Agilent安捷倫已改名為Keysight,示波器產品從手持式型號到高測量精度的實時示波器,20MHz至90GHz帶寬,實現對復雜信號的快捕獲和立即響應,儀器的使用也極為方便。該選件并提供過去難以企及的先進測量性能,以幫助計算機、通信和國防領域的研發工程師加速新產品的開發。
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。在被測信號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。
示波器的分類
示波器可以分為模擬示波器和數字示波器,對于大多數的電子應用,無論模擬示波器和數字示波器都是可以勝任的,只是對于一些特定的應用,由于模擬示波器和數字示波器所具備的不同特性,才會出現適合和不適合的地方。
模擬式
模擬示波器的工作方式是直接測量信號電壓,并且通過從左到右穿過示波器屏幕的電子束在垂直方向描繪電壓。
數字式
數字示波器的工作方式是通過模擬轉換器(A DC)把被測電壓轉換為數字信息。數字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,并對樣值進行存儲,存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止,隨后,數字示波器重構波形。
數字示波器可以分為數字存儲示波器(DSO),數字熒光示波器(DPO)和采樣示波器。
模擬示波器要提高帶寬,需要示波管、垂直放大和水平掃描全面推進。數字示波器要改善帶寬只需要提高前端的A/D轉換器的性能,對示波管和掃描電路沒有特殊要求。加上數字示波管能充分利用記憶、存儲和處理,以及多種觸發和超前觸發能力。廿世紀八十年代數字示波器異軍突起,成果累累,大有全面取代模擬示波器之勢,模擬示波器的確從前臺退到后臺。
下圖為數字示波器的實拍波形圖。
由示波管的原理可知,一個直流電壓加到一對偏轉板上時,將使光點在熒光屏上產生一個固定位移,該位移的大小與所加直流電壓成正比。如果分別將兩個直流電壓同時加到垂直和水平兩對偏轉板上,則熒光屏上的光點位置就由兩個方向的位移所共同決定。
雙線示波
在電子實踐技術過程中,常常需要同時觀察兩種(或兩種以上)信號隨時間變化的過程。并對這些不同信號進行電量的測試和比較。為了達到這個目的,人們在應用普通示波器原理的基礎上,采用了以下兩種同時顯示多個波形的方法:一種是雙線(或多線)示波法;另一種是雙蹤(或多蹤)示波法。應用這兩種方法制造出來的示波器分別稱為雙線(或多線)示波器和雙蹤(或多蹤)示波器。
雙線(或多線)示波器是采用雙槍(或多槍)示波管來實現的。下面以雙槍示波管為例加以簡單說明。雙槍示波管有兩個互相獨立的電子槍產生兩束電子。另有兩組互相獨立的偏轉系統,它們各自控制一束電子作上下、左右的運動。熒光屏是共用的,因而屏上可以同時顯示出兩種不同的電信號波形,雙線示波也可以采用單槍雙線示波管來實現。這種示波管只有一個電子槍,在工作時是依靠特殊的電極把電子分成兩束。然后,由管內的兩組互相獨立的偏轉系統,分別控制兩束電子上下、左右運動。熒光屏是共用的,能同時顯示出兩種不同的電信號波形。由于雙線示波管的制造工藝要求高,成本也高,所以應用并不十分普遍。
雙蹤示波
雙蹤(或多蹤)示波是在單線示波器的基礎上,增設一個專用電子開關,用它來實現兩種(或多種)波形的分別顯示。由于實現雙蹤(或多蹤)示波比實現雙線(或多線)示波來得簡單,不需要使用結構復雜、價格昂貴的“雙腔”或“多腔”示波管,所以雙蹤(或多蹤)示波獲得了普遍的應用。
(1)雙蹤示波的顯示原理
電子開關K的作用是使加在示波管垂直偏轉板上的兩種信號電壓作周期性轉換。例如,在0~1這段時間里,電子開關K與信號通道A接通,這時在熒光屏上顯示出信號UA的一段波形;在1~2這段時間里,電子開關K與信號通道B接通,這時在熒光屏上顯現出信號UB的一段波形;在2~3這段時間里,熒光屏上再一次顯示出信號UA的一段波形;在3~4這段時間里,熒光屏上將再一次顯示出UB的一段波形……。這樣,兩個信號在熒光屏上雖然是交替顯示的,但由于人眼的視覺暫留現象和熒光屏的余輝(高速電子在停止沖擊熒光屏后,熒光屏上受沖擊處仍保留一段發光時間)現象,就可在熒光屏上同時看到兩個被測信號波形。
雙蹤示波器基本原理
為了保持熒光屏顯示出來的兩種信號波形穩定,則要求被測信號頻率、掃描信號頻率與電子開關的轉換頻率三者之間必須滿足一定的關系。
首先,兩個被測信號頻率與掃描信號頻率之間應該是成整數比的關系,也就是要求“同步”。這一點與單線示波器的原理是相同的,區別在于被測信號是兩個,而掃描電壓是一個。在實際應用中,需要觀察和比較的兩個信號常常是互相有內在聯系的,所以上述的同步要求一般是容易滿足的。
為了使熒光屏上顯示的兩個被測信號波形都穩定,除滿足上述要求外,還必須合理地選擇電子開關的轉換頻率,使得在示波器上所顯示的波形個數合適,以便于觀察。下面談談電子開關的工作方式問題,這個問題與電子開關的轉換頻率有關。
電子開關的工作方式有“交替”轉換和“斷續”轉換兩種。
(2)雙蹤示波器的基本組成
它主要是由兩個通道的Y軸前置放大電路、門控電路、電子開關、混合電路、延遲電路、Y軸后置放大電路、觸發電路、掃描電路、X軸放大電路、Z軸放大電路、校準信號電路、示波管和高低壓電源供給電路等組成。
校正信號電路產生一個一定頻率、一定幅度的矩形信號(如國產SR-8型兩蹤示波器的校正信號是頻率為lkHz、幅度為1V)。它是作校正Y軸放大電路的靈敏度和X軸的掃描速度之用的。
高、低壓電源供給電路中的低壓是供給示波器各級所需的低壓電源的,高壓是供給示波管顯示系統電源的。
安捷倫示波器貴嗎
安捷倫示波器的價格從幾千到幾萬、十幾萬、百萬的都有,沒有一個大概的價格,主要還是需要看你的對示波器的要求和用途的。幾千到百萬都有,低端與高端之分。示波器主要三個指標:帶寬、采樣率、存儲深度。 指標越高價格越貴。
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