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示波器基本介绍与量测
来源:   发表时间:2008/10/30  浏览次数:
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前言

示波器在现今的社会、学校、工业等,用途非常广泛,尤其在设计、制造或修护电子设备的人是不可或缺的工具,科技的进步也促使设备的升级及汰换,从以前的类比式示波器,提升至近年流行的数码式示波器,相对电子电路的设计也日趋复杂及精密,因为有科技的帮忙,工程师可以迅速准确地克服量测问题,所以示波器有如工程师的双眼,是不可缺少的工具之一。

我们先从波形基本种类说起,随著时间重复的一般形式称为波–声波、脑波、海浪及电压波都是重复的形式。示波器会量测电压波。波的一个周期是重复波的一部分,所以看起来波形会随著时间一直持续出现。电压波在水平轴显示时间,在垂直轴显示电压,图1为常见波形的讯号种类。

图1

基本旋钮调整说明

我们使用太克(Tektronix) TDS3032系列,数码萤光示波器来作简单示范,基本的旋钮功能说明如图2 :

图2
1.COARSE         2.SELECT     3.一般用途旋钮  4.垂直POSITION
5.水平POSITION   6. 触发LEVEL  7.RUN/STOP     8.SINGLE SEQ
9.SET TO 50%     10.AUTOSET   11.FORCE TRIG   12.WAVEFORM INTENSITY
13.B TRIG         14.DELAY      15.水平SCALE   16.水平缩放
17.波形OFF        18.垂直调整    19.CH1、CH2:显示CH1或CH2的波形

基本量测

为了简单说明量测方式,就以日常生活都用得到的插座电压测量示范,台湾电力公司所供应到家用的电源是交流110V及220V、60HZ,我们如何知道这电压波形、电压及频率大小,现在就开始说明:

步骤一
将”隔离探棒”接到CH1输入处,注意~若使用一般机器所附的探棒将会有危险性,需特别方式连接,因安全顾虑,在此不详加解释,也请勿使用。

步骤二
将示波器电源打开,并设定CH1(18.垂直调整)到100V刻度。

步骤三
将探棒小心接到电源侧,地线不用接,如图3所示
(插座都有附开关,可以接上后再把按钮开启,会比较安全)

图3

步骤四
按(10. AUTOSET)按钮,机器将自动设定,且波形将显示如图4:
( 调整15.水平SCALE至4.00ms,波形将比较大容易辨视 )

图4

步骤五
因为台电供应的交流电压波形是正弦波,至于电压如何计算,可以看出这波形由底到最高占用3格多一点,每格设定是100V,所以Vp-p=100V x 3.2格=320V 、Vp=320V除2=160V
Vrms(均方根值,一般三用电表量出的值) = 160V x 0.707 = 113.12V
周期T= 1/ f(频率)、T= 4ms x 4.1格=16.4ms=0.0164s(秒)
f(频率)=1 除0.0164 = 60.9HZ
由于数码式示波器的好处,可以使用内部硬件直接计算出电压及频率值,ch1均方根电压是113V 、ch1频率是60.10HZ 。

结论

示波器的用处不只局限于电子世界,只要配合适当的转换器,示波器可以量测所有的现象。如~麦克风是将声音转换为电气讯号的转换器,我们再将探棒接在麦克风上,便可量测人声的波形了;从物理学家到电视修理技术人员,每个人都在使用示波器,汽车工程师使用示波器量测引擎震动,医学研究人员使用示波器量测脑波,示波器是有无限的可能性。

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