示波器怎么調節波形？示波器波形不穩定怎么辦？示波器顯示波形的原理

目錄

示波器波形圖

示波器波形代表什么意義？

示波器波形顯示基本原理

了解示波器顯示屏

主要示波器波形設置控制

如何適當調整波形刻度？

示波器觸發

如何使用示波器數學函數波形和參考波形？

如何使用數學函數波形

如何使用參考波形

如何更改示波器顯示設置

示波器常見故障現象及原因

沒有光點或波形

示波器波形不穩定

示波器波形圖

示波器是一種可將電信號（主要是電壓）轉換為屏幕/顯示屏上的可見軌跡的電子儀器。也就是說，可將電信號轉換為光信號。

示波器把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像，便于人們研究各種電現象的變化過程。示波器利用電子束，打在涂有熒光物質的屏面上，就可產生細小的光點。在被測信號的作用下，電子束可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化波形曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。

示波器波形代表什么意義？

一句話概括：水平坐標代表時間，垂直坐標代表電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等隨時間變化的曲線就是示波器顯示的波形。

示波器波形顯示基本原理

示波器在水平偏轉板上加入了鋸齒波形電壓。由于在x軸上的偏轉量和U成正比，U在一個周期內又是勻速增大的，所以電子會均勻地打在x軸上，留下熒光，看起來就像是熒光在做勻速直線運動，當鋸齒波重復出現時，亮點就不斷地在熒光屏上往復，就好像t的時間軸被展開。這時候再在y軸加上想要觀測的電壓，電壓就會被在x軸上展開。

示波器數字波形顯示

數字波形顯示

這些儀器以二維形式動態繪制隨時間變化的電信號。在示波器顯示屏的 “Y”（垂直）軸繪制電壓，在 “X”（水平）軸繪制時間。所繪制的電壓和時間最終顯示為一幅輸入信號圖，通常稱為“波形”。隨著輸入信號特性的變化，可在示波器顯示屏上看到所繪制波形的持續/動態更新。

波形顯示區域顯示有網格線（格）

波形是電壓或電流隨時間變化的復雜模式。在電氣和電子電路中經常遇到不同形狀的重復波形。最基本的波形類型是方波，它具有反復重復的特定形狀。方波常用于測試和校準，因為它們易于生成，并且形狀易于測量。

請掃描二維碼, 下載應用文章:

了解示波器顯示屏

使用探頭將信號輸入示波器后，便可設置示波器的垂直和水平刻度調整，開始進行測量。正如前面所說，示波器顯示屏以 X：Y 形式捕獲波形。電壓（信號幅度）在 Y 軸繪制，時間在 X 軸繪制。

波形顯示區域劃分為許多網格線 – 有時也叫做“格”。在垂直軸上有 8 個垂直格。每個垂直格（水平網格線之間的間隔）等于示波器顯示屏左上角顯示的伏/格設置。在本示例中，由于示波器的垂直刻度調整設置為 1 V/div，因此每個水平網格線之間的增量電壓為 1 伏。在此設置 (1 V/div) 下示波器能測量的最大峰峰值振幅為 8 Vpp（8 格 x 1 V/div）。

在水平軸上有 10 個水平格。每個水平格（或每個垂直網格線之間的間隔）等于示波器的秒/格設置。該設置顯示在示波器顯示屏的右上角附近。在本示例中，由于示波器的水平刻度調整設置為 1 µs/div，因此每個垂直網格線之間的增量時間為 1 微秒。示波器屏幕能測量的最長時間為 10 微秒（10 格 x 1 µs/div）。

斜坡波形是一個復雜的波形，可以用于測試電路。它是通過組合兩個不同頻率的方波而創建的。斜坡波形可以測量信號的頻率或診斷電路問題。

數字示波器是由模擬電路與數字電路所組成的一個復雜鏈路

主要示波器波形設置控制

示波器顯示

示波器波形控制

在示波器上進行任何測量之前，必須先設置示波器垂直和水平控制，以在示波器顯示屏上以適當的刻度顯示波形。
主要控制包括垂直刻度調整控制、水平刻度調整控制和觸發電平控制旋鈕。
示波器每個輸入通道的垂直刻度調整控制都位于示波器右側前面板的底部附近 – 就在輸入 BNC 的正上方。較大的旋鈕控制垂直伏/格設置，較小的旋鈕控制垂直位置（或偏移）。
示波器水平刻度調整控制位于示波器前面板頂部附近。較大的旋鈕控制秒/格設置，較小的旋鈕控制水平位置（或延時）。

如何適當調整波形刻度？

設置示波器波形刻度調整是一個反復調整前面板，直到 出屏幕上顯示所需 “圖形”的過程

設置示波器波形刻度調整通常是一個反復的過程。例如，假設在初始刻度調整中，波形刻度調整為振幅相對較低，且屏幕上的周期數過多，如左側屏幕截圖所示。在此情況下，我們看到所繪制波形的振幅只有約 1 格高。旋轉伏/格旋鈕增加波形的刻度調整。如果旋轉旋鈕的方向不正確，波形的垂直刻度調整將變得更小。此時只需向另一方向旋轉旋鈕，直到將波形刻度調整到波形高度占屏幕的一半以上。請注意，如果按 V/div 旋鈕，便可以更“精細”的調整粒度調整 V/div 設置，從而使波形充滿大部分屏幕，以便進行更精準的測量。

調整 V/div 旋鈕，直到波形在垂直方向充滿大部分屏幕為止
調整垂直位置旋鈕，直到波形垂直居中為止
調整 s/div 旋鈕，直到水平方向只顯示少數幾個周期數為止
調整觸發電平旋鈕，直到電平設置在垂直方向接近波形中間為止

如果輸入信號存在直流偏移（波形移動到屏幕中心以上或以下），則可能還需要旋轉垂直位置旋鈕，將屏幕中的波形居中。

為了獲得適當的水平刻度調整，可旋轉秒/格旋鈕 – 有時稱為時基控制 – 直到屏幕上只顯示少數幾個波形周期數為止。但如果只希望查看數字信號的快速邊沿，則可將秒/格設置設置為較低的值，以便以較高的水平分辨率僅查看快速上升或下降邊沿。

最后，可能需要調整觸發電平以獲得穩定顯示。旋轉觸發電平旋鈕時，將顯示水平觸發電平指示器（與電壓光標類似），顯示實際觸發電平。適當的觸發電平設置通常為信號垂直幅度的 50% 左右。將重復輸入信號的觸發電平設置為 50% 的一種快速方法是只按觸發電平旋鈕。稍后我們將詳細討論觸發。

請注意，調整完垂直、水平和觸發電平控制后，可能需要返回重新調整某些設置，直到出現所需圖形為止。

請注意，對簡單重復輸入信號設置示波器刻度調整的另一種簡便快速的方法是使用示波器自動刻度調整功能。但自動刻度調整功能對于較復雜的信號有時無法使用。而且如果使用示波器的此功能，您可能一直不會了解如何在需要手動調整時有效使用示波器。

示波器觸發

觸發通常是示波器被了解得最少的功能，但該功能是您應了解的最重要的示波器功能之一，尤其是在需要監視非常復雜的信號時。可將示波器“觸發”看作“同步圖形獲取”。一個波形圖形實際上包含許多單獨、連續的數字化采樣。

三個示波器觸發示例 - 在左側的屏幕截圖中，示波器的觸發電平設置在波形之上。在此情況下，輸入信號在任何方向上都不通過觸發閾值級別。使用示波器的“自動”觸發模式，示波器將獲取輸入信號的異步圖形，顯示出不穩定的波形。

在中間的屏幕截圖中，示波器設置為觸發輸入信號的上升邊沿，觸發電平設置為 50% 電平左右。在此情況下，我們可以在屏幕正中看到輸入信號的上升邊沿。這是示波器的默認觸發位置。
在右側的屏幕截圖中，示波器設置為觸發輸入信號的下降邊沿，觸發電平設置為較高電平 (+2.0 V)，接近波形的正峰值。現在我們可以在屏幕正中看到輸入信號的下降邊沿。這同樣是觸發點。

監視重復輸入信號時，通常示波器會執行重復采集（或重復圖形獲取）來顯示輸入信號的“實時”圖形。示波器的此重復圖形獲取必須同步到輸入信號的weiyi點，以在示波器顯示屏上顯示穩定波形。

盡管某些示波器提供了各種高級觸發模式以供選擇，但zuichangyong的一種觸發類型是在輸入信號從正或負方向通過特定電壓閾值級別時觸發示波器。我們稱其為“邊沿觸發”。也就是說，當輸入信號從較低電壓電平變為較高電壓電平（上升邊沿觸發）或當輸入信號從較高電壓電平變為較低電壓電平（下降邊沿觸發）時，示波器開始觸發（獲取圖形）。

如何使用示波器數學函數波形和參考波形？

本指南說明如何使用 Keysight 1000B 系列示波器- 初次使用示波器的詳細步驟。

如何使用數學函數波形

使用數學函數控件可選擇數學函數：

• 加。 • 減。 • 乘。 • FFT （快速傅立葉轉換）。

可以使用網格和光標控件來測量數學結果。 可以使用在 “ 數學 ” 菜單中選擇的菜單項以及 輸入旋鈕來調整數學波形的 振幅。調整范圍是從 0.1% 至 1000% （以 1-2-5 步幅）。

數學刻度設置顯示在顯示屏底部。

圖 21 數學刻度設置值

加、減或乘波形

1 按下數學 [Math]。

2 在 “ 數學 ” 菜單中，按下運算。

4 按下信源 A，然后繼續按下軟鍵以選擇所需的輸入通道。

5 按下信源 B，然后繼續按下軟鍵以選擇所需的輸入通道。

6 要反轉加、減或乘的結果 （參照參考電平），可選擇反轉以在 “ 打開 ” 和 “ 關閉 ” 之間切換。

使用 FFT 顯示頻率域

FFT 數學函數可通過數學運算將時間域波形轉換為其頻率分量。

FFT 波形可用于查找系統中的諧波含量和失真，用于確定直流電源中的噪聲特征并分析振動情況。

如何顯示波形的 FFT：

1 按下數學 [Math]。 2 在 “ 數學 ” 菜單中，按下運算。 3 繼續按下運算軟鍵或轉動 輸入旋鈕以選擇 “FFT”。 4 在 FFT 菜單中，按下信源選擇，然后繼續按下軟鍵以選擇所需的輸入通道。

注意：

包含直流分量或偏移的波形的 FFT 可導致 FFT 波形振幅值不正確。要盡量減小 直流分量，可選擇源波形上的交流耦合。 要減少隨機噪聲和混疊分量 （在重復或單沖波形中），可將示波器采集模式設置 為平均。

有四個 FFT 窗函數。每個窗函數都會在頻率解析度和幅度精度之間進行折 衷。您要測量的內容以及源波形特征有助于確定要使用的窗函數。使用表 6 中的指導選擇最佳窗函數。

表 6 FFT 窗函數特征

注意：要顯示包含較大動態范圍的 FFT 波形，可使用 dBVrms 刻度。dBVrms 刻度使用 對數刻度顯示分量振幅。

10 使用水平位置旋鈕調整頻率 / 格。

頻率刻度顯示在屏幕上。使用它可顯示與 FFT 波形中的峰值關聯的頻率。

圖 22 FFT 波形

注意：FFT 分辨率 - FFT 分辨率是采樣率和 FFT 點數的商 (fS/N)。如果包含固定數量的 FFT 點（1024 個），采樣率越低，分辨率就越好。

注意：頻域中的尼奎斯特頻率和混疊 - 尼奎斯特頻率是任何實時數字化示波器都可在沒有混疊的情況下捕獲的最高頻 率。此頻率為采樣率的一半。超過尼奎斯特頻率的頻率將會導致采樣不足，從而 出現混疊。尼奎斯特頻率也稱為折疊頻率，因為在查看頻率域時，混疊的頻率分 量從該頻率向后折疊。

如何使用參考波形

您可以將參考波形保存到內部非易失性存儲位置，然后在示波器上與捕獲的其他 波形一起顯示。

還可以在外部 USB 驅動器連接到前面板 USB 主機端口時，將參考波形導出到該 外部 USB 驅動器，或從其導入。

參考波形可像其他波形一樣顯示 （即，打開 / 關閉）

注意：參考波形函數不適用于 X-Y 模式。

保存參考波形

1 在將波形保存為參考之前，可根據需要設置波形的刻度和位置。 這些設置將成為參考波形的默認設置。

2 按下參考 [Ref]。

4 按下存儲位置以選擇 “ 內部 ”。

5 按下保存。

導出或導入參考波形

從外部存儲器導出或導入 （當 USB 驅動器連接到前面板 USB 主機端口時）：

1 按下參考 [Ref]。

3 按下存儲位置以選擇 “ 外部 ”。

4 按下保存或導入。

5 使用磁盤管理器對話框導航到要將文件導出到的文件夾

6 在 “ 保存 ” 或 “ 導入 ” 菜單中：

• 要導出波形，可按下新建文件，輸入文件名，然后按下保存。

• 要加載選定的波形 （.wfm 文件），可按下導入。

使參考波形恢復其默認刻度

1 按下參考 [Ref]。

2 在 “ 參考 ” 菜單中，按下復位。 將恢復原先保存的波形的刻度和位置。

如何更改示波器顯示設置

將波形顯示為矢量或點

1 按下顯示 [Display]。 2 在 “ 顯示 ” 菜單中，按下顯示類型在下列各項之間切換波形顯示：

矢量 - 示波器可使用數字插值來連接采樣點。 數字插值使用 sin(x)/x 數字濾波來維護線性結構。數字插值 適用于實時采樣，在水平刻度設置為 20 ns 或更快時zuiyouxiao。

點 - 將顯示采樣點。

清除顯示

1 按下顯示 [Display]。 2 在 “ 顯示 ” 菜單中，按下清除顯示。

設置波形保持

1 按下顯示 [Display]。 2 在 “ 顯示 ” 菜單中，按下波形保持以在下列各項之間切換波形顯示：

無限 - 采樣點將保持顯示狀態，直到顯示被清除，或保持設置為 “ 關閉 ”。

關閉

調整波形強度

1 按下顯示 [Display]。

更改網格

1 按下顯示 [Display]。

反轉屏幕顏色

1 按下顯示 [Display] > shouxuan項。 2 在 “ 顯示 ” 菜單中，按下屏幕以在 “ 普通 ” 和 “ 反轉 ” 顏色之間切換。 在打印或保存屏幕時，反轉屏幕顏色有時很有用。

更改菜單顯示時間

菜單顯示時間是指在按下前面板鍵或軟鍵后，菜單保留在屏幕上的時間。

1 按下顯示 [Display]。

InfiniiVision 1000 X 系列包括 6 種型號的示波器，帶寬分別為 50-200 MHz。 1000 X 系列采用了與gaoduan InfiniiVision 系列相同的久經考驗的技術，為您提供值得信賴的專業級測量。

試想一下，未來有一款示波器能夠將以下所有測試儀器的功能一網打盡：示波器、頻譜分析儀、函數發生器、頻率響應分析儀、邏輯分析儀、協議分析儀、計數器以及數字電壓表（DVM）。

關于示波器基礎知識和gaoduan功能的討論有很多。 那么有沒有比基礎更進一步但又不是那么深奧的知識呢？ 讓我們了解一些平時談論較少的示波器功能。

示波器常見故障現象及原因

沒有光點或波形

電源未接通。
輝度旋鈕未調節好。
X，Y軸移位旋鈕位置調偏。
Y軸平衡電位器調整不當，造成直流放大電路嚴重失衡。

示波器波形不穩定

穩定度電位器順時針旋轉過度，致使掃描電路處于自激掃描狀態（未處于待觸發的臨界狀態）。
觸發耦合方式AC、AC（H）、DC開關未能按照不同觸發信號頻率正確選擇相應檔級。
選擇高頻觸發狀態時，觸發源選擇開關誤置于外檔（應置于內檔。）
部分示波器掃描處于自動檔（連續掃描）時，波形不穩定。