示波器基礎知識一百問(5)
61.如何捕捉并重現稍縱即失的瞬時信號?
答將示波器設置成單次采集方式觸發模式設置成Normal,觸發條件設置成邊沿觸發并將觸發電平調到適當值然后將掃描方式設置成單次方式如果使用的是安捷倫5462xA/D,5464xA/D,5483xB/D,5485xA,這些儀器都支持MegaZoom功能就是說可在觀察信號全局的同時對局部細節進行放大觀察或者通過移動屏幕的方式或者通過雙時基顯示功能來完成注意示波器的存儲深度將決定所能采集信號的時間和能用到的最大采樣速率
62.安捷倫的哪種示波器能夠測試頻率為500M的載波信號?
答如果僅測載波信號本身通常載波信號為正弦波推薦使用1.5GHz示波器安捷倫54845B,使用BNC電纜連接被測對象可得到~94.6%的上升時間測量精度若必須使用探頭推薦使用1157A有源探頭2.5GHz帶寬如果使用500MHz帶寬的示波器即使使用BNC電纜最好情況下得到的幅度測量誤差是29.3%,上升時間測量精度是58.6%
63.示波器標稱為60MHZ是否可以理解為它最大可以測到60MHZ?
答60MHz帶寬示波器并不意味著可以很好地測量60MHz的信號根據示波器帶寬的定義如果輸入峰峰值為1V的60MHz的正弦波到60MHz帶寬的示波器上從示波器上將看到0.707V的信號30%幅值測量誤差
64.用標稱為60MHZ的示波器測4.1943MHZ的方波時測不到為什么?
答如果要測試的是方波選擇示波器的參考標準是信號的上升時間若示波器帶寬=0.35/信號上升時間*3則上升時間測量誤差為5.4%左右
示波器的探頭帶寬也很重要如果使用的示波器探頭包括其前端附件構成的系統帶寬很低將會使示波器帶寬大大下降如若您使用20MHz帶寬的探頭則能實現的最大帶寬是20MHz如果在探頭前端使用連接導線會進一步降低探頭性能但對~4MHz方波不應有太大影響因為速度不是很快
另外查看一下示波器使用手冊有的廠家新推出的示波器在1:1設置下其實際帶寬將銳減到<=6MHz,對于~4MHz的方波其三次諧波是12MHz,其五次諧波是20MHz,若帶寬降到6MHz,對信號幅值衰減很大即使能看到信號也絕對不是方波而是幅值被衰減了的正弦波當然測不出信號的原因可能有多種如探頭接觸不好但該現象很容易被排除建議可以用BNC電纜連接一函數發生器檢驗該示波器本身有沒有問題探頭有沒有問題如有問題可和廠家直接聯系
65.怎樣測量時鐘的穩定度?
答假設使用的是5483xB/D548xxA5484xB或5485xA可以用其標準配置的直方圖方式測量其時鐘邊沿或幅值的抖動情況具體可參見安捷倫的應用文章JitterAnalysisTechniquesUsinganAgilentInfiniiumOscilloscopeP/N:5988-6109EN可測量其最壞情況下的抖動情況對于5485xA,若您希望更加強大的抖動分析功能其配有專門的抖動分析軟件提供功能十分強大的抖動分析具體可參見5485x示波器的Datasheet更詳細的信息可致電安捷倫
66.使用安捷倫示波器精確測量PLL中周期抖動有什么方法和技巧?
答如果用的是5483xB/D548xxA5484xB和5485xA,可以用其標準配置的直方圖方式測量其時鐘邊沿或幅值的抖動情況具體可參見安捷倫的應用文章JitterAnalysisTechniquesUsinganAgilentInfiniiumOscilloscopeP/N:5988-6109EN可測量其最壞情況下的抖動情況對于5485xA如果希望更加強大的抖動分析功能其配有專門的抖動分析軟件提供功能十分強大的抖動分析5485x示波器的Datasheet,更詳細的信息可致電安捷倫提醒在使用示波器時要注意其本身的抖動相關指標是否滿足測試需求如示波器本身的觸發抖動指標等同時要注意使用不同的探頭和探頭連接附件時若不能保證示波器的系統帶寬測量結果會不準確
67.如何使用安捷倫示波器測量PLL的Settletime?
答可使用安捷倫548xx系列示波器+USB-GPIB82357A適配器+軟件選件來完成也可使用安捷倫的較低價位的調制域分析儀來完成
68.設計一個PLL,如何測量PFD頻率鑒相器的死區?
答可以將示波器的一個通道連接到參考信號另一通道連到反饋信號設置示波器的觸發條件為建立保持時間觸發這時在調整示波器建立保持時間設置的同時調整參考信號直到失鎖這時的建立保持時間設置就對應您的PFD死區理論上認為失鎖會在兩個時刻發生一是在初始工作時間兩個信號相差頻差超過PLL的捕捉帶寬另一始在跟蹤過程種反饋信號變化過大使兩個信號相差超過PLL的跟蹤帶寬會失鎖安捷倫所有548xx系列示波器都可完成該測量在帶寬滿足的前提下
69.使用安捷倫設備如何測試光信號?
答安捷倫有全套測試方案測量光信號從光源光譜儀光萬用表光示波器光波長計等如果想用實時示波器測量光信號可使用光電轉換器結合示波器完成測量
70.如何使用示波器測量電源紋波?
答可以先用示波器將波形整個波形捕獲然后將關心的紋波部分放大來觀察和測量自動測量或光標測量同時還利用示波器的FFT功能從頻域分析
通常若不太清楚被測對象細節幅值頻率等的情況下可使用AutoScale按鈕觀察到信號的大概再調整水平控制旋鈕和垂直控制旋鈕以得到最佳的顯示如幅值盡量滿屏顯示再用Zoom功能將波形作滿平放大顯示測電源紋波時可將紋波部分用Zoom功能放大來分析另外可能會考慮從頻域角度分析電源觀察其諧波和雜波情況為此可讓示波器顯示盡量多個周期信號將示波器的存儲深度僅可能用到最大采樣率設置成適當的數值以保證波形不失真這樣得到的頻率分辨率為采樣率除以當前存儲深度設置觀察各次諧波及其與基波的幅度差另外若使用MatLab軟件可利用MatLab軟件的強大功能對捕獲的信號數據進行更加深入的分析
|546xx548xx都標準配置有和計算機相連的軟件直接將數據取到計算機中以進一步分析當然也可將Matlab軟件直接裝到548xx中 若已經知道電路的參數,可直接調整示波器設置讓其工作在合適的采樣率和垂直刻度下
71.開關電源輸出電壓的紋波是一個重要的指標如何正確使用示波器來測量這個指標?
答紋波的定義是附著于直流電平之上的包含周期性與隨機性成分的雜波信號英文稱為PARDPeriodicAndRandomDeviation它的定義是雜波的峰峰值測量紋波要注意的事項示波器探頭地線會帶來很大紋波應該拔掉地線直接使用探頭內地線進行測量當然最好的測量方法是使用50歐姆終端電阻用BNC電纜直接聯結到示波器這里應該注意該50歐姆電阻要考慮功耗可能要大功率電阻相關的標準要求比如是否要分出周期性工頻紋波和開關紋波高頻噪聲等再比如測量頻率是否要限制在20MHz以下
72.測紋波時有很大一部分是50赫茲的周期性尖脈沖負載電流越大脈沖幅度越大有哪些具體的解決辦法?
答在泰克功率測量系統中當進行紋波測量時我們可以選擇工頻紋波測試或開關紋波測試這樣就可自動濾掉不相關頻率的紋波比如選擇測試200KHz的紋波那么示波器將會自動對其他頻率成分進行濾波
73.測量紋波時怎樣去除在紋波上的噪聲比如工頻噪聲?
答紋波上的噪聲可通過TDS5000示波器在捕獲模式中的高分辯率捕獲模式就可以去除這些隨機的噪聲紋波分兩種一種是工頻的100HZ一種是開關紋波TEK推出的TDSPWR2就能把這兩種紋波分離后分別測量得出結果
74.精確測試開關電源的紋波與噪音時是否要在專門的實驗室里才可以?
答當然如果有專門的實驗室進行紋波測量是最理想的在不具備這個條件的時候應當注意的問題有
①示波器應該有良好的接地
②如果測量標準有帶寬限制的要求應該打開TDS430A中的20MHz帶寬限制
③使用示波器的交流耦合
④使用BNC電纜并用TDS430A的50歐姆輸入阻抗檔進行測量(這時可能需要50歐姆的大功率負載BNC適配器或者制作測試夾具)
為提高測量精度不應該使用示波器的探頭示波器探頭的地線會引入比較大的噪聲
75.如何使用示波器測量一些低紋波電源的輸出紋波值?比如測量1.8V的輸出紋波一般都標稱輸出紋波小于20mV如何用示波器來驗證?而普通示波器即使直接探頭接探頭地夾的噪聲就有二三十毫伏了
答這個的問題很有代表性要用到高共模抑制比的電壓差分探頭它能工作在高噪聲環境中
76.怎樣用數字示波器查看和讀出所顯示的波形的周期?
答所有的數字示波器都支持波形周期測量從提高測試精度的角度出發如果使用的是5462x/5464x54645除外可在其測量參數中選擇Counter其內嵌硬件頻率計數器會被啟動進行精確的頻率測量5digit若使用的是其他型號示波器盡量讓示波器屏幕顯示一個周期的信號幅值盡量滿刻度這時測量精度一般較好可以用示波器的自動測量功能也可用光標手動測量
77.在開發當中碰到一個問題在樣板機上加改功能檢測樣板的聲頻數據輸出觸發信號等等檢測的結果跟設計的結果差不多一樣為什么樣板聲音清晰顯示準確而成品的聲音有時候是可以接受但是有時候不行?
答實際被測對象的聲音有時可以接受有時不行但示波器上的波形顯示看不出什么問題或示波器顯示數據和被測對象上的數據相差很遠往往是示波器和您的被測對象沒有同步造成的可嘗試下面的方法
聲音信號通常為低速信號可讓示波器工作在滾動方式下觀察信號出現問題時手動停止波形采集并進行分析
在時域中觀察聲音信號往往不太全面安捷倫的動態信號分析儀在很多時候是更好的選擇但若沒有該儀器可結合示波器的FFT功能從頻域觀察
嘗試用示波器的觸發功能若手邊有混合信號示波器54xxxD可結合其邏輯通道定義觸發條件如類似邏輯分析儀的狀態觸發順序觸發
78.如何tds3012示波器進行時鐘抖動測試?
答在泰克的開放平臺示波器中(比如TDS7000TDS5000)有專門的抖動測量軟件可以進行全面的抖動測量(比如RjDj等)在TDS3012中只能通過無限余輝對信號進行比較長時間的累計測量另外一般頻率比較高的時鐘才需要測量抖動一般示波器測量信號的原則是示波器的帶寬應該是信號最高頻率的5倍如果上升時間比較快的方波可能需要示波器帶寬是信號頻率的10倍甚至更高所以建議采用更高帶寬開發平臺的示波器
79.在AC/DC開關電源中如何用示波器進行功率因數測量?
答其實使用示波器測量功率因數就是測量電壓與電流之間的相位差即cosφ同時泰克TDS5000功率測試系統也自動對PFC的相關參數進行測量(如THD,TruePower,ApparentPower,PowerFactor等)
80.用泰克示波器的FFT功能可以看到開關電源的輻射的頻率及幅度但是這里面的幅度的值與認證中心的值的概念是一樣嗎?假如不是怎樣轉換?而且假如在看波形時選不同的V/DIV在FFT狀態下有不同的幅度是否正常?---我用的型號是TDS1012
答使用示波器的FFT功能測得的幅值只能作為定性的分析而不能作為定量的分析因此只具備參考價值如果希望對頻譜幅度進行分析可選擇Blackman-Harris窗口這樣效果會好一些當轉換V/div時一定會對FFT的幅值產生影響因為這是受到示波器本身的ADC的分辨率限制所以為了提高測量精度一般會選擇將波形盡可能占滿整個屏幕(但決不能超出屏幕)也就是選擇較小的V/div檔位