Agilent54621A/22A/24A示波器使用方法

Agilent54621A/22A/24A示波器使用方法

以Agilent 54622A示波器为例，介绍一下Agilent示波器的使用方法：

一、示波器的注意事项：
使用示波器首先要保证，示波器和测试机器不能共地，否则会造成炸机或损坏示波器，所以我们为保证安全使用示波器，一般会将示波器电源线地线剪掉。
为保证测试波形的正确有效性，须根据所测试的波形，选择正确合适的频率、幅值范围；为保证所测试波形的正确有效性，尽量不要将已经抓住的波形展开，避免因将波形展开而造成波形失真，最好在测试时就选择好正确量程范围。

二、前面板纵览：
如下图所示，54622A示波器的前面板：

 

通过示波器的前面板的纵览，示波器主要包括显示和控制面板 ： 
 1）、示波器显示包括通道采集、设置信息、测量结果，以及用于设置参数的软键，如图：

通过上图可看出，示波器显示具体有以下内容
状态行：最上面一行，包括垂直、水平和触发设置信息；
显示区：显示区包括波形采集、通道识别符，以及模拟触发和地电平指示器；
测量行：测量行一般包括自动测量结果和游标测量结果，但它也能显示高级触发设置数据和菜单信息；
软键：可以使用这些软键为前面板键设置其它参数。
2）、控制面板如图：


我们首先看一下做出标识部分的旋钮、按键的功能，其它按键功能我们将在后面做详细讲解
标识1为水平扫描速度（时间/格）旋钮，当对其旋转时，注意所引起的状态行显示出扫描速度值的变化；
标识2为延迟时间旋钮，旋转时注意在状态行中它的量值的变化，它是用于水平移动的，中心值为0.00s处，可以进行左右移动，移动显示数值为时基参考点（零位中心值）和触发点（旋钮所在位置）间的距离；
标识3为 扫描方式选择按键，可选择对波形采用何种方式扫描，在我们使用的这款示波器中，有三种选择方式： Main－采用主扫描模式测试波形，时间范围为50s～5ns; Roll－采用滚动模式测试波形，时间范围为50s～500ms; Delayed－采用延迟工作模式，此模式下波形分成两半，延迟扫描的图标会出现子阿显示屏首行中央，显示屏的上半部分显示主扫描，而下半部分显示延迟扫 描；
标识4为Entry旋钮，许多软键可使用此键来选择量值；
标识5为2个通道的幅值调节范围，如果使用普通探棒，其幅值范围为50V～10MV，所以在测试超出此范围的波形时需使用差动探棒；
标识6为位置旋钮，用来垂直移动信号，如果信号已过校准零位，会随着转动位置旋钮短时显示电压值，指示参考地电平与屏幕中心的距离，还应注意屏幕左端的参考地电平符号随位置旋钮的旋转而移动。
另外在接探棒时应注意以下问题：
如 果在模拟通道上接有Autoprobe自动探测探头，示波器将把探头自动配置为正确的衰减系数；如果未连接Autoprobe探头，可通过旋转Entry 旋钮设置所接探头的衰减系数，衰减系数的设置范围为0.1：1至1000：1，为得到正确的测量结果，必须正确设置探头的校正系数。

三、功能键介绍
： 相关功能键如图

：：
：标识1：Cursors键用来观察软键菜单中的游标功能，按下Cursors键在显示软键行有以下功能可选择：

： Mode 把游标设置为测量电压或时间（常规），或提供所显示波形的二进制或十六进制逻辑值；
： Source 选择游标测量的通道或运算函数；
： XY 选择Entyr旋钮调整的是X游标还是Y游标；
： X1和X2 调整水平的和常规的测量时间；
： Y1和Y2 调整垂直的和常规的测量电压；
： X1X2和Y1Y2 在旋转Entry旋钮时，同时移动游标。
： 如果要关闭Cursors,再次按Cursors键，直到该键不被点亮或按Quick Meas键转换到Quick Meas选择状态。
：标识2：Quick Meas键进行自动测量，按下Quick Meas键在显示软键行有以下功能可选择测量：
： 按Source软键选择快速测量要使用的通道或数学运算；
： 此项功能分4页软键行显示，分别如下：
： 第一页包含：Clear Meas（当前功能键显示页）、Frequency（测试频率）、Period（周期）、 Peak-Peak（峰峰值）；

： 第二页包含：Maximum（最大值）、Minimum（最小值）、Rise Time(上升时间)、 Fall Time（下降时间）、Duty Cycle(占空比；


： 第三页包含：RMS（有效值）、+Width（＋宽度）、-Width（－宽度）、Average（平均值）、Amplitude （幅度）；


： 第四页包含：Top （波顶）、Base(波底)、Overshoot (过冲)、Preshoot ( 前冲)、 X at Max (最大值处的X值)；

： 选中软键行中的某一功能软键，即可在测量行中显示处其测量状态。
： 标识3：Acquire键包括Normal(常规)、Peak Det（使用峰值检测）、Averaging(减小随机噪声)、Realtime(实时)：

： 为发现信号的毛刺，通常选择Peak Det，此软键可显示任何宽度大于5ns的信号脉冲，而发现毛刺和窄尖峰；
： 如果施加到示波器上的信号带有噪声，可选择Averaging软键来减小噪声，设置的平均数越高，就能越好的减小噪声并提高分辨率，但同时显示波形对波形变化的响应就越慢。
： 标识4：Display键包括∞Persist键（无限余辉）、Clear Display(清除保存的无限余辉波形)、Grid(调节显示网格的亮度)、Vectors(矢量开启、关闭)；
：
可采用无限余辉的应用包括：
： 显示最坏条件下的变化波形；
： 捕获和保存波形；
： 测量噪声和抖动；
： 捕获间歇产生的事件。
： 调节显示网格，通过旋转Entry旋钮改变显示网格亮度，Grid软键显示出了亮度级，可在0至100％间调节；
： 矢量给予数字化的波形以模拟的视觉。
： 标识5：Utility键可设置相关内容：

： I/O 可设置输入输出的相关内容，包括通讯端口和波特率；
： Print Confg 可设置打印的相关内容，包括打印到何处、以什么格式保存等；
： Floppy 可加载或删除软盘文件；
： Options 可设置实时时钟或屏幕保护；
： Service User Cal(用户校准)、Self Test(自测试)、About Oscilloscope(关于示波器)、Uaer Cal Statue(用户校准状态)；
： Language 选择查看快捷帮助的语言。
： 标识6：Quick Print快捷打印键，按下此键会把包括状态行和软键在内的全部显示内容打印到并行打印机或软盘上； 在打印过程中要取消打印可按Cancel Print键即可停止打印。
： 标识7：Save Recall键可设置保存和调用示踪：

： 1、Press to AutoSave 把软盘放进软驱，按此键，当前设置和波形示踪将以自动产生的文件名（QFILE-nn）保存在软盘中，每次把新文件保存到软盘时，文件名称中的nn数自动 加1（从00开始），如果存储空间允许，每张软盘可保存100个示踪和设置。
： 2、Save软键显示保存菜单：


按TO软键，或旋转Entry旋钮选择软盘文件或被覆盖的内部存储器； 如果要选择新的文件名，按New File软键。
： 3、Recall软键选择保存调用菜单：


： 按Recall软键可选择调用信息类别（Trace、Setup、Trace and Setup），如果要用游标测量调用的示踪，应同时调用设置和示踪；
： 在查看From软键时，旋转Entry旋钮选择调用的文件名；
： 按Press to Recall软键调用所选的文件；
： 要清除任何调用示踪显示，按Clear Dispiay软键。
： 5 Formats软键显示格式菜单：

：按CSC、TIF、BMP软键，保存波形将以选择的格式保存。
： 6 Default Setup软键，可将示波器返回工厂的默认值。
： 标识8：Autoscale键是自动显示信号，为快速配置示波器，可选用此按键；如果不小心按到Autoscale键或不希望Autoscale所选的设置，可按Undo Autoscale键恢复到Autoscale之前的设置。

四、示波器触发设置
： 该系列示波器具有常用的触发功能：
触发模式（自动电平、自动、常规）；
触发类型（斜率/边沿、脉冲宽度、模式、持续时间、序列、IC和TV触发）；
模式/耦合（包括高频抑制和噪声抑制）；
释抑和触发电平；
触发部分相关功能键如下：

标识1：Edge键显示边沿触发菜单：


按斜率软键，可选择上升沿或下降沿，确定触发是在输入信号的上升沿还是下降沿上产生，所选斜率显示在屏幕右上角；
选择1、2、Ext或Line作为触发源。
标识2：Mode Coupling键可选择触发模式和触发条件：

1 按Mode软键，可选择Auto Level、Auto或Normal三种模式的触发： Auto Level模式和Auto模式类似，适合于低重复率信号，Auto Level模式带有自动触发电平调整，示波器监视信号电平，如果电平超出信号范围，它会把触发电平调回信号的中间； 如果选择Run来触发时，示波器首先填充预触发缓冲器，当找到触发时，预触发缓冲器将包含在触发前不久产生的事件，也就是有了触发信号时，Run将变为 Stop,将信号停留； 如果选择Single，示波器将填充预触发缓冲器，数据不断流入预触发缓冲器知道自动触发取代搜索，并发出一个触发，也就是不断会有新的触发信号取代之前 保留的触发信号； 对于Normal模式，不管是采集是由Run/Stop键还是由Single键开始，一旦找到触发事件，示波器就填充后触发缓冲器，并显示采集存储器的内 容，如果是由Run/Stop开始采集，过程将重复，如果是Single开始采集，找到触发信号后，将停止触发停留在之前的触发状态。
2 按Coupling软键，可选择DC、AC或LF Reject耦合： DC耦合允许DC和AC信号进入触发通道； AC耦合将3.5Hz高通滤波器放入触发通道，以在触发波形中去除任何DC偏置电压，波形带有较大DC偏置时，使用AC耦合可得到稳定的边沿触发； LF(低频)Reject耦合把一个50kHz高通滤波器与触发波形串联，低频抑制能去除触发波形中任何不要的低频成分，比如会干扰正确触发的供电电源频 率，在波形带有低频信号噪声时，应使用这种耦合得到稳定的边沿触发； TV耦合通常显示为淡灰色，不使用。
3按Noise Rej(噪声抑制)软键选择噪声抑制，或按HF Reject(高频抑制)软键选择高频抑制： Noise Rej为触发电路额外增加了时滞，当噪声抑制开启时，触发电路对噪声有较低的灵敏度，但触发示波器可能需要更大幅度的波形； HF Reject在触发通路中添加了一个50kHz低通滤波器，以去除触发波形中的高频成分，也可用于去除触发通路中的高频噪声，比如来自AM或FM电台的噪 声；
4旋转Entry旋钮，可增加或减少Holeoff软键示出的触发释抑时间，释抑设置触发电路重受命前示波器所等待的时间量，可用释抑稳定 复杂波形的显示，通过设置释抑，可实现同步触发，示波器将在波形的一个边沿上触发，并在释抑时间终止前忽略随后的边沿，然后示波器重新受命触发电路搜索下 一个边沿触发，这样，示波器就能在波形中的重复模式上触发。
标识3：Level旋钮当旋转此旋钮时，可调整所选模拟通道的触发电平，当选择DC耦合时，显示器最左端的触发电平图标T◣指示模拟通道触发电平的位置，触发电平值在显示器右上角显示。
标识4：More键为使用持续时间触发：

按Settings软键可显示后面选定触发的菜单；
1使用TV触发：
TV触发用于普活电视（TV）设备的复杂波形，触发电路检测波形的水平和垂直间隔，选择TV触发后在按Settings软键,可显示TV触发菜单：


按Source软键，可选择触发源通道； 按同步极性软键，把TV触发设置为正同步极性或负同步极性；
按Standard软键设置TV制式（支持NISC、PAL、PAL-M、SECAM、Generic）； 按Mode软键，选择TV触发模式； 因我们较少用到此类触发模式，不作详细介绍。
按Sequence软键，显示序列触发：
I2C触发设置包括把示波器接到串行数据（SDA）线和串行时钟（SCL）线，然后在停止/启动条件上触发，或在带有制定器件地址和数据值的读/写帧上触发；
Duration键为持续时间触发。
标识5：Pattern键显示模式触发菜单：

Channel为通道选择；
L、H和X为通道的高、低和忽略值；
最后两个为触发选择上升沿或下降沿。
标识6：Pulse Width键使用脉冲宽度触发菜单：

按Source软键，可选择触发的通道源；
按脉冲极性软键，对所要捕获的脉冲宽度选择正极性或负极性，所选脉冲极性显示在屏幕的右上角；
按限定器软键 ＜＞ ＞＜选择时间限定器，包括小于、大于和一个时间量程范围内三种情况； 选择限定器时间设置软键，然后旋转Entry旋钮，设置脉冲宽度限定器时间，限定器设置范围为10nd至10s。
当Run/Stop键变为绿色时，示波器处于连续运行模式，当Run/Stop键变为红色时，示波器停止运行，此时显示屏顶部状态行中触发模式位置上显示“Stop”，可旋转水平和垂直旋钮，对保存的波形进行平移和缩放；
Single键用于单次采集，Single键被点亮，在显示波形前，示波器等待触发条件产生，当示波器被触发时，显示单词采集，示波器停止运行（Run/Stop键变为红色），若要再次采集，需按Single键继续进行下一次的波形采集。

示波器怎么用_如何正确使用示波器?

本人从事电源行业有5-6年了，示波器就 相当于我的左右手。没有它就感觉什么都做不了。有它的存在，能让我能很顺利完成很多项目设计和问题分析。对于我来说，走到今天，它的功劳是不可替代的。对 于电源工程师来说，一旦有产品有问题就需要抓波形，抓时序，测试准确数值，以帮助工程师分析，处理。以事实说话，看波形说话。如何使测试的数据准确和可靠 是非常重要。准确的数字能够帮助我们，而失真的波形和数值只能误导我们，让我们背道而驰，让我们失去方向，多做很多无用功。

我常常看到很多小公司用的示波器过于低端，带宽低，采样率底，认为能抓到波形就行，认为没有必要买那么好的示波器，并且认为示波器操作简单，没有那 么多规范。看到他们对示波器的操作，不做测试之前的准备，拿起来就用，其实那样做是不正确的，可能往往就是这个操作不正确导致测试结果失真，影响分析。即 使一些很资深的工程师可能也不会注意到一些细节。不少工程师对示波器的认识度欠缺，如何更好的使用示波器还是有待提高的。下面就以我见到的很多工程师常犯 的问题予以纠正，分享一下我掌握的一些知识。

1. 很多工程师直接拿起探头就测试，根本不去检查探头是否需要补偿，示波器是否需要校验。只有在一些大公司或经过培训的工程师才会在使用前做准备工作

示波器使用前需要自校准和需要探头补偿调节，执行这种调节是使探头匹配输入通道。
首次操作仪器时以及同时显示多个输入通道的数据时，可能需要在垂直和水平方向上校准数据，以使时基、幅度和位置同步。例如，发生明显温度变化(> 5°) 时就需要进行校准。
1.从通道输入连接器上断开任何探头或电缆。确保仪器运行并预热一段时间。R&S示波器从 File（文件）菜单中，选择Selfalignment（自校准）。
2.在 Control（控制）选项卡上，点击Start Alignment（开始校准）。
3.R&S示波器完成此过程需几分钟时间。有的示波器可能需要一个小时以上时间。整体通过/失败结果会显示在Overall alignment state（整体校准状态）字段中。每个输入通道各个校准步骤的结果会显示在Results（结果）选项卡中。

探头补偿调节的操作步骤如下:

1.将示波器探头连接到通道，按前面板上的 PRESET（预设）按键（左侧面板设置区域中)。
将探头信号端和参考地连接到示波器面板上的参考输出，然后按Autoset（自动设置）。如果使用探头钩式前端附件，请将信号针前端牢固连接在探头上，确保正确连接。如组图一所示：

                                  图1-1

                                图1-2
                   组图一 探头补偿调节
2.检查所显示波形的形状。可能会出现的情况如图二。

图二  补偿过度，不足和正确补偿后半部的波形形状示意

过度和不足都需要调节探头。以能更好的测试准确值。

3.如果波形不正确，请调整探头。如下图三所示，直至波形为上面的补偿正确波形。

                            图三 补偿探头方法

以上两点看似简单，但往往是工程师忽略的。为了使测量更精确，请一定要注意检验。这两个校准功能在任何示波器都应该有。

2 测试电压纹波

很多电源工程师在纹波的测量的时候，也不会关注那么多，想当然的测试。示波器的使用方法不同导致测试的结果差异很大。如下组图四和组图五，对于同一 个产品同一个测试点，由于测试方法的差异，导致测试结果的差异很大。纹波对于电源来说是个重要参数，但是由于自己的操作问题而导致做测试不通过，又浪费大 量的人力和成本去整改是很不值得的。

有时候您的客户由于对仪器的使用和注意不够，导致测试的数据错误。但是自己这边产品又是没有问题的，弄的怎么说也说不通，以至于客户还以为是在欺骗他们，所以测试方法很重要。注意这些细节，可以节省很多时间，让自己的能力更上一层。

示波器测试的值本身就存在误差的(这里我就暂时不讲解了)。现在很多公司要求测试波形图的值作为判定依据。其实示波器只是测试电压随着时间变化的过程，主要是调试中捕获波形。具体测量直流电压有效值额度准确度还不如数字万用表的值。示波器的直流精度的指标标定也是以万用表做参考的。 但是越来越多公司和工程师以示波器的值当作真实值，那么我们就只能尽力作到是测试误差最少。

下面是测试纹波的图解和分析:

                        图4-1

                           图4-2
                          组图四

                          图5-1

                               图5-2
                              组图五

组图四的测试纹波的结果值3.9921V比图五0.126V大很多，但是组图四的测试值是不真实的。

问题分析：其实产品没有问题。只是测试方法有问题而已。现在我们就来指出问题点:
第一个错误是使用了长的接地线。
第二个错误是将探头形成的环路和接地线均置于电源变压器和开关元件附近。
第三个错误是示波器探头和输出电容之间存在多余电感。
由于这些不注意，导致拾取了很多高频信号，变压器的磁场，开关的电场，以至于示波器抓出来的波形有高频杂讯掺杂在里面显示出来。
第四个错误是量程太大。

准确地测试纹波需要做到：
使用带宽限制来测量纹波，以防止拾取并非真正存在的高频杂讯。示波器带宽设置为20M即可。
去掉探头“帽子”和地线夹，以防止长地线形成的天线效应。用近地线缠绕在探头和地之间。罗德与施瓦茨公司有专门提供配套的短地线。可以考虑在信号与地之间并联一个0.1uf和一个10uf电容做去耦。电容的PIN脚的长短也影响了测试的值。

3 由于很多工程师对示波器的不了解，导致误操作，损坏示波器或电源之后还搞不清楚为什么

很多初级工程师在用多个探头测量电源的时候，刚一开机，电源产品就“炸机”，甚至损害示波器。他们会问我，示波器不是直接把探头接到要测试的元件之 间吗？我好像没有接错啊，为什么会这样啊？那是由于对示波器的通道和地的接法不了解。示波器的多个探头在示波器内部是共地。所以在同时测量电源的原边和副 边的时候，如果用一根探头接原边的地，另一个探头接副边的地，由于示波器的内部通道的地连接在一起，相当于把电源的原边和副边的地短路在一起了，然而原边 和副边地之间是有电压差的，那么短路后的大电流容易烧坏产品和探头，甚至也可能损坏示波器。在测试原边和副边电压的时候应该一侧用差分探头，一侧用普通探 头。 即使测试同一侧线路，探头的地线也要是共参考点。 示波器的地又是通过电源地连接的。很多公司基本上都会在示波器前面加一个隔离变压器，这种方法挺好。有些公司直接剪断电源三相地的PIN脚，那样没有接 地，用手摸示波器机壳，漏电流会加大。建议不要这样使用。

其实问题还不止是这些，如在动态的应用，探头之间运算的应用，测试电压值注意的事项等。大家都知道示波器的功能很强大，几乎没有不使用示波器的电子工程师，所以自己在使用示波器的时候一定要多想想，多试验，多了解示波器的功能，内部选项键之间的差别，了解不同示波器参数对测量的影响，那样就能更好的帮助我们。不要只是为了完成任务，随意为之。认真做起，细心观察，这样我们的进步才会很大。经验是一步一步积累起来的。