示波器知识—测量和练习

6.1 如何进行测量

在本书的前两章中我们介绍了示波器上可以用来影响信号波形显示的各种控制机构。在这一章里我们将要讲座重要的波形参数，并且还将介绍如何使用示波器来测量这些参数。

示波器可以测量两个基本的量，即电压和时间。从这两个量出发，用手工的方法使用光标或者用自动的方法进行所有其它波形参数的测量。

在进行测量时，了解自己的示波器的能力是很重要的。不要试图在一个20MHz的示波器上观察一个10MHz的方波，因为在这种情况下不可能看到方波的真实形状，10MHz的方波中包含有10MHz的正弦波基波，以及30MHz、50MHz、70MHz等的谐波。在10MHz的示波器上，也有可能看到30MHz谐波的部分效果（虽然其幅度不正确），但是下一个谐波分量的频率是示波器带宽的2.5倍！所以这时您在示波器上看到的波形将更象一个正弦波而不象方波（见图50）。

图50分别在20MHz和200MHz示波器上显示的10MHz方波的波形

对于上升时间的测量来说，情况也是这样。如果您使用一台上升时间比被测信号的上升时间快10倍的示波器来进行测量，那么示波器本身的上升时间对测量的影响将几乎可以忽略。然而如果示波器的被测信号的上升时间相同，那么引起的测量误差可高达41%。

若干标准波形

三种最常见的波形是正弦波、三角波和方波（见图51）。这些波形在任何函数发生器上都可以找到，并且在实际工作中也常常遇到。

图51最常见的信号类型

正弦波包含单一的频率分量；而方波和三角波则由很多不同的相关正弦谐波组成。方波由基波的奇次谐波构成，三角波由基波的偶次谐波构成。这些波形在时间上和幅度上都是对称的。

这些波形还有其变形形式，这通常是波形发生对称变化的结果。这样一来，三角波变成了锯齿波（从其开头而得名），而方波变成了矩形波。

波形的一个完整的周波叫作一个周期。一个周期就是从一个周波的某一点到下一个周波相应点所需要的时间（见图52）。

图52正弦波及其频率和幅度的表示

频率是在一秒钟之内所发生的波形的周波数。

所以如果我们用1秒除以一个周期所需的时间就得到了用Hz表示的频率。

例如，周期=1ms则

频率=1/10×10-3

=1000Hz

=1KHz

重复发生的波形称为重复性波形或周期性波形。这是最容易测量的波形。

对重复性波形或周期性波形最常测量的另一个参数是波形的幅度。幅度是一个波形上从最高点到最低之间的电压。这又称之为峰（一）峰值幅度或Vp-p（见图52）。

4 IEEE为电气及电子工程师学会

光标限制的测量

考虑图67中的信号。如果我们想测量波形振铃的频率，但是示波器测出的却是方波信号的频率。

图67 带有振铃的方波

为了自动的测量振铃的频率，必须改变示波器的设置，使得示波器只采集振铃信号。当然，我们可以使用DTB，使得示波器只采集信号的这一特定部分，但是这样一来就失去了总的信号的全貌。

某些示波器具有在波形的某一特定部分进行自动测量的能力。进行测量的这一波形特定部分则由光标来规定。用这种方法，既保持了总的信号的全貌，又控制了波形上进行测量的区域，从而能够对信号的规定的细节，例如振铃的频率幅度或者脉冲群中的脉冲频率等进行测量。

光标限制测量的练习

选择RECALL菜单，将在存储器3中存贮的波形调回到示波器屏幕上来，在菜单中进行滚动直至m3变为加亮状态。打开这个波形的显示。按通道1的标有“ON”的按键，现在就可以把该输入通道的显示关掉。由于现在在屏幕上有另一个波形，所以采集存储器将被关掉。

打开测量菜单，选择测量1以计算出信号的峰峰值幅度。选择“光标限制”子菜单，并打开光标限制。这时光标将自动出现。

将两个光标放在信号的某一细节部分，并注意幅度指示值。

移动两个光标使它们隔离选择信号的另一部分。观察波形的不同部分，示波器显示的峰峰值读数也不相同。

自动量程练习

将函数发生器的输出连至PM3394A示波器的任意一个输入端。将函数发生器设置为输出频率约为1KHz峰峰值1V的正弦波。按AUTOSET。

检查并确认示波器牌数字存储模式

按时基部分的紫色的AUTORANGE按键及连接信号的输入通道的紫色AUTORANGE按键。

现在改变化信号发生器的幅度和频率设置，并注意示波器不断的进行自动调节以适应信号的变化。

您可以看到自动量程组合示波器能够跟踪信号的任何变化。这就使得这种示波器对要观察多种不同信号的场合，例如修理工作或者样机调试等场合来说是一台完美的midea工具。

如果您的手头有某一个电子系统，您可以浓度探测该系统的各测试点。您将发现，这台示波器可以显示出所有不同幅度和不同频率的信号，并且在各种情况下都能以正确的扫描速度和正确的幅度给出稳定的显示波形。

为了比较效果，您可以不用自动量程功能，再测量同样这些测试点。您可以看出使用自动量程能您不用动手调节示波器就能轻松的完成测量工作。