第六章 常见仪器的使用介绍本章要点:
1.双通道数字存储示波器 GDS-820/840 的使用
2.直流电源的使用介绍
3,数字万用表的使用双通道数字存储示波器的使用
GDS-820/840是一种好用的双通道数字存储示波器,特征如下,
1、宽 150MHz(GDS-840系列为 250MHz),每一通道取样率 100Msa/s(每通道 25GSa/s E.T取样率)。
2、可侦测到 10ns的短时脉冲。
3、单色或彩色 LCD显示( GDS-820,GDS-820S和
GDS-840S为单色显示,GDS-820C和 GDS-840C为彩色显示)。
3、两个输入信道,每一信道的记录长度为 125k点和 8个字节的垂直分辨率,每个通道可同时采集波形。
4、时基,1ns/div~ 10s/div。
6,6位触发计频器。
7、动快速调整和手动操作。
8、四种采集模式:取样,峰值侦测,平均,累加。
9、游标和 15种连续可调,自动量测:
10,Vhi,Vio,Vmax,Vmin,Vpp,Vaverage,Vrms,Vamp,上升时间,下降时间,工作周期,频率,周期,。
11,15组储存器用于前面板设置存取。
12,2组存储器可用于波形轨迹记录。
13,FFT频谱分析。
14、具有,program mode”和,Go-No Go”功能。
15、视频和脉冲宽度触发。
16,8× 12格波形显示(关闭菜单)。
17、具有打印机接口,RS-232和 USB输出接口,GPIB界面模块(所有的界面模块只有 GDS-820S,GDS-820C,
GDS-840S,GDS-840C可用)。
先进的由 32位微处理器控制的 GDS-820/840数字存储示波器满足大多数工业应用要求。易于操作的,Autoset”
功能可自动调整测量参数。屏幕读出和电压,频率的游标测量功能使操作变得很方便。可存储 15组不同用户在仪器上的设置并可不受约束的调出使用。利用内置的 RS-232
系列接口可以用 PC远程控制操作。 6位计频器提供用户较精确的频率值。标准 USB接口可用特殊软件将示波器 LCD
的屏幕转移至计算机。,program”模式可帮助用户记录所有必要的测量指令和重放所有指令。,Go-No Go”功能对于需要区分细节情况的通过或失败非常有用。
首次操作
在每次操作仪器前必须检查保护性接地是否接好。示波器电源线要插入电源插座,
测试导线必须和示波器输入端连接。检查待测物是否关闭电源,然后连接测试探棒至测试点,最后再开启示波器和待测物电源。
按下示波器电源按钮,ON/STBY”,经过几秒钟系统启动后,仪器将恢复到上次使用的操作模式。
如要在示波器上显示一个没有失真的波形,探棒必须符合每一个垂直放大器的输入阻抗。为了以上原因,一个内建的校正产生器提供一个 1kHz频率,具有很快上升时间和很小过激的方波信号于 LCD下方的输出端给探棒补偿用。因为方波的信号是给探棒补偿用,所以频率的精确度和脉冲的作用周期因子不是很重要。
输出端提供 2Vpp± 3%的方波给 10,1的探棒。当 Y偏向系数设为 50mV/div时,校正电压会对应到四格垂直方格
( 10,1探棒)。
用户可依照图 2来检查探棒是否正确校准,如果波形显示过补偿或欠补偿,可使用调整工具来调整补偿。
1,探棒校准,
图 2 图形补偿
AUTOSET:
autoset功能提供任何一个输入信号稳定的触发显示。
下表 AUTOSET 功能的默认值,
控制功能 Autoset功能之默认值采集模式 取样采集停止后 只按 RUN/STOP钮显示模式 向量显示格式 YT
水平位置 在屏幕网格线之中间水平刻度 取决于信号频率之高低触发耦合 DC
触发准位 数据中心点为触发源触发位置 中间触发斜率 正缘触发源 若 CH1与 CH2都有输入则采用较高通道触发种类 边缘触发垂直频宽 Full
垂直耦合 DC或 AC(取决于信号)
垂直位移 0V
垂直刻度 取决于信号位准大小显示区域:
4,Run/Stop指示
5,触发状态
6,触发准位指示
7,信道位置指示
8,延迟触发指示
9,CHI1和 CH2的状态显示
10,取样速率读出
11,水平状态读出
12,触发源和状态读出
13,触发类型和模式读出
14,采集状态
15,界面类型指示
16,触发计频器垂直控制:
1,CH1,CH2的 POSITION旋钮,调节波形的垂直位置
2,CH1,CH2的菜单按钮。显示垂直波形功能和波形显示开关
3,MATH功能按钮,选择不同的数学处理功能
4,VOLTS/DIV旋钮,调节波形的垂直刻度
3.面板介绍水平控制:
HORI MENU 选择水平功能的菜单
水平的 POSITION旋钮,调整波形的水平位置
TIME/DIV旋钮,调整波形的水平刻度触发控制:
1、电源开关
2、选择触发类型,触发源和触发模式
3、调节触发位准其它控制:
1,选择采集模式
2,控制显示模式
3,选择使用功能
4,设置为编程模式
5,设置游标类型
6,VARIABLE旋钮,多功能控制旋钮
7,15种自动测量通路
8,AUTOSET按钮,自动调节信号轨迹的设定值
9,打印输出 LCD显示的硬拷贝
10,开始和停止波形的采集
11,存储或取出波形设置
12,清除设定键,可清除波形
13,在 LCD显示屏上显示内置帮助文件
14,编程模式下停止重放
BNC输入:
1,CH1和 CH2接受信号的 BNC接头
2,接地
3,外部触发 BNC接头危险高电压注意内容参考本手册保护性导电端子接地端 接地端警告 ﹕ 表示产品在某一确认情况下或是在实际应用上之结果可能会对人体产生伤害甚至于造成生命之损失。
注意 ﹕ 表示产品在某一确认情况下或是在实际应用上之结果可能会对本产品或是其它产品造成损坏 。
后面板,
1,主电源开关
2,AC电源插座
3,GPIB接口
4,保险丝座
5,自我校正输出端
6.,GO/NO GO”输出端
7,USB连接器
8,打印机接口
9,RS-232接口垂直控制
CH1,CH2,CH1或 CH2被选择时,垂直菜单包括以下项目。这两个按钮也是信道 1或信道 2波形显示的开关。如果通道 1或 2被关闭,LED指示灯会熄灭。
coupling:按 F1选 AC,DC或接地耦合
Invert On/Off:按 F2选择波形是否反向显示,On时,
反向显示,Off时,正向显示。
Bw Limit On/Off,F3频宽限制设定键,On时,设定频宽为 20MHz,Off时设定频宽为全频宽。
Probe 1/10/100:按 F4选择探棒衰减 × 1,× 10,
× 100。
Impedance 1MΩ:输入阻抗显示( GDS-820系列只有 1MΩ可选,GDS-840可选 50Ω或 1MΩ)。
数学处理设定键
MATH,数学处理设定键,MATH功能被选择时,可用 F1选择 CH1+CH2,CH1-CH2或 FFT(快速傅立叶转换)。用
FFT功能可以将一个时域信号转换成频率构成。
CH1+CH2,信道 1和信道 2的波形相加
CH1-CH2,信道 1和信道 2的波形相减。
数学处理 CH1+CH2/CH1-CH2的波形的位准可以用
VARIABLE旋钮来调整。数学处理位置指示( LCD左面)
同时改变位置。
FFT,FFT详细操作如下操作:按 MATH按钮,选择 FFT功能。选择源通道和窗口运算法则。再按一下 MATH解除 FFT频谱显示。
Source CH1/CH2:选择频谱分析的通道。
Window Rectangular/Blankman/Hanning/Flattop:
Window Rectangular:转换到 Rectangular窗口模式
Window Blankman,转换到 Blankman窗口模式
Window Hanning:转换到 Hanning窗口模式
Window Flattop,转换到 Flattop窗口模式
Position:旋转 VARIABLE旋钮改变显示屏上 FFT位置值。
LCD左面的数学处理位置指示总是指向约 0dB,这里 0dB
定义为 1Vrms。
Unit/div 20/10/5/2/1 dB:按 F5键来选择频谱的垂直衰减。
有 20dB/div,10dB/div,5dB/div,2dB/div,1dB/div。
FFT频谱游标测量,FFT频谱的衰减量( dB)和频率( Hz)
可以用游标量测。按下 CURSOR按钮,用 F1选择 Source
MATH。
FFT频谱游标测量,FFT频谱的衰减量( dB)和频率( Hz)可以用游标量测。按下 CURSOR按钮,用 F1选择 Source MATH。
Source MATH:选择 FFT频谱游标测量功能。
Horizontal:旋转 VARIABLE旋钮调节水平游标。参考值显示在 LCD上。
f1,第一次游标的频率指示
f2,第二次游标的频率指示
Δ:f1和 f2值的差
div,当前每格的频率值
Vertical:旋转 VARIABLE旋钮调节垂直游标。参考值显示在 LCD上 。
M1:第一次游标的值
M2:第二次游标的值
Δ,M1和 M2值的差
FFT频谱游标测量:
水平控制
MENU,控制所选波形的时基,水平位置,和水平值。
Main,显示主时基
Window,选择正常显示和缩放按 F2键显示窗口缩放的时基,这时,除放大区域外波形显示区域将变成暗灰色。用 TIME/DIV旋钮改变区域内时基的长度(窗口框线时基范围:从 2ns到当时设定时基快一档以上速率。例如,所选时基 1ms,最大窗口框线时基为 500μs),用 POSITION旋钮改变位置。
Window Zoom,按 F3来显示缩放波形。
ROLL,按 F4选取滚动方式显示波形。这时,系统将从采集模式中选择滚动模式,自动将时基设定为 ≧ 200ms/div。
XY,如果想在水平方向显示 CH1,垂直方向显示 CH2,可选
X-Y模式。
触发控制,当仪器开始取得并显示一个波形时,触发可以从不稳定的杂乱或空白的屏幕产生有意义的波形。按触发
MENU键,触发菜单提供 Type,Source,Mode或
Slope/Coupling选择控制功能。
Type( Edge/Video/Pulse/Delay),按 F1选择不同的触发类型:边缘触发,视频触发,脉冲触发,和延迟触发。
Source,选择触发源
CH1:选 CH1为触发源
CH2:选 CH2为触发源
External:选择,EXT TRIG”输入端信号作为触发源。注意,本仪器可以触发外部信号,但不能显示它们。
Line,选 AC线电压作为触发源。
MODE,选择触发模式
Auto Level,F3自动准位触发选取键,系统内部会自动设定触发点于准位调整界限数值的中央,以确保触发稳定。
Auto:在此模式下,如果没有触发事件的情况下,示波器会产生内部触发。当你需要一个没有触发,时基设定在
500ms/div或更慢一点的波形时,可选择自动触发模式,
在实际时间降低到 5s/div时继续观察低速现象。
Normal:常态触发选择键,选择此模式时,只可在仪器被触发时取得一个波形。如没有触发,将不会有波形。
Single:单击( Single Shot)触发选取键,当按 F3选此模式时,内部系统会依据使用者的操作程序,当第一次触发脉冲发生时,随即执行一次取样处理,并显示本次所取得波形信息,内部系统即停滞一切处理动作。若需另一次触发,只需按 RUN/STOP钮即可。在设定触发、水平、垂直控制以取得一个单击触发事件前,用户必须知道波形信号的大小、长短和 DC偏移量。
SLOPE/COUPLING,按 F5键改变触发斜面和触发耦合。
Slope:按 F1键选择触发斜面,示波器将改变触发斜面的上升缘或下降缘。
Coupling DC/AC:按 F2键选择 DC耦合()或 AC耦合()。
Rejection LF/HF/Off:按 F3键选择频率拆拒模式。
LF:按 F3键选择 LF可激活低频拆拒模式,消除触发信号中之低频部分,
只允许高频通过触发系统并开始采集之后的波形。低频拆拒衰减信号 低于 50kHz。
HF:高频拆拒模式作用和低频拆拒模式作用相反,高频拆拒衰减信号高于 50kHz。
Off,关闭频率拆拒模式
Noise Rej On/Off:按 F4键激活噪声拆拒模式,噪声拆拒模式提供较低的 DC灵敏度。附加信号振幅可稳定触发事件并降低噪声引发的假触发事件。
Previous Menu:回到上一级菜单。
视频触发,按 F1键选择视频触发
Type Video:视频触发给用户提供了多元化的触发选择。
SOURCE:选择 CH1或 CH2作为触发源。
Standard NSTC/PAL/SECAM:按 F3来选择 NSTC,PAL或 SECAM。
NSTC的一个电视画面有 525条扫描线和一个 60Hz的视频图场。 PAL
和 SECAM的电视画面有 625条扫描线和一个 50Hz图场。
Polarity,视频触发可发生在负向的同步脉冲(默认值),如需在正向触发,按一下 F4键反向即可。
Field1/Field2/line
Field1:选取视频图场 1作为触发事件,旋转 VARIABLE旋钮显示特定扫描线。( NSTC可调范围为,1~ 263; PAL/SECAM为,1~
313)
Field2:选取视频图场 2作为触发事件,旋转 VARIABLE旋钮显示特定扫描线。( NSTC可调范围为,1~ 262; PAL/SECAM为,1~
312)
Line:按 F5键触发视频信号的所有扫描线。
视频触发,
脉冲宽度触发:
Type Pulse:脉冲宽度触发可以在一个范围内触发特定宽度的正或负的脉冲。脉冲宽度的范围可从 20ns调至 10s。脉冲宽度,每格刻度和宽度计算关系见表:
脉冲宽度 每格刻度 宽度计算
20ns~ 980ns 20ns 1~ 49
1.00us~ 9.98us 20ns 50~ 499
10us~ 99.9us 20ns 500~ 4995
100us~ 999us 200ns 500~ 4995
1.00ms~ 9.99ms 200ns 5000~ 49950
10.0ms~ 99.9ms 2000ns 5000~ 49950
100ms~ 999ms 20000ns 5000~ 49950
1.00s~ 10.0s 200000ns 5000~ 50000
SOURCE,选择触发源的通道
Mode,选择不同的触发类型
When<>=≠:按 F4键选择不同的时间比较因子。
When<:当选择小于,<”时,用 VARIABLE旋钮设置范围值,脉冲宽度小于此值时触发。
When>:当选择大于,>”时,用 VARIABLE旋钮设置范围值,脉冲宽度大于此值时触发。
When=:用 VARIABLE旋钮设置范围值,脉冲宽度等于此值时触发。
When≠,用 VARIABLE旋钮设置范围值,脉冲宽度不等于此值时触发。
Slope,选择在脉冲正向或负向触发。
( 1)选择正向触发时,如比较条件符合,触发发生在脉冲由高变低的范围内。
正向脉冲触发
( 2)选择负向触发时,如比较条件符合,触发发生在脉冲由低变高的范围内。
负向脉冲触发
Coupling DC/AC,按 F2选择 AC或 DC耦合。
Rejection LF/HF/Off,按 F3选择频率拆拒。
Previous Menu,回上一级菜单。
Type Delay,近阶触发系统包括一个起始触发信号和第二触发源(主触发)。起始触发信号由外部触发产生。使用近阶触发系统时,可延迟波形的采集时间到用户设定时间或用户设定的在起始触发信号后触发的次数。按键可选三种近阶触发,By Time,By Event和
TTL/ECL/User。
By Time:在用户定义的延迟时间过后,系统会等待下一个延迟触发事件再采集波形。旋转 VARIABLE旋钮改变选择延迟时间。(调节范围 100ns~ 1.3ms)
如果起始信号被选,可用 VARIABLE旋钮设定延迟时间。
如果主触发被选,可按 F4选择起始触发信号的位准。
TTL,TTL信号量测模式,起始触发信号设定在 +1.4V。
ECL,ECL信号量测模式,起始触发信号设定在 -1.3V。
USER,选择 USER模式,旋转 VARIABLE旋钮来设定特定起始触发信号的准位,范围 ± 12V。
近阶触发:
By Event:等用户设定的延迟触发事件后开始采集波形。旋转 VARIABLE旋钮选择指定延迟事件。(触发事件次数 2~ 65000)
T r i g g e r P o i n t
M a i n t r i g g e r
S t a r t t r i g g e r
T r i g g e r
S t a r t o f e x t e r n a l t r i g g e r c o u n t
1 2 3
事件延迟触发。设置事件次数,3
如果触发信号已选,可用 VARIABLE键设置触发事件次数。如果主触发被选择,可按 F4键选择以下三种起始触发信号准位。
TTL,TTL信号量测模式,起始触发信号设定在 +1.4V。
ECL,ECL信号量测模式,起始触发信号设定在 -1.3V。
USER:选择 USER模式,旋转 VARIABLE旋钮来设定特定起始触发信号的准位,范围 ± 12V
其余控制功能
ACQUIRE,按此键选择不同的波形采集模式,Sample,
Peak-Peak和 Average。波形采集是对输入信号进行取样分析和转换成数字信号的过程,最后记录。
Sample:按 F1键选择 Sample模式,在此模式下仪器每隔一段时间记录一个点并存储。
Peak-Peak:在,Peak-detect”模式下存储波形的最大值与最小值。
Average:选择波形采集次数,用平均值来显示波形。范围从 2成平方增大至 256。
注意:选择的平均次数只对 500的记录长度有效。
平均模式可有效减小信号的干扰。当平均次数从 2增至 256的过程中,输入信号的改变对显示的波形的作用越小。提高平均次数可降低显示信号的干扰,提高精确度。
在任何一个记录长度时( 500除外)选择平均次数
(在此情况下选择无效),仪器会使用分辨率改进技术,
对输入波形自动选用不同的波形采集方式,再平均。因此,
用户可在更好的分辨率下得到高取样速率的平均值。
注意:如果记录长度为 500,取样将单独触发,其余记录长度时,只触发一次。
Men Leng:组成波形记录的点的个数。本示波器提供的记录长度有,500,1250,2500,5000,12500,25000,
50000和 125000。记录长度,时基和取样速率的关系参考下表。为了确保低时基范围内可全屏幕显示 500点,当时基减小时取样率也减小。
DISPLAY,改变显示外貌和选择当前波形。
注意:每次采集波形时通常以 250点划分屏幕。
Type Vector/Dot
Type Vector:按 F1选择矢量显示模式。仪器在每两个点之间画出矢量。
Type Dot:只显示取样点。
Accumulate( On/Off):累积模式可获得并显示波形记录的总变化。
Refresh,按 F3键更新波形。
Contrast( 0~ 100%):用 VARIABLE旋钮改变 LCD屏幕的对比度。
,按 F5键选择三种不同的方格显示模式 。
UTILITY,包括如下菜单
Printer Menu:连接打印机,GDS-820/840系列可打印 LCD显示的画面。按 F1选择打印机。示波器支持如下型号打印机:
HP LaserJet:支持 Hewlett-Packard LaserJet激光打印机
HP DeskJet,支持 Hewlett-Packard DeskJet喷墨打印机
Epson Inkjet:支持 Epson喷墨打印机注意:只支持 ESP/P-based打印机(包括 ESC/P,ESC/P2)。
Epson DotMatrix,支持 Epson点阵打印机注意:只支持 24-Pin 点阵打印机打印机连接好后,按 HARDCOPY开始打印注意,GDS-820/840不支持 GDI打印机。
注意:示波器的 USB只是一个“装置”,不支持任何 USB打印机。
注意:只有 GDS-820S,GDS-820C,GDS-840S和 GDS-840C有打印机菜单。
Interface Menu:可以在示波器和其它设备间通过 RS-232,USB
( GDS-820无)或 GPIB(选配)传递数据。按临近键选择 GPIB位置。
注意:只有 GDS-820S,GDS-820C,GDS-840S和 GDS-840C有接口菜单。
RS232设置
Type RS232:选择 RS232通讯口。
Baud rate:每秒传输率,有 2400,4800,9600,19200和
38400波特可选。
停止位:选择,1”或,2”位。
奇偶:选择,Odd”,,Even”或,None”。
Previous Menu:回上一级菜单。
注意:数据位一般为 8位。
USB设置
Type USB:选择 USB接口。
Previous Menu:回上一级菜单。
GPIB设置
Type GPIB,选择 GPIB接口。
Addr 0~ 30,选择适当的 GPIB地址。
Previous Menu,回上一级菜单。
Go-No Go Menu,Go-No Go功能可用来判断采集波形是否与先前存储波形一致。输入波形和先前波形对比,被测波形被自动赋值决定执行动作。以下基于所赋值的动作可选:
– 内置蜂鸣器
– 后面板上的,Go-No Go”BNC型端口
,Go-No Go”BNC型端口输出波形的准位由以下决定:
如果结果为,GOOD”输出位准为低电位。
如果结果为,NO GOOD”输出位准为高电位
MEASURE,可测量完整的波形或游标指定区域。按 F1至 F5可选择不同的测量项目。最多可同时显示十种测量项目( CH1和 CH2都开启)。
每一个按钮可选择 15种不同的测量项目。每个菜单可显示相同的测量项目。
Vpp,Vmax-Vmin(整个波形)
Vamp,Vhi-Vlo(整个波形)
Vavg:第一个周期内的平均电压
Vrms:整个或指定区域波形的电压有效值
Vhi:波形顶端电压值
Vlo:波形底端电压值
Vmax:最大振幅电压值,完整波形的正峰值
Vmin:最小振幅电压值,完整波形的负峰值
Freq:波形第一个周期或指定区域内的频率测量。频率是周期的倒数,单位 Hz。
Period:第一个完整波形或指定区域的时间,周期是频率的倒数,单位:秒。
上升时间:波形脉冲从峰值的 10%上升至 90%的时间。
下降时间:波形脉冲从峰值的 90%下降至 10%的时间。
正脉宽:测量波形的第一个正脉冲或指定区域宽度,为 50%振幅两点间的时间。
负脉宽:测量波形的第一个负脉冲或指定区域宽度,为 50%振幅两点间的时间。
占空比:脉冲宽度所占周期的时间百分比。占空比 =(脉冲宽度 /周期)
× 100%
同时显示十个测量结果
SAVE/RECALL,用户可以在示波器的存储器中存储任意 1至 2个波形,
即使关机,这些波形也会被保存。存储的波形可以用于,Go-No Go”
功能。示波器的面板上的设置也可以保存到存储器中。 15种存储的设置在同样的状况下可以随时调出来进行测量。设置的数据也可以用于,Program Mode”的记忆项目。按 F1选择,Setup”存储 /取出或
,waveform” 存储 /取出。
Setup,保存面板上的设置(共 15种)
Default Setup:取出出厂的默认设置。
M01~ M15,按 F3键选择存储器位置来保存当前设置。再按一次来改变存储器位置。
Save:保存当前设置至指定存储器内。
Recall:按 F5取出指定存储器内的的设置。
Waveform,最多可存储两个波形,使用 VARIABLE旋钮调节存储波形的垂直位置。
Source CH1/CH2/MATH:按 F2键选择 CHI1,CH2或数学处理后的波形来保存。
Trace RefA/RefB:选择存储器 1或存储器 2来保存波形作为参考
A或参考 B。
Save:选择 Trace RefA/RefB后,按 F4键保存当前波形。每个波形的位置和刻度因子都会被保存。
Trace On/Off:可使 LCD上不显示被保存的参考 1或参考 2 波形。
AUTO TEST/STOP,退出程序模式的播放。
HARDCOPY,打印 LCD上的显示画面。
RUN/STOP,按此按钮开始或停止采集波形数据。屏幕的状态区域将显示 RUN或 STOP。如果停止,将在下一个触发事件开始采集数据。
ERASE,按此按钮从格线区域内清除所有波形数据。如果示波器停止,显示将保持虚波形直到示波器被触发,显示新的数据和测量结果。
MENU ON/OFF,是否关闭菜单显示,关闭后屏幕横向显示区域由 10格变成 12格。