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解答一些使用示波器時的一些問題

發表時間╃│•✘:2022-11-16  |  點選率╃│•✘:74
  示波器一直是工程師設計₪✘、除錯產品的好幫手·◕☁。但隨著計算機₪✘、半導體和通訊技術的發展╃▩☁││,電路系統的訊號時鐘速度越來越快╃▩☁││,訊號上升時間也越來越短╃▩☁││,導致因底層模擬訊號完整性問題引發的數字錯誤日益突出·◕☁。
 
  針對這些新的測試挑戰╃▩☁││,示波器供應商不斷推出了效能更好的數字示波器·◕☁。但要想準確快速地對系統訊號進行分析╃▩☁││,測量時還有很多新的因素必須考慮·◕☁。
 
  如儀器速度能否跟上被測訊號的變化₪✘、頻寬是否足夠₪✘、測量方法會不會引入干擾╃▩☁││,甚至還有所使用的探頭是否合適等等·◕☁。
 
  問題1╃│•✘:每臺示波器都有一個頻率範圍╃▩☁││,比如10M₪✘、60M₪✘、100M.·◕☁。.我手頭用的示波器標稱為60MHz╃▩☁││,是不是可以理解為它最大可以測到60MHz?可我用它測4.1943MHz的方波時都測不到╃▩☁││,這是什麼原因?
 
  60MHz頻寬示波器╃▩☁││,並不意味著可以很好地測量60MHz的訊號·◕☁。根據示波器頻寬的定義╃▩☁││,若輸入峰峰值為1V的60MHz正弦波到60MHz頻寬示波器上╃▩☁││,您在示波器上將看到0.707V的訊號(30%幅值測量誤差)·◕☁。如果測試方波╃▩☁││,選擇示波器的參考標準應是訊號上升時間╃▩☁││,示波器頻寬=0.35/訊號上升時間×3╃▩☁││,此時您的上升時間測量誤差為5.4%左右·◕☁。
 
  示波器的探頭頻寬也很重要╃▩☁││,若使用的示波器探頭包括其前端附件構成的系統頻寬很低╃▩☁││,將會使示波器頻寬大大下降·◕☁。如若使用20MHz頻寬的探頭╃▩☁││,則能實現的最大頻寬是20MHz╃▩☁││,如果在探頭前端使用連線導線╃▩☁││,將會進一步降低探頭效能╃▩☁││,但對4MHz左右方波不應有太大影響╃▩☁││,因為速度不是很快·◕☁。
 
  另外還要看一下示波器使用手冊╃▩☁││,有的60MHz示波器在1:1設定下╃▩☁││,其實際頻寬將銳減到6MHz以下╃▩☁││,對於4MHz左右的方波╃▩☁││,其三次諧波是12MHz╃▩☁││,五次諧波是20MHz╃▩☁││,若頻寬降到6MHz╃▩☁││,對訊號幅值衰減很大╃▩☁││,即使能看到訊號也絕對不是方波╃▩☁││,而是幅值被衰減了的正弦波·◕☁。當然╃▩☁││,測不出訊號的原因可能有多種╃▩☁││,如探頭接觸不好(該現象很容易排除)╃▩☁││,建議用BNC電纜連線一函式發生器╃▩☁││,檢驗該示波器本身有沒有問題╃▩☁││,探頭有沒有問題╃▩☁││,如有問題╃▩☁││,可和廠家直接聯絡·◕☁。
 
  問題2╃│•✘:有些瞬時訊號稍縱即失╃▩☁││,如何捕捉並使其重現?
 
  答╃│•✘:將示波器設定成單次採集方式(觸發模式設定成Normal╃▩☁││,觸發條件設定成邊沿觸發╃▩☁││,並將觸發電平調到適當值╃▩☁││,然後將掃描方式設定成單次方式)╃▩☁││,注意示波器的儲存深度將決定您能採集訊號的時間以及能用到的最大采樣速率·◕☁。
 
  問題3╃│•✘:在PLL中週期抖動可以衡量一個設計的好壞╃▩☁││,但是要精確測量卻非常困難╃▩☁││,有什麼方法和技巧嗎?
 
  答╃│•✘:在使用示波器時╃▩☁││,要注意其本身的抖動相關指標是否滿足您的測試需求╃▩☁││,如示波器本身的觸發抖動指標等·◕☁。同時要注意使用不同的探頭和探頭連線附件時╃▩☁││,若不能保證示波器的系統頻寬╃▩☁││,測量結果也會不準確·◕☁。另外關於PLL設定時間的測量╃▩☁││,可使用示波器+USB-GPIB介面卡+軟體選件來完成╃▩☁││,也可用較為便宜的調製域分析儀·◕☁。
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