UDT2062系列数字存储示波器是小型、轻便的台式数字存储示波器。向使用者提供方便且易操作的前面板,用户不必花大量的时间去学习和熟悉数字存储示波器的操作,即可熟练使用,就可完成对波形观察和基本的测试。
一、UDT2062面板结构及使用
1.前面板操作概要:
UDT2062数字存储示波器前面板主要有模拟信号输入、外触发输入、水平控制、垂直控制、触发控制、运行控制、常用菜单、显示区域等组成,具体见图1。
图1 UDT2062数字存储示波器前面板操作说明图
2.显示界面
UT2000/3000系列数字存储示波器向使用者提供简洁而清晰显示见面,使用者只需按下电源开关数秒钟后,即可得到如图2的界面图。
图2 UDT2062数字存储示波器显示界面图
3.示波器初步使用
图3 电源开关示意图
1)接通示波器电源
接通电源后,让仪器以最大测量精度优化数字存储示波器信号路径执行自校正程序,按UTILITY按钮,按F1执行。然后进入下一页按F1,调出出厂设置。见图3。
2)使用AUTO自动设置键观察波形
将被测信号连接到信号输入通道(CH1或CH2),按下AUTO按钮,数字存储示波器将自动设置垂直偏转系数、扫描时基、以及触发方式。如果需要进一步仔细观察,在自动设置完成后可再进行手工调整,直至使波形显示达到需要的最佳效果。手工调整通过面板上垂直系统控制区、水平系统控制区和触发系统控制区的按键实现。使用垂直位置旋钮使波形在窗口中居中显示信号,垂直位置旋钮(POSITION)控制信号的垂直显示位置。改变垂直设置,则可使用垂直标度旋钮(SCALE)改变“伏/格”垂直档位,并观察状态信息变化。按 CH1 、CH2 、 MATH 、 REF , 屏幕显示对应通道的操作菜单、标志、波形和档位状态信息。按 OFF 按键关闭当前选择的通道。垂直控制区见图4。
图4 面板上的垂直控制区
使用水平SCALE旋钮改变水平时基档位设置,并观察状态信息变化,使用水平POSITION旋钮调整信号在波形窗口的水平位置。水平控制区见图5。
图5 面板上的水平控制区
图6 面板上的触发控制区
使用触发电平旋钮改变触发电平,可以在屏幕上看到触发标志来指示触发电平线,随旋钮转动而上下移动,使用 TRIGGER MENU,以改变触发设置。按F1键,选择“边沿”触发 。按F2键,选择“触发源”为 CH1。按F3键,设置“边沿类型”为 上升 。按F4键,设置“触发方式”为 自动 。按F5键,设置 “触发耦合”为 直流 。
二、面板上旋钮的作用及使用
面板主要有常用菜单区、运行控制区、垂直控制区、水平控制区、触发控制区、模拟信号输入、波形显示区等几部组成。
1.垂直控制区
通过垂直控制区设置垂直系统(CH1、 CH2、MATH、 REF、 OFF、 VERTICAL POSITION、VERTICAL SCALE )
CH1和CH2——选择所需设置的通道。
F1~F2为菜单操作键,在不同菜单界面下具有不同的功能,本界面功能如下: F1――选择通道耦合方式。选择交流:被测信号含有的直流分量被阻隔;选择直流:通过输入信号的交流和直流成分;选择接地:被测信号含有的直流分量和交流分量都被阻隔。
F2――通道带宽限制开关
F3――垂直伏/格调节设置。垂直偏转系数 伏/格 档位调节,分为粗调和细调两种模式。在 粗调 时,伏/格范围是2mV/div~5V/div,以1-2-5方式步进。在 细调 时,指在当前垂直档位范围内以更小的步进改变偏转系数,从而实现垂直偏转系数在2mV/div~5V/div内无间断地连续可调。菜单见面见图7
图7 垂直系统设置
F4——设定探头倍率。
F5——波形反相的设置。
MATH——数学运算功能。数学运算功能是显示CH1、CH2通道波形相加、相减、相乘、相除以及FFT运算的结果。其菜单见面见图8,信源、算子及FFT频谱分析通过F1~F5键操作。
图8 数学运算
4)REF——参考波形设置。REF 菜单可以从显示打开或关闭参考内存波形。波形存储在数字存储示波器的非易失性存储器中,并具有下列名称:RefA、RefB。
2.设置水平控制系统
使用水平面控制旋钮可改变水平刻度(时基)、触发在内存中的水平位置(触发位置)。屏幕水平方向上的垂直中点是波形的时间参考点。改变水平刻度会导致波形相对屏幕中心扩张或收缩,水平位置改变时即相对于波形触发点的位置变化。水平位置(POSITION):调整通道波形(包括数学运算)的水平位置。这个控制键的解析度根据时基而变化。水平标度(SCALE):调整主时基,即秒/格。当扩展时基被打开时,将通过改变水平标度旋钮改变延迟扫描时基而改变窗口宽度。主时基和扩展时基切换通过F1及F3实现,按MENU键菜单界面如图9 。
图9 视窗扩展下的屏幕显示
设置触发系统
图10 触发系统设置界面
触发决定了数字存储示波器何时开始采集数据和显示波形。一旦触发被正确设定,它可以将不稳定的显示转换成有意义的波形。数字存储示波器在开始采集数据时,先收集足够的数据用来在触发点的左方画出波形。数字存储示波器在等待触发条件发生的同时连续地采集数据。当检测到触发后,数字存储示波器连续地采集足够多的数据以在触发点的右方画出波形。数字存储示波器操作面板的触发控制区包括触发电平调整旋钮;触发菜单按键 MENU ;设定触发电平在信号垂直中点的50%;强制触发按键 FORCE 。
触发电平:触发电平设定触发点对应的信号电压。
50% :将触发电平设定在触发信号幅值的垂直中点。
FORCE :强制产生一触发信号,主要应用于触发方式中和“正常”和“单次”模式。
MENU :触发设置菜单键,其界面见图10。使用F1~F5进行相应设置。
1)触发类型选择
触发类型:边沿、脉宽、视频和交替触发。
边沿触发:当触发信号的边沿到达某一给定电平时,触发产生。
脉宽触发:当触发信号的脉冲宽度达到设定一定的触发条件时,触发产生。
视频触发:对标准视频信号进行场或行触发。
交替触发:适用于触发没有频率关联的信号。
2)触发信号源选择
触发信号源有:
CH1——设置CH1作为信源触发信号
CH2——设置CH2作为信源触发信号
EXT——设置外触发输入通道作为信源触发信号
EXT/5——设置外触发源除以5,扩展外触发电平范围
市电——设置市电触发
交替——CH1、CH2分别交替地触发自的信号
4.设置采样系统
在控制区的ACQUIRE为采样系统的功能按键。使用 ACQUIRE 按键,弹出采样设置菜单,通过菜单控制按钮调整采样方式,其界面如图11。
图11 采样系统设置界面
菜单说明:
采样方式分等效和实时两种。
实时采样:实时采样方式在每一次采样采集满内存空间。实时采样率最高为500MS/s。在50ns或更快的设置下,数字存储示波器自动进行插值算法,即在采样点之间插值采样点。
等效采样:即重复采样方式。等效采样方式利于细致观察重复的周期性信号,使用等效采样方式可得到比实时采样高得多的40ps的水平分辨率,即等效25GS/s。
2)获取方式有:采样、峰值检测、平均方式。
峰值检测方式:在这种获取方式下,数字存储示波器在每个采样间隔中找到输入信号的最大值和最小值并使用这些值显示波形。这样,数字存储示波器就可以获取并显示窄脉冲,否则这些窄脉冲在“采样”方式下可能已被漏掉。在这种方式下,噪声看起来似乎更大。
平均方式:在这种获取方式下,数字存储示波器获取几个波形,求其平均值,然后显示最终波形。可以使用此方式来减少随机噪声。
5.设置显示系统
在控制区的 DISPLAY 为显示系统的功能按键。使用 DISPLAY 按钮弹出下图所示设置菜单。通过菜单控制按钮调整显示方式。
6.存储和调出
在控制区的 STORAGE 为存储系统的功能按键。使用 STORAGE 按键显示存储设置菜单。您可以通过该菜单对数字存储示波器内部存储区和USB存储设备上的波形和设置文件进行保存和调出操作,也可以对USB存储设备上的波形文件、设置文件进行保存和调出操作。
7.辅助功能设置
在控制区的UTILITY为辅助功能按键。使用 UTILITY 按键弹出辅助系统功能设置菜单。
8.自动测量
MEASURE 为自动测量功能按键。按 MEASURE 键首先进入参数测量显示菜单,该菜单有5个可同时显示测量值的区域,分别对应于功能键F1~F5。对于任一个区域需要选择测量种类时,可按相应的F键,以进入测量种类选择菜单。测量种类选择菜单分为电压类和时间类两种,可分别选择进入电压或时间类的测量种类,并按相应的F1-F5 选择测量种类后,退回到参数测量显示菜单。另外,还可按 F5 选择“所有参数”显示电压类和时 间类的全部测量参数;按 F2 可选择要测量的通道(通道开启才有效),若不希望改变当前的测量种类,可按 F1 返回到参数测量显示菜单。
1)电压参数的自动测量
自动测量的电压参数包括:
峰峰值(Vpp):波形最高点至最低点的电压值。
最大值(Vmax):波形最高点至GND(地)的电压值。
最小值(Vmin):波形最低点至GND(地)的电压值。
幅度(Vamp):波形顶端至底端的电压值。
中间值(Vmid):幅度值的一半
顶端值(Vtop):波形平顶至GND(地)的电压值。
底端值(Vbase):波形底端至GND(地)的电压值。
过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。
预冲(Preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值的比值。
平均值(Average):1个周期内信号的平均幅值。
均方根值(Vrms):即有效值。依据交流信号在1周期
时所换算产生的能量,对应于产生等值能量的直流电压,即均方根值。
2)时间参数的自动测量
自动测量信号的频率、周期、上升时间、下降时间、正脉宽、负脉宽、延迟1→2(上升沿)、延迟1→2(下降沿)、正占空比,负占空比十种时间参数的自动测量。这些时间参数的定义是:
上升时间(RiseTime):波形幅度从10%上升至90%所经历的时间。
下降时间(FallTime):波形幅度从90%下降至10%所经历的时间。
正脉宽(+Width):正脉冲在50%幅度时的脉冲宽度。
负脉宽(-Width):负脉冲在50%幅度时的脉冲宽度。
延迟1→2(上升沿):CH1到CH2上升沿的延迟时间。
延迟1→2(下降沿):CH1到CH2下降沿的延迟时间。
正占空比(+Duty):正脉宽与周期的比值。
负占空比(-Duty):负脉宽与周期的比值。
9.光标测量
按下 CURSOR 按钮显示测量光标和光标菜单,然后使用多用途旋钮控制器改变光标的位置。用户在 CURSOR 模式可以移动光标进行测量,有三种模式:电压、时间和跟踪。当测量电压时,按面板上的 SELECT 和 COARSE 键,以及多用途旋钮控制 器,分别调整二个光标的位置,即可测量ΔV,同理如果选择时间可测量ΔT。在跟踪方式下,并且有波形显示时,可以看到数字存储示波器的光标会自动跟踪信号变化。
1)电压/时间测量方式:光标1或光标2将同时出现,由多用途旋钮控制器来调整光标在屏幕上的位置,由 SELECT 键选择调整哪一个光标。显示的读数即为二个光标之间的电压或时间值。
2)跟踪方式:水平与垂直光标交叉成为十字光标。十字光标自动定位在波形上,通过旋转多用途旋钮控制器,可以调整十字光标在波形上的水平位置。数字存储示波器同时显示光标点的坐标。当光标功能打开时,测量数值自动显示于屏幕右上角。
三、示波器应用实例
1.测量简单信号
观测电路中一未知信号,迅速显示和测量信号的频率和峰峰值,其步骤如下:
1)将CH1的探头连接到电路被测点。
2)按下 AUTO 按钮。
数字存储示波器将自动设置使波形显示达到最佳。在此基础上,您可以进一步调节垂直、水平档位,直至波形的显示符合您的要求。
2. 自动测量信号的电压和时间参数
数字存储示波器可对大多数显示信号进行自动测量。欲测量信号频率和峰峰值,请按如下步骤操作:
1)按 MEASURE 按键,以显示自动测量菜单;
2)按下 F1 ,进入测量菜单种类选择;
3)按下 F3 ,选择电压类;
4)按下 F5 翻至2/4页,再按 F3 选择测量类型峰峰值;
⑤、按下 F2 ,进入测量菜单种类选择,再按 F4 选择时间类;
⑥、按 F2 即可选择测量类型:频率。
此时,峰峰值和频率的测量值分别显示在 F1 和 F2的位置。详见图12。
图12 采样系统设置界面
3.测量正弦信号通过电路后产生的延时
1)自动测量通道延时按 MEASURE 按钮以显示自动测量菜单。
2)按 F1 键,进入测量菜单种类选择;
3)按 F4 键,进入时间类测量参数列表;
4)按两次 F5 键,进入3/3页;
5)按 F2 键,选择延迟测量;
6)按 F1 键,选择从CH1,再按下 F2 键,选择到CH2,然后按 F5 确定键。
此时,您可以在 F1 区域的“CH1-CH2延迟”下看到延迟值。