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解答一些使用示波器时的一些问题

发表时间:2022-11-16  |  点击率:11
  示波器一直是工程师设计、调试产品的好帮手。但随着计算机、半导体和通信技术的发展,电路系统的信号时钟速度越来越快,信号上升时间也越来越短,导致因底层模拟信号完整性问题引发的数字错误日益突出。
 
  针对这些新的测试挑战,示波器供应商不断推出了性能更好的数字示波器。但要想准确快速地对系统信号进行分析,测量时还有很多新的因素必须考虑。
 
  如仪器速度能否跟上被测信号的变化、带宽是否足够、测量方法会不会引入干扰,甚至还有所使用的探头是否合适等等。
 
  问题1:每台示波器都有一个频率范围,比如10M、60M、100M.。.我手头用的示波器标称为60MHz,是不是可以理解为它最大可以测到60MHz?可我用它测4.1943MHz的方波时都测不到,这是什么原因?
 
  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,若输入峰峰值为1V的60MHz正弦波到60MHz带宽示波器上,您在示波器上将看到0.707V的信号(30%幅值测量误差)。如果测试方波,选择示波器的参考标准应是信号上升时间,示波器带宽=0.35/信号上升时间×3,此时您的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,若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,将会进一步降低探头性能,但对4MHz左右方波不应有太大影响,因为速度不是很快。
 
  另外还要看一下示波器使用手册,有的60MHz示波器在1:1设置下,其实际带宽将锐减到6MHz以下,对于4MHz左右的方波,其三次谐波是12MHz,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(该现象很容易排除),建议用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。
 
  问题2:有些瞬时信号稍纵即失,如何捕捉并使其重现?
 
  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),注意示波器的存储深度将决定您能采集信号的时间以及能用到的最大采样速率。
 
  问题3:在PLL中周期抖动可以衡量一个设计的好坏,但是要精确测量却非常困难,有什么方法和技巧吗?
 
  答:在使用示波器时,要注意其本身的抖动相关指标是否满足您的测试需求,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,测量结果也会不准确。另外关于PLL设置时间的测量,可使用示波器+USB-GPIB适配器+软件选件来完成,也可用较为便宜的调制域分析仪。
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