示波器的主要功能包括波形展示、电压测量、时间测量、频率分析、噪声测试以及故障诊断等。
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器,它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。具体来说:
波形展示:示波器基本的作用就是展示电信号的波形,通过示波器的显示屏,用户可以直观地看到电信号的变化过程,从而了解电路的工作状态12。
电压测量:示波器可以测量各种波形的电压幅度,包括直流电压、正弦电压以及脉冲或非正弦电压的幅度。此外,它还可以测量一个脉冲电压波形各部分的电压幅值,如上冲量或顶部下降量等23。
时间测量:示波器时基能产生与时间呈线性关系的扫描线,因此可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数,如周期性信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升时间和下降时间等23。
频率分析:通过示波器,用户可以观察到电信号的频率特性,这对于分析和解决电路中的频率问题非常重要2。
噪声测试:在电路设计中,噪声是一个重要的考虑因素。示波器可以帮助用户测量和分析电路中的噪声,从而优化电路设计2。
故障诊断:当电路出现故障时,通过示波器观察波形变化,可以帮助工程师快速找到故障原因并进行修复2。
示波器的检测方法主要包括以下几种:
一、电压测量法
电压测量法是示波器基本的应用之一。通过使用示波器的垂直档位调整,可以方便地测量电路中的电压值。在测量时,需将示波器的探头与待测电路并联,调整垂直档位和水平时间档位,观察波形并读取电压值。这种方法适用于直流和交流电压的测量,具有直观、准确的特点1。
二、时间测量法
时间测量法主要用于测量电路中的信号周期、频率、脉冲宽度等时间参数。示波器的时基功能使得时间测量变得简单而准确。通过观察示波器屏幕上的波形,可以轻松确定信号的时间特征1。
三、时域测量法
时域测量是常见的示波器测量方式。它以时间为基准,通过观察信号的波形来分析信号的特征。在示波器中,将电压信号作为垂直方向,时间作为水平方向,并在屏幕上显示出波形图。通过测量波形的振幅、周期、脉宽等参数,可以研究信号的频率、幅度、占空比等特性2。
四、频域测量法
频域测量是通过将信号转换到频率域进行分析的方法。示波器可以使用傅里叶变换等算法将时域信号转换为频域信号,并在屏幕上显示频谱图。频域测量可以提供信号的频率成分、幅度、相位等信息。通过观察频谱图,可以分析信号的频率分布和频带宽度等特征2。
五、瞬态测量法
瞬态测量是用于观察和分析信号瞬变过程的方法。瞬态测量通常用于捕捉和分析短暂的、快速变化的信号,例如脉冲信号或突发事件。示波器可以通过高速采样和存储技术来捕捉瞬态信号,并在屏幕上显示出的波形图。通过观察和测量波形的上升时间、下降时间、峰值等参数,可以分析信号的瞬态响应特性2。
示波器的国产品牌主要包括优利德(UNIT)、普源精电(RIGOL)、是德科技(KEYSIGHT,虽源自美国但在中国有广泛业务)以及鼎阳科技(SIGLENT)等。以下是对这些品牌的详细介绍:
优利德(UNIT):
作为亚洲具规模的仪器仪表公司之一,优利德示波器以高性价比、稳定的性能和丰富的功能选项著称。
其产品系列涵盖了入门级和中档示波器,满足学生实验和初学者的基本需求,同时在研发领域也有出色表现12。
普源精电(RIGOL):
是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术企业。
在数字示波器领域,普源凭借其创新的设计、的性能和亲民的价格,赢得了广大电子爱好者和工程师的喜爱。
其示波器产品线丰富,包括入门级到型,如DSA系列和UltraPlus系列等23。
是德科技(KEYSIGHT):
虽然源自美国,但在中国有广泛的业务。
其示波器产品性能稳定、功能丰富,且价格亲民。
提供了级的示波器功能,还有的软件分析,非常适合教学设计实验室使用24。
鼎阳科技(SIGLENT):
作为数字示波器领域的新秀,近年来迅速崛起。
鼎阳示波器以其的性能参数、的数字信号处理技术和人性化的用户界面设计著称。
注重技术创新与产品研发,不断推出符合市场需求的新产品2。
示波器的进口品牌主要包括以下几个:
1. 泰克(Tektronix)
泰克是美国的品牌,成立于1946年,是全球的测试、测量和监测解决方案提供商。其示波器以、著称,大带宽可达70G,非常适合处理高频信号和快速脉冲12。
2. 是德(Keysight)
是德同样来自美国,其历史可以追溯到1999年,当时惠普公司的电子测量集团重组成为安捷伦科技,后来再次分拆上市并取名为是德科技。是德的示波器具有更高的带宽,大可达110G,适用于需要更和更大容量数据分析的场合12。
3. 罗德与施瓦茨(Rohde&Schwarz)
罗德与施瓦茨是德国的品牌,成立于1933年,是全球的无线通信以及移动网络测试服务企业。其示波器在测试测量领域广泛应用,尤其擅长信号分析和测量,虽然带宽相对较低(大16G),但在特定应用下有着的测量能力12。
4. 力科(Lecroy)
力科是美国的品牌,专注于研发生产各类数字示波器。其示波器往往拥有多通道和高带宽(大100G,80通道),多通道性能使得同时捕获多个信号成为可能,对于复杂系统的分析有着较强的优势1。
示波器的故障率因品牌、型号、使用环境以及保养情况等多种因素而异,无法一概而论。
以泰克模拟示波器为例,其故障率相对较低,但仍需注重保养和正确使用以预防潜在故障。故障的原因可能包括使用不当、环境因素以及设备老化等1。
为了降低示波器的故障率,用户应明确自己的测量需求,选择合适的示波器型号和配置,并遵循正确的操作方法和保养规范。同时,定期对示波器进行检查和维护,及时发现并处理潜在问题,也是降低故障率的有效手段。
示波器常见型号包括但不限于以下几种:
DS1052E:便携式示波器,带宽为50MHz,具有2个通道和1GSa/s的采样率1。
DSOX2024A:台式示波器,带宽为200MHz,具有4个通道和2GSa/s的采样率1。
MSO4054B:台式示波器,带宽高达500MHz,配备4个通道和5GSa/s的采样率1。
SDS1204X-E:台式示波器,带宽为200MHz,具有4个通道和1.25GSa/s的采样率1。
FNIRSI2C53P:双通道平板数字示波器,支持同时监测两个信号源,具有测量和信号发生器功能2。
DS1054Z、DS1074Z Plus、DS1104Z Plus等:这些示波器的带宽范围在50 MHz至100 MHz之间,适用于入门级应用3。
RIGOL普源 MSO5104:四通道数字示波器,带宽为100MHz,采样率高达8GSa/s,适合多任务处理和高速信号分析4。
RIGOL普源 DHO924S:四通道数字示波器,带宽从100MHz到300MHz可调,具有12bit高分辨率和内置信号源功能4。