示波器基礎使用說明和功能

　　交替和斷續

　　示波器CRT本身一次只能顯示一條掃跡。然而，在很多示波器應用中，常常要進行信號的比較，例如，研究輸入/輸出信號間的關系，或者一個系統對信號的延遲等。這就要求示波器實際上能同時顯示不只一個信號。

　　為了達到這一目的，可以用兩種辦法來控制電子束：

　　1.可以交替地畫完一條掃跡，再畫另一條掃跡。這種方法稱為交替模式，或簡稱為ALT模式。

　　2.可以在兩條掃跡之間迅速的進行開關或斬波切換，從而分段的畫出兩條掃跡。這稱為斷續模式或CHOP模式。其結果是在一次掃描的時間里一段接一段的畫出兩條掃跡。

　　斷續模式適合于在低時基速率下顯示低頻率信號，因為這時斬波器開關能快速進行切換。

　　交替模式適合于需要使用較快時基設置的高頻率信號的顯示。本書中我們用作示例的示波器在不同的掃描速度下能自動地ALT或CHOP模式以給出最好的顯示效果。用戶也可以手動選擇ALT或CHOP模式以適合特殊信號的需求。

　　帶寬

　　示波器最生根的技術指標就是帶寬。示波器的帶寬表明了該示波器垂直系統的頻率響應。示波器的帶寬定義為示波器在屏幕上能以不低于真實信號3dB的幅度來顯示信號的最高頻率。

　　—3dB點的頻率就是示波器所顯示的信號幅度“Vdisp”為示波器輸入端真實信號值“Vinput”的71%時的信號頻率，如下式所示：設：

　　dB(伏)=20log(電壓比)
　　—3Db=20log(Vdisp/Vinput)
　　—0.15=log(Vdisp/Vinput)
　　10-0.15=Vdisp/Vinput
　　Vdisp=0.7Vinput 

　　表示出一個100MHz示波器的典型頻率響應曲線。 一臺典型為100MHz示波器的頻率響應曲線(簡化的曲線和實際的曲線)　　出于現實的理由，通常把帶寬想象成為叔響曲線一直平坦延伸至其截止頻率，然后從該頻率以-20dB/+倍頻程的斜率下降。當然，這是一種簡化的考慮。實際上，放大器的靈敏度從較低的頻率就開始下降，百在其截止頻率達到-3dB。圖5中中同時給出了簡化的頻率響應曲線和實際的頻率響應曲線。

　　帶寬限制器

　　使用帶寬限制器可以把通常帶寬在100MHz以上的寬帶示波器的頻帶減小到20MHz的典型值。這樣就降低了噪聲電平和干擾，這對于進行高靈敏度的測量是非常有用的。

　　上升時間

　　上升時間直接和帶寬有關。上升時間通常規定為信號從其穩態最大值的10%到90%所用的時間。

　　上升時間是一個示波器從理論上來說能夠顯示的最快的瞬變的時間。示波器的高頻響應曲線是經過認真安排的。這就保證了具有高諧波含量的信號，如方波，能夠在屏幕上精確的再現。如果頻響曲線下降太快，則在信號的快速上升沿上就會發生振鈴現象。如果頻響曲線下降太慢，即在頻響曲線上下降開始得過早，則示波器總的高頻響應就受到影響，使得方波失去“方形”特性。

　　對于各種通用示波器來說，其高頻響應曲線是類似的。從該曲線我們可以得到一個示波器帶寬和上升時間的簡單關系公式。此公式為：

　　tr(s)=0.35/BW(Hz)

　　對于高頻示波器來說，這個公式可以表示為：

　　tr(ns)=350/BW(MHz)

　　對于一個100MHz的示波器來說，上升時間為3.5(ns=納秒10-9秒)

　　在示波器的標尺上刻有標明0%和100%的專門的線，用來進行上升時間的測量。測量時我們先用VAR靈敏度控制機構將被測認號的頂部和底部分別和標有0%和100%的線對齊。

　　然后找出信號和標尺上標有10%和90%的兩條線的交點。這樣，上升時間就可以從這兩個交點沿X軸方向的時間間隔讀出來。

　　要想測量一臺示波器的上升時間，我們使用與上述相同的方法，只是要求測試信號的上升時間應當比該示波器的上升時間短得多。為獲得2%的測量誤差，測試信號的上升時間至少應小于示波器上升時間的五分之一。示波器上顯示的上升時間應當是示波器上升時間和信號上升時間和組合函數。