1.3 示波器快速使用指南
1.3.1 示波器的基本設置
前面我們了解了示波器在電子測量方面的特殊功能及優勢,并且分析了其在現階段廣為應用的原因。對于初學者來說,如何在幾分鐘之內快速地將示波器設置到正確的狀態是必須掌握的內容。下面介紹示波器的基本使用,以便讀者能夠將本書中后面介紹的操作付諸實踐,以加快理解,加深記憶。
示波器的基本使用步驟如下。
(1)將示波器放置于桌面上,如圖1.13所示。

圖1.13 將示波器放置于桌面上
(2)抬起示波器的前部,并拉出示波器的提手轉軸,如圖1.14和圖1.15所示。

圖1.14 拉出提手轉軸

圖1.15 提手轉軸已經拉出
向下旋轉提手,此時示波器提手即可作為示波器的支架,旋轉提手至示波器的屏幕適合觀看的角度,如圖1.16所示。

(a)旋轉提手并抬起示波器
圖1.16 調節示波器的擺放角度

(b)將示波器的屏幕調節到適合觀看的角度
圖1.16 調節示波器的擺放角度(續)
(3)連接示波器的電源線:大部分示波器的電源線及接口與桌面計算機(臺式機)的完全一致,將插頭對準電源接口插入即可,如圖1.17所示。

(a)示波器電源接口和與電源接口配套的電源線插頭
圖1.17 連接示波器的電源線

(b)將電源線插頭插入電源接口
圖1.17 連接示波器的電源線(續)
(4)連接示波器的探頭:示波器探頭的作用與萬用表的表筆一樣,是信號輸入的通道。首先找到示波器探頭的連接位置(這里我們選擇通道1,請注意示波器探頭插座上的標志),如圖1.18所示。

圖1.18 示波器探頭插座
(5)注意探頭插座上的凸起點,將探頭上的缺口部分對準此凸起點,即可將探頭插入,如圖1.19所示。

(a)將示波器探頭對準插座,請注意探頭的缺口與插座凸起點要對準
圖1.19 連接示波器的探頭

(b)將探頭插入探頭插座
圖1.19 連接示波器的探頭(續)
(6)沿著探頭上空槽的方向旋轉探頭,即可固定探頭,如圖1.20所示。

圖1.2 YB.4320A型示波器

圖1.20 固定并鎖緊探頭
經過以上步驟,我們就完成了示波器基本的硬件連接。
(7)打開電源開關。示波器的電源開關如圖1.21所示。找到并按下示波器的電源按鈕,即可打開示波器的電源開關,{L.End} 如圖1.22所示。

圖1.21 示波器的電源開關

圖1.22 按下電源按鈕,打開電源開關
(8)調亮示波器的屏幕:調整示波器的輝度旋鈕,順時針旋轉,掃描線可以更亮,如圖1.23所示。

圖1.23 順時針旋轉輝度旋鈕,將輝度調大
接下來就是尋找屏幕上的掃描線:如果將輝度旋鈕順時針旋轉到底,屏幕上仍然沒有掃描線,這時我們就需要進行尋找掃描線的操作,檢查如下示波器設置,如果設置與本節所敘述不符,請按照要求更正。
(9)將觸發方式置為“自動”,觸發源置為“內”觸發,如圖1.24所示。

圖1.24 設置觸發方式和觸發源
(10)確認示波器未處于“X-Y”狀態(即李薩育圖形模式),針對不同型號的示波器檢查此按鈕或此旋鈕的位置,如圖1.25所示。

圖1.25 確認示波器未處于“X.Y”狀態
如果示波器的水平掃描時間選擇旋鈕與X-Y在同一個旋鈕上,將水平掃描時間選擇旋鈕旋離“X-Y”位置,使得示波器的X軸工作在掃描狀態,如圖1.25(b)所示。
(11)為了方便地找到掃描線,設置耦合方式為“接地”,如圖1.26所示;通道選擇按下“CH1”按鈕,{L.End} 如圖1.27所示。

圖1.26 設置耦合方式為“接地”

圖1.27 通道選擇按下“CH1”按鈕
(12)旋轉水平和垂直位移旋鈕,使之處在中立位置,如圖1.28和圖1.29所示。

圖1.28 水平位移旋鈕處在中立位置

圖1.29 垂直位移旋鈕處在中立位置
最后,還要將所有的“×5擴展”按鈕彈起,如圖1.30所示。

圖1.3 常用的指針式電壓表

圖1.30 將所有的“×5擴展”按鈕彈起
經過上述步驟,示波器的屏幕上就應該出現掃描線了,表示示波器的最基本設置完成,接下來就是如何正確地檢測信號。
1.3.2 示波器的信號通道設置
1.校準
設置示波器的目的是為了用示波器測量電信號,接下來就是如何準確地測量被測信號。
為了準確測試被測信號,首先要將前面“接地”的耦合方式變為“AC”或者“DC”的耦合方式,這樣才能對信號進行測量。然后將各通道的垂直靈敏度微調旋鈕和水平掃描時間微調旋鈕設置到“校準”位置(一般為順時針旋轉到底),如圖1.31和圖1.32所示。只有這樣才能準確地在屏幕上讀出信號對應波形正確的數值。

圖1.31 輸入通道的垂直靈敏度微調旋鈕處于校準位置

圖1.32 水平掃描時間微調旋鈕處于校準位置
2.將信號通道的耦合方式改為“DC”
前面為了找到掃描線,將信號通道的耦合方式設置為“接地”,這樣的耦合方式不能將被測信號送入示波器的信號通道中,需要將耦合方式改為“DC”或“AC”,一般耦合方式為“DC”,如圖1.33所示。

圖1.33 將信號通道的耦合方式設置為“DC”
3.探頭
示波器與被測信號的連接需要使用探頭。圖1.34為標準探頭。探頭由兩個端子構成,對標準探頭而言,帶有鉤子的一端為信號輸入端,另一個帶有鱷魚夾的一端為公共端(就是常說的GND或者COM),如圖1.34所示。

圖1.34 示波器的標準探頭
連接探頭的時候握住探頭外部的凸起,并向下拉,即可看見一個金屬鉤,即探頭的信號輸入端,如圖1.35所示。

圖1.35 下拉探頭凸起,露出信號輸入端的鉤子
接下來將探頭信號輸入端接到示波器自身的基準信號上,公共端可以懸空,如圖1.36~圖1.39所示。

圖1.36 準備將探頭鉤子鉤住基準信號端

圖1.37 鉤住示波器自身的基準信號端

圖1.38 松開探頭的凸起,鉤子套管回彈,鎖住鉤子

圖1.39 探頭的信號輸入端接到示波器的基準信號端的狀態
信號通道量程旋轉到0.1V/DIV(每格0.1V),時基設置為0.1ms/DIV或者0.2ms/DIV,也可以設置為0.5ms/DIV。
這樣就會看到示波器基準信號的波形,這是一個方波波形。如果基準信號幅度是0.5V,由于我們設置了0.1V/DIV的量程,于是就會顯示出幅度總共為5 個格的方波;如果時基設置為0.1ms/DIV,則顯示一個周期的方波,如圖1.40所示。

圖1.4 常用的數字式電壓表

圖1.40 時基為0.1ms/DIV時顯示基準信號波形的一個周期
如果時基為0.2ms/DIV,則顯示兩個周期的方波,如圖1.41所示。

圖1.41 時基為0.2ms/DIV時顯示兩個周期的基準信號波形
如果時基設置為0.5ms/DIV,則顯示5個周期的方波,如圖1.42所示。

圖1.42 時基設置為0.5ms/DIV時顯示基準信號5個周期的波形
接下來測試實際電路中的信號。將探頭的信號輸入端鉤住要測試的信號端,松開探頭的外部凸起,則探頭可以牢牢地鉤住被測點。將探頭連接到被測信號端的操作與前面介紹過的將探頭連接到基準信號端的操作完全相同,如圖1.43所示。

圖1.43 將示波器探頭連接到被測信號的兩端
首先將示波器探頭鉤露出并鉤住測試點,如圖1.44所示。

圖1.44 將示波器探頭鉤露出并鉤住測試點
再將探頭的公共端連接到電路的公共端(務必注意,此步驟切不可忽略!)。為什么在前面測量基準信號的時候探頭的公共端可以懸空呢?原因是示波器的基準信號來自于示波器的內部,因此其公共端已經和探頭的公共端連接。而對于外電路的測量,連接公共端就是不可忽略的了,這是因為示波器所測量的是電壓,而電壓是兩點間的電勢差,如果只連接一端,顯然測量結果就不準確。于是就需要將示波器探頭的公共端(鱷魚夾)接到被測線路的公共端(COM或GND),如圖1.45所示。

圖1.45 將示波器探頭的公共端接到被測線路的公共端
這時就可以使用示波器進行簡單的測量了。還需要注意的是,要根據所測試的波形的具體情況改變電壓量程和時基,直到達到最佳的幅度和時基,一般來說是兩個左右的周期,在完全顯示波形的前提下盡可能高地顯示幅值。
圖1.46所示為幅度顯示過低。

圖1.46 幅度顯示過低
圖1.47所示為幅度顯示過高。

圖1.47 幅度顯示過高
圖1.48所示為幅度顯示合適。

圖1.48 幅度顯示合適
圖1.49所示為周期顯示過多。

圖1.49 周期顯示過多
圖1.50所示為周期顯示過少。

圖1.50 周期顯示過少
圖1.51所示為周期顯示合適。

圖1.51 周期顯示合適
如果被測波形不能穩定顯示,如圖1.52所示,表明觸發電平設置得不正確,需要調節觸發電平。

圖1.52 波形不穩定
可以順時針或逆時針旋轉觸發電平旋鈕,如圖1.53所示,通過調節觸發電平,使被測波形穩定顯示,{L.End} 如圖1.54所示。

圖1.53 調節觸發電平至合適

圖1.54 調節觸發電平使被測波形穩定
當然,學習到此,僅僅只是能使用示波器進行最簡單的測量。而直觀地看,示波器面板非常復雜,其功能必然不止于此。而掌握其大部分甚至全部的功能,使儀器發揮最大的功效,正是我們的最終目標。因此后面還要詳細地介紹關于示波器使用方面的知識。