示波器使用常见问题解析
　　今天知识哥给大家介绍的内容是：示波器使用常见问题解析，对于电气工程师来说示波器的作用无可取代，它一直是工程师设计、调试产品的好帮手。但随着计算机、半导体和通信技术的发展，示波器的种类、型号越来越多，从而使示波器的作用得到详细的划分。示波器虽然分成好几类，各类又有许多种型号，但是一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不*相同外，但示波器的使用方法在基本方面都是相同的。下面从测试应用方面来介绍一下示波器的作用和它的基础使用方法。
　　示波器的作用是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果*的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
　　一、示波器的作用
　　1.广泛的电子测量仪器;2.测量电信号的波形(电压与时间关系);3.测量幅度、周期、频率和相位等参数;4.配合传感器，测量一切可以转化为电压的参量(如电流、电阻、温度磁强等)
　　二、示波器的作用-测量电压
　　利用示波器所做的任何测量，都是归结为对电压的测量。示波器可以测量各种波形的电压幅度，既可以测量直流电压和正弦电压，又可以测量脉冲或非正弦电压的幅度。更有用的是它可以测量一个脉冲电压波形各部分的电压幅值，如上冲量或顶部下降量等。这是其他任何电压测量仪器都不能比拟的。
　　三、示波器的作用-测量时间
　　示波器时基能产生与时间呈线性关系的扫描线，因而可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数，如周期性信号的重复周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、上升时间(前沿)和下降时间(后沿)、两个信号的时间差等等。
　　将示波器的扫速开关“t/div”的“微调”装置转至校准位置时，显示的波形在水平方向刻度所代表的时间可按“t/div”开关的指示值直读计算，从而较准确地求出被测信号的时间参数。
　　四、示波器的作用-测量相位
　　利用示波器测量两个正弦电压之间的相位差具有实用意义，用计数器可以测量频率和时间，但不能直接测量正弦电压之间的相位关系。利用示波器测量相位的方法很多，下面，仅介绍几种常用的简单方法。
　　1.双踪法 　2.李沙育图形法测相位
　　五、示波器的作用-测量频率
　　用示波器测量信号频率的方法很多，下面介绍常用的两种基本方法。
　　1.周期法
　　对于任何周期信号，可用前述的时间间隔的测量方法，先测定其每个周期的时间T，再用下式求出频率f ：f=1/T
　　例如示波器上显示的被测波形，一周期为8div，“t/div”开关置“1μs”位置，其“微调”置“校准”位置。则其周期和频率计算如下：
　　T=1us/div×8div = 8us
　　f= 1/8us =125kHz
　　所以，被测波形的频率为125kHz。
　　2.李沙育图形法测频率
　　将示波器置X-Y工作方式，被测信号输入Y轴，标准频率信号输入“X外接”，慢慢改变标准频率，使这两个信号频率成整数倍时，例如fx :
　　fy=1:2，则在荧光屏上会形成稳定的李沙育图形。
　　李沙育图形的形状不但与两个偏转电压的相位有关，而且与两个偏转电压的频率也有关。用描迹法可以画出ux与uy的各种频率比、不同相位差时的李沙育图形，几种不同频率比的李沙育图形。
　　利用李沙育图形与频率的关系，可进行准确的频率比较来测定被测信号的频率。其方法是分别通过李沙育图形引水平线和垂直线，所引的水平线垂直线不要通过图形的交叉点或与其相切。若水平线与图形的交点数为m，垂直线与图形的交点数n，则
　　fy / fx=m / n
　　当标准频率fx(或fy)为已知时，由上式可以求出被测信号频率fy(或fx)。显然，在实际测试工作中，用李沙育图形进行频率测试时，为了使测试简便正确，在条件许可的情况下，通常尽可能调节已知频率信号的频率，使荧光屏上显示的图形为圆或椭圆。这时被测信号频率等于已知信号频率。
　　由于加到示波器上的两个电压相位不同，荧光屏上图形会有不同的形状，但这对确定未知频率并无影响。
　　李沙育图形法测量频率是相当准确的，但操作较费时。同时，它只适用于测量频率较低的信号。
　　在我们了解了示波器的作用之后，相信很多朋友对示波器是干什么用的，主要用在什么方面有了一定的了解。虽然可能我们在日常生活中用不到示波器，但是它在工作台上的作用是无法忽视的，但很多工程师在使用示波器的时候难免会遇到一些问题，下面我们就来分析一下示波器在使用中常常会遇到的一些问题以及解决方法。
　　Q1:在高速串行测试时，对测试所需示波器有什么样的要求?哪几个指标是zui关键的?
　　A:基本来说对带宽和采样率要满足串行信号的要求，接下来就需要考察是否是差分信号，以及示波器对串行测试的分析功能，比如说码型的触发和解码等等。
　　Q2:在测量高速数字信号时，示波器的带宽是不是一定要是信号频率的5倍以上?为什么?
　　A:选择示波器的带宽，一般是被测信号的速率的2.5倍或信号zui高频率的5倍，这样可以看到高速信号的5次谐波。
　　Q3:测试时的带宽是如何影响测试结果?对测试仪器的带宽有何要求?
　　A:首先，带宽不足会损失掉信号的高频谐波分量，导致时间和幅度测试的不准确。然而即使带宽相同的示波器会表现出不同的上升时间，对应用来说，测量上升沿上发生的错误非常关键，另外在数据信号中，对眼图的张开度影响也很大。正因如此，上升时间指标对在时域中执行测量的设备(示波器)非常重要。
　　Q4:带宽是否越高越好?
　　A:前面提到，目前广泛使用的电路板、连接器、电缆和集成模块的上升时间非常有限，以至于高速信号经过传输之后高频分量损耗严重。许多新的第三代标准(USB3.0,PCIEGen3,10G-KR)已经考虑到这一点，要求的带宽比以前低得多。当然，也有一些例外情况，要求更高的带宽。比如100G以太网方案，它采用复杂的调制技术(DP-QPSK)，要求四个模拟输入及超过20GHz的带宽进行分析。鉴于这些应用，泰克已经宣布，其带宽超过30GHz的示波器将于今年下半年晚些时候推出。
　　Q5:怎样才能提高测试仪器的灵敏度呢?
　　A:选择合适的带宽，带宽过大会增加噪声，在垂直设置上，尽可能让信号填满屏幕，好充分利用示波器的AD位数，可以采用波形平均，合适的探头的带宽，选择高分辨率(Hi-res)采集模式等等。
　　以上就是我们对示波器的详细介绍，很多刚接触示波器的朋友可以多了解一下，这样对使用示波器有很大的帮助。