13、吴鉴鹰单片机实战项目精讲（连载）之数字示波器的使用教程

吴鉴鹰. · 发表于 2023-10-13 15:43

13、吴鉴鹰单片机实战项目精讲（连载）之数字示波器的使用教程 [复制链接]

本帖最后由吴鉴鹰. 于 2014-6-18 09:57 编辑

吴鉴鹰数字示波器的使用教程（DS-1000系列为例）

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（一）功能检查

目的	做一次快速功能检查，以核实本仪器运行是否正常
练习步骤	（1）接通电源，仪器执行所有自检项目，并确认通过自检；（2）按STORAGE按钮，用菜单操作键从顶部菜单框中选择存储类型，然后调出出厂设置菜单框；（3）接入信号到通道1（CH1），将输入探头和接地夹接到探头补偿器的连接器上，按AUTO（自动设置）按钮，几秒钟内，可见到方波显示（1KHz,约3V，峰峰值）；（4）示波器设置探头衰减系数，此衰减系数改变仪器的垂直档位比例，从而使得测量结果正确反映被测信号的电平（默认的探头菜单系数设定值为10X），设置方法如下：按CH1功能键显示通道1的操作菜单，应用与“探头”项目平行的3号菜单操作键，选择与使用的探头同比例的衰减系数。（5）以同样的方法检查通道2 （CH2）。按OFF功能按钮以关闭CH1，按CH2功能按钮以打开通道2 ，重复步骤3和4 。
提示	示波器一开机，调出出厂设置，可以恢复正常运行，实验室使用开路电缆，探头衰减系数应设为1X。

（二）波形显示的自动设置

目的	学习、掌握使用自动设置的方法
练习步骤	（1）将被测信号（自身校正信号）连接到信号输入通道；（2）按下AUTO按钮；（3）示波器将自动设置垂直、水平和触发控制。
提示	应用自动设置要求被测信号的频率大于或等于50Hz，占空比大于1%。

（三）垂直系统的练习

目的	利用示波器自带校正信号，了解垂直控制区（VERTICAL）的按键旋钮对信号的作用
练习步骤	（1）将“CH1”或“CH2”的输入连线接到探头补偿器的连接器上；（2）按下AUTO按钮，波形清晰显示于屏幕上；（3）转动垂直POSITION旋钮，只是通道的标识跟随波形而上下移动；（4）转动垂直SCALE旋钮，改变“Volt/div”垂直档位，可以发现状态栏对应通道的档位显示发生了相应的变化，按下垂直SCALE旋钮，可设置输入通道的粗调/细调状态；（5）按CH1、CH2、MATH、REF，屏幕显示对应通道的操作菜单、标志、波形和档位状态信息，按OFF按键，关闭当前选择的通道。
提示	OFF按键具备关闭菜单的功能，当菜单未隐藏时，按OFF按键可快速关闭菜单，如果在按CH1或CH2后立即按OFF，则同时关闭菜单和相应的通道。

（四） CH1、CH2通道设置

目的	学习、掌握示波器的通道设置方法，搞清通道耦合对信号显示的影响
练习步骤	（1）在CH1接入一含有直流偏置的正弦信号，关闭CH2通道；（2）按CH1功能键，系统显示CH1通道的操作菜单；（3）按耦合→交流，设置为交流耦合方式，被测信号含有的直流分量被阻隔，波形显示在屏幕中央，波形以零线标记上下对称，屏幕左下方出现“CH1～”交流耦合状态标志；（4）按耦合→直流，设置为直流耦合方式，被测信号含有的直流分量和交流分量都可以通过，波形显示偏离屏幕中央，波形不以零线为标记上下对称，屏幕左下方出现直流耦合状态标志“CH1—”；（5）按耦合→接地，设置为接地方式，被测信号都被阻隔，波形显示为一零直线，左下方出现接地耦合状态标志“CH1file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps_clip_image-30231.png”。（6）
提示	每次按AUTO按钮，系统默认交流耦合方式，CH2的设置同样如此。交流耦合方式方便您用更高的灵敏度显示信号的交流分量，常用于观测模电的信号。直流耦合方式可以通过观察波形与信号地之间的差距来快速测量信号的直流分量，常用于观察数电波形。

（五）

目的	学习、掌握通道带宽限制的设置方法
练习步骤	（1）在CH1接入正弦信号，f=1KHz，幅度为几毫伏；（2）按CH1→带宽限制→关闭，设置带宽限制为关闭状态，被测信号含有的高频干扰信号可以通过，波形显示不清晰，比较粗；（3）按CH1→带宽限制→打开，设置带宽限制为打开状态，被测信号含有的大于20MHz的高频信号被阻隔，波形显示变得相对清晰，屏幕左下方出现带宽限制标记“B”。（4）
提示	带宽限制打开相当于输入通道接入一20MHz的低通滤波器，对高频干扰起到阻隔作用，在观察小信号或含有高频振荡的信号时常用到。

（六）

目的	学习、掌握探头衰减系数的设置
练习步骤	（1）在CH1通道接入校正信号；（2）按探头改变探头衰减系数分别为1X、10X、100X、1000X，观察波形幅度的变化；（3）
提示	探头衰减系数的变化，带来屏幕左下方垂直档位的变化，100X表示观察的信号扩大了100倍，依此类推。这一项设置配合输入电缆探头的衰减比例设定要求一致，如探头衰减比例为10：1，则这里应设成10X，以避免显示的档位信息和测量的数据发生错误，示波器用开路电缆接入信号，则设为1X。

（七）

目的	学习、掌握档位调节的设置方法
练习步骤	（1）在CH1接入校正信号；（2）改变档位调节为粗调；（3）调节垂直SCALE旋钮，观察波形变化情况，粗调是以1—2—5方式步进确定垂直档位灵敏度；（4）改变档位调节为细调；（5）调节垂直SCALE旋钮，观察波形变化情况。细调是指在当前垂直档位范围内进一步调整。如果输入的波形幅度在当前档位略大于满刻度，而应用下一档位波形显示幅度又稍低，可以应用细调改善波形显示幅度，以利于信号细节的观察。
提示	切换细调/粗调，不但可以通过此菜单操作，更可以通过按下垂直SCALE旋钮作为设置输入通道的粗调/细调状态的快捷键。

（八）

目的	学习、掌握波形反相的设置方法
练习步骤	（1） CH1、CH2通道都接入校正信号，并稳定显示于屏幕中；（2）按CH1、CH2反相→关闭（默认值），比较两波形，应为同相；（3）按CH1或CH2种的一个，反相→打开，比较两波形相位相差180o。
提示	波形反相是指显示的信号相对地电位翻转180o，其实质未变，在观察两个信号的相位关系时，要注意这个设置，两通道应选择一致。

（九）水平系统的练习

目的	学习、掌握水平控制区（HORIZIONTAL）按键、旋钮的使用方法
练习步骤	（1）在CH1接入校正信号；（2）旋转水平SCALE旋钮，改变档位设置，观察屏幕右下方“Time—— ”的信息变化；（3）使用水平POSITION旋钮调整信号在波形窗口的水平位置；（4）按MENU按钮，显示TIME菜单，在此菜单下，可以开启/关闭延迟扫描或切换Y—T、X—T显示模式，还可以设置水平POSITION旋钮的触发位移或触发释抑模式。
提示	转动水平SCALE旋钮，改变“s/div”水平档位，可以发现状态栏对应通道的档位显示发生了相应的变化，水平扫描速度以1—2—5的形式步进。水平POSITION旋钮控制信号的触发位移，转动水平POSITION旋钮时，可以观察到波形随旋钮而水平移动，实际上水平移动了触发点。触发释抑：指重新启动触发电路的时间间隔。转动水平POSITION旋钮，可以设置触发释抑时间。

（十）触发系统的练习

目的	学习、掌握触发控制区一个旋钮、三个按键的功能
练习步骤	（1）在CH1接入校正信号；（2）使用LEVEL旋钮改变触发电平设置；使用LEVEL旋钮，屏幕上出现一条黑色的触发线以及触发标志，随旋钮转动而上下移动，停止转动旋钮，此触发线和触发标志会在几秒后消失，在移动触发线的同时可观察到屏幕上触发电平的数值或百分比显示发生了变化，要波形稳定显示一定要使触发线在信号波形范围内；（3）使用MENU跳出触发操作菜单，改变触发的设置，一般使用如下设置： “触发类型”为边沿触发， “信源选择”为CH1， “边沿类型”为上升沿， “触发方式”为自动， “耦合”为直流；（4）按FORCE按钮，强制产生一触发信号，主要应用于触发方式中的“普通”和“单次模式”；（5）按50%按钮，设定触发电平在触发信号幅值的垂直中点。
提示	改变“触发类型”、“信源选择”、“边沿类型”的设置，会导致屏幕右上角状态栏的变化。触发可从多种信源得到：输入通道（CH1、CH2）、外部触发（EXT、EXT/5、EXT（50））、ACline（市电）。最常用的触发信源是输入通道，当CH1、CH2都有信号输入时，被选中作为触发信源的通道无论其输入是否被显示都能正常工作。但当只有一路输入时，则要选择有信号输入的那一路，否则波形难以稳定。外部触发可用于在两个通道上采集数据的同时，在EXT TRIG通道上外接触发信号。 ACline可用于显示信号与动力电之间的关系，示波器采用交流电源（50Hz）作为触发源，触发电平设定为0V，不可调节。

（十一）

目的	学习触发菜单中“触发方式”的三种功能
练习步骤	（1）在通道1接入校正信号；（2）按“触发方式”为自动。这种触发方式使得示波器即使在没有检测到触发条件的情况下也能采样波形，示波器强制触发显示有波形，但可能不稳定；（3）按“触发方式”为普通。在普通触发方式下，只有当触发条件满足时，才能采样到波形，在没有触发时，示波器将显示原有波形而等待触发；（4）按“触发方式”为单次。在单次触发方式下，按一次RUN/STOP按钮，示波器等待触发，当示波器检测到一次触发时，采样并显示一个波形，采样停止，但随后的信号变化就不能实时反映。
提示	在自动触发时，当强制进行无效触发时，示波器虽然显示波形，但不能使波形同步，显示的波形将不稳定，当有效触发发生时，显示器上的波形才稳定。

（十二）采样系统的设置

目的	学习和掌握采样系统的正确使用
练习步骤	（1）在通道1 接入几毫伏的正弦信号；（2）在MENU控制区，按采样设置钮ACQUIRE；（3）在弹出的菜单中，选“获取方式“为普通，则观察到的波形显示含噪声；（4）选“获取方式”为平均，并加大平均次数，若为64次平均后，则波形去除噪声影响，明显清晰；（5）选“获取方式”为模拟，则波形显示接近模拟示波器的效果；选“获取方式”为峰值检测，则采集采样间隔信号的最大值和最小值，获取此信号好的包络或可能丢失的窄脉冲，包络之间的密集信号用斜线表示。
提示	观察单次信号选用实时采样方式，观察高频周期信号选用等效采样方式，希望观察信号的包络选用峰值检测方式，期望减少所显示信号的随机噪声，选用平均采样方式，观察低频信号，选择滚动模式方式，希望避免波形混淆，打开混淆抑制。

（十三）显示系统的设置

目的	学习、掌握数字式示波器显示系统的设置方法
练习步骤	（1）在MENU控制区，按显示系统设置钮 DISPLAY （2）通过菜单控制调整显示方式；（3）显示类型为矢量，则采样点之间通过连线的方式显示。一般都采用这种方式；（4）显示类型为点，则直接显示采样点；（5）屏幕网格的选择改变屏幕背景的显示；（6）屏幕对比度的调节改变显示的清晰度。

（十四）辅助系统功能的设置

目的	学习、掌握数字式示波器辅助功能的设置方法
练习步骤	（1）在MENU控制区，按辅助系统设置钮UTILITY （2）通过菜单控制调整接口设置、声音、语言等；（3）进行自校正、自测试、波形录制等

（十五）迅速显示一未知信号

目的	学习、掌握数字式示波器的基本操作
练习步骤	（1）将探头菜单衰减系数设定为10X；（2）将CH1的探头连接到电路被测点；（3）按下AUTO（自动设置）按钮；（4）按CH2—OFF，MATH—OFF，REF—OFF；（5）示波器将自动设置，使波形显示达到最佳；在此基础上，可以进一步调节垂直，水平档位，直至波形显示符合要求。
提示	被测信号连接到某一路进行显示，其它应关闭，否则，有一些不相关的信号出现。

（十六）观察幅度较小的正弦信号

目的	学习、掌握数字式示波器观察小信号的方法
练习步骤	（1）将探头菜单衰减系数设定为10X；（2）将CH1的探头连接到正弦信号发生器，（峰-峰值为几毫伏，频率为几KHZ）；（3）按下AUTO（自动设置）按钮；（4）按CH2—OFF，MATH—OFF，REF—OFF；（5）按下信源选择选相应的信源 CH1；（6）打开带宽限制为20M；（7）采样选平均采样；（8）触发菜单中的耦合选高频抑制在此基础上，可以进一步调节垂直，水平档位，直至波形显示符合要求。
提示	观察小信号时，带宽限制为20M、高频抑制都是减小高频干扰；平均采样取的是多次采样的平均值，次数越多越清楚，但实时性较差。

（十七）自动测量信号的电压参数

目的	学习、掌握信号的电压参数的测量方法
练习步骤	（1）在通道1接入校正信号；（2）按下MEASURE按钮，以显示自动测量菜单；（3）按下信源选择选相应的信源 , CH1；（4）按下电压测量选择测量类型；在电压测量类型下，可以进行峰峰值、最大值、最小值、平均值、幅度、顶端值、底端值、均方根值、过冲值、预冲值的自动测量。
提示	电压测量分三页，屏幕下方最多可同时显示三个数据，当显示已满时，新的测量结果会导致原显示左移，从而将原屏幕最左的数据挤出屏幕之外。按下相应的测量参数，在屏幕的下方就会有显示。信源选择指设置被测信号的输入通道。

（十八）自动测量信号的时间参数

目的	学习、掌握示波器的时间参数测量方法
练习步骤	（1）在通道1接入校正信号；（2）按下MEASURE按钮，以显示自动测量菜单；（3）按下信源选择选相应的信源 CH1；（4）按下时间测量选择测量类型；在时间测量类型下，可以进行频率、时间、上升时间、下降时间、正脉宽、负脉宽、正占空比、负占空比、延迟1—2上升沿、延迟1—2下降沿的测量。
提示	时间测量分三页，按下相应的测量参数，在屏幕的下方就会有该显示，延迟1—2上升沿是指测量信号在上升沿处的延迟时间，同样，延迟1—2下降沿是指测量信号在下降沿处的延迟时间。若显示的数据为“*****”，表明在当前的设置下此参数不可测，或显示的信号超出屏幕之外，需手动调整垂直或水平档位，直到波形显示符合要求。

（十九）获得全部测量数值

目的	学习、掌握用示波器获得全部测量数值的方法
练习步骤	（1）在通道1接入校正信号；（2）按下MEASURE按钮，以显示自动测量菜单；（3）按全部测量操作键，设置全部测量状态为“打开”； 18种测量参数值显示于屏幕中央”。
提示	测量结果在屏幕上的显示会因为被测信号的变化而改变。此功能有些型号的示波器不具备。

（二十）观察两不同频率信号

目的	学习、掌握示波器双踪显示的方法
练习步骤	（1）设置探头和示波器通道的探头衰减系数为相同；（2）将示波器通道CH1 、CH2 分别与两信号相连；（3）按下AUTO按钮；（4）调整水平、垂直档位直至波形显示满足测试要求；（5）按CH1按钮，选通道1，旋转垂直（VERTICAL）区域的垂直POSITION旋钮，调整通道1波形的垂直位置。（6）按CH2按钮，选通道2 ，调整通道2 波形的垂直位置，使通道1、2的波形既不重叠在一起，又利于观察比较。
提示	双踪显示时，可采用单次触发，得到稳定的波形，触发源选择长周期信号，或是幅度稍大，信号稳定的那一路。

（二十一）用光标手动测量信号的电压参数

目的	学习、掌握用光标测量信号垂直方向参数的方法
练习步骤	（1）接入被测信号，并稳定显示；（2）按CURSOR选光标模式为手动；（3）根据被测信号接入的通道选择相应的信源；（4）选择光标类型为电压；（5）移动光标可以调整光标间的增量；（6）屏幕显示光标A、B的电位值及光标A、B间的电压值。
提示	电压光标是指定位在待测电压参数波形某一位置的两条水平光线，用来测量垂直方向上的参数，示波器显示每一光标相对于接地的数据，以及两光标间的电压值。旋转垂直POSITION钮，使光标A上下移动；旋转水平POSITION钮，使光标B上下移动。

（二十二）用光标手动测量信号的时间参数

目的	学习、掌握用光标测量信号水平方向参数的方向
练习步骤	（1）接入被测信号并稳定显示；（2）按CURSOR选光标模式为手动；（3）根据被测信号接入的通道选择相应的信源；（4）选择光标类型为时间；（5）移动光标可以改变光标间的增量；（6）屏幕显示一组光标A、B的时间值及光标A、B间的时间值。
提示	时间光标是指定位在待测时间参数波形某一位置的两条垂直光线，用来测量水平方向上的参数，示波器根据屏幕水平中心点和这两条直线之间的时间值来显示每个光标的值，以秒为单位。旋转垂直POSITION钮，使光标A左右移动；旋转水平POSITION钮，使光标B左右移动。

（二十三）用光标追踪测量信号的参数

目的	学习、掌握光标追踪测量方式的作用
练习步骤	（1）接入被测信号并稳定显示；（2）按CURSOR选光标模式为追踪；（3）根据被测信号接入的通道选择相应的信源；（4）移动光标可以改变十字光线的水平位置；（5）屏幕上显示定位点的水平、垂直光标和两光标间水平、垂直的增量。
提示	光标追踪测量方式是在被测信号波形上显示十字光标，通过移动光标的水平位置光标自动在波形上定位，并显示相应的坐标值，水平坐标以时间值显示，垂直坐标以电压值显示，电压以通道接地点位基准，时间以屏幕水平中心位置为基准。旋转垂直POSITION钮，使光标A在波形上水平移动；旋转水平POSITION钮，使光标B在波形上水平移动。