記憶示波器(或數(shù)字存儲示波器,DSO)在設(shè)置時間基準(zhǔn)(Time/div)時,通常需要用戶手動輸入或根據(jù)信號特性調(diào)整,但現(xiàn)代示波器可通過自動測量功能或快速設(shè)置選項間接輔助用戶確定合適的時間基準(zhǔn)。以下是具體方法和原理:
一、示波器如何“知道”信號頻率?
- 自動測量功能
- 原理:示波器對采集的波形進(jìn)行數(shù)字信號處理,通過過零點檢測或快速傅里葉變換(FFT)計算信號頻率。
- 操作:
- 按下 Measure(測量)按鈕,選擇 Frequency(頻率)。
- 示波器自動顯示信號頻率(如 1kHz、10MHz 等)。
- 局限性:
- 若信號幅度過小或噪聲較大,測量可能不準(zhǔn)確。
- 對于復(fù)雜信號(如調(diào)制波、多頻信號),可能顯示主頻或最低頻率。
- 光標(biāo)測量
- 原理:通過測量兩個相鄰周期的時間差(Δt),計算頻率(f = 1/Δt)。
- 操作:
- 按下 Cursor(光標(biāo))按鈕,選擇 Time 模式。
- 移動光標(biāo)到兩個相鄰波峰或波谷,讀取時間差。
- 適用場景:自動測量不準(zhǔn)確時,手動驗證頻率。
- FFT 分析
- 原理:將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號,顯示信號的頻譜分布。
- 操作:
- 按下 Math(數(shù)學(xué))按鈕,選擇 FFT。
- 觀察頻譜圖,確定主頻成分。
- 適用場景:分析信號的諧波成分或干擾頻率。
二、根據(jù)頻率設(shè)置時間基準(zhǔn)
- 推薦時間基準(zhǔn)公式
Time/div=格數(shù)信號周期
復(fù)制代碼通常選擇波形占據(jù) **3-5 格**,便于觀察。
- 示例:
- 若信號頻率為 1kHz(周期 1ms),建議選擇 200μs/div(波形占據(jù) 5 格)。
- 若信號頻率為 10MHz(周期 100ns),建議選擇 20ns/div。
- 快速設(shè)置選項
- 功能:示波器提供預(yù)設(shè)的 Time/div 選項,根據(jù)頻率范圍自動推薦。
- 操作:
- 按下 Auto Setup(自動設(shè)置)按鈕,示波器自動選擇合適的水平和垂直刻度。
- 或選擇 Quick Menu(快速菜單)中的 Frequency Range(頻率范圍),如 1kHz-10kHz、1MHz-10MHz。
三、手動調(diào)整技巧
- 觀察波形完整性
- 若波形超出屏幕,增大 Time/div。
- 若波形稀疏,減小 Time/div。
- 結(jié)合觸發(fā)模式
- 單次觸發(fā):用于觀察瞬態(tài)信號,需精確設(shè)置觸發(fā)點。
- 自動觸發(fā):用于觀察重復(fù)信號,可適當(dāng)放寬 Time/div。
- 使用水平擴(kuò)展(Zoom)
- 若需測量信號細(xì)節(jié)(如上升沿、下降沿),可放大至 10ns/div 或更小。
四、注意事項
- 避免過采樣或欠采樣
- 過采樣:Time/div 設(shè)置過小,導(dǎo)致波形細(xì)節(jié)模糊。
- 欠采樣:Time/div 設(shè)置過大,導(dǎo)致波形稀疏。
- 解決方法:根據(jù)信號頻率動態(tài)調(diào)整 Time/div。
- 考慮存儲深度
- 存儲深度:示波器一次采集的點數(shù)。
- 影響:存儲深度越大,可顯示的時間窗口越長,但需配合適當(dāng)?shù)?nbsp;Time/div。
- 示例:若存儲深度為 10Mpts,Time/div 為 1μs,則可顯示 10ms 的波形。
- 觸發(fā)位置對齊
- 觸發(fā)位置:示波器開始采集波形的時刻。
- 調(diào)整方法:通過 Trigger Position 旋鈕或菜單調(diào)整觸發(fā)點位置。
- 示例:將觸發(fā)點設(shè)置為波形中心,便于觀察上升沿和下降沿。
五、總結(jié):如何快速設(shè)置時間基準(zhǔn)?
- 自動測量頻率:
- 使用示波器的 Measure 功能獲取信號頻率。
- 或通過 FFT 分析頻譜,確定主頻。
- 選擇合適的時間基準(zhǔn):
- 根據(jù)公式 Time/div = 周期 / 格數(shù),選擇波形占據(jù) 3-5 格的 Time/div。
- 快速設(shè)置選項:
- 使用 Auto Setup 或 Quick Menu 中的頻率范圍預(yù)設(shè)。
- 手動微調(diào):
- 根據(jù)波形顯示效果,動態(tài)調(diào)整 Time/div,確保波形清晰、完整。
六、示例
信號頻率 | 推薦 Time/div | 顯示效果 |
---|
1kHz | 200μs/div | 波形占據(jù) 5 格 |
10kHz | 50μs/div | 波形占據(jù) 5 格 |
1MHz | 200ns/div | 波形占據(jù) 5 格 |
10MHz | 20ns/div | 波形占據(jù) 5 格 |
通過以上方法,可快速、準(zhǔn)確地設(shè)置記憶示波器的時間基準(zhǔn),確保信號清晰顯示。