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示波器选用PC示波器还是台式示波器?

发布时间:2020-08-09    浏览次数:250

  示波器的物理特性介绍

  示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把人肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

  选择示波器得先看看示波器的带宽、采样频率、通道数,还有价格。通道数得看自己测量需求,采样率则是越高越好,带宽一般要是你要测信号频率的3到5倍测量则比较准确。

  一、确定你是想要PC示波器的还是台式示波器?

  这是两种不同的设备类型,可根据需要去选择示波器的类型。很多人喜欢用台式示波器,因为它可以直接放在试验台上测试电路信号,而不需要配置一台电脑才能使用。也有人喜欢PC示波器,通过USB来连接到电脑上使用。有用户一直以来都比较喜欢于PC示波器。首先是它只需要占用很小的地方,例如,用户可以将示波器垂直地放在桌子,这样就可以节省了一些地方。

  PC示波器的另一个原因是,它能够用电脑的键盘和鼠标来设置示波器,尤其是在用高级触发时,键盘和鼠标更加方便。另外,当你想要进行屏幕截图或者存储数据时,直接在用鼠标在电脑上操作就行,而不必先保存在示波器内,然后再通过一个U盘或者其他类似设备将其拷贝到电脑上。

  当然USB示波器也有一些缺点。人们抱怨最多的可能就是没有按钮控制功能。

  拥有一款PC示波器也意味着你能够拥有一个大尺寸的屏幕。一款高端的示波器可以在12.1英寸的屏幕上显示,但是你可以用200美元或者更低的价格为你的电脑购买一个22寸的显示屏来显示波形。如果你的示波器的软件支持多个窗口的话,那你就可以像图3中那样来设置多个显示界面。

  当然,如果你不想用你的电脑来配套示波器使用的话,这时你也许需要的就是一台台式示波器。

  二、什么是地线

  对PC示波器,人们抱怨最多的是它探头的地线跟USB的地线是连接在一起的!所以你需要确保在测试时,PC示波器和电脑的地线间没电压差。

  大多数示波器在进行测试时都需要考虑这个情况,不管台式示波器还是PC示波器。如果你用欧姆表来检测一下,你会发现那个 “探头地线”实际上也是和台式示波器的系统地连接在一起。因此对PC示波器存在抱怨是不太公平的。

  选用差分或者隔离示波器,他们主要用来消除在不同输入端之间的接地回路问题。他们也能给您更多的测量灵活性。比如说,如果你想要测试经过“高侧分流电阻”的电压,你就可以用差分示波器来测量了。当然,你也可以给普通单端示波器购买差分探头,同样可以实现差分测量。大多数的供应商都制作这样的探头(泰克、PicoTech和Rigol等)。

  三、输入信号类型

  几乎所有的示波器都有直流耦合和交流耦合的输入,你有时可能想要去对比示波器的最小量程和最大量程。其实,不要太过考虑那些所谓的上限和下限,除非您有很特殊的要求。当您考虑示波器的最大输入范围时,请记住你很有可能需要用到10:1的探头,这就意味着一个有±20V的输入范围的示波器可以在10:1的探头的帮助下变成范围为±200V。

  当考虑示波器的最小输入范围时,噪声是完全可以让你抓狂的!例如,示波器有一个1mV/div的范围,那么你就必须要考虑噪声的影响。测量一个非常小的信号时,一般不要在测量端使用有源探头。比如,你想要测经过分流器的电流的时候,是完全可以用差分放大芯片自己动手制作一个。

  除了真正的测量范围,你可能也会对“偏置范围”感兴趣。在DC耦合时,大多数示波器都能够去掉一个固定的电压(用偏置功能)。例如,你可以在一个最大1.0V的输入范围下测试1.2V的输入电压,因为示波器是可以先将信号上减少1V。当然,当你需要在一些固定的电压上去掉更小的信号时,将会更加方便。

  另一种常见的输入类型是50Ω阻抗输入。正常情况下,这就意味着示波器可以在AC、DC和DC50输入类型间切换。DC50的意思就是输入是有50Ω的阻抗的。一般用到更高模拟带宽的示波器上有这个功能。例如,它可以测量一个50Ω阻抗SMA连接器端输出的时钟信号。另外,50Ω的输入阻抗可以简化示波器与其他的实验仪器进行连接的步骤(不用额外配置1MΩ转50欧阻抗转换器)。如果你也想要用一个低噪声的放大器去测量一个非常小的信号,那也是没有问题的,因为你可以准确地将低噪声放大器的输出关闭。

  如果你最后需要DC50的终端,你可以购买一个50Ω的直通端子,最高配套1GHz 带宽的示波器使用。可以直接连接在示波器前端,从而获得50Ω的输入阻抗。

  一个大型的示波器公司往往会有不同带宽、不同输入范围,不同型号的产品。比如说,PicoScope5000系列最高带宽200MHz, DCAC高阻抗输入。PicoScope6000系列的示波器500MHz带宽及其以下的型号输入类型有DCACDC50。6000系列1000MHz带宽的示波器下只有50Ω的输入阻抗。其他的供应商几乎也是这样:在最高的带宽下也是有50Ω的输入阻抗,中等带宽的示波器有DCACDC50三种输入类型,低带宽示波器只有DCAC模式。

  四、探头的质量和类型

  示波器的探头质量会影响着你。这是你与示波器的互动桥梁。

  大多数“标准”的示波器探头是通用探头。

  PicoScope6000系列标配的探头,可以有通过型号区分:TA150(350MHz带宽)或者TA133(500MHz带宽)。根据你自己的需求和选项,如果你单独地订购这些探头的话,它的价格在$200到$400之间。

  如果你在使用一个高带宽的探头的话,那你要关心的是频率响应的平滑度。一个探头标称带宽1GHz,电压幅值在1GHz时会下降3dB。但是无良商家制造的产品不会有一个非常平滑的频率响应或者在-3dB点处没有下滑。

  在使用高带宽的探头的时候,接地将会是非常的重要的一个问题。也许会有更多更加适合的可用的接地的配件,这些可以查一下探头自带的一些说明文件。也不要担心不能为你自己的探头配置附件。

  五、数字输入

  最后,讲一下混合数字示波器,即,同一款示波器既有模拟通道,也有数字通道。这里也是个人的选择:也许你会想要一个单独的数字分析仪,或者是你希望将它内置到你的示波器中。

  一个不带逻辑分析仪的示波器相比,带有逻辑分析仪的示波器更加不划算。当你在评价它的时候,一定要看清楚通道数、最大采样率、缓存大小和逻辑分析仪能够解码的信号种类。

  一个示波器和分析仪组合在一起的仪器来获得数字和模拟信号的同步的时候,请记住这些仪器的一般都是可以输出一个触发信号的。所以如果你的示波器在开始捕捉模拟信号时,可以产生一个触发信号,那么你完全可以在数字逻辑分析仪同步捕捉同步的数据(反之亦然)。

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