任務(wù)二 用示波器測(cè)量波形

活動(dòng)一 示波器面板功能介紹與自身校準(zhǔn)

下面以RIGOL-DS1152E示波器為例，介紹一下示波器的基本工作單元：垂直控制系統(tǒng)、水平控制系統(tǒng)、觸發(fā)控制系統(tǒng)。

1.前面板介紹

RIGOL-DS1152E數(shù)字示波器有一個(gè)簡(jiǎn)單而功能明晰的前面板，在它上面可以進(jìn)行基本的操作，如圖2-21所示。面板上包括旋鈕和功能按鍵，旋鈕的功能與其他示波器類似。顯示屏右側(cè)的一列5個(gè)灰色按鍵為菜單操作鍵（自上而下定義為1號(hào)至5號(hào)）。通過它們，可以設(shè)置當(dāng)前菜單的不同選項(xiàng)；其他按鍵為功能鍵，通過它們，可以進(jìn)入不同的功能菜單或直接獲得特定的功能應(yīng)用。

2.垂直系統(tǒng)介紹

如圖2-22所示，在垂直控制區(qū)（VERTICAL）有一系列的按鍵、旋鈕，下面介紹垂直控制系統(tǒng)的使用方法。

1）使用垂直POSITION旋鈕在波形窗口居中顯示信號(hào)。

2）垂直POSITION旋鈕可控制信號(hào)的垂直顯示位置。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)垂直POSITION旋鈕時(shí)，指示通道地（GROUND）的標(biāo)志跟隨波形而上下移動(dòng)。

3）改變垂直設(shè)置，并觀察因此導(dǎo)致的狀態(tài)信息變化。

4）在使用時(shí)可以通過波形窗口下方的狀態(tài)欄顯示的信息，確定任何垂直擋位的變化。轉(zhuǎn)動(dòng)垂直SCALE旋鈕可改變“Volt/div（伏/格）”垂直擋位，可以發(fā)現(xiàn)狀態(tài)欄對(duì)應(yīng)通道的擋位顯示發(fā)生了相應(yīng)的變化。

5）按CH1、CH2、MATH、REF、LA鍵時(shí)，屏幕會(huì)顯示對(duì)應(yīng)通道的操作菜單、標(biāo)志、波形和擋位狀態(tài)信息。按OFF鍵可關(guān)閉當(dāng)前選擇的通道。

測(cè)量技巧。

1）如果通道耦合方式為DC，則可以通過觀察波形與信號(hào)地之間的差距來快速測(cè)量信號(hào)的直流分量。如果耦合方式為AC，則信號(hào)里面的直流分量被濾除，這種方式方便使用者用更高的靈敏度顯示信號(hào)的交流分量。

2）雙模擬通道垂直位置恢復(fù)到零點(diǎn)快捷鍵：旋動(dòng)垂直旋鈕不但可以改變通道的垂直顯示位置，更可以通過按下該旋鈕作為設(shè)置通道垂直顯示位置恢復(fù)到零點(diǎn)的快捷鍵。

3）Coarse/Fine（粗調(diào)/微調(diào)）快捷鍵：可通過按下垂直旋鈕作為設(shè)置輸入通道的粗調(diào)/微調(diào)狀態(tài)的快捷鍵，調(diào)節(jié)該旋鈕即可粗調(diào)/微調(diào)垂直擋位。

3.水平系統(tǒng)介紹

水平控制區(qū)（HORIZONTAL）有一個(gè)按鍵、兩個(gè)旋鈕，如圖2-23所示。下面介紹水平時(shí)基的設(shè)置。

1）使用水平SCALE旋鈕改變水平擋位設(shè)置，并觀察因此導(dǎo)致的狀態(tài)信息變化。

2）轉(zhuǎn)動(dòng)水平SCALE旋鈕改變“s/div（秒/格）”水平擋位，可以發(fā)現(xiàn)狀態(tài)欄對(duì)應(yīng)通道的擋位顯示發(fā)生了相應(yīng)的變化。水平掃描速度從2ns至50s，以1-2-5的形式步進(jìn)。

3）Delayed（延遲掃描）快捷鍵：不但可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)水平SCALE旋鈕調(diào)整“s/div（秒/格）”，還可以按下此按鈕切換到延遲掃描狀態(tài)。

4）使用水平SCALE旋鈕調(diào)整信號(hào)在波形窗口的水平位置。

5）水平POSITION旋鈕控制信號(hào)的觸發(fā)位移。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)水平POSITION旋鈕調(diào)節(jié)觸發(fā)位移時(shí)，可以觀察到波形隨旋鈕而水平移動(dòng)。

6）觸發(fā)點(diǎn)位移恢復(fù)到水平零點(diǎn)快捷鍵，不但可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)水平POSITION旋鈕調(diào)整信號(hào)在波形窗口的水平位置，還可以按下該鍵使觸發(fā)位移（或延遲掃描位移）恢復(fù)到水平零點(diǎn)處。

7）按【MENU】鍵，顯示TIME菜單。在此菜單下，可以開啟/關(guān)閉延遲掃描或切換Y-T、X-Y和ROLL模式，還可以設(shè)置水平觸發(fā)位移復(fù)位。所謂觸發(fā)位移是指實(shí)際觸發(fā)點(diǎn)相對(duì)于存儲(chǔ)器中點(diǎn)的位置。轉(zhuǎn)動(dòng)水平POSITION旋鈕，可水平移動(dòng)觸發(fā)點(diǎn)。

4.觸發(fā)系統(tǒng)介紹

觸發(fā)控制區(qū)（TRIGGER）有一個(gè)旋鈕、三個(gè)按鍵，如圖2-24所示。下面介紹觸發(fā)系統(tǒng)的設(shè)置。

使用旋鈕改變觸發(fā)電平設(shè)置：轉(zhuǎn)動(dòng)LEVEL旋鈕，可以發(fā)現(xiàn)屏幕上出現(xiàn)一條橘紅色的觸發(fā)線及觸發(fā)標(biāo)志，隨旋鈕LEVEL轉(zhuǎn)動(dòng)而上下移動(dòng)。停止轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，此觸發(fā)線和觸發(fā)標(biāo)志會(huì)在約5秒后消失。在移動(dòng)觸發(fā)線的同時(shí)，可以觀察到在屏幕上觸發(fā)電平的數(shù)值發(fā)生了變化。

觸發(fā)電平恢復(fù)到零點(diǎn)快捷鍵：旋動(dòng)垂直旋鈕不但可以改變觸發(fā)電平值，還可以通過按下該旋鈕使觸發(fā)電平恢復(fù)到零點(diǎn)。

使用【MENU】鍵調(diào)出觸發(fā)操作菜單，如圖2-25所示。改變觸發(fā)的設(shè)置，觀察由此造成的狀態(tài)變化。

1）按1號(hào)菜單操作按鍵，選擇邊沿觸發(fā)。

2）按2號(hào)菜單操作按鍵，選擇“信源選擇”為CH1。

3）按3號(hào)菜單操作按鍵，設(shè)置“邊沿類型”為上升沿。

4）按4號(hào)菜單操作按鍵，設(shè)置“觸發(fā)方式”為自動(dòng)。

5）按5號(hào)菜單操作按鍵，進(jìn)入“觸發(fā)設(shè)置”二級(jí)菜單，對(duì)觸發(fā)的耦合方式、觸發(fā)靈敏度和觸發(fā)釋抑時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。

6）按50%按鍵，可設(shè)定觸發(fā)電平在觸發(fā)信號(hào)幅值的垂直中點(diǎn)。

7）按FORCE按鍵，可強(qiáng)制產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，主要應(yīng)用于觸發(fā)方式中的“普通”和“單次”模式。

5.機(jī)內(nèi)波形測(cè)量與探頭的校準(zhǔn)

將示波器的通道探頭勾在右下角一個(gè)帶“”符號(hào)的接線柱上，這里輸出的是一個(gè)1000Hz，峰峰幅度為3V的方波，此時(shí)示波器上就會(huì)有一個(gè)方波圖形顯示出來。若如方波圖形顯示不理想（如圖2-26和圖2-27所示，其中圖2-26為補(bǔ)償不足，圖2-27為補(bǔ)償過度），則應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)探頭上的補(bǔ)償電容，使之成為理想的方波，如圖2-28所示。

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目2-9：機(jī)內(nèi)波形測(cè)量與探頭的校準(zhǔn)

畫出你測(cè)量的校準(zhǔn)方波在過補(bǔ)償、欠補(bǔ)償時(shí)的波形圖，并標(biāo)注上縱橫標(biāo)尺及標(biāo)尺的單位。

活動(dòng)二 用示波器觀察信號(hào)發(fā)生器輸出的各種波形信號(hào)

以RIGOL-DS1152E示波器及數(shù)英TFG1005函數(shù)信號(hào)發(fā)生器為例，把函數(shù)信號(hào)發(fā)生器設(shè)置成下面幾種波形輸出。

1.50 Hz、峰峰幅度1V正弦波輸出

1）按下【Shift】+【正弦波】鍵，設(shè)定輸出信號(hào)的波形為正弦波。

2）按下【頻率】+【5】+【0】+【B路s/Hz/V】鍵，即可使輸出信號(hào)的頻率設(shè)定為50Hz。

3）按下【Shift】+【峰峰值】鍵，設(shè)定輸出幅度為峰峰幅度。

4）按下【幅度】+【1】+【B路s/Hz/V】鍵，即可使輸出信號(hào)的幅度設(shè)定為1V峰峰值。

5）將測(cè)量探頭接在第1通道，選擇水平掃描周期為5ms/格，選擇垂直幅度為0.2V/格；適當(dāng)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，就可以使波形穩(wěn)定，波形如圖2-29所示。

2.1000Hz、峰峰幅度1V三角波輸出

1）按下【Shift】+【三角波】鍵，設(shè)定輸出信號(hào)的波形為三角波。

2）按下【頻率】+【1】+【0】+【0】+【0】+【B路s/Hz/V】鍵，即可使輸出信號(hào)的頻率設(shè)定為1000Hz。

3）按下【Shift】+【峰峰值】鍵，設(shè)定輸出幅度為峰峰幅度。

4）按下【幅度】+【1】+【B路s/Hz/V】鍵，即可使輸出信號(hào)的幅度設(shè)定為1V峰峰值。

5）將測(cè)量探頭接在第1通道，選擇水平掃描周期為200μs/格，選擇垂直幅度為0.2V/格；適當(dāng)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，就可以使波形穩(wěn)定，波形如圖2-30所示。

3.1MHz、峰峰幅度1V方波輸出

1）按下【Shift】+【方波】鍵，設(shè)定輸出信號(hào)的波形為方波。

2）按下【頻率】+【1】+【0】+【0】+【0】+【A路kHz】鍵，即可使輸出信號(hào)的頻率設(shè)定為1MHz。

3）按下【Shift】+【峰峰值】鍵，設(shè)定輸出幅度為峰峰幅度。

4）按下【幅度】+【1】+【B路s/Hz/V】鍵，即可使輸出信號(hào)的幅度設(shè)定為1V峰峰值。

5）將測(cè)量探頭接在第1通道，選擇水平掃描周期為200ns/格，選擇垂直幅度為0.2V/格；適當(dāng)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，就可以使波形穩(wěn)定，波形如圖2-31所示。

4.迅速顯示所測(cè)信號(hào)

1）將探頭菜單衰減系數(shù)設(shè)定為10×，并將探頭上的開關(guān)設(shè)定為10×，即選擇匹配的衰減。

2）將通道1的探頭連接到電路被測(cè)點(diǎn)。

3）按下【AUTO（自動(dòng)設(shè)置）】鍵。

4）示波器將自動(dòng)進(jìn)行設(shè)置，使波形顯示達(dá)到最佳狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)垂直、水平擋位，直至波形的顯示符合要求。

5.進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量

示波器可對(duì)大多數(shù)波形信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。欲測(cè)量信號(hào)頻率和峰峰值，請(qǐng)按如下步驟操作。

（1）測(cè)量峰峰值

1）按下【 Measure】鍵以顯示自動(dòng)測(cè)量菜單。

2）按下1號(hào)菜單操作鍵以選擇“信源選擇”為CH1。

3）按下2號(hào)菜單操作鍵選擇“測(cè)量類型”為電壓測(cè)量。在電壓測(cè)量彈出菜單中選擇“測(cè)量參數(shù)”為峰峰值。此時(shí)，就可以在屏幕左下角發(fā)現(xiàn)峰峰值的顯示了。

（2）測(cè)量頻率

按下3號(hào)菜單操作鍵選擇“測(cè)量類型”為時(shí)間測(cè)量。在時(shí)間測(cè)量彈出菜單中選擇“測(cè)量參數(shù)”為頻率。此時(shí)，就可以在屏幕下方發(fā)現(xiàn)頻率的顯示了。

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目2-10：正弦波、三角波、方波波形的產(chǎn)生和測(cè)量

畫出你測(cè)量的50Hz正弦波、三角波、方波的波形圖，并標(biāo)注上縱橫標(biāo)尺及標(biāo)尺的單位。

活動(dòng)三 用示波器觀察RS-485總線信號(hào)

將硬盤錄像機(jī)RS-485總線輸出設(shè)置為Pelco-p，9600bit/s，按下硬盤錄像機(jī)的鍵盤控制鈕，不同的控制鈕上輸出的信號(hào)波形不會(huì)完全一樣。將測(cè)量探頭接在第1通道，選擇水平掃描周期為2ms/格，選擇垂直幅度為0.2V/格；適當(dāng)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，就可以使波形穩(wěn)定，波形如圖2-32所示。不同協(xié)議相同指令的通信波形是不同的。

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目2-11：RS-485總線輸出波形測(cè)量

畫出你測(cè)量到的RS-485控制信號(hào)波形圖，請(qǐng)注明協(xié)議類型、波特率、操作地址及控制命令的類型（上、下、左、右，變倍、聚焦、光圈等），并標(biāo)注上縱橫標(biāo)尺及標(biāo)尺的單位。

活動(dòng)四 用示波器觀察攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)

用示波器觀察攝像機(jī)輸出的視頻信號(hào)可以按如下步驟操作。

1）按下觸發(fā)控制區(qū)域（TRIGGER）的【MENU】鍵以顯示觸發(fā)菜單。

2）按下1號(hào)菜單操作鍵選擇視頻觸發(fā)。

3）按下2號(hào)菜單操作鍵設(shè)置“信源選擇”為CH1。

4）按下3號(hào)菜單操作鍵選擇“視頻極性”為負(fù)極性。

5）按下4號(hào)菜單操作鍵選擇“同步”為奇數(shù)場(chǎng)或偶數(shù)場(chǎng)。

6）調(diào)整LEVER旋鈕使觸發(fā)電平位于視頻同步脈沖，以得到良好的觸發(fā)狀態(tài)。

7）應(yīng)用水平控制區(qū)域的水平SCALE旋鈕調(diào)整水平時(shí)基，以得到清晰的波形顯示。

8）選擇場(chǎng)同步觸發(fā)信號(hào)顯示的波形如圖2-33所示，選擇行同步觸發(fā)信號(hào)顯示的波形如圖2-34所示。

實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目2-12：視頻輸出波形的測(cè)量

畫出你測(cè)量到的攝像機(jī)輸出的視頻行信號(hào)波形圖，并標(biāo)注上縱橫標(biāo)尺及標(biāo)尺的單位。