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前幾天一篇文章“90%的工程師不會用示波器”引起了強烈反響。也有不少網友通過留言的方式回答了文中的幾個問題，看來還得給大家普及一下示波器，今天安泰測試和大家聊聊“使用示波器的正確姿勢” 那我們先看看示波器是什么？主要的用途是什么？ 示波器的主要用途就是將隨時間變化的電信號以圖形的方式畫出來，多數的示波器是用時間為x軸，電壓為y軸產生的二維圖形。 在示波器屏幕周邊的控制按鈕可以調節圖形的顯示比例，顯示的橫軸和縱軸刻度都能夠調節，這樣就可以對信號在時間和幅度兩個維度進行縮放查看，還有可以調節“觸發”的旋鈕，幫助“穩定”波形的顯示。 無論您從事哪個行業或處于何種應用環境，這些功能都可以幫助您更深入地了解設計。所有 InfiniiVision 示波器，包括1000 X 系列示波器，都提供這些功能。 了解以下知識，您將可以更高效地執行測試： 1. 使用快速傅里葉變換（FFT）發現隱藏的錯誤 3. 使用波特圖表征器件輸出 4. 遠程連接和控制示波器 5. 使用水平模式獲得新視角 6. 使用采集模式以不同方式分析樣本 技巧 1 使用快速傅里葉變換（FFT）發現隱藏的錯誤 快速傅里葉變換（FFT）可能是示波器上使用最廣泛的數學變換方法。因此，在我們的大多數示波器上都配有專用的 FFT 按鈕，甚至在本電子書中也有專門的章節來討論 FFT 方法。該功能之所以如此普遍，原因在于它賦予您全新的視角（即頻域）來觀察信號。 以前，您執行 FFT 分析時需要使用射頻儀器，而如今，該功能已經是現代化示波器內置的常用功能。FFT 主要用來分析頻率分量和可能存在的毛刺。當您使用標準示波器的時域功能時，可能看不到這些細節。 但是使用 FFT 分析，您可以查看構成信號的各種分量的頻率與功率。 技巧 2 在執行測試之前仿真算術運算 測量現有信號具有十分重要的意義，但如果需要修改信號呢？在器件實物上執行修改，通常成本會太高，而且花費的時間也太長。如非絕對必要，您不會考慮變更設計。在對器件做出實際更改之前，最好通過算術運算來仿真設計變更或預測輸出結果。 算術運算的用途有很多。比如： • 分析如果電路中添加了低通濾波器，您的器件會產生什么響應 技巧 3 使用波特圖表征器件輸出 有些器件的輸出與輸入有直接關系，您在測試此類器件時，必須分析它在各種頻率和幅度的輸入信號下的響應特性。對于無源濾波器、放大器、開關電源和音頻系統等器件，這一點尤為重要。如果不執行該分析，那么很可能在某些輸入條件下，器件會發生故障。您肯定不希望客戶發現這種情況！ Keysight InfiniiVision 示波器的頻率響應分析功能使用波特圖來顯示系統的增益和相位。您可以很快看到增益或相位中是否出現異常峰值。如果出現了多余的峰值，就表明在輸入某些頻率的信號時，您的設計會出現問題。您可能需要重新進行設計，所以一定要在設計過程中盡早執行這一分析。 技巧 4 遠程連接 您只需要在示波器上連好鍵盤并打開網站，即可遠程連接示波器。有很多應用需要局域網連通性功能，例如監測儀器、遠程控制儀器或執行自動化測試等等。 無論您是在教育實驗室、設計室還是制造車間內工作，局域網都可以幫助您改善流程。它可以讓您靈活選擇工作時間和工作地點。通過局域網連通性功能，多位工程師可以同時遠程連接和使用示波器。這樣，學生和同事不管身在哪里，都能共享使用設備開展項目工作，最終節省預算。 您不僅可以通過局域網向儀器發送遠程命令，還可以在計算機上通過實際儀器屏幕和仿真的控制硬鍵來全方位控制儀器。 此外，您還可以輕松地連接到計算機應用軟件，如 BenchVue。這樣，您就可以使用 TestFlow 功能快速開發自定義的自動化測試，捕獲和記錄測量數據，并導出結果進行離線分析。 技巧 5 使用水平模式獲得新視角 通過從不同的角度觀察信號，可以直觀地了解您的器件在各種情況下的響應特性。它具有三種不同的“水平模式”，可以為您觀察信號提供獨特的視角。每種模式都有不同的用途和適用范圍： XY 模式 XY 模式，有時又稱為李薩如（Lissajous）圖形，是一種非常常用的水平模式。您可以將波形繪制為通道 1 幅度與通道 2 幅度的關系圖，而不是繪制為幅度（通常是電壓）隨時間變化的圖形。這樣，您就可以通過對比電壓與電壓、電壓與電流，甚至流量與壓力來分析波形。 該模式的一些常見用途包括： • 在生產車間，XY 測試圖形可以讓工程師快速了解器件是否出現制造誤差 • 表征兩個信號之間的頻率和相位關系。圓圈表示信號的相位相差 90°。右側的橢圓則表示有 45° 相移。 滾動模式 這個模式的工作原理類似于繪制條形圖。它適用于頻率極低（有時只有幾 Hz 或更低）的波形。當頻率很低時，可能沒有時間等待并記錄整個波形，尤其是當您所使用的調試信號可能會改變屏幕上的輸出結果時。您必須了解信號如何隨時間變化，而不是等待示波器一次一個地捕獲結果并繪制成圖。在時間標度設置為較慢標度時，某些示波器會自動切換到滾動模式。 此模式非常適合用于分析占空比、兩個信號的長期關系、直流線路中的漂移，以及電源中的開關特性等特性。請記住，該模式不是通過觸發激活的，僅用于直觀地查看波形變化，而不是進行詳細測量。 縮放模式 縮放模式非常容易理解。當您想從長時間捕獲結果中截取一小部分放大顯示和分析時，就可以使用該模式。在此模式下，您可以在放大的窗口內執行測量和算術運算（這種技術稱為選通）。 技巧 6 使用采集模式以不同方式 分析樣本 為了確保分析沒有遺漏任何信息，您必須使用各種采集模式進行分析，全面了解信號的優缺點。采集模式從根本上改變示波器的采樣方法，以便分析不同的信號特征。 常規 這是最常用的日常測量模式。它以指定的采樣率采集樣本，并在每次發生觸發事件時將所有采樣顯示在屏幕上。它沒有發生重大的警告事件，因而是最安全的使用模式。 平均 該模式捕獲多個波形并求取平均值。它非常適合用于測量周期性信號，如時鐘或任何會產生穩定觸發條件的信號。它主要用于找出隱藏的瞬態噪聲或毛刺，使您可以查看真實的基礎信號。但是，正以為如此，這個模式不適合一般調試，而只適合快速查看您的真實信號。 高分辨率 這是另一種平均模式。然而，它不是波形與波形的平均，而是點對點的平均。在此模式下，您可以捕獲毛刺和非周期性的信號，同時仍然可以減少信號上的一些隨機噪聲。 分段 這是一種獨有模式，專門用于捕獲脈沖、罕見事件或偶發毛刺。在常規采集模式下捕獲偶發事件，偶發事件之間會間隔很長的時間，浪費了大量的存儲器空間。通過使用分段存儲器，您無需存儲這段時間內的信號，而專門存儲要分析的信號部分，甚至可以采集更多的細節。 了解更多，嘗試使用各種采樣率設置來分析信號。閱讀本文，詳細了解每種采集模式分別能夠為您帶來何種幫助。 總結 您在日常調試中使用的示波器通常有一些高級功能，不過您以前可能沒有想過要使用這些功能。現在，您可以獲得詳細介紹每種功能的資源，希望它們能幫助您進行更深入的分析。利用完全不同的方式觀察信號，可以讓您發現此前從未了解的信息。主要代理美國泰克（Tektronix）、美國吉時利（Keithley）、美國是德科技（KEYSIGHT）、美國福祿克（Fluke）、德國R&S、中國普源精電（Rigol）、中國臺灣chroma、日本橫河（Yokogawa）等國際國內著名儀器儀表品牌，歡迎咨詢安泰測試www.agitek.com.cn。
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發表于 2021-11-2 17:15:15
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