1.1.3　優(yōu)利德2000系列示波器

一、示波器外觀

優(yōu)利德2000系列示波器面板操作說(shuō)明圖如圖1.1.20所示，顯示界面如圖1.1.21所示。

圖1.1.20　面板操作說(shuō)明圖

圖1.1.21　顯示界面說(shuō)明圖

二、示波器操作

（一）探頭補(bǔ)償

在首次將探頭與任一輸入通道連接時(shí)，需要進(jìn)行此項(xiàng)調(diào)節(jié)，使探頭與輸入通道相配。未經(jīng)補(bǔ)償校正的探頭會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差或錯(cuò)誤。若調(diào)整探頭補(bǔ)償，請(qǐng)按如下步驟：

1．探頭上的開(kāi)關(guān)置于10×，并將示波器探頭與CH1連接。如使用探頭鉤形頭，應(yīng)確保與探頭接觸可靠。將探頭端部與探頭補(bǔ)償器的信號(hào)輸出連接器相連，接地夾與探頭補(bǔ)償器的地線連接器相連。按CH1功能鍵顯示通道1的操作菜單，應(yīng)用與探頭項(xiàng)目平行的F4號(hào)菜單操作鍵，選擇與您使用的探頭同比例的衰減系數(shù)，此時(shí)設(shè)定應(yīng)為10×。然后按AUTO，幾秒鐘內(nèi)，可見(jiàn)到方波顯示。

2．觀察顯示的波形。

如顯示波形如圖1.1.22 “補(bǔ)償不足”或“補(bǔ)償過(guò)度”，用非金屬手柄的改錐調(diào)整探頭上的可變電容，直到屏幕顯示的波形如圖1.1.22補(bǔ)償正確”。

圖1.1.22　探頭補(bǔ)償調(diào)節(jié)

3．以同樣的方法檢查通道2（CH2）。按OFF功能按鈕關(guān)閉通道1，按CH2功能按鈕以打開(kāi)通道2，重復(fù)步驟1和步驟2。

（二）波形顯示的自動(dòng)設(shè)置

優(yōu)利德2000系列數(shù)字示波器具有自動(dòng)設(shè)置的功能。根據(jù)輸入的信號(hào)，可自動(dòng)調(diào)整電壓倍率、時(shí)基以及觸發(fā)方式至最好形態(tài)顯示。應(yīng)用自動(dòng)設(shè)置要求被測(cè)信號(hào)的頻率大于或等于50Hz，占空比大于1%。使用自動(dòng)設(shè)置：

1．將被測(cè)信號(hào)連接到信號(hào)輸入通道。

2．按下AUTO按鈕。

示波器將自動(dòng)設(shè)置垂直、水平和觸發(fā)控制。如需要，可手工調(diào)整這些控制使波形顯示達(dá)到最佳。

（三）設(shè)置垂直系統(tǒng)

如圖1.1.23所示，在垂直控制區(qū)（VERTICAL）有一系列的按鍵、旋鈕。

圖1.1.23.　垂直控制系統(tǒng)

1．垂直通道旋鈕及按鍵的應(yīng)用

（1）垂直P(pán)OSITION旋鈕控制信號(hào)的垂直顯示位置。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)垂直旋鈕時(shí)，指示通道地（GROUND）的標(biāo)識(shí)跟隨波形上下移動(dòng)。

（2）轉(zhuǎn)動(dòng)垂直SCALE旋鈕改變“Volt/div”（伏/格）垂直擋位，顯示界面狀態(tài)欄對(duì)應(yīng)通道的垂直系數(shù)顯示發(fā)生了相應(yīng)的變化。

（3）按CH1、CH2、MATH、REF屏幕顯示對(duì)應(yīng)通道的操作菜單、標(biāo)志、波形和擋位狀態(tài)信息。按 OFF 按鍵關(guān)閉當(dāng)前選擇的通道。

（4）SET TO ZERO按鍵用于將垂直位移、水平位移、觸發(fā)釋抑的位置回到零點(diǎn)（中點(diǎn)）。

注意：需要調(diào)整的通道只有處于選中的狀態(tài)，垂直P(pán)OSITION和垂直SCALE旋鈕才能調(diào)節(jié)此通道。通道按鍵燈亮說(shuō)明該通道已被激活，若希望關(guān)閉某個(gè)通道，應(yīng)在當(dāng)前處于選中狀態(tài)時(shí)，按OFF按鍵將其關(guān)閉，通道按鍵燈滅。

2．通道的設(shè)置

每個(gè)通道有獨(dú)立的垂直菜單。每個(gè)項(xiàng)目都按不同的通道單獨(dú)設(shè)置。按CH1或CH2功能按鍵，系統(tǒng)顯示CH1或CH2通道的操作菜單，通道菜單說(shuō)明如表1.1.15所示。

表1.1.15　通道菜單說(shuō)明

3．?dāng)?shù)學(xué)運(yùn)算

數(shù)學(xué)運(yùn)算（MATH）功能是顯示CH1、CH2通道波形相加、相減、相乘以及FFT運(yùn)算的結(jié)果。數(shù)學(xué)運(yùn)算的結(jié)果同樣可以通過(guò)柵格或游標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，如表1.1.16所示。

表1.1.16　數(shù)學(xué)運(yùn)算菜單

4．FFT頻譜分析

使用FFT（快速傅立葉變換）數(shù)學(xué)運(yùn)算可將時(shí)域（YT）信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻域信號(hào)。使用FFT可以方便地觀察下列類(lèi)型的信號(hào)（如表1.1.17所示）：

測(cè)量系統(tǒng)中諧波含量和失真

表現(xiàn)直流電源中的噪聲特性

分析振動(dòng)

表1.1.17　FFT菜單說(shuō)明

FFT操作技巧

具有直流成分或偏差的信號(hào)會(huì)導(dǎo)致FFT波形成分的錯(cuò)誤或偏差。為減少直流成分可以選擇“交流”耦合方式。

為減少重復(fù)或單次脈沖事件的隨機(jī)噪聲以及混疊頻率成分，可設(shè)置示波器的獲取模式為平均獲取方式。

如果在一個(gè)大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)顯示FFT波形，建議使用dBVrms垂直刻度。dB刻度應(yīng)用對(duì)數(shù)方式顯示垂直幅度大小。

如果YT波形的周期為非整數(shù)時(shí)，就會(huì)引起波形開(kāi)始和結(jié)束處的波形幅值不同，從而使連接處產(chǎn)生高頻瞬態(tài)中斷。在頻域中，這種效應(yīng)稱(chēng)為泄漏。為避免泄漏的產(chǎn)生，在原波形上乘以一個(gè)窗函數(shù)，強(qiáng)制開(kāi)始和結(jié)束處的值為0。

關(guān)于REF功能此處不再講解，若需使用請(qǐng)參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)。

（四）設(shè)置水平系統(tǒng)

如圖1.1.24所示，在水平控制區(qū)（HORIZONTAL）有一系列的按鍵、旋鈕。

圖1.1.24　水平控制區(qū)

1．水平通道旋鈕的應(yīng)用

使用水平控制鈕可改變水平刻度（時(shí)基）、觸發(fā)在內(nèi)存中的水平位置（觸發(fā)位移）。屏幕水平方向上的中點(diǎn)是波形的時(shí)間參考點(diǎn)。改變水平刻度會(huì)導(dǎo)致波形相對(duì)屏幕中心擴(kuò)張或收縮。水平位置改變波形相對(duì)于觸發(fā)點(diǎn)的位置。

（1）使用水平POSITION旋鈕調(diào)整信號(hào)在波形窗口的水平位置，轉(zhuǎn)動(dòng)水平旋鈕時(shí)，可以觀察到波形隨旋鈕而水平移動(dòng)。

（2）使用水平SCALE旋鈕改變水平擋位設(shè)置，即秒/格（s/div），水平掃描速度從5ns～50s，以1-2-5的形式步進(jìn)。

（3）SET TO ZERO按鍵用于將觸發(fā)點(diǎn)快速恢復(fù)中點(diǎn)。

2．水平系統(tǒng)的設(shè)置

按MENU按鈕，顯示TIME菜單。在此菜單下，可以切換主時(shí)基和視窗擴(kuò)展模式模式，觸發(fā)釋抑時(shí)間也需要在此菜單下進(jìn)行調(diào)節(jié)，如表1.1.18所示。

表1.1.18　水平設(shè)置菜單說(shuō)明

視窗擴(kuò)展操作說(shuō)明：

視窗擴(kuò)展用來(lái)放大一段波形，以便查看圖像細(xì)節(jié)。視窗擴(kuò)展的設(shè)定不能慢于主時(shí)基的設(shè)定。

在擴(kuò)展時(shí)基下，分兩個(gè)顯示區(qū)域，如圖1.1.25所示。

圖1.1.25　視窗擴(kuò)展下的屏幕顯示

上半部分顯示的是原波形，波形水平擴(kuò)展部分可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)水平POSITION旋鈕左右移動(dòng)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)水平SCALE旋鈕擴(kuò)大和減小選擇區(qū)域。

下半部分是選定的原波形區(qū)域經(jīng)過(guò)水平擴(kuò)展的波形。值得注意的是，擴(kuò)展時(shí)基相對(duì)于主時(shí)基提高了分辨率（如圖1.1.6所示）。由于整個(gè)下半部分顯示的波形對(duì)應(yīng)于上半部分選定的區(qū)域，因此轉(zhuǎn)動(dòng)水平SCALE旋鈕減小選擇區(qū)域可以提高擴(kuò)展時(shí)基，即提高了波形的水平擴(kuò)展倍數(shù)。

（五）設(shè)置觸發(fā)系統(tǒng)

觸發(fā)決定了示波器何時(shí)開(kāi)始采集數(shù)據(jù)和顯示波形。若觸發(fā)未被正確設(shè)定，它將不能穩(wěn)定的顯示實(shí)時(shí)的波形。

示波器操作面板的觸發(fā)控制區(qū)如圖1.1.26所示，它包括觸發(fā)電平調(diào)整旋鈕LEVEL；觸發(fā)菜單按鍵MENU；設(shè)定觸發(fā)電平在信號(hào)垂直中點(diǎn)的50%；強(qiáng)制觸發(fā)按鍵FORCE及幫助鍵。

LEVEL：觸發(fā)電平旋鈕。設(shè)定觸發(fā)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓。

MENU：觸發(fā)設(shè)置菜單鍵。按下MENU鍵，將出現(xiàn)如圖1.1.27所示菜單。

50%：將觸發(fā)電平設(shè)定在觸發(fā)信號(hào)幅值的垂直中點(diǎn)。

FORCE：強(qiáng)制產(chǎn)生一觸發(fā)信號(hào)，主要應(yīng)用于觸發(fā)方式中的“普通”和“單次”模式。

圖1.1.26　觸發(fā)控制區(qū)

圖1.1.27　觸發(fā)菜單區(qū)

觸發(fā)方式有：邊沿、脈寬、斜率、視頻、交替。此處只簡(jiǎn)單介紹邊沿觸發(fā)方式。

邊沿觸發(fā)方式是在觸發(fā)信號(hào)邊沿的觸發(fā)閾值上觸發(fā)，即在觸發(fā)信號(hào)的上升沿、下降沿或上升和下降沿觸發(fā)，如表1.1.19所示。

表1.1.19　邊沿觸發(fā)菜單說(shuō)明

續(xù)表

觸發(fā)釋抑

使用觸發(fā)釋抑控制可穩(wěn)定觸發(fā)復(fù)雜波形。釋抑時(shí)間是指示波器重新啟用觸發(fā)電路所等待的時(shí)間。在釋抑期間，示波器不會(huì)觸發(fā)，直至釋抑時(shí)間結(jié)束。例如，一組脈沖系列，要求在該脈沖系列的第一個(gè)脈沖觸發(fā)，則可以將釋抑時(shí)間設(shè)置為脈沖串寬度，如圖1.1.28所示。

圖1.1.28　觸發(fā)抑釋示意圖

操作說(shuō)明：

1．本示波器觸發(fā)釋抑時(shí)間調(diào)整位于水平設(shè)置菜單表1.1.18中，按下水平 MENU 菜單按鈕，顯示水平設(shè)置菜單。

2．按“觸發(fā)釋抑”對(duì)應(yīng)的菜單操作鍵。

3．旋動(dòng)多功能旋鈕（）改變釋抑時(shí)間，直至波形穩(wěn)定觸發(fā)。

（六）設(shè)置顯示系統(tǒng)

如圖1.1.29所示，在控制區(qū)的 DISPLAY 為顯示系統(tǒng)的功能按鍵。

圖1.1.29　顯示功能按鈕

使用DISPLAY按鈕彈出表1.1.20所示設(shè)置菜單，通過(guò)菜單控制按鈕調(diào)整顯示方式。

表1.1.20　顯示設(shè)置菜單說(shuō)明

注意：

顯示類(lèi)型包含矢量和點(diǎn)顯示。在點(diǎn)顯示模式下，若如入信號(hào)頻率較高，而掃描速度較低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)頻率混疊顯現(xiàn)，即此時(shí)示波器顯示波形就好像未同步的低頻信號(hào)。為解決頻率混疊的問(wèn)題應(yīng)采用矢量顯示模式。

（七）自動(dòng)測(cè)量

如圖1.1.30所示，MEASURE 為自動(dòng)測(cè)量功能按鍵。

圖1.1.30　自動(dòng)測(cè)量功能按鈕

按MEASURE自動(dòng)測(cè)量功能鍵，系統(tǒng)出現(xiàn)參數(shù)測(cè)量顯示菜單。顯示當(dāng)前已經(jīng)選中的測(cè)量參數(shù)及讀數(shù)值，如圖1.1.31所示。

圖1.1.31　自動(dòng)測(cè)量結(jié)果顯示界面

若需選擇其他參數(shù)，按F1～F5任意一個(gè)按鍵，系統(tǒng)顯示自動(dòng)測(cè)量操作菜單，如表1.1.21所示。本示波器具有20種自動(dòng)測(cè)量功能。包括共11種電壓測(cè)量和9種時(shí)間測(cè)量。

表1.1.21　自動(dòng)測(cè)量功能菜單

操作說(shuō)明：

1．選擇被測(cè)信號(hào)通道：根據(jù)信號(hào)輸入通道不同，選擇CH1或CH2。

2．按鈕操作順序?yàn)椋篗EASURE→F1→信源選擇→CH1或CH2。

3．選擇參數(shù)測(cè)量：按菜單操作鍵選擇測(cè)量類(lèi)型，按鈕操作順序?yàn)椋篗EASURE→F1→電壓類(lèi)（或時(shí)間類(lèi)）→最大值、最小值……（頻率、周期……）。

4．獲得測(cè)量數(shù)值：按菜單操作鍵選擇參數(shù)類(lèi)型，并在F1按鍵對(duì)應(yīng)區(qū)域內(nèi)顯示測(cè)試結(jié)果。若顯示的數(shù)據(jù)為“*****”，表明在當(dāng)前的設(shè)置下，此參數(shù)不可測(cè)。

注意：

自動(dòng)測(cè)量的結(jié)果顯示在屏幕右方，最多可同時(shí)顯示5個(gè)。當(dāng)顯示已滿時(shí)，新的測(cè)量結(jié)果會(huì)導(dǎo)致原結(jié)果被替換，應(yīng)根據(jù)需要慎重選擇F1～F5鍵中對(duì)應(yīng)的哪一個(gè)參數(shù)被替換。

5．獲得全部測(cè)量數(shù)值：按菜單操作鍵，設(shè)置“所有參數(shù)”項(xiàng)狀態(tài)為打開(kāi)。與所選被測(cè)信源相關(guān)的18種測(cè)量參數(shù)值，顯示于屏幕上。

注意：

全部測(cè)量數(shù)值只包括本通道的參數(shù)，不包括兩個(gè)通道的相對(duì)值，如延遲時(shí)間。

本示波器能自動(dòng)測(cè)量的20種參數(shù)說(shuō)明：

本示波器能自動(dòng)測(cè)量的電壓參數(shù)（如圖1.1.32所示）

圖1.1.32　電壓參數(shù)示意

峰峰值（Vpp）：波形最高點(diǎn)波峰至最低點(diǎn)的電壓值。

最大值（Vmax）：波形最高點(diǎn)至GND（地）的電壓值。

最小值（Vmin）：波形最低點(diǎn)至GND（地）的電壓值。

幅度（Vamp）：波形頂端至底端的電壓值。

頂端值（Vtop）：波形平頂至GND（地）的電壓值。

底端值（Vbase）：波形平底至GND（地）的電壓值。

過(guò)沖（Overshoot）：波形最大值與頂端值之差與幅值的比值。

預(yù)沖（Preshoot）：波形最小值與底端值之差與幅值的比值。

平均值（Average）：1個(gè)周期內(nèi)信號(hào)的平均幅值。

均方根值（Vrms）：即有效值。依據(jù)交流信號(hào)在1周期時(shí)所換算產(chǎn)生的能量，對(duì)應(yīng)于產(chǎn)生等值能量的直流電壓。

中間值（Vmiddle）：最大值和最小值之和的一半。

本示波器能自動(dòng)測(cè)量的時(shí)間參數(shù)（如圖1.1.33所示）

本示波可以自動(dòng)測(cè)量信號(hào)的頻率、周期、上升時(shí)間、下降時(shí)間、正脈寬、負(fù)脈寬、延遲、正占空比，負(fù)占空比9種時(shí)間參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量。

上升時(shí)間（RiseTime）：波形幅度從10%上升至90%所經(jīng)歷的時(shí)間。

下降時(shí)間（FallTime）：波形幅度從90%下降至10%所經(jīng)歷的時(shí)間。

正脈寬（+width）：正脈沖在上升沿50%幅度與下降沿50%幅度點(diǎn)間的脈沖寬度。

負(fù)脈寬（?Width）：負(fù)脈沖在下降沿50%幅度與上升沿50%幅度點(diǎn)間的脈沖寬度。

延遲（Delay）：可在延遲選項(xiàng)下的菜單里選擇延遲CH1-CH2或延遲CH2-CH1，分別對(duì)應(yīng)通道1相對(duì)于通道2的延時(shí)及通道2相對(duì)于通道1的延時(shí)。

正占空比（+Duty）：正脈寬與周期的比值。

負(fù)占空比（?Duty）：負(fù)脈寬與周期的比值。

圖1.1.33　時(shí)間參數(shù)示意圖

（八）光標(biāo)測(cè)量

示波器自動(dòng)測(cè)量的參數(shù)總是有限的，對(duì)自動(dòng)測(cè)量功能下不能測(cè)試的參數(shù)可以通過(guò)光標(biāo)手動(dòng)測(cè)量完成。

如圖1.1.34所示，在MENU控制區(qū)的 CURSOR 為光標(biāo)測(cè)量功能按鍵。

圖1.1.34　光標(biāo)測(cè)量功能按鈕

光標(biāo)測(cè)量分為3種模式：電壓、時(shí)間和跟蹤，如表1.1.22所示。

表1.1.22　測(cè)量功能菜單

注意：

在光標(biāo)測(cè)量模式下，被測(cè)通道的選擇是通過(guò)通道按鍵CH1和CH2進(jìn)行切換。

1．電壓/時(shí)間測(cè)量方式：光標(biāo)a或光標(biāo)b將同時(shí)出現(xiàn)，由SELECT鍵選擇調(diào)整哪一個(gè)光標(biāo)，由多功能旋鈕控制器來(lái)調(diào)整光標(biāo)在屏幕上的位置。選中COARSE鍵時(shí)，光標(biāo)在屏幕上移動(dòng)的速度更快。

顯示的讀數(shù)即代表的物理量。

Va：a光標(biāo)對(duì)被測(cè)通道地的電壓。

Vb：b光標(biāo)對(duì)被測(cè)通道地的電壓。

ΔV：為被測(cè)通道兩個(gè)光標(biāo)之間的電壓值。

Ta：a光標(biāo)對(duì)水平參考點(diǎn)的時(shí)間。

Tb：b光標(biāo)對(duì)水平參考點(diǎn)的時(shí)間。

ΔT：為兩個(gè)光標(biāo)之間的時(shí)間值。

2．跟蹤方式：水平與垂直光標(biāo)交叉成為十字光標(biāo)（此處水平光標(biāo)較短不易觀察到十字）。十字光標(biāo)自動(dòng)定位在波形上，通過(guò)旋轉(zhuǎn)多功能旋鈕控制器，可以調(diào)整十字光標(biāo)在波形上的位置。示波器同時(shí)顯示光標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)。

3．當(dāng)光標(biāo)功能打開(kāi)時(shí)，測(cè)量數(shù)值自動(dòng)顯示于屏幕右上角。

（九）使用運(yùn)行按鍵

運(yùn)行按鍵包括AUTO（自動(dòng)設(shè)置）和RUN/STOP（運(yùn)行/停止）。

自動(dòng)設(shè)置功能在前面已有簡(jiǎn)介，此處再加以詳細(xì)說(shuō)明。

AUTO（自動(dòng)設(shè)置）：自動(dòng)設(shè)定儀器各項(xiàng)控制值，以產(chǎn)生適宜觀察的波形顯示。

自動(dòng)設(shè)置功能下，示波器設(shè)置的項(xiàng)目如表1.1.23所示。

表1.1.23　自動(dòng)設(shè)定項(xiàng)目

以上為優(yōu)利德2000系列示波器測(cè)試簡(jiǎn)單波形所涉及相關(guān)功能的簡(jiǎn)單介紹，如需進(jìn)一步了解請(qǐng)查閱說(shuō)明書(shū)或相關(guān)資料。

三、應(yīng)用示例

例：測(cè)量簡(jiǎn)單信號(hào)

觀測(cè)電路中一未知信號(hào)，迅速顯示和測(cè)量信號(hào)的頻率和峰峰值。

1．欲迅速顯示該信號(hào)，請(qǐng)按如下步驟操作：

（1）將探頭菜單衰減系數(shù)設(shè)定為10×，并將探頭上的開(kāi)關(guān)設(shè)定為10×。

（2）將CH1的探頭連接到電路被測(cè)點(diǎn)。

（3）按下AUTO按鈕。示波器將自動(dòng)設(shè)置使波形顯示達(dá)到最佳。在此基礎(chǔ)上，您可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)垂直、水平擋位，直至波形的顯示符合您的要求。

2．進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量信號(hào)的電壓和時(shí)間參數(shù)

示波器可對(duì)大多數(shù)顯示信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量。欲測(cè)量信號(hào)頻率和峰峰值，請(qǐng)按如下步驟操作：

（1）按MEASURE按鍵，以顯示自動(dòng)測(cè)量菜單；

（2）按下F1，進(jìn)入測(cè)量菜單種類(lèi)選擇；

（3）按下F3，選擇電壓類(lèi)；

（4）按下F5翻至2/4頁(yè)，再按F3選擇測(cè)量類(lèi)型：峰峰值；

（5）按下F2，進(jìn)入測(cè)量菜單種類(lèi)選擇，再按F4選擇時(shí)間類(lèi)；

（6）按F2即可選擇測(cè)量類(lèi)型：頻率。

此時(shí)，峰峰值和頻率的測(cè)量值分別顯示在F1和F2的位置，如圖1.1.35所示。

圖1.1.35　自動(dòng)測(cè)量