 F4 来完成操作。1. 设定系统撷取信号选择撷取模式 AcquireF1F4选择记忆长度 AcquireF5游标选择水平光标 CursorF1F2选择垂直光标 CursorF1, F32. 显示器固定住波形 Run/Stop更新显示画面 DisplayF3选择显示网格线 DisplayF5选择 vectors/dots 波形 DisplayF1设定显示对比 DisplayF4F1F5 功能选单开关 Menu ON/OFF131检示储存的波形 DisplayF21323. 水平操作缩小放大水平画面 HORIMENUF2F3转动水平画面 HORIMENUF4检视 XY 模式 HORIMENUF54. 垂直操作反转波形 CH1/2/3/4F2限制频宽 CH1/2/3/4F3选择耦合模式 CH1/2/3/4F1选择测棒衰减 CH1/2/3/4F45. 其它设定操作选择蜂鸣器的声音 UtilityF3选择语言 UtilityF4设定日期/时间 UtilityF5F5F2 F1显示系统数据 UtilityF5F26. 测量信号自动测量自动测量延迟 MeasureF1 F3自动设定刻度 Auto Set自动测量时间 MeasureF1 F3检视所有测量结果 MeasureMeasure自动测量电压 MeasureF1 F37. Go-No Go 测试编辑 Go-No Go 测试模式 UtilityF3F2F3UtilityF3F1F1F4UtilityF5F4进行 Go-No Go 测试 UtilityF5F3F48. 数学处理设定加/减 MATHF1 F2F4进行 FFT 操作 MATHF1 F2F5程序设定和播放编辑程序步骤 ProgramF1 F2F5133播放程序 ProgramF1 F2F59. 触发沿使用延迟(Delay) 触发 TriggerF1 F2F4F5 F1F4使用边缘(Edge)触发 TriggerF1 F2F3F5 F1F4使用脉宽(Pulse width)触发 TriggerF1 F2F4F5 F1F4使用视频(Video)触发 TriggerF1 F2F510. 打印打印打印显示图像/波形 UtilityF1 F1Hardcopy11. 数据储存和读出快速存到 USB UtilityF1F1Hardcopy储存所有图像/设定/波形 Save/RecallF5F2 F1F4储存图像 Save/RecallF5F1 F1F4储存设定 Save/RecallF3F1F4储存波形 Save/RecallF4F1F4读出设定 Save/RecallF5F3 F1F4读出波形 Save/RecallF5F4 F1F4在 USB 内存建立数据夹 Save/RecallF3F5 F1F412. 远程控制设定接口 UtilityF2F113. 校正校正 GDS-2000 UtilityF5F1F1测棒补偿 UtilityF5F5F1 F1F3二，自动设定自动设定的功能会自动找到适合输入信号的设定(Vertical, Horizontal, Trigger)。限制条件：信号低于 30mV 或 30Hz 不会动作。面板操作 按 键 自动设定以下的项目:信号撷取 模式: 取样。Auto Set134显示 类型:格式:向量。YT。水平 刻度:位置:信号频率。在网格线窗口的中央。触发 耦合:位置:斜面:类型:触发源:位准:DC。中央。正向。边缘。最高频率。触发源数据的中间点。水平 频宽:偏移:耦合:刻度:全频宽。0。视信号而定。视信号而定。三、进行自动测量面板操作 Measur Source1F r2 Volt TypeF 3(Icn) 4BakF 5Vp:F 1Dutycle:F 4RisTim: 5Frqn: 3avf: 2Time ypF 3Measurment Rl Edit mo(4CH) 1/ 23/ 42Vp, max, Vin,hilovg, rs,ROStFVho,PEt() / / 12Frequncy, Period,RisTiFalTm+Wdth, -it,Duycle FR, F, R,L, Delay Tpe 31. 按 F1 到 F5 功能键显示出先前的量测结果。2. 按 F1 到 F5 的任何键都可切换到量测选单设定模式。3. 重复按 F1 选择第一个量测通道或第二个( 第三/ 四个为 4 通道机种)。4. 重复按 F2 选择第一个量测通道或第二个( 第三/ 四个为 4 通道机种)。5. 重复按 F3 选择量测型式。6. 使用 Variale 旋钮选择量测显示项目， F4 会显示对应的图示。7. 按 F5 回到量测显示的画面。135观察自动量测结果面板操作 CH1F 12 23(4CH only)F 3( l) 4OFF 5View modeMeasurMeasurment RltVp:F 1Dutycle:F 4RisTim: 5Frqn: 3avf: 21. 有两个检视模示可供选择: 从面板菜单观看选择的功能的测试结果(按Measure 键一次)或从显示器展示所有测试结果。2. 重复按 Measure 键直到检视模式出现，观查整个测式结果。3. 选择 F1 到 F4 对应的信道 1，信道 2，或信道 3，信道 4(4 信道机种)，观查测视结果。GDS-2000 可以同时显示 19 种量测之结果，请参考以下显示的结果:4. 按 F5 离开量测显示画面。136四、数学处理实现信号加(add)/减(subtract)面板操作 (+)F 1(CH12) 2-12 Div +12DivPositnF 4MATH (2CH) 1_CH24/3_4+/ -1. 按 Math 键。2. 重复按 F1 选择操作项目。3. 重复按 F2 选择两个通道( 只适用于 4 个通道的机种)。4. 按 F4 设定测试所得的波形的位置，然后使用 Variable 旋钮调整。选项 数学处理种类+ 加法 减法通道配对CH1_CH2 通道 1 和通道 2 之间的数学处理。CH3_CH4 通道 3 和通道 4 之间的数学处理。(只适用于 4 个通道的机种)。位置-12Div+12Div五、 进行 FFT 操作面板操作 PositnF 4FTF 1Source 2Widw 3Uit/div 5MATH 20/ 1/ 52/ 1dBCH1/ 2Flatop/RectangulrBckm/i- Div +Div按 Math键F1。重复按 F1 直到“FFT” 出现为止。重复按 F2选择主要通道。重复按 F3选择 FFT 窗口种类。按 F4设定测试所得的波形的位置，然后使用 Variable 旋钮调整。重复按 F5选择振幅刻度。137选项 FFT 窗口Rectangular 适用于瞬时的分析。Blackman 频率分辨率不像 Hanning 那么好，但是旁瓣抑制比较好。Hanging 适用于高频率分辨率。Flattop 适用于高振幅精确度。位置-12Div+12Div振幅刻度1, 2, 5, 10, 20 dB/Div六、 PROGRAMProgram 有编辑和播放两个操作功能。编辑步骤:面板操作 Progam1 5StepF 2Itm 3Edit 1SaveF 5Menu: Crso/Atoaemntmy: 120Ti9(c)1. 按 Program键F1 进入编辑功能选项。假如编辑功能选项的画面没有出现，再按一次 F1。2. 按 F2选择编辑步骤，然后使用 Variable 旋钮，显示器的光标会随着选择步骤移动。3. 按 F3选择 Program 功能选项，使用 Variable 旋钮选择参数。4. 按 F5储存编辑步骤。5. 重复执行以上的步骤进行下一个功能的操作。选项 步骤1-20功能选项Menu “AutoMeasure” 或“Cursor”。Memory M1 - M20预先显示波形。 Time 每一步骤 1-99 秒。播放步骤138面板操作 1 9PlayF 1Ccle 2From:/ To: 3StarF 5 5Progam1. 编辑 Program。2. 按 Program键F1。假如播放功能选项的画面没有出现，再按一次F1。3. 按 2设定重复的次数，然后使用 Variable 旋钮调整。4. 按 F3选择 “From:”步骤（ Program 的开始），假如“ From:”功能选项的画面没有出现，再按一次 F3。然后使用 Variable 旋钮调整。5. 按 F5 或按 Auto test/Stop键开始 Program 的播放。6. 再按一次 Auto test/Stop键结束 Program 的播放。选项 周期 (重复的次数)199From: / To: (开始和结束步骤)115 From: To:七、 储存/取出用快闪 U 盘快速储存面板操作 tilyHardcopy MenuF1Functio 1Save Img/AlIkSaver 2On/ fHardCopy1. 按 Utility键F1。2. 重复按 F1选择储存讯号。3. 重复按 F2选择省墨模式。4. 将快 闪 U盘接到前面或后面的 USB Host 端(请注意，后面板之 USB Device 端子与 USB Host 端子不能同时动作，每次以先插入装置者为优先，前面板之USB Host 端子为独立装置，不在此限制内)。前面板 USBCH1 后面板 USBRS23GO /N (pencoltr)5. 按 Hardcopy键储存数据。选项 影像 储存显示影像(GWxxxx.BMP) 。139All 在资料夹儲存以下数据(Allxxxx).顯示影像: Axxx.BMP波形: Axxx.CSV设定: Axxx.SETInkSaver (省墨模式)On/Off 参考前面章节的叙述。储存影像/波形/设定面板操作 Save/Rcal MoreF 5Save ImgF 1Save tupF 3 Setup: M120, USBWavform:, ,(4CH)RfA/ C/ D2 eIag,l: USBDestinaioF 3(4CH) 1/ 23/ 4,ath,RfACD2 / ,f Al 2Sv File Utils (Bony)F 5 Wfm 4Surc (Wvfm) Inkaver(stp,ig)F Onf1. 将快 闪随身碟连接到前面或后面的 USB Host 端(请注意，后面板之 USB Device端子与 USB Host 端子不能同时动作，每次以先插入装置者为优先，前面板之USB Host 端子为独立装置，不在此限制内)。2. 按 Save/Recall keyF3 (设定)或 F4 (波形)或 F5 F1(影像)或 F5F2 (所有功能)。3. 按 F2选择省墨模式。4. 按 F3，然后用 Variable 旋钮选择波形信号源(用于波形的功能)，。5. 按 F4储存。6. USB 数据夹的设定请参考后面的说明。前面板 USBCH1后面板 USBRS23GO /N (pencoltr) 储存数据的屏幕选项 档案种类140Setup 设定档案 (Gxxx.SET).Waveform 波形档案 (Gxxx.CSV).Image 影像档案 (Gxxx.BMP).All 一个数据夹(Axxx)包含设定 (Axxx.SET)，波形(Axxx.CSV)，和影像档案(Axxx.BMP)。InkSaver (显示背景颜色)On/Off 实际效果请参考后面的说明。来源CH1 CH4 信道 1 信道 4 的波形MATH 波形由数学处理产生。RefA D 参考波形 A D。储存位置RefA D 参考波形 A D。Memory M1 M20 内部存储器。USB USB 快闪随身碟。设定快闪 U 盘的数据夹和档案进行此单元时，已将快闪 U 盘连接到 GDS-2000，并且已经选择了 Save/Recall 菜单的 F5 “File Utlities”功能。面板操作 New Foldr 2Slct 1Rnam 3DeltF 4Back SpeF 2Enter Ch 1SaveF 4Prvious Mn 5Prious Mn 5Save/Rcl .F 3File UtilsF 5. 4.F 1. 2数据夹的内容1. 使用 Variable 旋钮选则数据夹。2. 按 F1进入其它数据夹。3. 回到上一层的功能，按 F1选择 ROOT 功能。 Folder SctRot141重开一个数据夹并更新档案和数据夹的名称1. 按 F2 (新数据夹)或 F3 (档案或数据夹重新命名)后，会出现编辑屏幕。2. 使用 Variable 旋钮并按 F1进入字母画面选择一个字。3. 按 F2则删除光标前的字母。4. 按 F4储存结果。除档案/数据夹1. 使用 Variable 旋鈕移动档案或数据夹。2. 按 F4 刪除选定档案或数据夹，再按一次确认删除。取出储存的波形/设定面板操作 Recal WvformF 4Save/Rcl SourceF 2al 1MoreF 5RecalF 4Fil Utils(SBony) 5Memory: 1 20USBl Stup 3Dstin (wvfrm)3(CH) RfA/ C/ D显示取出的波形 Save/RcalDisplay Ref.F 2Ref AF 2Displa . 1ef C(4Honly)F 4Rf D(l) 5B 3On/ f/ fn/ fO/ f1421. 將快閃 U盘連接到前面或后面的 USB Host 端(請注意，后面板之 USB Device 端子与 USB Host 端子不能同時动作，每次以先插入裝置者為优先，前面板之 USB Host 端子为独立裝置，不在此限制內)。2. 按 Save/Recall键F5F3 (设定)/F4 (波形)。3. 按 F2 选择叫出档案来源。4. 使用 Variable 旋钮选择来源的位置。5. 按 F3 选择储存位置(参考波形 RefA，B 或 C，D(4 通到机种)。6. 按 F4 叫出波形/设定。7. 设定 USB 数据夹。8. 按 Save/Recall键F2。选择 F2 到 F4 之间的按键显示被呼出的波形。取出 Ref B 的参考波形选项 档案种类Waveform 波形档案(xxxx.CSV)Setup 面板设定档案(xxxx.SET).档案取出来源Memory M1 M20 内部存储器USB USB 快闪 U 盘(Gxxx.SET)档案储存位置Ref A/B/C/D (4 个通道机种)，Ref A/B(2 个通道机种)储存在机器内部的参考波形143参考文献1. 樊昌信，曹丽娜 编著 通信原理（第六版）国防工业出版社 2007.12. 张辉，曹丽娜 编著现代通信原理与技术西安电子科技大学出版社 2002.23青松，程岱松，武建华 编著数 字 通 信 系 统 System View 仿真与分析.北京航 空航天大学出版社 20004.罗卫兵，孙桦，张捷 编著 System View 动态系 统 分析及通信系统仿真设计. 西 安 电 子 科 技 大 学 出 版 社 20015.孙屹，戴妍峰. System View 通信仿真开发手册.国防工业出版社 2005.56. 樊昌信，宫锦文等编著通信原理及系统实验 电子工业出版社 2007.2 7. GDS-2000 系列数位存储示波器操作手册 固纬电子实业股份有限公司 2007.118. 耿苏燕，刘静波编 高频电子线路实验与课程设计指导书 南京工程学院 2008.2