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答对10个算我输,示波器基础100问

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答:示波器已经成为检测电子线路最有效的工具之一。通过观察线路关键节点的电压和电流波形,可以直观地检查线路工作是否正常,验证设计是否合适。这对提高可靠性非常有帮助。当然,对波形的正确分析和判断取决于工程师自身的经验。

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答:示波器的探头有非常多的种类,不同的性能,比如高压,差分,有源高速探头等等,价格也从几百人民币到接近一万美元。价格的主要决定因素当然是带宽和功能。探头是示波器接触电路的部分,好的探头可以提供测试需要的保真度。为做到这一点,即使无源探头,内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC 网络)。

答:示波器的探头寿命取决于使用环境和方法。本标准对探头没有明确的测量规定,但对于无源探头,至少在更换探头和探头交换通道时,必须进行探头补偿调整。所有有源探头在使用前至少应有 20 预热分钟后,一些有源探头和电流探头需要零点漂移调整。

答:实时采样率是指示波器一次采集(一次触发)采样间隔的倒数。据了解,行业最高水平是同时使用四个通道。

答:等效时间采样是指示波器将多次采集(多次触发)采集的波形拼凑成一个波形,每次采样速率可能很慢,两次采集的触发点有一定的偏移,最后两点之间最小采样间隔的倒数称为等效采样速率。它的指标可以很高,比如 1ps。

答:功率因数:在直流电路中,电压乘电流为有功功率。但在交流电路中,电压乘电流视为功率,部分功率(即有功功率)将小于视为功率。有功功率与视为功率之比称为功率因数 COSΦ实际上,最简单的测量方法是测量电压和电流之间的相位差,结果是功率因数。

答:功率密度是单位体积中的功率,一般用于电源 W/in3。

答:TEK 功率测试方案中有一个功能——B-H 曲线分析可以反映磁芯的工作状态,测量动态电感值,获得磁芯损耗。

答:TEK 的 TDS5000 在使用相应的处理方法之前,有频域分析和噪声分析的频段可以分析噪声的类型。示波器只能提供数据分析和波段显示。

答:开关电源有振幅干扰。一般来说,试图在屏蔽之前找出干扰源。傅立叶变换的功能可以用示波器分析其频率组成,并根据频率范围判断干扰类型。

答:将大功率输出绕组绕组,尽量靠近原边,加强偶合。

答:泰克的电源测试系统是 TDS5000 加上一系列数字荧光示波器 TDSPWR2 功率分析软件可以轻松分析每个周期的开关损耗和功率损耗,甚至包括 RDS ON。

答:大多数现代数字示波器都有 FFT 其中,上述系统甚至可以按下 EN61000-3-2 标准预测电流谐波。

答:TDS5000 可以进行 20MHz,150MHz 低通滤波器还可以进行数字低通滤波器,称为高分辨率采集。在这种模式下,采样点的垂直分辨率可以从 8bits 提高到 12bits,例如,上述系统可以输出 PWM 根据脉宽变化趋势,此类信号与正弦波形相似。

答:泰克示波器支持 A,B trigger 简单来说,当选择时,可以触发双事件序列 A-B seq 时,A以事件为主触发,配合 B 事件捕获复杂的波形。触发方法是 A 事件 arm 当定义时,触发系统 B 当事件发生时 B 触发事件。详情请参考示波器手册。

答:工频输入可能是低频的 50Hz/60Hz,同时,载波是几十 K,工频周期为 20ms 如果需要观察左右示波器, 20ms 信号,即示波器 duration 至少收集窗口 2ms/div ×10 同时根据几十 k 确定示波器的采样率。最后,可以估计所需的采集内存长度,判断是否能满足测试要求。

答:

① 示波器的带宽是以正弦波幅度衰减-3dB 点是带宽定义。

② 数字示波器通过实时采样电路和高速公路描述波形和上升时间 A/D 变换器获取波形数据,然后通过插值计算。

③ 在泰克示波器中,所谓的正弦插入功能由实时处理电路完成,信号采集电路部分完成。当然,许多示波器也是通过示波器的主处理器进行数学操作的,这需要更多的时间。

④ 恐怕用你测量的信号。 100MHz 不能进行示波器。MHz 理论上应该使用450波MHz 上述示波器可以使信号中最重要的 9 以下谐波再次准确,以确保波形不失真。更重要的是,你可能不得不考虑信号上升时间。理论上,示波器的上升时间应该比信号快 5 倍以上。

⑤ 探头也是如此。由于普通探头在测量高压时会产生高频失真效应,因此应使用特殊差异探头或高压探头,如泰克探头 P5205,P5100 进行测量。

答:需要注意的问题有:

① 示波器的接地问题、示波器的外壳和探头的参考地线都是连接地线的,因此良好的接地是测量干扰的首要条件。

② 示波器参考地线引入的干扰问题,由于普通探头通常有一段接地线,与待测点形成类似的环形天线干扰路径,引入较大的干扰,因此尽量减少干扰,可以使用探头帽,不使用探头引出的地线,直接使用探头尖端和探头接触待测点进行测量。

③ 使用差分测量来消除共模噪声。泰克为小信号提供了一系列差分探头,如如ADA400A 用于高速信号测量的数百微伏 P7350 提供高达 5GHz 的带宽。

④ 在泰克的许多示波器中提供高分辨率采集(Hi-Res)信号捕获模式可以过滤叠加在信号上的随机噪声。

答虑到几个因素:示波器可以测试噪声信号:

① 被测信号的范围是否为小信号, 用探头测试示波器 uA?级的信号。

② 被测信号的频率。

③ 探头连接不当会产生噪声,影响试验结果。

答:Holdoff(触发释抑)的意思是暂时关闭示波器的触发电路一段时间(即释抑时间),即使有符合触发条件的信号波形点示波器也不会触发。百分比也用于数字示波器,意思是整个记录长度或整个屏幕的百分比。

触发部分的作用是稳定显示波形,触发释抑也是稳定显示波形的功能。专门设置大周期重复,大周期内有许多不重复的波形点符合触发条件。例如,如图所示,图中的红点可以满足触发条件。如果没有释放功能,触发点将不固定,导致显示不稳定。使用触发释放后,每次在同一点触发,可以稳定显示。

此外,调幅信号也应使用触发释抑。详见泰克文章《示波器》 XYZ》。

答:对于数字示波器,无论是否触发,示波器实际上都在不断收集波形,但只有稳定的触发才能有定的显示。也会出现这种状况,示波器触发电路的模式处于“自动”模式,即不论是否满足触发条件都进行波形显示。如果使用“通常”Normal 模式,不满足触发条件就不会显示波形。

答:是的,百分比越大,释抑时间越长。

答:最好的方法是选用差分探头,这时测到的信号最为真实客观;若没有差分探头,可使用两个差分探头接到示波器的两个通道上(如 Ch1, Ch2),然后用数学 运算,得到 ch1-ch2 的波形并进行分析,这时尽量保持两根探头完全一样,示波器两个通道的 Vertical scale ( 每格多少伏)设置一样,否则,误差会较大。

答:USB 信号的测试分为 2 种情况:

第一种是需要进行符合 USB 组织定义 USB1.1/2.0 总线的物理层测试规范,只有通过 USB 一致性测试后方可打上 USB 标识。USB 物理层一致性测试分为很多个测试项目,主要是考察 USB 信号的信号质量如何,像

Signal Quality Test

Droop & Drop Test

Inrush Current Test

HS Specific Tests

Chirp Test

Monotonic Test

Receiver sensitivity Test

Impedance Test (TDR) 等等。

第二种情况是仅观测 USB 总线上的信号,可以选择合适的差分探头连接到 D+, D-,直接进行 USB信号的观测。USB2.0 信号速度比较快,上升时间为几百皮秒,为了保证信号的保真度测试,需要选择大于 2GHz 的示波器和差分探头进行测试。

答:对 XAUI 接口 3.125GBd 串行差分信号,听起来有点象 InfiniBand 信号,用正弦内插的方式,或类似等效采样的方式来采集,但由于本身带宽和触发抖动等因素,在其测量 100ps ~ 130ps 范围内的上升时间时,采用 7GHz 差分探头可保证误差<3%,对于< 80ps 的上升时间测量,其误差会大于 10%, 虽然这已经是实时示波器中最好的方案,单就上升时间测量而言,最精确的方案是是德科技的网络分析仪(需配上物理层分析软件),因为其带宽可高达 50GHz。

答:在 ADC,DAC 的器件中衡量性能有很多项指标:象位数、转换速度、DC 精度、开关性能、动态性能(SNR, SINAD,IMD)等等。

答:从示波器的角度来看,可以测试 ADC,DAC 的模拟和数字信号的幅度,时间,转换后的信号质量,转换速度,时钟和数据的建立/保持时间等参数,还可以通过 TDS 示波器中的高级运算功能(频谱分析功能)来定性测量 SNR,SINAD 等参数。

答:首先要分析抖动产生的来源,示波器来分析抖动是一个很好的工具,目前可以使用TDS5000B/6000B/7000B系列示波器配合抖动分析软件进行彻底抖动分析,像确定抖动(Dj),随机抖动(Rj),Rj 和 Dj 的分离,最后通过分析造成抖动的原因来消除抖动。

答:示波器的通常触发是边沿触发,其触发条件有 2 个,触发电平和触发边沿;即:信号的上升沿(或者下降沿)达到某一特定电平(触发电平)时,示波器触发。示波器只有在信号自触发有问题的时候才会使用外触发,没有哪一个更好的问题。而这种问题通常可能是,信号比较复杂, 有很多满足触发条件的点,无法每次在同一位置触发,从而得到稳定的显示。这时需要使用外触发。举例如下:观测上面的信号,由于 ABCD 各点都会触发,示波器显示波形将不能稳定。这时可以使用下面的信号作为触发信号,示波器将得到能够全部周期的显示。

答:带宽是示波器最重要的指标,因为在数字示波器中有 ADC,它的采样率理论上需要满足 Nyquist采样定律,即被测信号的最高频率信号的每个周期理论上至少需要采 2 个点,否则会造成混叠。但是在实际上还取决于很多其它的因素,比如波形的重构算法等。泰克示波器采用先进的波形重构算法,被测信号的每个周期只需要 2.5 个点就能够重构波形。也有的示波器采用线性插值算法,可能就需要 10 个点。一般采样率是带宽的 4-5 倍就可以比较准确地再现波形。

泰克的 TDS3000B 系列是“实时采样”示波器,即,它的单次带宽(捕获单次信号的能力)=重复带宽,您所说的另一种示波器的单次带宽显然不到 100MHz,您可以看一下它的指标。

答:带宽是示波器的基本指标,和放大器带宽的定义一样,是所谓的-3dB 点,即,在示波器的输入加正弦波,幅度衰减为实际幅度的 70.7%时的频率点称为带宽。也就是说,使用 100MHz 带宽的示波器测量 1V,100MHz 的正弦波,得到的幅度只有 0.707V。这还只是正弦波的情形。因此,我们在选择示波器的时候,为达到一定的测量精度,应该选择信号最高频率 5 倍的带宽。

答:测量系统的总带宽=0.35/上升时间(1GHz 以下示波器)。

答:带宽是限制被测信号高频分量被捕获的基本条件。使用泰克的示波器每个被测信号周期只需 2.5个点就能够最大限度的重构波形。其它一些示波器需要大于 4 个样点/周期,即 100MHZ 带宽示波器单次采集至少需要 400MS/s 的采样率,有些示波器甚至需要 10 个点(线性内插技术)才能保证采集信号有意义。

答:在示波器的规范中并没有平坦相应和高斯相应的指标。在示波器中会出现类似的比较或探讨,可能有如下原因:

众所周知,示波器是时域的仪器,从泰克发明第一台可触发的模拟示波器以来,示波器的带宽一直是最重要的指标,它是指示波器内部的前置放大器的模拟带宽。但是,示波器带宽的定义却是频域的定义,即正弦波幅度衰减到-3dB 点时的频率点。一个复杂高速信号含有丰富的频谱分量,如果需要精确测量信号,必须知道它们的每一个频谱分量的幅度和相位,所以示波器的幅频特性和相频特性非常重要。

从最近几年的发展来看,目前数字示波器的带宽越做越高,从泰克 2000 年推出 TDS7000 4GHZ 带宽示波器,2001 年推出 TDS6000 6GHZ 带宽示波器, 2003 年推出 TDS7704B 7GHZ 带宽示波器,到最近 TDS6804B 8GHZ 带宽示波器,带宽几乎每年都在提升。当示波器带宽到达几个 GHZ 时,前置放大器作为模拟器件,保证良好的幅频和相频特性越来越难,泰克是掌握这一最关键技术的唯一公司。有些厂商无法做到,就不得不采用其它的一些方法来修补模拟器件带宽的不足,获得更高的带宽,频响曲线自然发生变化。

随着目前各种高速信号越来越多,信号速率越来越快,对实时示波器提出了新的要求,示波器厂商的数字示波器中也出现了一些新的技术,最显著的是示波器通过数字信号处理技术(DSP)来得到更好的性能。DSP 就在数字示波器主要应用包括:

  • 增强带宽

  • 更快的上升时间

  • 增益和波形校准与改善

  • 幅度和相位的改善

  • 光参考接收机归一化

其中泰克的第三代示波器(DPO)就是 DSP 技术的最好体现。合理的利用 DSP 可以提升示波器测试的信号保真度。但是,DSP 技术的使用会是每一个示波器的使用者产生迷惑,特别是在“带宽是否可以通过 DSP 可以提升”,“示波器的带宽是模拟带宽,和 DSP 技术有何关系”,“当前的示波器带宽到底是模拟带宽还是 DSP 带宽?”“DSP 技术带来的负面效应是什么?” 在泰克最新的 TDS6804B 8GHZ 带宽的示波器中的模拟带宽是 7GHZ,通过 DSP 增强后的带宽是8GHZ,为了保证每一个测试人员对这两种方式的理解,在 TDS6804B 中可以打开和关闭 DSP 的带宽增强功能。泰克将 DSP 增强带宽带来的优点和问题告诉每一个测试人员,帮助测试人员理解模拟带宽和 DSP增强带宽的测试结果,更好的进行高速信号测试。

答:示波器前置放大器的频响特性是决定测试结果的最关键因素,它由模拟器件决定。关键在于用何种方法来获得足够的频响。

答:您的 P6139A 探头加上泰克的 500MHz 示波器典型带宽值还是可以达到 500MHz,但是正如您所说,其输入电容不同,这一电容将产生对于待测信号的负载效应,造成信号振铃,形状发生改变,因此这个时候使用有源探头时能反映信号的真实情况。实际上,使用探头不光要考虑带宽,所有这些因素我们在测量高频信号的时候都要考虑:

  • 带宽/上升时间

  • 动态范围

  • 负载效应

  • 接地效应

  • 共振效应

尤其 P6139A 时您还要考虑地线的影响,探头上的接地线也会带来振铃,测量高频信号的时候应该尽量缩短地线的长度。

另外,您使用的 P6247 是有源差分探头,共模的影响也可能是一个因素。选择无源探头主要是因为其动态范围大,比如 P6139A 可以测量从毫伏到几百伏的信号,而 P6247只能测量+-8.5V 的信号。另外有源探头价格也是一个因素。

答:为保证测试中的人身安全以及获得良好的测量效果,一般示波器的所有探头的地线都与机壳连接在一起,并连接到示波器电源线的地线。因此,您在电源中测量 MOSFET 管波形的时候,如果其中任何一个点都不是地,就会产生问题,如下图所示。

剪断地线可以防止对 MOSFET 管测试中的短路问题,但是也会带来一些其它的测试问题,比如示波器机壳带电,示波器机壳分布参数对测量信号造成影响等。解决的办法是使用差分探头,比如泰克的 P5205,可以测量所谓的 2 个测试点都不是地的差分信号。

答:泰克示波器采用压缩屏幕的显示风格,即屏幕显示的波形为采集下来的所有数据,配合TDS5000B 的 multiViewZoom 功能,可以方便显示所有波形。泰克 TDS5000B,TDS6000,TDS7000B,TDS8000B 系列示波器都采用完全开放的 WINDOWS平台,支持当前所有的流行工具,象 Matlab,LabView,VB,VC,.NET,MicroSoft Office VBA 等 等 ,可以灵活进行数据分析和处理。

这些分析工具还可以直接安装在示波器里面,构成一台集数据采集,分析,显示,处理的仪器。单次采集更多的数据,需要示波器配备更深的存储深度,象 TDS5000B 系列通用示波器可以支持到 16M 内存。

答:实际上任何一台示波器的原理都差不多,前端是数据采集系统,后端是计算机处理。影响速度主要有两方面,一是从前端数采到后端处理的数据传输,一般都是用 PCI 总线,此乃传输瓶颈, 但已有新技术可以突破;另一个是后端的处理方式,提高处理速度可以通过数据分包共享来实现。

答:处理的数据量大,速度自然会慢。要想获得大数据量的高速实时 FFT 分析,除非采用专用 FFT处理器,但成本较高。

答:可以从以下几方面入手:

① 检查示波器是否很好的接地或采用隔离变压器隔离;

② 附近是否有较强 50Hz 信号感应;

③ 在较强干扰环境下,应注意并口的驱动能力及工作频率与测试操作选择是否合适。若只看到 50Hz干扰正弦波,且波形较规则,则应考虑并口可能未工作;

④ 检查一下探头尖是否损坏了;

⑤ 建议把用不着的外设都拨掉,也有可能从显示器上来的;

⑥ 如果示波器用了很久,就要考虑底线是否正常,就是那个小夹子。把探头取下,用万用表量一量。

答:要注意的问题有:

① 示波器的接地问题,示波器的机壳和探头的参考地线都是连接地线的,因此良好的接地是测量干扰的首要条件;

② 示波器参考地线引入的干扰问题,由于普通探头通常都有一段接地线,会与待测点构成一个类似环形天线的干扰路径,引入比较大的干扰,因此要尽量减少这一干扰,可以采用的方法是将探头帽拿掉,不使用探头上引出的地线,而直接使用探头尖端和探头内的地点接触待测点进行测量;

③ 使用差分测量的方法,消除共模噪声。泰克提供一系列的差分探头,比如专门针对小信号的ADA400A 可以测量到几百微伏,用于高速信号测量的 P7350 提供高达 5GHz 的带宽;

④ 在泰克的很多示波器里提供高分辨率采集(Hi-Res)的信号捕获模式,可以过滤信号上叠加的随机噪声。

答:EFT 有时会对示波器造成干扰,造成误触发,可尝试使用示波器的高频抑制触发模式,限制示波器带宽等办法。

答:如果信号的确存在,但示波器有时能抓到,有时抓不到,这可能和示波器的设置有关系。通常若您可将示波器触发模式设置成 Normal ,触发条件设置成边沿触发,并将触发电平调到适当值,然后将扫描方式设置成单次方式,如果这种方式还不行,通常仪器可能出了问题。

答:单片机电路开发过程中,一般来讲所用的元件和芯片本身都没有问题,有问题的往往是他们之间相互通信和预想的不同,单片机中,常见的总线是 SPI,I2C,USB,LIN,CAN, 54621A 和 54621D 示波器本身支持串行信号的触发功能,可直接调试串行总线上的通信情况,另外,若您使用 DSP 结合 MCU 开发电路板,可能牵涉到软硬件联调,这时您可以用 54621D 的数字逻辑通道连接到控制线或数据、地址线上,借以判断在特定的操作条件或子程序运行下,电路是否能正常工作。而且其每通道 2M 点的存储深度非常有助于分析问题的原因,观察长时间的串行信号,观察握手时序等。而且其放大功能,可将信号放大数万倍以观察细节。

答 :I2C Bus 信号一般工作速率不超过 400Kbit/s,最近也出现了几 Mbit/s 的芯片,54621A 和 54621D在设置触发条件时,无需顾及不同速率的影响,但对其它总线,如 CAN 总线,您先要在示波器上设置 CAN总线当前的实际工作速率以便示波器能正确解协议,并正确触发。

答:想对 Inter-IC 总线信号进行进一步的分析,如协议级的分析,可使用是德科技的逻辑分析仪,但相对来说,价格比 54621A/D 要高。

答:① edge trigger , 边沿触发,可设触发电平,上升沿或下降沿。边沿触发也称为基本触发。

② advanced trigger,即高级触发,里面涵盖各种不同的触发功能,可以根据被测信号的特征,设置相应的触发条件,定位感兴趣的波形。高级触发是电路调试的关键。在电路调试过程中,如果事先不了解被测信号可能的问题,可以先使用泰克数字荧光示波器,利用 400,000/秒波形捕获速度,迅速发现电路中的各种问题,再配合不同的高级触发功能来进行故障的细节定位,这样可以缩短您的调试周期。

答:不能断言所有的示波器都是这样。比如,有些示波器达到 1GS/s,带宽只有 60MHz,显然,1ns的毛刺不可能捕捉到。其实捕捉毛刺的能力除了带宽,采样率,还取决于波形捕获率,即每秒能够捕捉的波形数量,详情请参见泰克关于 DPO 的应用文章。

答:如果毛刺是信号本身固有的,而且想用边沿触发同步该信号(如正弦信号),可以用高频抑制触发方式,通常可同步该信号。如果信号本身有毛刺,但想让示波器滤除该毛刺,不显示毛刺,通常很难做到。

可以试着使用限制带宽的方法,但不小心可能也会把信号本身滤掉一部分信息。若使用逻辑分析仪器,一般来说,使用状态采集的方法,有些在定时方式下采集到的毛刺,就看不到了。

答:比如我们在进行时钟测试时,经常会碰到偶发毛刺信号,该信号将会对我们的电路产生误动作,因此捕获该信号成为测试的关键,由于事先我们无法判断该毛刺为正还是为负,因此我们须先利用TDS5000 示波器的数字荧光功能即快速波形捕获模式结合无限余辉查看毛刺特征,然后利用示波器的高级触发功能——脉宽触发依照信号特征,如:小于正常时钟脉冲宽度触发。

答:毛刺/脉宽触发一般有两种典型应用场合,一是同步电路行为,如利用它来同步串行信号,或对于干扰非常严重的应用,无法用边沿触发正确同步信号,脉宽触发就是一个选择;另一是用来发现信号中的异常现象,如因干扰或竞争引起的窄毛刺,由于该异常是偶发显现,必须用毛刺触发来捕获(另一种方法是峰值检测方式,但峰值检测的方法有可能受其最大采样率的限制,同时,一般是能看,不能测)。若被测对象的脉冲宽度是 50ns,而且该信号没有任何问题,也就是说,没有因干扰,竞争等问题引起的信号畸变或更窄的,用边沿触发就可同步该信号,无需使用毛刺触发。有不少用户将脉宽触发设置为 10ns ~ 30ns,幸运的是,5462x 和 546?x 是业界难得的能完成该操作的仪器。若想验证该 10MHz 方波中有无异常脉冲,包括比 50ns 窄很多的脉冲,就会用到脉宽或毛刺触发, 也就有可能会用到 5ns 的设置。

答:DPO 是一个专用名词,只有一个示波器公司使用该名词,是德科技对应的功能叫 MegaVision,和DPO 相同之处是:①可以直接信号中的异常现象。②波形捕获率远高于普通数字存储示波器。不同之处:

①发现异常信号后,MegaVision 可对该异常直接放大并观察信号细节。

②MegaVision 示波器的实时采样率突破 1.25GSa/s 极限,可达 2GSa/s(如 546?xA/D 示波器)甚至更高。③MegaVision 示波器是为需要深存储的应用场合优化的,当示波器存储深度>10K,甚至 100K, 2M 时,其波形刷新率是业界及其领先的。

答:确定带宽后再确定采样率,业界的一些公式,的确确定采样率的原则是为了实现无采样混叠误差,但它是泛泛的评估说法,具体还要看您被测对象的特征,因为最高的指标往往是在特定条件下给出的,未必满足您的测试应用。

答:示波器的显示方式有多种:点显示、正弦内插显示、直线连接显示;示波器的缺省显示方式通常为矢量连接显示方式,有的示波器仅支持直线连接方式;无论是直线连接还是正弦内插,在两个实际采样点之间提供的信息都不是实际采集的,由于直线连接方式可能会导致显示出现突变,如在一正弦波的波峰采集一个点,两边的波谷各采集一点,会显示出三角波,而用正弦内插显示出来仍是正弦波,所以,有些应用文章中的说法是:采用直线连接,对采样率的要求更高,如 10 倍的关系(以真实再现波形);采用正弦内插,对采样率要求稍低以下,也有文章说,2.5 倍就可以,工程上一般说 4 倍以上,也有 5 倍,6 倍的说法。

答:对于 156.25MHz 差分时钟信号,Rise/Fall Time(20%~80%)<100ps ,若您想精确测试该上升时间,如 3%的测试精度,0.4/100ps *1.4 = 5.6GHz 带宽示波器及其探头系统,若 10%精度可接受,0.4/100ps*1.2 = 4.8GHz 带宽示波器及其探头系统。注意若您使用差分探头,您要确保,从被测点算起,整个示波器的带宽是 5.6GHz, 幸运的是目前是德科技推出了 7GHz 带宽的差分探头。同时,54855A 本身的上升时间指标实测是 65ps , 说明书上给出 72ps 的指标。jitter tolerance(p-p<30ps,RMS<2ps) , 要精确测量抖动指标,要求示波器本身的抖动指标要更高,54855A 本身的触发抖动指标是 1ps RMS ,比业界同类产品好 7 倍,另一相关指标是 Delta Time meas. Accuracy (peak) 是± [ (7.0 ps) + (1 x ppm * |reading|) ],好过同类产品 2 倍以上,这和它真正使用 20GSa/s 的 A/D 有关,它消除了使用多个(10GSa/s A/D 或 5GSa/sA/D) 拼凑成一个 20GSa/s 所带来的误差。

答:取决于被测对象,在带宽满足的前提下,希望最小采样间隔(采样率的倒数)能够捕捉到您需要的信号细节。业界有些关于采样速率经验公式,但基本上都是针对示波器带宽得出的,实际应用中,最好不用示波器测相同频率的信号。若您在选型,对正弦波,选择示波器带宽是被测正弦信号频率的 3 倍,以上,采样率是带宽的 4 到 5 倍,实际上是信号的 12 到 15 倍,若是其它波形,要保证采样率足以捕获信号细节 。若您正在使用示波器,可透过以下方法验证采样率是否够用将波形停下来,放大波形,若发现波形有变化(如某些幅值),采样率就不够,否则无碍。也可用点显示来分析,采样率是否够用。

答:此现象和示波器显示有关,模拟示波器上看到的迹线一般较细,它通过垂直偏转器直接将电压打到屏幕上,而且扫描速率和波形刷新率都很快。数字示波器是通过 A/D 将波形电压量化,存到内存中,处理之后再显示,数字示波器屏幕的显示分辨率是有限的,通常为 6?0 点或 1000 点,若您将示波器的存储深度(记录长度)设置成 10K 或 2M, 这意味着,要让内存中 10K 或 2M 点的信息量通过 6?0 个点或 1000个点来反映,无论算法有多好,都会带来一定的显示误差,波形加粗的程度和存储深度是相关的,这些问题是数字示波器特有的问题,另外数字示波器缺省显示方式为矢量显示方式,即会在两个采样点之间以线性算法,或正弦内插算法插入一些点,模拟示波器没有这些问题。您可试着将示波器记录长度改为 500 点 ,并将矢量显示改为点显示,观察数字示波器每次采样实际得到的数据,调整时基,可以清楚得看到这些点,即使使用矢量显示,线会变细些。仅从仪器角度出发,另外测量小信号,使用 1:1 的探头得结果,可能会比 10:1 探头更好些 。另外,模拟示波器没有采样率的概念,只有扫描速率概念,使用数字示波器,采样率很多时候需考虑。

答:观察 1%以下的寄生波形,无论是模拟示波器还是数字示波器,观察其精度都不是很好,模拟示波器的垂直精度未必比数字示波器更高,如某 500MHz 带宽的模拟示波器垂直精度是+/-3%, 并不比数字示波器(通常为 1~2%精度)更具优势,而且对细节,数字示波器的自动测量功能比模拟示波器的人工测量更精确。

答:示波器的幅值测量精度,很多人用 A/D 位数来衡量,实际上,随着您所用的示波器带宽,实际的采样率设置等,会有变化,若带宽不够,本身带来的幅值测量误差就很大,若带宽够了,采样设置很高,实际的幅值测量精度就不如采样率低的时候的精度(您有时可参考示波器的用户手册,它可能会给出不同采样率下,示波器的 A/D 实际有效位数);总的来讲,示波器测量幅值,包括均方根值的精度往往不如万用表,同样,测量频率,它不如频率计数器。

答:将示波器设置成单次采集方式(触发模式设置成 Normal ,触发条件设置成边沿触发,并将触发电平调到适当值,然后将扫描方式设置成单次方式),如果使用的是是德科技5462xA/D,546?xA/D,5483xB/D,5485xA,这些仪器都支持 MegaZoom 功能,就是说,可在观察信号全局的同时,对局部细节进行放大观察,或者通过移动屏幕的方式,或者通过双时基显示功能来完成。注意示波器的存储深度将决定所能采集信号的时间,和能用到的最大采样速率。

答:如果仅测载波信号本身,通常载波信号为正弦波,推荐使用 1.5GHz 示波器(是德科技 54845B),使用 BNC 电缆连接被测对象,可得到~94.6%的上升时间测量精度。若必须使用探头,推荐使用 1157A 有源探头(2.5GHz 带宽)。如果使用 500MHz 带宽的示波器,即使使用 BNC 电缆,最好情况下得到的幅度测量误差是 29.3%,上升时间测量精度是 58.6%。

答:60MHz 带宽示波器,并不意味着可以很好地测量 60MHz 的信号,根据示波器带宽的定义,如果输入峰峰值为 1V 的 60MHz 的正弦波到 60MHz 带宽的示波器上,从示波器上将看到 0.707V 的信号(30%幅值测量误差)。

答:如果要测试的是方波,选择示波器的参考标准是信号的上升时间,若示波器带宽=0.35/信号上升时间* 3,则上升时间测量误差为 5.4%左右。

示波器的探头带宽也很重要,如果使用的示波器探头包括其前端附件构成的系统带宽很低,将会使示波器带宽大大下降。如若您使用 20MHz 带宽的探头,则能实现的最大带宽是 20MHz。如果在探头前端使用连接导线,会进一步降低探头性能(但对~4MHz 方波,不应有太大影响,因为速度不是很快) 。另外,查看一下示波器使用手册,有的厂家新推出的示波器,在 1:1 设置下,其实际带宽将锐减到<=6MHz,对于~4MHz 的方波,其三次谐波是 12MHz,其五次谐波是 20MHz,若带宽降到 6MHz,对信号幅值衰减很大,即使能看到信号,也绝对不是方波,而是幅值被衰减了的正弦波。当然,测不出信号的原因可能有多种,如探头接触不好,但该现象很容易被排除。建议可以用 BNC 电缆连接一函数发生器,检验该示波器本身有没有问题,探头有没有问题,如有问题,可和厂家直接联系。

答:假设使用的是 5483xB/D、548xxA 、5484xB 或 5485xA ,可以用其标准配置的直方图方式测量,其时钟边沿或幅值的抖动情况,具体可参见是德科技的应用文章:“Jitter Analysis Techniques Using an Keysight Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可测量其最坏情况下的抖动情况。对于 5485xA,若您希望更加强大的抖动分析功能,其配有专门的抖动分析软件,提供功能十分强大的抖动分析,具体可参见 5485x 示波器的 Datasheet,更详细的信息,可致电安捷伦。

答:如果用的是 5483xB/D、548xxA 、5484xB 和 5485xA , 可以用其标准配置的直方图方式测量,其时钟边沿或幅值的抖动情况,具体可参是德科技的应用文章“Jitter Analysis Techniques Using an Keysight Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可测量其最坏情况下的抖动情况。对于 5485xA,如果希望更加强大的抖动分析功能,其配有专门的抖动分析软件,提供功能十分强大的抖动分析,提醒在使用示波器时,要注意其本身的抖动相关指标是否满足测试需求,如示波器本身的触发抖动指标等,同时要注意使用不同的探头和探头连接附件时,若不能保证示波器的系统带宽,测量结果会不准确。

答:可使用是德科技 548xx 系列示波器+USB-GPIB 82357A 适配器+软件选件 来完成。也可使用是德科技的较低价位的调制域分析仪来完成。

答:可以将示波器的一个通道连接到参考信号,另一通道连到反馈信号,设置示波器的触发条件为建立保持时间触发,这时,在调整示波器建立保持时间设置的同时,调整参考信号,直到失,这时的建立保持时间设置就对应您的 PFD 死区。理论上,认为失锁会在两个时刻发生,一是在初始工作时间,两个信号相差(频差)超过 PLL 的捕捉带宽;另一是在跟踪过程中,反馈信号变化过大,使两个信号相差超过 PLL的跟踪带宽会失锁。安捷伦所有 548xx 系列示波器都可完成该测量(在带宽满足的前提下)。

答:是德科技有全套测试方案测量光信号,从光源、光谱仪、光万用表、光示波器、光波长计等,如果想用实时示波器测量光信号,可使用光电转换器结合示波器完成测量。

答:可以先用示波器将波形整个波形捕获,然后将关心的纹波部分放大来观察和测量(自动测量或光标测量),同时还利用示波器的 FFT 功能从频域分析。通常若不太清楚被测对象细节(幅值,频率等)的情况下,可使用”AutoScale”按钮,观察到信号的大概 ,再调整水平控制旋钮和垂直控制旋钮,以得到最佳的显示(如,幅值尽量满屏显示),再用 Zoom 功能将波形作满平放大显示,测电源纹波时,可将纹波部分用 Zoom 功能放大来分析;另外,可能会考虑从频域角度分析电源,观察其谐波和杂波情况,为此,可让示波器显示尽量多个周期信号,将示波器的存储深度仅可能用到最大,采样率设置成适当的数值,以保证波形不失真,这样得到的频率分辨率为采样率除以当前存储深度设置,观察各次谐波及其与基波的幅度差。另外,若使用 MatLab 软件,可利用 MatLab 软件的强大功能对捕获的信号数据进行更加深入的分析。546xx、548xx 都标准配置有和计算机相连的软件,直接将数据取到计算机中,以进一步分析,当然,也可将 Matlab 软件直接装到 548xx 中。若已经知道电路的参数,可直接调整示波器设置,让其工作在合适的采样率和垂直刻度下。

答:纹波的定义是附着于直流电平之上的包含周期性与随机性成分的杂波信号,英文称为 PARD(Periodic And Random Deviation)。它的定义是杂波的峰峰值。测量纹波要注意的事项:示波器探头地线会带来很大纹波,应该拔掉地线直接使用探头内地线进行测量。当然,最好的测量方法是使用 50 欧姆终端电阻,用 BNC 电缆直接连接到示波器,这里应该注意该 50 欧姆电阻要考虑功耗,可能要大功率电阻。相关的标准要求,比如是否要分出周期性工频纹波和开关纹波,高频噪声等。再比如,测量频率是否要限制在 20MHz 以下。

答:在泰克功率测量系统中,当进行纹波测量时,我们可以选择工频纹波测试或开关纹波测试,这样就可自动滤掉不相关频率的纹波,比如:选择测试 200KHz 的纹波,那么示波器将会自动对其他频率成分进行滤波。

答:纹波上的噪声可通过 TDS5000 示波器在捕获模式中的高分辨率捕获模式就可以去除这些随机的噪声。纹波分两种一种是工频的,100HZ,一种是开关纹波。TEK 推出的 TDSPWR2 就能把这两种纹波分离后分别测量得出结果。

答:当然如果有专门的实验室进行纹波测量是最理想的。在不具备这个条件的时候应当注意的问题有:

① 示波器应该有良好的接地;

② 如果测量标准有带宽限制的要求,应该打开 TDS430A 中的 20MHz 带宽限制;

③ 使用示波器的交流耦合;

④ 使用 BNC 电缆,并用 TDS430A 的 50 欧姆输入阻抗档进行测量(这时可能需要 50 欧姆的大功率负载,BNC 适配器或者制作测试夹具)为提高测量精度,不应该使用示波器的探头,示波器探头的地线会引入比较大的噪声。

答:这个的问题很有代表性。要用到高共模抑制比的电压差分探头,它能工作在高噪声环境中。

答:所有的数字示波器都支持波形周期测量,从提高测试精度的角度出发,如果使用的是 5462x/546?x(546?5 除外),可在其测量参数中选择 Counter,其内嵌硬件频率计数器会被启动进行精确的频率测量(5digit),若使用的是其他型号示波器,尽量让示波器屏幕显示一个周期的信号,幅值尽量满刻度,这时测量精度一般较好,可以用示波器的自动测量功能,也可用光标手动测量。

答:实际被测对象的声音有时可以接受,有时不行,但示波器上的波形显示看不出什么问题,或示波器显示数据和被测对象上的数据相差很远。往往是示波器和您的被测对象没有同步造成的。可尝试下面的方法:声音信号通常为低速信号,可让示波器工作在滚动方式下,观察信号出现问题时,手动停止波形采集,并进行分析。

在时域中观察声音信号往往不太全面,安捷伦的动态信号分析仪在很多时候是更好的选择,但若没有该仪器,可结合示波器的 FFT 功能从频域观察。尝试用示波器的触发功能,若手边有混合信号示波器(54xxxD),可结合其逻辑通道定义触发条件(如类似逻辑分析仪的状态触发,顺序触发)。

答:在泰克的开放平台示波器中(比如 TDS7000,TDS5000)有专门的抖动测量软件,可以进行全面的抖动测量(比如 Rj,Dj 等)。在 TDS3012 中只能通过无限余辉对信号进行比较长时间的累计测量。另外,一般频率比较高的时钟才需要测量抖动。一般示波器测量信号的原则是:示波器的带宽应该是信号最高频率的 5 倍,如果上升时间比较快的方波可能需要示波器带宽是信号频率的 10 倍甚至更高。所以建议采用更高带宽,开发平台的示波器。

答:其实使用示波器测量功率因数就是测量电压与电流之间的相位差即 cosφ,同时泰克 TDS5000功率测试系统也自动对 PFC 的相关参数进行测量(如:THD,True Power,Apparent Power,Power Factor等)。

答:使用示波器的 FFT 功能测得的幅值只能作为定性的分析,而不能作为定量的分析,因此只具备参考价值,如果希望对频谱幅度进行分析可选择 Blackman-Harris 窗口,这样效果会好一些;当转换 V/div时一定会对 FFT 的幅值产生影响,因为这是受到示波器本身的 ADC 的分辨率限制,所以为了提高测量精度,一般会选择将波形尽可能占满整个屏幕(但决不能超出屏幕),也就是选择较小的 V/div 档位。

答:示波器发展到现阶段,已把数据分析提高到重要的位置。使用示波已不仅仅是在调试中观察波形,更重要的是能很好的在设计中分析计算器件参数,帮助大家优化设计方案。选择什么样的示波器最适合要结合您所要观察分析的信号决定。

答:泰克 TDS3000B 系列示波器加上 TDS3VID 或 TDS3SDI 以及 TDS5000 系列示波器均提供强大的视频测量功能,甚至包括模拟 HDTV 功能,以及内置矢量示波器能力,帮助你去分析各种视频参数。

答:示波器的探头都有特定的指标,可以参照探头的等效阻抗-频率图确定探头在频率点的等效阻抗。关于探头,泰克有专门的文章叫做《探头 ABC》。

答:测量状态转换时,只需采用示波器的自动触发方式,将电压和电流的波形设置为比较理想的显示方式。如果使用 TDS5000,还可调节 resolution 旋钮将采样率调至合适档位(一般为信号频率的 10 倍左右)。

然后利用 PWR2 软件对被测数据进行自动计算。对于 MOSFET 我们选择 Vds 和 Ids 作为被测信号IGBT 选择 Vce 和 Ice 作为被测信号。

当用数字示波器测试开关电源时, 可否预先设置限制参数(如测试时间,每次采样数)如何用泰克示波器实现对开关电源状态变换的测试。连接方式(可举例),示波器按键的设置,必要的注意事项。

答:首先示波器要有通道间的时延校正功能,这样进行相关数学 运算时才能保证基本的准确性。使用高压差分电压探头及电流探头测量。TEK 推出的功率测试方案中就可以动态的观察 MOSFET 的整个工作过程。

答:不同拓朴的输出扼流圈及输出滤波电容的计算公式是不同的,应该按自己所选的电路结构选择合适的计算公式。输出电容的大小主要由输出纹波电压要抑制为几毫伏决定。这就要计算出 ESR,然后可按厂家提供的 DATASHEET 选择。但选电容时还要考虑负载的变化、电流变化范围、输出电感感量等等,因为它们会使电容特性改变。

答:HID 疝气灯一般都有一个二次击穿的过程,然后大灯趋于稳定的工作状态;首先要对二次击穿进行有效的控制方可保证其稳定工作,量测二次击穿只需使用 TDS5000 的长记录长度,进行单次触发捕获其波形,然后分别测量一次击穿和二次击穿的峰值电压以及其脉冲宽度,再测量两次击穿脉冲间的时间即可,根据实际状况看看以上参数是否满足设计要求。

答:DS5000 虽然是一台基于 Windows 2000 的示波器,但实际上它是分成两个重要部分的,首先他具有一个真正意义上的示波器采集和处理的部分,这部分的数据处理是通过示波器本身的一个专业处理器进行的,而 Windows2000 的计算机平台只是对示波器采集下来的数据(内部通过 PCI 总线通讯)进行一些后台分析计算处理,这部分与示波器本身的显示并无联系。而所谓的虚拟仪器(大多为 PC 插卡式的),它通过一个数据采集卡(一般速度很慢)将外界的信号采入计算机内部,通过计算机自身的 CPU 对数据进行处理,它是一种廉价的解决方案,它的致命弱点是没有任何溯源性(它受计算机主机的影响太大,不同主机导致的测试结果有较大的误差),我们知道测试仪器的一致性是决定测试结果成败的关键。

答:应遵循磁通复位的原则。设计变压器无非要选择磁芯规格及尺寸、计算占空比、磁感应增量、原、副边的匝数。在实验中校对最坏情况下的磁饱和的情况。

答:开关电源中有两大主题:提高效率和提高可靠性。效率就要测损耗,损耗主要集中在开关管和磁性元件上,为此我们应该通过示波器测量开通损耗、截止损耗、导通损耗,同样的对变压器和电感能测量其磁芯损耗和动态电感。

答:TEK 的 TDS5000 系列示波器能很轻松的对这两类信号进行测量分析。对于开关电源所说的驱动信号,我们的 TDSPWR2 提供了四种分析:占空比趋势分析,开关频率趋势分析。宽度及周期趋势分析:TDS5000 示波器更具有丰富的视频触发,能应用多种制式,能单独对场,并行进行触发。

答:变压器的设计虽然通过理论计算,但因为磁芯,绕制方法等的差异性,仍需要多次试验调整。一般是先计算原边电感,根据输出功率来选磁芯材料与骨架尺寸,然后根据手册确定一些如磁芯截面积等参数等。单端设计变压器就是要让磁芯的磁通复位。

答:如果测的所谓随机信号为一个单次信号,那么只要设置与该信号相匹配的垂直和水平刻度,调整好触发电平,使用单次触发等待信号出现即可,然后利用 SAVE/RECALL 将它存入 ref 里即可随时调出;若是该信号为重复信号中出现的某种异常,则可先 Autoset,然后将获取模式设为快速 500 点显示,调整余辉至无限即可。

答:关键是器件选择的温度范围。比如电容、MOSFET、二极管等等。

答:开关电源因工作在高电压大电流的开关状态下,其引起的电磁兼容性问题是相当复杂的。从整机的电磁兼容性讲,主要有共阻抗耦合、线间耦合、电场耦合、磁场耦合和电磁波耦合几种。电磁兼容产生的三个要素为:干扰源、传播途径及受干扰体。共阻抗耦合主要是干扰源与受干扰体在电气上存在共同阻抗,通过该阻抗使干扰信号进入受干扰对象。线间耦合主要是产生干扰电压及干扰电流的导线或 PCB 线 ,

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