利用數字存儲示波器測量特殊信號

隨著數字化技術、集成電路的高速發展，數字存儲示波器以其強大的測試能力、穩定的性能和更快捷的數據處理方式越來越多的應用于科研生產中，已成為檢測電子線路最有效的工具之一。通過示波器觀察線路關鍵節點的電壓、電流波形可以直觀地檢查線路工作是否正常，驗證設計是否恰當。這對提高設計或產品的可靠性極有幫助，但是對線路波形的正確分析判斷不僅有賴于儀器的先進程度還與工程師的測試方法和經驗有關。

　　利用數字存儲示波器測量特殊信號

　　數字示波器適用于測量快速脈沖信號，同時配有高增益放大器，所以靈敏度高，可觀測微弱信號。在航空、航天、電子工業產品調試、測試中，數字示波器的應用也越來越普遍。現在數字示波器不再僅限于測量波形的脈沖參數，通過FFT的時/頻變換可測試頻譜，通過時鐘可獲得信號抖動圖。因此它是測試人員首選的多用途測量儀器。

　　1 捕獲單脈沖隨機信號

　　有些信號在系統啟動時間才會出現，啟動完畢就消失了。這類信號用數字示波器怎樣捕捉？有一些測試者使用的方法是：在示波器顯示屏上觀察，一旦出現被測信號就立刻按stop鍵。顯然，這種方法的成功率不高，尤其是對一些高速信號。正確的方法是使用數字示波器的單次觸發功能，就能實現自動捕捉單脈沖信號。以泰克公司生產的TDS3054B數字示波器為例，按以下步驟設置即可實現正確的測量。

　　（1）調節垂直SCALE和水平SCALE至你想看到的適當的信號范圍；

　　（2）按下捕獲MENU按鈕；

　　（3）按下Resolution屏幕按鈕；

　　（4）選擇Normal捕獲分辨率；

　　（5）按下SINGLE SEQ（單序）按鈕。

　　SINGLE SEQ按鈕為一次單脈沖捕獲設置觸發參數至正確設置。

　　2 優化捕獲信號和讀取數據

　　在進行下一次捕獲信號之前，我們可以調節垂直和水平控制來預覽下一次捕獲可能會如何顯示。當調節這些控制器時，當前的捕獲被重新配置，擴張或壓縮。這樣的預覽對于在下一次單脈沖事件被捕獲之前進行優化設置是有用的。

　　當用新的垂直和水平設置進行另一次捕獲時，可以看到捕捉到的信號細節。

　　讀取數據時如果發現存儲的文本里只有當前屏幕的數據，且是按照分辨率為時間間隔的，可使用屏幕擴展功能顯示更多的測試細節。另外新型的數字存儲示波器都采用完全開放的WINDOWS平臺，支持Matlab、LabVIEW、VB、VC等軟件。運用這些軟件可以靈活的進行數據分析和處理。

　　3 測量周期信號中的抖動

　　有些高端的數字存儲示波器中有專門的抖動測量軟件，可以進行全面的抖動測量。沒有抖動軟件只能通過無限余輝對信號進行比較長時間的累積測量。此外，我們可以使用游標來測量峰值到峰值抖動，這樣的測量結果更加真實可靠。以泰克公司的TDS3054B數字示波器為例，按以下步驟設置進行測量。

　　（1）按下CURSOR按鈕；

　　（2）按下Function屏幕按鈕；

　　（3）選擇V Bars光標；

　　（4）按下Bring Both Cursors On Screen屏幕按鈕來快速定位光標；

　　（5）在第一個下降的邊緣放置一個光標，在最后的下降邊緣放置另一個光標；

　　（6）讀取峰值到峰值的抖動時間。

　　4 正確使用探頭獲得純凈真實的信號

　　設計和測試人員在做任何測量時，都需要用示波器獲得最真實的信號。示波器的應用不應以任何方式影響到信號本身，但幾乎任何測試都會對信號特征產生影響。正確的使用測試探頭非常重要，它可以使信號失真達到最小化。當第一次連接一個探頭到任何輸入通道時，應該補償探頭至示波器輸入。這樣可以使示波器的探頭與輸入通道相匹配，實現最佳測量。在使用隨機配套的測試探頭時，不要將輸入阻抗設為50Ω，因為探頭阻抗與輸入阻抗并聯后會使測試電路輸入阻抗低于50Ω，當測量高內阻的電信號時就會出現測量不到信號的假象。

　　另外，由于普通探頭通常都有一段接地線，會與被測點構成一個類似環形天線的干擾路徑，這就引入了比較大的干擾。為減少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，而是直接使用探頭尖端和探頭內的地點接觸被測點進行測量。