数字示波器-OWON

示波器产品操作入门长沙嘉鼎电子科技有限公司张石磊15874086061第一节示波器工作原理一、概述1、什么是示波器？示波器本质上是一种图形显示设备，它能把电信号变换成肉眼可见的描绘波形曲线图，便于人们研究各种电现象变化过程的电子测量仪器。2、示波器作用观察电信号的变化过程；测量频率、幅度、周期等参数。二、波形类型•大多数波都属于如下类型：–正弦波（图示A）–脉冲波（图示B）–三角波（图示C）–噪声波（图示D）–复杂波（图示E）•还有很多波是上述波形的组合ABCD、复杂波波形E、噪声波波形注释：由外界自然产生没有规则的电信号注释：由多种不同的电信号所组成三、示波器的基本组成数字示波器原理方框图信号通过耦合，经信号放大，由采样电路进行采样。经过采样后连续性的电信号变成离散的电信号；通过电路再将离散的电信号转换为单片机程序可识别的二进制数据信号。CPU存储器显示器二进制的数据信号通过CPU处理，以曲线图的形式显示出电信号的图形，并通过外部控制将所需的数据存入存储器中。示意图第二节示波器主要参数及功能一、带宽•通信中在给定范围内的最高频率和最低频率之差；•单位时间内完成振动的次数，是描述振动物体往复运动频繁程度的量；•带宽是选择示波器的第一参数测量20MHz的方波在20MHz带宽示波器测试所显示的结果在200MHz带宽示波器测试所显示的结果示波器所显示的波形A、带宽对测量波形影响B、带宽如何影响波形–信号进入示波器首先是通过放大器，它是一个带通滤波器。–放大器的带宽很宽，输出方波不表现失真。–放大器的带宽变窄，波形中的某些谐波不能通过，输出的方波发生畸变，产生误差。–放大器带宽很窄，输出的几乎完全不像方波，由于缺少主要的谐波分量，波形呈圆弧状。低通滤波器高带宽时的输出中带宽时的输出低带宽时的输出输入输出二、采样率A、定义一般把从连续信号到离散信号的过程叫采样，每秒钟采样的次数叫做采样率；信号采样的过程B、采样率过低的结果•造成还原的信号的频率看上去与原始信号不同。•不同采样率的采样结果：1、采样率高时反应出的波形2、采样率低时反应出的波形3、采样率差时反应出的波形C、对采样率选择的总结我们在确定示波器的带宽后，还要选择足够的采样率来与之相配合，这样才能获得适合于实际测量中的实时带宽，从而获得满意的显示和测量结果。（从理论上讲采样频率必须大于带宽的两倍以上才能确保采样值完全重构原来的信号）示波器采样率不足，将会使信号失去高频成份，影响对信号的完整性测量。三、存储深度•定义：指一个波形被示波器一次性采集的波形点数。•存储深度跟示波器的刷新率是相关的，存储深度越大所要处理的数据量也就越大，中央微处理器(CPU)的数据处理量也就越大，因此处理数据的速度也就慢，直接影响到了屏幕显示的刷新率。示意图四、输入耦合•交流耦合（AC）交流耦合是指输入信号与示波器采集电路之间利用电容器件的特性去掉了直流分量，起到单纯耦合交流信号的作用。•直流耦合（DC）直流耦合可以认为是直通，交流直流一起过，它不存在交、直流之分。•接地（GND）指将输入通道对地短接。五、采样方式A、普通采样是最简单的采集模式，每一个采样间隔，示波器存储一个采样点的值，并做为波形的一个点。B、峰值检测采样以最高的采样速率运行ADC，既便设置的时基非常慢。采样模式不能捕获采样点之间的快速变化的信号，而峰值检测模式可以捕获到。利用该模式可有效地观察到偶尔发生的窄脉冲。C、平均值采样是示波器把连续的各次波形采集的结果，通过计算连续捕获得到的波形点的平均值，产生最后显示的波形。平均模式在减少噪声的同时并没有损失带宽将噪声删除，有利于对信号进行精测量。六、触发类型A、边沿触发•定义：边沿触发方式是指电平从高到低跳变或从低到高跳变时才发生触发。B、视频触发•根据视频信号的特征，所设定相应的触发条件来触发的一种方式。C、交替触发•由于测量信号两组不同频率的信号时，起始时间不同，采用边沿触发无法稳定波形；采用交替触发可以分离不同通道间的触发，以实现同一示波器不同通道同时测量不同频率的功能。七、触发模式A、自动即使没有触发，自动模式也能引起示波器的扫描。如果没有信号的输入，示波器中的定时器触发扫描。有信号显示信号，没有信号显示水平基线。B、正常当输入信号不能满足触发条件时，不扫描，示波器没有任何显示。只有当输入信号满足设置的触发点条件时，才进行扫描，并将最后捕获到的信号冻结显示在屏幕上。如符合触发条件，再次进行捕获，清除上次信号，保留冻结此次的波形。C、单次当输入的单次信号满足触发条件时，进行捕获（扫描），将波形存储和显示在屏幕上。此时再有信号输入示波器不予理会。需要进行再次捕获必须进行单次设置。第三节逻辑分析仪部份简介为什么使用逻辑分析仪.逻辑分析仪与示波器的区别逻辑分析仪的功能一、为什么使用逻辑分析仪.1、双通道或四通道示波器不能满足微处理器电路在设计开发中的需要，于是具有多通道输入的逻辑分析仪就应运而生2、逻辑分析仪不但解决了示波器输入通道不足的问题，还提供了更加强大的触发功能和分析功能，对于数字电路开发系统来说，逻辑分析仪是一个很好的测试分析工具二、逻辑分析仪与示波器的区别示波器主要用来观察信号的模拟特性，如边沿时间、电压幅度、是否有寄生干扰等逻辑分析仪主要测量数字电路，它对电压的具体值和被测信号的一些模拟特性都不进行测量，而是专门针对信号的电平进行测量,分析电路的逻辑关系逻辑分析仪的测量原理是采用一定的频率，对输入信号与设定的门限电压进行比较,当输入电平大于门槛电压时为逻辑1，当输入电平低于门槛电压时为逻辑0。下图为示波器与逻辑分析仪的测量结果比较。三、逻辑分析仪的测量原理虽然示波器同样可以观测数字信号，但一般的示波器都仅有2个通道或4个通道，对于需要同时观测5个以上的信号就无能为力了，尤其在微处理器开发过程中通常需要观测数据总线等信号。逻辑分析仪一般都有16个通道以上，甚至可以达到更多的通道。与示波器相比逻辑分析仪具有以下优点：(1)同时监测多路输入(2)完善的触发功能(3)强大的分析功能四、逻辑分析仪的优点逻辑分析仪在应用中可以分为4个层次：(1)观察波形观察测量波形中是否存在毛刺、干扰，频率是否正确等。(2)时序测量对被测量信号进行时序分析，排除操作冲突、时序协调等问题。(4)辅助分析使用逻辑分析仪完善的分析功能对总线信号或高级协议进行分析，加快开发进度。(5)排除错误使用逻辑分析仪强大的触发功能来进行错误捕获，排除隐藏在系统的错误，增加产品的可靠性。五、逻辑分析仪的应用八、探头介绍A、探头基本类型B、探头结构示意图C、探头衰减大多数衰减分成四个档，1X、10X、100X、1000X；衰减的主要作用是通过导体对电流、电压的阻碍作用，来实现对电信号的幅度缩小过程，以方便测量。D、输入阻抗要得到适当的测量结果，测量附件必须跟仪表密切配合，输入阻抗指的是两个回路间的阻容参数。功能按键显示区域U盘拷贝逻辑分析仪接口触发控制校正信号信号输入接口CH1\CH2\外部触发垂直控制水平控制功能选项键操作面板介绍接口介绍USB接口RS232接口电源开关电源接口1、触发状态指示2、波形显示区3、紫色指针表示触发水平位置4、指示触发位置5、指与屏幕中心线的时间偏差6、指示当前功能菜单7、指示当前功能菜单的操作选项8、表示触发电平位置9、读数表示触发电平的数值10、指示当前触发信源11、图标表示触发类型12、读数表示视窗时基设定值13、读数表示主时基设定值14、两条黄色虚线表示扩展窗口的大小15、图标指示CH2通道的耦合方式16、读数表示CH2通道电压档位17、图标指示CH1通道的耦合方式18、读数表示CH1通道电压档位19、信息指示CH1或CH2通道的零点位置20、红色指针表示CH1通道基准点21、黄色指针表示CH2通道基准点22、两条紫色虚线指示光标测量的位置23、读数表示两通道信号的频率用户界面介绍第四节示波器操作及功能垂直控制水平控制触发功能其它测量功能操作说明:A、垂直位置：调节基准线的上下位置B、伏/格调节：调节每格电压的大小C、通道菜单:开启或关闭通道,探头衰减调节移动一、垂直控制调节幅度调节上下位置二、水平控制操作说明:A、水平位置：调节信号的水平显示位置B、秒/格调节：调节每格时间的大小C、水平菜单：视窗设定、视窗扩展调节时基移动调节左右位置视窗扩展功能功能描述：用两个光标定义一个窗口区域，再将定义的窗口区扩展为全屏显示水平菜单按F1“视窗设定”旋钮调节区域按F3“视窗扩展”三、触发功能触发类型边沿触发交替触发脉宽触发斜率触发视频触发1、边沿触发边沿触发方式是指电平从高到低跳变或从低到高跳变时发生触发。操作提示:调节边沿触发功能,按“触发菜单”键,屏幕右边菜单显示“触发模式”时,按“F1”键即可切换,如上图所示.示图功能目的:实现同一示波器不同通道同时测量不同频率的功能。2、交替触发操作提示:调节交替触发功能,按“触发菜单”键,屏幕右边菜单显示“触发模式”时,按“F1”键调节,如上图所示.示图1.9KHz679Hz根据脉冲宽度来确定触发的，叫做脉宽触发3、脉宽触发操作提示:调节脉宽触发功能,按“触发菜单”键,屏幕右边菜单显示“触发模式”时,按“F3”键调节至脉宽模式,如上图所示.设置为对指定时间的正斜率或负斜率触发的，叫做斜率触发4、斜率触发操作提示:调节斜率触发功能,按“触发菜单”键,屏幕右边菜单显示“触发模式”时,按“F3”键调节至斜率模式,如上图所示.根据视频信号的特征，所设定相应的触发条件来触发的一种方式。5、视频触发操作提示:调节视频触发功能,按“触发菜单”键,屏幕右边菜单显示“触发模式”时,按“F3”键调节至”视频触发”模式,如上图所示.视频波形示图三、其它测量功能其它功能光标测量自动测量波形存储自动量程FFT功能李沙育图操作提示:按“波形运算”键,屏幕右边菜单显示“波形计算”时,按“F5”键调节打开FFT功能;如上图所示.1、FFT功能2、自动量程功能说明:在示波器正常工作状态下,开启该功能可自动调节幅度及时间,使波形最合适地显示在屏幕中,以实现智能化的测量.功能操作水平/垂直仅水平仅垂直操作提示:按“自动量程”键,屏幕右边菜单显示“自动量程”时,按“F1”键开启自动量程功能,开启后在屏幕的左上显示的标志表示处于正常工作状态,即可开始进行测量;如上图所示.3、光标测量操作提示:按“游标”功能键,屏幕右边菜单显示“光标测量”时,按“F1”键开启光标测量功能;开启后在屏幕的中间有两条紫色的光标测量线,通过调节两通道的垂直位置来移动紫色的光标测量线,即可开始进行测量;如上图所示.4、自动测量信源类型读数操作提示:按“测量”功能键,屏幕右边菜单显示“测量”时,按“F1”键开启测量功能;开启后通过功能键切换将显示出20多种的测量结果。通过自动测量功能,示波器将自动读出频率、峰峰值等20种测量结果。峰峰值（Vpp）：波形最高点波峰至最低点的电压值。最大值（Vmax）：波形最高点至GND（地）的电压值。最小值（Vmin）：波形最低点至GND（地）的电压值。幅值（Vamp）：波形顶端至底端的电压值。顶端值（Vtop）：波形平顶至GND（地）的电压值。底端值（Vbase）：波形平底至GND（地）的电压值。过冲（Overshoot）：波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。预冲（Preshoot）：波形最小值与底端值之差与幅值的比值。平均值（Average）：整个波形或选通区域上的算数平均值。均方根值（Vrms）：整个波形或选通区域上的精确“均方根”电压。上升时间（RiseTime）：波形幅度从10%上升至90%所经历的时间。下降时间（FallTime）：波形幅度从90%下降至10%所经历的时间。正脉宽（+Width）：正脉冲在50%幅度时的脉冲宽度。负脉宽（-Width）：负脉冲在50%幅度时的脉冲宽度。延迟AB（DelayAB）：通道A、B相对于上升沿的延时。延迟AB（DelayAB）:通道A、B相对于下降沿的延时。正占空比（+Duty