常用示波器及探头的使用.ppt

常用示波器及探头的使用,主要内容：一、示波器和探头概述二、示波器和探头主要功能及常用设置三、使用注意事项,示波器概述,示波器分类：模拟示波器：用传统的电路在阴级射线管上显示波形。数字示波器：把模拟信号转换成数字形式，存储、处理后再进行显示。,我们平时接触的示波器,TDS220 100MHz带宽，1G/s采样TDS754 500MHz带宽，2G/s采样。TDS784 1GHz带宽，4G/s采样；TDS794 2GHz带宽，4G/s采样；TDS7404 4GHz带宽，20G/s采样。CSA7000系列，直接可以测试光口，其他同TDS7000,型号少一些。带宽：描述了示波器固有的上升时间（即时延）。BW=0.35/上升时间采样速率：指每秒能够采样的点数。,探头分类,，,常用探头校正,无源探头的校正：校正补偿电容用螺丝刀调节无源探头上的校正电容，使其波形尽量呈矩形，也就是与示波器良好匹配。,常用探头校正,有源探头的校正：校正直流偏移有源探头内含放大器等有源器件，因温漂等原因而使其在不同环境中引入直流偏移不同。使用前，先插到示波器上预热几分钟，然后进行一次校准。探头接好示波器面板自带的1KHZ、0.5V的信号，按VERTICALCAL Probe（main），稍等几分钟后示波器就自动校准好了,常用探头校正,电流探头的校正：探头接在示波器的通道1上，按下电流探头上“DEGAVSS”和“BALANCE”按钮调校和校零，校零好后，示波器TDS754上CH1显示出单位“mA”。,探头使用注意事项1,手不要触摸探头探头地就近接被测信号的地 探头探针就近接被测信号管脚,探头要尽量与电路板PCB板面垂直 测试时，尽量减小探头探针与探头地所构成环路的面积探头的地线不要悬空,只能接电路板上的地线，不可以搭接在电路板的正、负电源端,探头使用注意事项2,TEK示波器的输入电阻有两档，1M和50。当接有源探头时（如P6245），示波器的输入电阻会自动转换到50，从而进行正确测量。当再换上无源探头时，需要手工把示波器的输入电阻设置回到1M，否则屏幕上会显示错误波形或无波形显示，无法进行正确测量。操作步骤是：VERTICAL MENU Coupling（main）1M(side)。,示波器常用功能,观察信号情况，捕捉毛刺，测量脉冲或电平幅度，测量脉冲宽度，测量过冲及反冲，测量上升或下降时间，观察建立保持时间，捕捉特定宽度脉冲，捕捉特定幅度脉冲，检查边沿变化速度等等测量电源电流信号测量光信号指标,讲解举例,为了讲解方便，以下黑体大写字符串代表示波器面板上的按键，以大写字母开头接小写字母的字符串代表显示屏下方或右方的键。小括号中的main代表此键是显示屏下方的键，Side代表此键是显示屏右方的键,pop-up代表一直按此键，直到项目高亮显示。例如：TRIGGER MENU Type(main)Edge(pop-up)Coupling(main)DC(Side)代表按面板上的TRIGGER MENU键，再按显示屏下方的Type键，重复按这个钮直到Edge高亮显示，再按显示屏下方的Coupling，再按显示屏右侧的DC键。以下各例子各个步骤均以TEK的TDS700系列数字示波器为例,示波器最常用的设置,最常用的设置示波器主要有三个设置区，第一个是：“VERTICAL”设置区，用来设置信号显示时垂方向的有关状况，诸如显示幅度，在屏幕上的上下位置等。第二个是“HORIZONTAL”设置区，用来设置信号显示时在水平方向的有关状况，比如左右位置和信号显示宽度。第三个是最复杂的“TRIGGER”设置区，用来设置信号的触发方式，正是因为数字示波器提供了丰富的触发方式才使其功能很强大。“VERTICAL”通常设置为2.0V；“HORIZONTAL”根据所观察的具体信号设置；“TRIGGETR”通常设置为：TRIGGER MENU SET LEVEL TO 50%Type（main）Edge（pop-up）。,示波器常用功能-AUTOSET,示波器的各项设置被别人调乱了，这时最简单的办法是按下TEK示波器提供的AUTOSET 键，示波器可以根据所测信号的情况自动进行设置水平分度和垂直分度以及其它的设置项,示波器常用功能-捕捉特定宽度信号,操作方法：TRIGGER MENUType(main)Pulse(pop-up)Class(main)Width(pop-up)Source(main)ch?(side)Mode&holdoff(main)Normal(side)。再按Polarity(main)键，选择positive 或者 Negative，代表正极性的脉冲或者负极性的脉冲触发。再按Trigger When(main)，选择 within Limits or out of limits(side)，并设定upper limits和lower limit。例如：设定upper limits为50ns,lower limit为10ns。选Within limits表示宽度在10ns和50ns之间的信号触发。选Out of limits表示宽度小于10ns或大于50ns的信号触发。,示波器常用功能-捕捉毛刺,捕捉低电平或高电平上的毛刺的操作方法如下：TRIGGER MENUType(main)Pulse(pop-up)Class(main)Glitch(pop-up)Source(main)ch?(side),然后按Polarity&Width选择毛刺的极性和宽度，再按glitch(main),选accept表示宽度小于设置值的毛刺触发，选reject表示宽度大于设置值的毛刺触发。Mode&Holdoff设置为Normal 时,表示只有当信号符合所设置的触发条件时才触发；设置为Auto时，表示在没有符合触发条件的情况下，示波器自动触发。,示波器常用功能-测量过冲,测量上过冲：首先调节示波器的水平设置和垂直设置，使波形稳定地显示在屏幕上，再选用上升沿触发。TRIGGER MENU Type（main）Edge（pop-up）Slope(side)上升沿(side)Mode&holdoff(main)Normal(side)。拧动触发旋钮，不断调高触发电平，直到波形不再重新显示在屏幕上。按CURSOR键，选择水平光标，旋动示波器面板右上方的旋钮，把水平光标对准上过冲的顶部位置。按面板上的SELECT键，把另一个水平光标移到零电平位置。这是屏幕的右上角就显示出了上过冲的大小。测量下过冲：方法和测量上过冲相同，不同的是选用下降沿触发。也可以选用InstaVuT功能，然后用光标键测量上下过冲的大小,示波器常用功能-测量同步时钟,在用多个通道测量同步时钟信号的关系时，要以频率低的信号为触发信号。否则会因为高频信号触发边沿处，低频信号电平有高有低而使显示的低频信号重叠，观察不到稳定的波形。右上图是以同步时钟的高频时钟信号作触发时波形显示混乱右下图是以同步时钟的低频时钟信号作触发观察到的显示稳定的波形,示波器常用功能-时序测试,时序关系就是信号间的相互关系。相互关系主要指标有：建立时间和保持时间用示波器两个通道触发两路信号。用垂直cursor测试两信号建立保持时间。,示波器常用功能-电源噪声纹波1,接地点尽量近，可以选择电容的接地点、测试接地点等，接地线尽量短，越短越好，最好不超过2cm设置示波器的带宽为20MHz。按面板键 VERTICAL MENU(R)Coupling(main)(R)DC（side）(R)Bandwidth（main）(R)20MHz（side）。示波器设置为实时采样模式。SHIFT ACQUIRE MENU(R)Repetitive Signal(main)(R)OFF(Real Time Only)（side）。,示波器常用功能-电源噪声纹波2,改变垂直偏置使得波形显示在示波器中央。VERTICAL MENU(R)Offset(main)，然后通过按键输入被测电压值，比如5V电源可以输入5.0，3.3V电源可以输入3.3V，也可用右上方的转轮使得波形显示在屏幕中央。水平时基设置为1ms/div左右，使波形水平显示比较合适。通常，二次电源的开关频率在100kHz到1MHz间，调节面板上 HORIZONTAL SCALE 旋钮可实现。调整VERTICAL SCALE（垂直幅度）旋钮，使波形不至于超出屏幕上下边或者过小。通常情况下由于纹波比较小，可以调节面板上VERTICAL SCALE 旋钮使垂直灵敏度为10mV/div左右就可以了。触发方式设定为边沿触发，并调整触发电平位置，是波形能够稳定显示。,示波器常用功能-电源噪声纹波3,按照下图测试纹波的峰峰值和电源噪音的峰峰值。,示波器常用功能-电源噪声纹波4,设置示波器的带宽为FULL。VERTICAL MENU(R)Coupling(main)(R)DC（side）(R)Bandwidth（main）(R)FULL（side）。水平时基调节为几十ms/div。调节面板上 HORIZONTAL SCALE 旋钮可实现。旋转面板上VERTICAL SCALE 旋钮使得波形尽可能充满屏幕。.设置InstaVu方式或者DPO，增加波形捕获率，并可以使用。按InstaVu 或DPO 按钮，然后执行操作：DISPLAY MENU(R)Stytle(main)(R)Infinite Persistence（side）。测试10s以上，测量全带宽下的噪音峰峰值,示波器常用功能-光接口眼图1,按图连好电路，在此仅介绍眼图测试方法，其他光指标测试方法参考光口指标测试规范调整好光衰减器，使输出光功率在示波器/通信信号分析仪要求的范围内。选定测试通道（CSA7404目前只能选择CH1）。,示波器常用功能-光接口眼图2,选择模板：对于TDS754C来说，按下“MEASURE”按钮，出现测量界面后，按下界面上“Meaure”对应的按钮，选中“Mask”，然后设置“Mask Type”对应为“SONET SDH”，最后选择信号速率测试信号的速率，这时界面上会出现相应的模板。如果是CSA7404，在masks菜单masks setup中sourse选择输入通道，masks选择sonet/sdh，选择相应速率，打开光Bessel-Thompson过滤器，Hit Count打开，在测试中如果有点进入模板，计数器就会增长。可以设置如果有多少点进入模板则判断测试失败，把pass/fail test设为on，pass/fail setup 中samples设置采样数，fail thresh设置fail门限。测试启动：按下TDS754C的“AUTOSET”按钮，开始进行测试，并保存测试结果。如果是CSA7404，点击controls启动测试。,示波器常用功能-DPO1,没有使用过DPO/FastAcq功能，可以说没有真正使用过TEK的示波器。DPO/FastAcq是TEK的看家专利。这个技术带来的直接好处就是抓波形的能力大幅度提高，特别是对于一些异常信号，比如偶尔出现的干扰毛刺等，更加容易抓到了，说白了，就是减少示波器的空载时间（也称死区）。用DPO模式可以粗略的观察信号的抖动情况。,示波器常用功能-DPO2,示波器常用功能-测试电流,电流探头一般采用改进的卡式电流传感器，它可以测量电线上的波动电流或非对称干扰，测量时，可以不断开电路连接（实际使用时，为方便测量通常需要断开电路，再用短路线连接），也不用改变电路的结构，测量电流非常方便。我司常见的电流探头有泰克公司的TCP202电流探头，与其配合使用的示波器为TDS784或TDS754。使用之前，必须校准。打开探头按纽开关推至“OPEN”处，将被测电流流经短路线卡在探头的凹槽，然后将探头按纽开关推至“CLOSE”处。即可进行测量。注意事项：1.短路线实际的电流方向要与探头箭头标注的方向相一致。2.测量时，卡槽按纽开关一定推到“CLOSE”处，否则探头内铁心不闭合，测量结果出错。,示波器常用功能-存储波形,拷贝屏幕图形到磁盘上 拷贝屏幕图形时要首先保证设置正确。操作方法：SHIFT+HARDCOPY MENU Port(main)File(side)layout(main)Portrait(side)Format(main)BMP mono或 PCX（根据需要选择一种自己需要的格式）。Port设置不正确时，图形拷贝不到磁盘上。Layout设置成Landscape时，拷贝到磁盘上的图形是倒的，会给下一步处理带来麻烦。,小经验小总结,怀疑示波器的设置模式被搞错了，怎么办？按下SETUPFactory set(main)，使示波器回到厂家的设置上。利用Measure功能 Measure提供了很多项测量功能，比如周期、频率、上下峰值、上升下降沿时间，均方根值等。利用此功能使测试方便。利用ZOOM功能 利用此功能可以在水平方向和垂直方向缩小或放大观察信号。利用Cursor功能利用两个垂直光标可以测量垂直两点间的电压差值，利用水平光标可以测量水平两点间的时间距离。操作方法：按面板上的CURSOR键，再按需要选取水平光标或垂直光标，旋动面板上的SELECT钮，使光标对准感兴趣的两点，其差值就显示在了显示屏上。遇到测试波形花屏怎么办？通过调节采样方式，时间档位和触发电平解决。,使用注意事项,安全问题：1.人身的安全 2.示波器的安全 3.探头的安全 4.被测器件的安全措施：1.示波器电源线要用三相插头良好接地2.探头地线只能接电路板上的地线，不可以搭接在电路板的正、负电源端3.不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头4.信号的幅度不要超过探头和示波器的安全幅度,