如何使用示波器

美國泰克 TektronixTDS1012B數字示波器，TD1017A型信號發生器
美國泰克 TektronixTDS1012B數字示波器是利用電子束的電偏轉來觀察電壓波形的一種常用電子儀器，主要用于觀察和測量電信號。一般的電學量（如電流、電功率、阻抗等）和可轉化為電學量的非電學量（如溫度、位移、速度、壓力、光強、磁場、頻率）以及它們隨時間變化的規律都可以用示波器來觀測。由于電子的慣性很小，電子射線示波器一般可在很高的頻率范圍內工作。采用高增益放大器的示波器可以觀察微弱的信號；具有多通道的示波器，則可以同時觀察幾個信號，并比較它們之間的相應關系。

示波器的使用操作步驟

    1.利用儀器說明材料，對照儀器，熟悉美國泰克 TektronixTDS1012B數字示波器各旋鈕的作用和調節方法。
    2.取掃描頻率為50Hz，信號發生器的頻率為100Hz，觀察記錄波形；分別改變掃描頻率與信號頻率，觀察波形及變化。
    3.從CH1（或CH2）輸入正弦波，調節有關旋鈕，使熒光屏上出現穩定的波形。
    4.觀察描繪李薩如圖形并測量頻率
    (1)將已知頻率的正弦波連接到示波器通道1輸入端，并將顯示方式控制鈕置于X-Y檔；
    (2)將被測信號與通道2連接；
    (3)調節通道1和通道2取得適當的幅度；
   (4)記下已知信號的頻率，并保持不變，調節有關旋鈕和待測信號的頻率，使熒光屏上出現各種不同形狀的穩定的李薩如圖形，記下其形狀；利用fx:fy=Nx:Ny計算被測信號的頻率，并與信號發生器顯示的頻率進行比較。
注意事項
   1.為了保護熒光屏不被灼傷,示波器上光點的亮度不可調得太強,也不能讓亮點長時間停在熒光屏的一點上。
    2.示波器上所有開關與旋鈕都有一定的強度和調節角度，調節時不要用力過猛。
    3.注意公共端的使用，接線時嚴禁短路。
問題討論
   1.當Y軸輸入端有信號,但屏上只有一條水平線時,是什么原因?應如何調節才能使波形沿Y軸展開?
2.如果圖形不穩定,總是向左或向右移,應如何調節?
3.分析用示波器怎樣才能觀察到穩定的波形。
4.如果Y軸信號的頻率比X軸信號的頻率大的多,示波器上看到什么情形?
附錄
一、美國泰克TektronixTDS1012B數字示波器簡介
    (1)電源 （POWER）
    電源線路開關，當此開關接通時儀器通電，指示燈亮。
    (2)輝度（INTEN）
    控制顯示亮度。
    (3)聚焦(FOCUS)
    供調節出*佳清晰度。
    (4)刻度照明（SCALE）
    控制刻度照明的亮度。
    (5)掃跡旋轉（TRACE  ROTATION）
    機械地控制掃跡與水平刻度線成平行位置。
    (6)接地
    輸入信號源與本儀器連接的接地端。
    (7)垂直方式(Y方式)
    選擇垂直工作方式和X--Y工作方式。以下方式可供選擇：
    通道1（ CH1）：僅顯示通道1。在X--Y顯示時，通道1的作用由觸發源開關決定。
    通道2（ CH2）：僅顯示通道2。在X--Y顯示時，通道2的作用也由觸發源開關決定。
    雙蹤（DUAL）：兩個通道的信號雙蹤顯示。在這一方式下，將掃描速度置于低于0.5ms/格范圍時為斷續顯示，置于高于0.2ms/格范圍時為交替顯示。
    相加（ADD）：加入通道1和通道2輸入端的信號代數相加并在示波管屏幕上顯示其和。通道2“極性”開關可使顯示為CH1+CH2或CH1-CH2。
   (8)位移 （拉出增益×5）—（PULL×5GAIN）
    控制所顯示波形的垂直位移。此旋鈕也是用作控制靈敏度擴展5倍（10倍）的推拉開關。
    (9)伏特/格 VOLTS/DIV
   按1---2-5序列分11檔選擇垂直偏轉因數。要獲得校正的偏轉因數，“微調”旋鈕必須置于校正（CAL）位置。
    (10)微調（VARIABLE）
    提供在“伏特/格”開關各校正檔位之間連續可調的偏轉因數。
    (11)通道1、通道2輸入端（CH1 CH2 INPUT）
    通道1/通道2偏轉信號或X—Y顯示方式下的Y軸/X軸偏轉信號的輸入端。
    (12)交流—地—直流（AC—GND—DC）
    用以選擇以下耦合方式的開關。
   AC：信號經電容耦合到垂直放大器，信號的直流成分被阻斷，低頻極限（低端—3點）約為4HZ。
    GND：輸入信號從垂直放大器的輸入端斷開且輸入端接地，輸入信號不接地。
    DC：輸入信號的所有成分都送入垂直放大器。
    (13)極性（POLARITY）
    用以轉換通道2顯示極性的開關。當按鈕處于按入位置時極性反向相。
    (14)位移（POSITION）
    控制顯示的水平位移。
    (15)釋抑控制
    控制顯示掃描釋抑時間的旋鈕，此旋鈕也是用作控制顯示掃描速度擴展10倍的推拉開關。
    (16)時間/格（SEC/DIV）
   以1—2—5順序分18級或21級選擇掃描速度。要得到校正的掃描速度，“微調”旋鈕必須置于校正（CAL）位置。
    (17)微調（VARIABLE）
    提供在“時間/格”開關各校正檔位之間連續可調的掃描速度。
    (18)電平/觸發極性（LEVEL/SLOPE）
   控制觸發電平的旋鈕。這一旋鈕也是用于控制選擇觸發極性的推拉開關。旋鈕處于推入狀態時為正向觸發，拉出時為負向觸發。
    (19)掃描方式（SWEEP MODE）
    用于選擇以下方式
   AUTO：掃描可由重復頻率50HZ以上和在由“耦合方式”開關確定的頻率范圍內的信號所觸發。當“電平”旋鈕旋至觸發范圍以外或無觸發信號加至觸發電路時，由自激掃描產生一個基準掃跡。
   NORM：掃描可由在“耦合方式”開關所確定的頻率范圍以內的信號觸發。當“電平”旋鈕旋至觸發范圍以外或無觸發信號加至觸發電路時，掃描停止。
    (20)耦合方式（COUPLING）
    選擇以下觸發信號耦合方式
    AC（EXEDC）；選擇內觸發時為交流耦合，選擇外觸發時為直流耦合。交流耦合截止直流和衰減低于約20HZ的信號。高于約20HZ的信號可以通過。直流耦合允許從直流至20MHZ的各種觸發信號通過。
    TV—V，TV—H：這種耦合方式適合于全電視信號的測試。
    (21)觸發源（SOURCE）
    選擇觸發信號源
   CH1/CH2：置于這兩個位置時為內觸發。當“垂直工作方式”開關置于“雙蹤”時，下列信號被用于觸發：當觸發源開關處于CH1位置時連接到CH1INPUT端的信號用于觸發；處于CH2位置時連接到CH2INPUT的信號用于觸發，當“垂直工作方式”開關置于CH1或CH2時，觸發信號源開關的位置也應相應置于CH1或CH2。
    EXT：觸發信號從連接到觸發信號輸入端的信號中取得。
    (22)輸入端（INPUT）
    外觸發信號或外水平信號輸入端。
    (23)校正輸出(CAL OUT)
0.       3V校正電壓輸出端。
    (24)Z軸輸入端(Z AXIS INPUT）
    外輝度調制信號輸入端。
    (25)交流電源輸入端(AC LINE INPUT)
    連接電源線的插口。
    (26)保險（FUSE）
    容納0.3V慢熔斷保險管的保險絲。
二、TD1017A型信號發生器
這是一種正弦信號發生器，它能產生頻率為1Hz到1MHz的正弦電壓。它的頻率比較穩定，輸出幅度可調。面板上的電壓指示是在輸出衰減器前的信號電壓有效值。面板布置如圖14-6所示。
頻率范圍共分六檔。每一檔中，又由右上方三個旋鈕來調節信號頻率。例如當各旋鈕的位置處于如圖中所示的位置時，輸出信號的讀數為
      f=10×(4×1+3×0.1+11×0.01)=44.1Hz
  信號發生器的輸出電壓是經過內部衰減器輸出的。輸出信號的大小由面板上電壓表讀數和衰減倍數的大小決定。由于衰減倍數范圍較大，所以取其對數值刻在“輸出衰減”旋鈕周圍。衰減倍數用分貝值(dB)表示，其定義為
              分貝值=
其中U為未經衰減器的電壓，由面板上電壓表讀出，示值為有效值。U出為經過衰減器后輸出電壓有效值。例如：圖18-10中電壓表指示3.6V，“輸出衰減”指示40分貝。
          40=
          U出=3.6/102=0.036V
    頻率的給定誤差為+1%，電壓表的準確等級為5級，衰減器誤差+5%。