1.3 示波器快速使用指南
1.3.1 示波器的基本设置
前面我们了解了示波器在电子测量方面的特殊功能及优势,并且分析了其在现阶段广为应用的原因。对于初学者来说,如何在几分钟之内快速地将示波器设置到正确的状态是必须掌握的内容。下面介绍示波器的基本使用,以便读者能够将本书中后面介绍的操作付诸实践,以加快理解,加深记忆。
示波器的基本使用步骤如下。
(1)将示波器放置于桌面上,如图1.13所示。
图1.13 将示波器放置于桌面上
(2)抬起示波器的前部,并拉出示波器的提手转轴,如图1.14和图1.15所示。
图1.14 拉出提手转轴
图1.15 提手转轴已经拉出
向下旋转提手,此时示波器提手即可作为示波器的支架,旋转提手至示波器的屏幕适合观看的角度,如图1.16所示。
(a)旋转提手并抬起示波器
图1.16 调节示波器的摆放角度
(b)将示波器的屏幕调节到适合观看的角度
图1.16 调节示波器的摆放角度(续)
(3)连接示波器的电源线:大部分示波器的电源线及接口与桌面计算机(台式机)的完全一致,将插头对准电源接口插入即可,如图1.17所示。
(a)示波器电源接口和与电源接口配套的电源线插头
图1.17 连接示波器的电源线
(b)将电源线插头插入电源接口
图1.17 连接示波器的电源线(续)
(4)连接示波器的探头:示波器探头的作用与万用表的表笔一样,是信号输入的通道。首先找到示波器探头的连接位置(这里我们选择通道1,请注意示波器探头插座上的标志),如图1.18所示。
图1.18 示波器探头插座
(5)注意探头插座上的凸起点,将探头上的缺口部分对准此凸起点,即可将探头插入,如图1.19所示。
(a)将示波器探头对准插座,请注意探头的缺口与插座凸起点要对准
图1.19 连接示波器的探头
(b)将探头插入探头插座
图1.19 连接示波器的探头(续)
(6)沿着探头上空槽的方向旋转探头,即可固定探头,如图1.20所示。
图1.2 YB.4320A型示波器
图1.20 固定并锁紧探头
经过以上步骤,我们就完成了示波器基本的硬件连接。
(7)打开电源开关。示波器的电源开关如图1.21所示。找到并按下示波器的电源按钮,即可打开示波器的电源开关,{L.End} 如图1.22所示。
图1.21 示波器的电源开关
图1.22 按下电源按钮,打开电源开关
(8)调亮示波器的屏幕:调整示波器的辉度旋钮,顺时针旋转,扫描线可以更亮,如图1.23所示。
图1.23 顺时针旋转辉度旋钮,将辉度调大
接下来就是寻找屏幕上的扫描线:如果将辉度旋钮顺时针旋转到底,屏幕上仍然没有扫描线,这时我们就需要进行寻找扫描线的操作,检查如下示波器设置,如果设置与本节所叙述不符,请按照要求更正。
(9)将触发方式置为“自动”,触发源置为“内”触发,如图1.24所示。
图1.24 设置触发方式和触发源
(10)确认示波器未处于“X-Y”状态(即李萨育图形模式),针对不同型号的示波器检查此按钮或此旋钮的位置,如图1.25所示。
图1.25 确认示波器未处于“X.Y”状态
如果示波器的水平扫描时间选择旋钮与X-Y在同一个旋钮上,将水平扫描时间选择旋钮旋离“X-Y”位置,使得示波器的X轴工作在扫描状态,如图1.25(b)所示。
(11)为了方便地找到扫描线,设置耦合方式为“接地”,如图1.26所示;通道选择按下“CH1”按钮,{L.End} 如图1.27所示。
图1.26 设置耦合方式为“接地”
图1.27 通道选择按下“CH1”按钮
(12)旋转水平和垂直位移旋钮,使之处在中立位置,如图1.28和图1.29所示。
图1.28 水平位移旋钮处在中立位置
图1.29 垂直位移旋钮处在中立位置
最后,还要将所有的“×5扩展”按钮弹起,如图1.30所示。
图1.3 常用的指针式电压表
图1.30 将所有的“×5扩展”按钮弹起
经过上述步骤,示波器的屏幕上就应该出现扫描线了,表示示波器的最基本设置完成,接下来就是如何正确地检测信号。
1.3.2 示波器的信号通道设置
1.校准
设置示波器的目的是为了用示波器测量电信号,接下来就是如何准确地测量被测信号。
为了准确测试被测信号,首先要将前面“接地”的耦合方式变为“AC”或者“DC”的耦合方式,这样才能对信号进行测量。然后将各通道的垂直灵敏度微调旋钮和水平扫描时间微调旋钮设置到“校准”位置(一般为顺时针旋转到底),如图1.31和图1.32所示。只有这样才能准确地在屏幕上读出信号对应波形正确的数值。
图1.31 输入通道的垂直灵敏度微调旋钮处于校准位置
图1.32 水平扫描时间微调旋钮处于校准位置
2.将信号通道的耦合方式改为“DC”
前面为了找到扫描线,将信号通道的耦合方式设置为“接地”,这样的耦合方式不能将被测信号送入示波器的信号通道中,需要将耦合方式改为“DC”或“AC”,一般耦合方式为“DC”,如图1.33所示。
图1.33 将信号通道的耦合方式设置为“DC”
3.探头
示波器与被测信号的连接需要使用探头。图1.34为标准探头。探头由两个端子构成,对标准探头而言,带有钩子的一端为信号输入端,另一个带有鳄鱼夹的一端为公共端(就是常说的GND或者COM),如图1.34所示。
图1.34 示波器的标准探头
连接探头的时候握住探头外部的凸起,并向下拉,即可看见一个金属钩,即探头的信号输入端,如图1.35所示。
图1.35 下拉探头凸起,露出信号输入端的钩子
接下来将探头信号输入端接到示波器自身的基准信号上,公共端可以悬空,如图1.36~图1.39所示。
图1.36 准备将探头钩子钩住基准信号端
图1.37 钩住示波器自身的基准信号端
图1.38 松开探头的凸起,钩子套管回弹,锁住钩子
图1.39 探头的信号输入端接到示波器的基准信号端的状态
信号通道量程旋转到0.1V/DIV(每格0.1V),时基设置为0.1ms/DIV或者0.2ms/DIV,也可以设置为0.5ms/DIV。
这样就会看到示波器基准信号的波形,这是一个方波波形。如果基准信号幅度是0.5V,由于我们设置了0.1V/DIV的量程,于是就会显示出幅度总共为5 个格的方波;如果时基设置为0.1ms/DIV,则显示一个周期的方波,如图1.40所示。
图1.4 常用的数字式电压表
图1.40 时基为0.1ms/DIV时显示基准信号波形的一个周期
如果时基为0.2ms/DIV,则显示两个周期的方波,如图1.41所示。
图1.41 时基为0.2ms/DIV时显示两个周期的基准信号波形
如果时基设置为0.5ms/DIV,则显示5个周期的方波,如图1.42所示。
图1.42 时基设置为0.5ms/DIV时显示基准信号5个周期的波形
接下来测试实际电路中的信号。将探头的信号输入端钩住要测试的信号端,松开探头的外部凸起,则探头可以牢牢地钩住被测点。将探头连接到被测信号端的操作与前面介绍过的将探头连接到基准信号端的操作完全相同,如图1.43所示。
图1.43 将示波器探头连接到被测信号的两端
首先将示波器探头钩露出并钩住测试点,如图1.44所示。
图1.44 将示波器探头钩露出并钩住测试点
再将探头的公共端连接到电路的公共端(务必注意,此步骤切不可忽略!)。为什么在前面测量基准信号的时候探头的公共端可以悬空呢?原因是示波器的基准信号来自于示波器的内部,因此其公共端已经和探头的公共端连接。而对于外电路的测量,连接公共端就是不可忽略的了,这是因为示波器所测量的是电压,而电压是两点间的电势差,如果只连接一端,显然测量结果就不准确。于是就需要将示波器探头的公共端(鳄鱼夹)接到被测线路的公共端(COM或GND),如图1.45所示。
图1.45 将示波器探头的公共端接到被测线路的公共端
这时就可以使用示波器进行简单的测量了。还需要注意的是,要根据所测试的波形的具体情况改变电压量程和时基,直到达到最佳的幅度和时基,一般来说是两个左右的周期,在完全显示波形的前提下尽可能高地显示幅值。
图1.46所示为幅度显示过低。
图1.46 幅度显示过低
图1.47所示为幅度显示过高。
图1.47 幅度显示过高
图1.48所示为幅度显示合适。
图1.48 幅度显示合适
图1.49所示为周期显示过多。
图1.49 周期显示过多
图1.50所示为周期显示过少。
图1.50 周期显示过少
图1.51所示为周期显示合适。
图1.51 周期显示合适
如果被测波形不能稳定显示,如图1.52所示,表明触发电平设置得不正确,需要调节触发电平。
图1.52 波形不稳定
可以顺时针或逆时针旋转触发电平旋钮,如图1.53所示,通过调节触发电平,使被测波形稳定显示,{L.End} 如图1.54所示。
图1.53 调节触发电平至合适
图1.54 调节触发电平使被测波形稳定
当然,学习到此,仅仅只是能使用示波器进行最简单的测量。而直观地看,示波器面板非常复杂,其功能必然不止于此。而掌握其大部分甚至全部的功能,使仪器发挥最大的功效,正是我们的最终目标。因此后面还要详细地介绍关于示波器使用方面的知识。