示波器基础
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示波器基础
概述
理论基础
波形和信号分析
示波器的显示
信号完整性的重要性
理解波形和波形的测量
波形的类型
波形的测量
示波器类型
简介
模拟示波器
数字示波器的类型
数字存储示波器
数字荧光示波器
混合域示波器 MDO
混合信号示波器
数字取样示波器
关键指标
介绍
简单易用
完整的测试系统探头
带宽
上升时间
取样率
关于带宽和取样率的说明
波形获取
记录长度
触发能力
有效位数
频率响应
垂直灵敏度
扫描速度
增益准确度
水平准确度（时间基准）
垂直分辨率（ADC）
时间分辨率混合信号示波器（MSO）
连接
可扩展
主要功能及使用要点
介绍
三个系统
垂直系统和控制
水平系统和控制
触发系统和控制
用于数学和测量操作的控制
数字定时和状态捕获
其它控制
设置和使用
介绍
探头的接地
控制部分的设置
仪器的校准
探头的连接
探头的补偿
示波器测量技巧
仪器构成
硬件部分
模拟部分
数字信号处理部分
处理器部分
界面及交互
网络及连接
软件部分
系统集成
参考设计案例
Arrow Electronics Inc.
基于Altera Corp
公司的MAX10
平台提供的双通道示波器参考设计BeScope
Digilent公司推出的Analog Discovery 2
厂商
Tek
厂商名（Logo图片、链接）
主要型号（多个、产品图片/链接）
KeySight
Rohde & Schwarz
National Instrument
LeCroy
Rigol
Digilent
Gwinstek
KIKUSUI Electronics
Hitachi
参考资料
基础文章
微信公众号文章
视频教程（多个、链接）
购买
示波器教程大纲
什么是示波器？
将输入的电信号转换为屏幕上可视的踪迹，也就是将电变成“光”，将电信号可视化
动态地通过二维（一般为电压vs时间）的方式画出随时间变化的电信号的曲线
工程师用其来进行测试、验证、调试电路设计
是实验室最常用的工具之一
一些专业术语
Scope - 示波器，最常用的词汇
DSO - Digital Storage Oscilloscope：数字存储示波器
Digital Scope
Digitizing Scope
Analog Scope - 比较旧的技术做的示波器，不过今天还在用
CRO - Cathode Ray Oscilloscope：阴极射线管示波器，多数的示波器不在使用阴极射线管来显示波形
O-Scope
MSO - Mixed Signal Oscilloscope（包括逻辑分析仪的通道获取）
探头基础 - 低频模式
用于将待测设备上的信号转换到示波器的BNC输入端
有多种不同的探头用于不同的场合，比如高频应用、高电压应用、电流测量等
最常用的探头为无源10:1分压探头
里面没有晶体管或运算放大器等有源器件
将信号的幅度缩小10倍再送到示波器的BNC输入端，这样也将输入阻抗扩大了10倍
低频/直流模式
可以简化为同示波器的1M欧输入阻抗串联的9M欧电阻
探头的衰减因子：
有些示波器会自动检测10：1探头，调节显示的垂直设置和相对于探头夹的电压测量
电压和时域测量
示波器的屏幕显示
波形显示区域用网格先（或分度线）
垂直方向的分割线表征了电压/刻度的设置
水平方向的分割线表征了秒/刻度的设置
测量 - 可视化估计
最常用的测量方式
测量 - 通过光标
手动设置X和Y方向的光标到要测量的点
示波器会根据竖直和水平方向的量程来自动计算，得出绝对的测量差值
测量 - 通过示波器的自动参数测量
选择最多4个自动参数测量，系统会连续第输出测量的结果
选取正确的量程
最基本的设置
正确地设置缩放比例
调节V/div旋钮直到波形在垂直方向完全地充满整个屏幕
调节垂直位置旋钮直到波形在屏幕的中间位置（上下）
调节S/div旋钮，直到在屏幕的水平方向显示几个周期的波形
调节触发电平旋钮，直到电平处于波形垂直方向的中间位置
理解示波器的触发机制及使用
一般都是最后才理解的功能，但是非常有必要理解的重要功能
类似同步的拍照
多数的示波器的同步都是基于信号的上升沿或下降沿到某一个设定的电平
DSO的缺省触发位置为屏幕的中间（水平）
示波器的工作原理和性能指标
带宽
所有示波器都是展示的低通频响 - 高斯频率响应
示波器的带宽 - 输入正弦波被衰减了3dB的频率
-3dB意味着幅度误差为-30%
针对模拟应用 - 需要高于3x最高正弦波频率的带宽
针对数字应用 - 需要5x最高数字时钟速率的带宽
更准确的BW的定义基于信号边沿的速度
再谈示波器探头 - 动态/AC模式以及负载的影响
其它话题
示波器的取样率 vs 取样灵活性
最佳波形更新速率
最佳显示效果
竖直噪声特性
调试混合信号的设计
分区的存储器用于串行总线的应用
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硬禾发布2020-05-11
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