示波器測(cè)試要注意的幾個(gè)問題
1. 示波器測(cè)量系統(tǒng)的總帶寬如何獲得?
答:測(cè)量系統(tǒng)的總帶寬=0.35/上升時(shí)間(1GHz以下示波器)。
2. 在帶寬一定的條件下,采樣頻率太大是否也沒有太大的意義?
答:帶寬是限制被測(cè)信號(hào)高頻分量被捕獲的基本條件。使用泰克的示波器每個(gè)被測(cè)信號(hào)周期只需2.5個(gè)點(diǎn)就能夠最大限度的重構(gòu)波形。其它一些示波器需要大于4個(gè)樣點(diǎn)/周期,即100MHZ帶寬示波器單次采集至少需要400MS/s的采樣率,有些示波器甚至需要10個(gè)點(diǎn)(線性內(nèi)插技術(shù))才能保證采集信號(hào)有意義。
3. 所謂高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器各有何優(yōu)缺點(diǎn)和適合的領(lǐng)域?
答:在示波器的規(guī)范中并沒有平坦相應(yīng)和高斯相應(yīng)的指標(biāo)。在示波器中會(huì)出現(xiàn)類似的比較或探討,可能有如下原因:
眾所周知,示波器是時(shí)域的儀器,從泰克發(fā)明第一臺(tái)可觸發(fā)的模擬示波器以來,示波器的帶寬一直是最重要的指標(biāo),它是指示波器內(nèi)部的前置放大器的模擬帶寬。但是,示波器帶寬的定義卻是頻域的定義,即正弦波幅度衰減到-3dB點(diǎn)時(shí)的頻率點(diǎn)。一個(gè)復(fù)雜高速信號(hào)含有豐富的頻譜分量,如果需要精確測(cè)量信號(hào),必須知道它們的每一個(gè)頻譜分量的幅度和相位,所以示波器的幅頻特性和相頻特性非常重要。
4. 除高斯響應(yīng)示波器和平坦響應(yīng)示波器之外,還有基于其它響應(yīng)的示波器嗎?
5:示波器前置放大器的頻響特性是決定測(cè)試結(jié)果的最關(guān)鍵因素,它由模擬器件決定。關(guān)鍵在于用何種方法來獲得足夠的頻響。
要是因?yàn)槠鋭?dòng)態(tài)范圍大,比如P6139A可以測(cè)量從毫伏到幾百伏的信號(hào),而P6247只能測(cè)量+-8.5V的信號(hào)。另外有源探頭價(jià)格也是一個(gè)因素。
6.實(shí)驗(yàn)時(shí),示波器接地線后,導(dǎo)致MOsfet炸掉,現(xiàn)在將示波器都剪掉了地線。這是什么原因?
答:為保證測(cè)試中的人身安全以及獲得良好的測(cè)量效果,一般示波器的所有探頭的地線都與機(jī)殼連接在一起,并連接到示波器電源線的地線。因此,您在電源中測(cè)量MOSFET管波形的時(shí)候,如果其中任何一個(gè)點(diǎn)都不是地,就會(huì)產(chǎn)生問題,如下圖所示。
剪斷地線可以防止對(duì)MOSFET管測(cè)試中的短路問題,但是也會(huì)帶來一些其它的測(cè)試問題,比如示波器機(jī)殼帶電,示波器機(jī)殼分布參數(shù)對(duì)測(cè)量信號(hào)造成影響等。解決的辦法是使用差分探頭,比如泰克的P5205,可以測(cè)量所謂的2個(gè)測(cè)試點(diǎn)都不是地的差分信號(hào)。
7. 用示波器抓取數(shù)據(jù)時(shí),發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)的文本里只有當(dāng)前屏幕的數(shù)據(jù),且是按照resolution為時(shí)間間隔的。如何利用軟件實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)(matlab?),如何抓到更多數(shù)據(jù)?
答:泰克示波器采用壓縮屏幕的顯示風(fēng)格,即屏幕顯示的波形為采集下來的所有數(shù)據(jù),配合TDS5000B的multiViewZoom功能,可以方便顯示所有波形。
泰克TDS5000B,TDS6000,TDS7000B,TDS8000B系列示波器都采用完全開放的WINDOWS平臺(tái),支持當(dāng)前所有的流行工具,象Matlab,LabView,VB,VC,.NET,MicroSoft Office VBA等等,可以靈活進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。
這些分析工具還可以直接安裝在示波器里面,構(gòu)成一臺(tái)集數(shù)據(jù)采集,分析,顯示,處理的儀器。 單次采集更多的數(shù)據(jù),需要示波器配備更深的存儲(chǔ)深度,象TDS5000B系列通用示波器可以支持到16M內(nèi)存。
8. 我們的應(yīng)用通常會(huì)捕獲2M甚至更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析, 且采樣率通常會(huì)高達(dá)10GS/S, 但在進(jìn)行參數(shù)測(cè)試和FFT等分析時(shí)總是顯得很慢, 為什么?
答:處理的數(shù)據(jù)量大,速度自然會(huì)慢。要想獲得大數(shù)據(jù)量的高速實(shí)時(shí)FFT分析,除非采用專用FFT處理器,但成本較高。
9. 要解決抗電源干擾問題,想測(cè)量總電源的干擾信號(hào)串入到弱信號(hào)放大器電源的情形。結(jié)果,即使示波器探頭和地連在一起,都有干擾信號(hào),不管測(cè)哪里都一樣。干擾信號(hào)是音頻。這是為什么?
答:要注意的問題有:
① 示波器的接地問題,示波器的機(jī)殼和探頭的參考地線都是連接地線的,因此良好的接地是測(cè)量干擾的首要條件;
② 示波器參考地線引入的干擾問題,由于普通探頭通常都有一段接地線,會(huì)與待測(cè)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)類似環(huán)形天線的干擾路徑,引入比較大的干擾,因此要盡量減少這一干擾,可以采用的方法是將探頭帽拿掉,不使用探頭上引出的地線,而直接使用探頭尖端和探頭內(nèi)的地點(diǎn)接觸待測(cè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量;
③ 使用差分測(cè)量的方法,消除共模噪聲。泰克提供一系列的差分探頭,比如專門針對(duì)小信號(hào)的ADA400A可以測(cè)量到幾百微伏,用于高速信號(hào)測(cè)量的P7350提供高達(dá)5GHz的帶寬;
④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集(Hi-Res)的信號(hào)捕獲模式,可以過濾信號(hào)上疊加的隨機(jī)噪聲。
10.在EMC試驗(yàn)中有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)指示表短暫的指示消失現(xiàn)象,使用示波器進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)過程中示波器有屏幕整個(gè)晃動(dòng)的現(xiàn)象。試驗(yàn)的項(xiàng)目是EFT(瞬變脈沖串抗擾度試驗(yàn)),如何解釋和怎樣在試驗(yàn)中消除這種現(xiàn)象?
答:EFT有時(shí)會(huì)對(duì)示波器造成干擾,造成誤觸發(fā),可嘗試使用示波器的高頻抑制觸發(fā)模式,限制示波器帶寬等辦法。
11. 為什么示波器有時(shí)候抓不到經(jīng)過放大后的電流信號(hào)?
答:如果信號(hào)的確存在,但示波器有時(shí)能抓到,有時(shí)抓不到,這可能和示波器的設(shè)置有關(guān)系。通常若您可將示波器觸發(fā)模式設(shè)置成Normal ,觸發(fā)條件設(shè)置成邊沿觸發(fā),并將觸發(fā)電平調(diào)到適當(dāng)值,然后將掃描方式設(shè)置成單次方式,如果這種方式還不行,通常儀器可能出了問題。
12. 新型數(shù)字示波器怎樣用于單片機(jī)開發(fā)呢?
答:單片機(jī)電路開發(fā)過程中,一般來講所用的元件和芯片本身都沒有問題,有問題的往往是他們之間相互通信和預(yù)想的不同,單片機(jī)中,常見的總線是SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A和54621D示波器本身支持串行信號(hào)的觸發(fā)功能,可直接調(diào)試串行總線上的通信情況,另外,若您使用DSP結(jié)合MCU開發(fā)電路板,可能牽涉到軟硬件聯(lián)調(diào),這時(shí)您可以用54621D的數(shù)字邏輯通道連接到控制線或數(shù)據(jù)、地址線上,借以判斷在特定的操作條件或子程序運(yùn)行下,電路是否能正常工作。而且其每通道2M點(diǎn)的存儲(chǔ)深度非常有助于分析問題的原因,觀察長時(shí)間的串行信號(hào),觀察握手時(shí)序等。而且其放大功能,可將信號(hào)放大數(shù)萬倍以觀察細(xì)節(jié)。