(5).把探头上的“衰减”开关和CH1菜单中“衰减”选项的参数都改回10X,再重复上面的步骤(3)(4)。对比这两个测量过程的数据与波形,分析说明测量结果。
正弦波
方波
1MHz
2MHz
3MHz
4MHz
5MHz
对比(4)和(5)的实验数据,首先是正弦波的测量:信号频率超出6MHz时,(5)比(4)的测量电压的衰减程度要小的多。然后是方波的测量:(5)比(4)中信号的失真程度小。综上所述,(5)的测量结果是更为准确的。
这是因为在示波器实际测量中的带宽一般指示波器带宽和探头组成的系统的一个综合带宽,而探头在1X档时的带宽限制到6MHz,测量比6MHz高的信号会有很大的衰减,只有将把探头上的“衰减”开关和CH1菜单中“衰减”选项的参数都改回10X,带宽达到全带宽,此时的测量结果才是正确的。对于高频信号来说,示波器和探头组合起来的系统带宽要小于两者的带宽,因此选择合适的探头对于示波器的测量有很大的意义。
(6).把信号波形改为正弦波,并设置正弦波的“偏移”量为1VDC(相当于给正弦波叠加了一个1V的直流分量),查看波形在示波器上的显示。接着按压垂直CH1的菜单键,调出CH1的设置菜单,菜单第一项是“耦合”,有交流、直流和接地三个选项,请分别选择这三种输入耦合方式并观察相对应的波形变化,体会输入耦合功能对波形显示的影响。随后把信号接到模拟示波器的CH1输入,同样设置输入耦合的三种状态,观察波形的显示情况。顺便提醒一下,对于模拟示波器来说,要保证垂直方向电压读数的正确性,必需在读数之前先把输入耦合接地,并把扫描基线调节到坐标横轴的位置,此位置是电压的零点基准点。而数字示波器则有如图1-4的第6个信息标识,箭头1和2所指示的位置就是该通道的零电压参考位置。最后把正弦波的“偏移”量重新设为0VDC。
当选择交流输入耦合方式时,波形稳定显示。
当选择直流输入耦合方式时,波形上移1格(换算成1V)。
当选择接地时,波形为一条水平直线。
(7).按下数字示波器UTILITY(辅助功能)按钮显示UTILITY(辅助功能)菜单,选择“系统状态”查看当前显示波形关于水平控制、垂直控制和触发控制的参数设置
一览表。 7.利用数字示波器进行时间的直接测量
实验原理:示波器是测量一个数字时钟信号和脉冲时间参数的主要工具。一个典型的实际时钟信号波形如图1-5所示。利用示波器可以直接测量波形的时间参数。设被测时间为tx, 则 tx?ss?x
其中 ss ----- 示波器扫描速度,单位s/div、ms/div或μs/div。 x ----- 被测时间所对应的光迹在水平方向的距离。
图1-5 典型的实际数字时钟信号波形
如果使用模拟示波器直接测量时间,上式中X的读取会产生较大的误差,特别是象在测量时钟信号的上升时间或下降时间这样间隔很短的时间时将显得特别困难,甚至于不能完成测量。而对于数字示波器来说,则能够利用其数字采样特性所带来的超强扫描能力以及光标测量功能简单快捷准确的测量出极短的时间间隔。
实验内容:从DG1022函数信号发生器的CH1输出一个频率为1kHz,幅值为5Vpp的方波信号,输入到数字示波器的CH1上,CH1的垂直偏转灵敏度设为1V/格,扫描速度单位设为
25ns/格,调节水平位移旋钮使波形显示大约如下图所示,利用示波器的光标功能测量并记录此方波信号的上升时间。同样我们也可以利用光标功能很方便的来测量振荡的频率、振幅以及脉冲宽度等信号参数。
更为方便的,我们还可以从Measure(测量)功能菜单的“类型”中选择“上升时间”选项来直接读取方波信号上升时间的大小。
如图所示,测得方波信号上升时间大小tx=25.00ns。
8.数学运算功能的使用以及如何降低噪声对有用信号测量的影响。
从DG1022函数信号发生器的CH1输出一个频率为1kHz,幅值为5Vpp的方波信号,输入到数字示波器的CH1上并恰当显示;再 从DG1022函数信号发生器的CH2输出一个幅值为200mVpp的随机噪声信号,输入到数字示波器的CH2上并恰当显示。接着通过MATH(数学)菜单把两通道的信号相加,并把两通道的显示关掉,让屏幕只显示相加后的波形,此时我们看到的是一个带噪声的方波信号。请你通过ACQUIRE(采集)菜单的“平均值”选项来将信号从噪声中分离,并观察改变运行平均操作的次数对显示波形的影响。平均操作可降低随机噪声,并且更容易查看信号的详细信息,在实际测量中要学会使用。