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示波器使用

1.示波器简介

TBS 1052B（Tektronix）系列数字存储示波器在紧凑的设计中提供了经济的性能。 由于多种标配功能， 包括 USB 连接、34 种自动测量、极限测试、数据记录、频率计数器、趋势图和上下文相关帮助菜单。

1.1 主要特点

示波器可以帮忙验证、调试和表征电子设计。主要特点包括：

■ 带宽可为 50 MHz、 70 MHz、 100 MHz 和 200 MHz。

■ 2 通道 型号

■ 7 英寸 WVGA 超大宽屏彩色显示器

■ 在所有通道上的采样速率为 1 GS/s

■ 每个通道均实现高达 20K 点的记录长度

■ 捕获速率高达 5,000 个波形/秒

■ 支持 32 种自动测量

■ Edge（ 边沿）、 Runt（ 欠幅） 和 Pulse Width（ 脉冲宽度） 触发

■ 波形频谱分析的 FFT 分析

■ USB 2.0 主机端口， 可用于快速轻松地将屏幕图像、仪器设置和波形存储至 USB 闪存， 以及安装固件更新和从已保存文件中加载波形和设置

■ USB 2.0 设备端口， 使用 TekVISA 连接以及其他支持 USBTMC 的远程连接工具对示波器进行直接 PC 控制

■ Scope Intro（ 示波器简介） 提供示波器概念内置概述以及对 控件和功能的介绍

■ Help Everywhere（ 各功能帮助） 将在您进入大部分示波器设置菜单时显示图形和简短文本描述

1.2 示波器电源

示波器接地对于安全性和精确测量都是必要的。示波器必须与正在测试的所有电路共享同一接地端。将三相电源线插到接至大地的电源插座以将示波器接地。

要打开示波器电源， 请执行以下操作：

1. 将仪器随附的电源线连接到示波器电源连接器。

2. 将电源线连接到合适的交流电网电源。按上面的 Power（ 电源） 按钮。

1.3 界面语言修改

以下步骤显示如何更改用户界面语言。这些步骤还会为您介绍示波器菜单系统。

1. 按 Utility（ 辅助功能） 前面板按钮。在示波器屏幕右侧将显示侧面菜单

1. 按 Language（ 语言） 侧面菜单按钮。示波器将打开 Language（ 语言） 菜单。使用 Multipurpose（ 通用） 旋钮选择并单击菜单项。以下文本将描述如何操作 Multipurpose（ 通用） 旋钮。

2.Multipurpose（ 通用） 旋钮可让您与屏幕菜单、消息和对话框进行互动。菜单、消息或对话框标签上的图标表示您可使用 Multipurpose（ 通用） 旋钮选择并单击项目中的值。

此旋钮具有两个功能：

Select（ 选择） 功能， 旋转旋钮可选择（ 突出显示） 一个菜单项。选择一个菜单项并不意味着执行（ 运行） 所选功能。

Click（ 单击） 功能， 您可以按此旋钮以运行所选择的菜单项， 或使菜单项中的一个字段能够输入数字或选择值。

1.4 功能检查

按 Default Setup（ 默认设置）。默认设置将示波器设置恢复至出厂默认值。按 Autoset（ 自动设置）。屏幕显示一个正常方波则功能正常。

2.采样示波器概念

2.1 采样和采集概念

在示波器可以显示或测量信号之前， 必须对信号进行采样。 Sampling（ 采样） 是以固定间隔测量输入信号幅度值（ 称为采样速率， 单位是每秒采样数） 的流程，

将采样电平转化为数字数据， 并将采样数值存储到内存以创建waveform record（ 波形记录）。示波器在波形记录中使用数字值以创建、显示和测量波形。每个示波器通道都拥有自己的波形记录内存。

TBS1000C 系列示波器使用实时采样。在实时采样中， 示波器一次性、按顺序将所有采样点进行采样并数字化， 将采样数据存储在内存中， 然后重复采样和存储过程。

可使用 Horizontal Scale（ 水平标度） 旋钮以更改采样速率（ 每秒采样数）。示波器可自动设置采样速率， 以便获得足够的采样以准确获取信号信息。采样速率一直在屏幕上显示， 以水平位置/标度读数显示。

当两个通道均处于激活状态时， 两个通道上的最大采样速率均为 1 GS/s。

2.2 触发

示波器使用波形记录中的数据在示波器屏幕上构建和显示波形。但是， 由于示波器连续获取采样加入波形记录， 每个波形记录从输入信号的一个随机点开始。

这意味着波形记录采样值一直不断变化， 这会导致已显示的波形不稳定或带有抖动。无法准确测量不稳定的波形， 以产生此种显示， 除非为非常广泛的测量（ 信号类型， 大约为峰值到峰值信号幅度）。

trigger（ 触发菜单） 将对示波器何时检测已定义波形条件进行设置， 如在信号上升边沿的特定信号电压电平时。示波器使用该触发条件将波形采样存储到波形记录中，这样符合触发条件的信号采样点将在波形记录中的相同位置。显示时， 每次采集的波形记录将显示相同触发点的波形， 这样会在屏幕上显示稳定的波形。

• 触发斜率和电平概念

示波器必须先检测斜率和电平条件， 然后才能触发并显示平稳波形。显示平稳波形所需的最低触发条件为信号斜率和门限电平。斜率可设置示波器以在信号的上升或下降边沿查找触发点。

电平可设置触发点出现在边沿上的位置。触发 Slope（ 斜率） 可设置示波器以在信号的上升或下降边沿查找触发事件。

触发门限 Level（ 电平）（ 或只是电平） 为斜率的信号幅度值， 必须发生以使示波器触发信号。

旋转 Trigger Level（ 触发电平） 旋钮更改门限电平并暂时显示一条长水平线

• 自动触发模式

Auto (Untriggered Roll)【自动（ 未触发滚动）】触发模式可将示波器设置为即使没有发生任何触发示波器也会采集波形。

自动模式使用定时器， 该定时器在开始采集且获取预触发信息后启动。如果在计时器超时之前未检测到触发事件， 则示波器将强制触发。

等待触发事件的时间长度取决于时基的设置【Horizontal Scale（ 水平标度）】。在没有有效触发事件而进行强制触发时，

自动模式不会同步显示器上的波形。波形将滚动通过屏幕。如果发生有效触发， 则显示器将变成稳定状态。

• 正常触发模式

Normal（ 正常） 触发模式可将示波器设置为只在触发条件发生时才采集波形。如果没有任何触发， 则显示屏将一直显示上一次采集的波形记录。如果上次未采集波形， 则不显示波形。

3.设置通道输入参数

3.1 设置输入信号耦合

输入信号耦合可设置输入信号如何传递至示波器采样电路。

1. 按对应于您想要设置的输入通道的 Vertical Menu（ 垂直菜单） 按钮。

2. 按 Coupling（ 耦合） 侧面菜单按钮。

3. 使用 Multipurpose（ 通用） 旋钮选择并单击耦合类型：直流 耦合通过交流和直流信号分量；交流 耦合阻碍直流分量， 仅通过交流信号。

3.2 反转输入信号

可使用此操作反转（ 垂直翻转） 信号。反转信号的典型原因是使用反转信号创建数学波形。

1. 按对应于您想要设置的输入通道的 Vertical Menu（ 垂直菜单） 按钮。

2. 按 Invert（ 反相）侧面菜单按钮，以在 Off（ 反相关闭）（ 进行常规操作）和On（ 反相打开）（ 将前置放大器中信号的极性反相） 之间进行切换。

3.3 设置示波器带宽限制

使用此操作程序设置示波器带宽。带宽是示波器可准确显示和测量的最大频率。示波器逐渐衰减（ 降低） 频率高于带宽的信号电平。这意味着， 虽然您能显示超过带宽限制的信号， 但是无法保证其幅度值和其他特征正确。

1. 按对应于您想要设置的输入通道的 Vertical Menu（ 垂直菜单） 按钮。

2. 按 Bandwidth（ 带宽） 侧面菜单按钮，进行切换开启与关闭带宽限制。

■ Full（ 全带宽） 将带宽设置为示波器允许的最大带宽。

■ 20 MHz 将带宽设为 20 MHz。

3.4 设置探头

Probe Type（ 探头类型） 子菜单可设置与示波器相连的探头类型。默认探头类型为 Voltage（ 电压）。其他有效探头类型为电流。

衰减是探头在将信号发送至示波器输入端之前对输入信号幅度减少或放大的量。 Attenuation（ 衰减） 子菜单可为没有 TekProbe II 或 TekVPI 接口的探头默认衰减为 10x。

1. 按对应于您想要设置的输入通道的 Vertical Menu（ 垂直菜单） 按钮。

2. 按 Probe Setup（ 探头设置） 侧面菜单以显示 Probe Setup（ 探头设置）子菜单。

3. 使用 Multipurpose（ 通用） 旋钮选择并单击 Probe Type（ 探头类型） 子菜单项。

4. 选择并单击探头类型【Voltage（ 电压） 或 Current（ 电流）】，并可以设置衰减。

4.采集设置

4.1 开始和停止采集

在您已定义采集和触发参数后， 通过 Run/Stop（ 运行/停止） 或 Single（ 单次） 控件开始采集并显示波形。

■ 按 Run/Stop（ 运行/停止） 以开始采集（ 按钮变为绿色）。示波器重复进行采集， 直到再次按下该按钮停止采集， 或按下 Single（ 单次） 按钮。

■ 按 Single（ 单次） 进行单次采集。Single（ 单次） 会将该单次采集的触发模式设置为 Normal（ 正常）。

4.2 设置采集模式

使用 acquisition mode（ 采集模式） 设置示波器如何使用每个采集间隔中的采样数据点创建并显示波形。

1. 按 Acquire（ 采集）。

2. 选择采样、峰值检测、平均中其一种模式。

4.3 显示和删除波形

使用该程序打开或关闭每个通道的波形显示。要在显示器上添加或删除波形， 请按相应的前面板通道 Menu（ 菜单） 按钮。

如果所选通道已激活， 则按该通道的 Menu（ 菜单） 按钮删除波形。如果通道尚未激活， 则按通道的 Menu（ 菜单） 按钮选择该通道； 再按一下该按钮会将波形从屏幕上删除。

5.分析波形

5.1 测量选通

按 Measure（ 测量），Gating（ 选通） 可设置自动测量以仅用波形的特定部分进行测量。

5.2 自动测量

按 Measure（ 测量），选择CH1/CH2，勾选对应需要测量的项目即可。

5.3 光标测量

光标是您放在波形上以进行测量的屏幕上的垂直和水平线。光标读数显示其位置或其穿过波形的位置的值。光标还显示两个光标位置间的绝对差异测量值（ 或增量）。

光标读数在光标旁边显示。读数将显示当前光标位置的信号值。读数还会显示两个光标测量之间的差异（ 增量， 以 Δ 符号标记）。打开光标时， 示波器始终显示该读数。

1. 默认情况下， 按 Cursors（ 光标） 以显示两个垂直 Time（ 时间） 光标。光标颜色指示进行测量的通道。实线光标为激活（ 已选中） 光标， 且受控于 Multipurpose（ 通用） 旋钮。

2. 使用 Multipurpose（ 通用） 旋钮移动实线（ 已选） 光标。与该光标相关的读数会随着您移动光标而更改。

6.示波器面板控件

6.1 导航控件

这些按钮或旋钮将控制波形、光标和其他数据输入。

■ Multipurpose（ 通用） 旋钮可让您选择并单击菜单或其他选项、移动光标、为菜单项设置数字参数值。

■ Cursors（ 光标） 按钮在打开和关闭之间切换， 决定是否在屏幕上显示光标。

■ Function（ 功能） 按钮，可打开极限测试、数据记录、计数器、趋势图功能模块。

■ Zoom（ 缩放） （放大镜）按钮可显示放大后的波形。

■ Measure（ 测量） 打开测量菜单。

■ Help（ 帮助） 打开帮助菜单。

■ Run/Stop （运行/停止）

■ Single （单次运行）同时会将触发设置为正常模式

■ Default Setup （默认设置）

■ Save Recall （保存/调出）

6.2 水平控件

■ Horizontal Position（ 水平位置） 旋钮可将触发点位置相对于采集波形记录向左或向右调整。按 Position（ 位置） 旋钮， 将触发点恢复至屏幕中心（ 中心垂直刻度线）。

■ Acquire 可设置采集模式（采样、峰值检测、平均）

■ Scale 旋钮调制采集时间

6.3 触发控件

■ Trigger Menu（ 触发菜单） 按钮可打开侧面菜单以进行触发设置。

■ Trigger Level（ 触发电平） 旋钮可调节触发电平。在使用此控件时， 触发电平在水平线上显示。按 Trigger Level（ 触发电平） 旋钮将触发电平设置为 50%（ 波形的垂直中点）。

■ Force Trig（ 强制触发） 按钮会强制执行一个立即触发事件。

6.4 垂直控件

■ Vertical Position（ 垂直位置） 旋钮可为每个通道波形调整垂直位置。按 Position（ 位置） 旋钮可移动波形， 以让接地参考电平位于屏幕中心刻度线上。

■ 通道 1 或 2 菜单按钮可打开（ 信号耦合、带宽、探头衰减和类型） 侧面菜单， 使用此菜单可为每个通道设置垂直参数（ 包含信号耦合、带宽、探头衰减和类型），或在显示器上显示或从显示器上移除通道波形。

■ Math（ 数学） 按钮可打开侧面菜单， 通过侧面菜单您可设置参数以创建并显示数学波形， 或从显示器上移除或在显示器上显示数学通道波形。

■ Ref（ 参考） 按钮可打开包含控件的侧面菜单， 以在屏幕上显示或从屏幕上移除参考波形。

■ FFT 按钮可打开 FFT 屏幕， 并显示侧面菜单， 通过侧面菜单您可设置FFT 显示参数。

7.使用实例

7.1 电源纹波测试

场景：测试电源纹波大小

介绍：使用电源去供电一些外设时，电源纹波较大的话往往会引起工作异常。这里以VDDIO为例，描述如何测试电源纹波。

示波器：CH1接VBAT;探头：耦合交流;使用光标测量可得，纹波约在64mv左右。

7.2 软件时序测试

可以测试逻辑时序，各种接口协议时序，如UART、IIC、SPI等；探头：耦合直流

1.开始采集和停止采集波形

【1】在您已定义采集和触发参数后， 通过 Run/Stop（ 运行/停止） 或 Single（ 单次） 控件开始采集并显示波形。

【2】按 Run/Stop（ 运行/停止） 以开始采集（ 按钮变为绿色）。示波器重复进行采集， 直到再次按下该按钮停止采集， 或按下 Single（ 单次） 按钮。

2.单次触发

设置触发菜单，选择“上升、下降或者边沿触发”，调整采样电平，按 Single（ 单次） 进行单次采集。Single（ 单次） 会将该单次采集的触发模式设置为 Normal（ 正常）。这种情况检测到第一个触发条件就开始采集并显示开始采集部分的波形。

3.连续触发

设置触发菜单，选择“上升、下降或者边沿触发”，调整采样电平，不按 Single（ 单次） 进行单次采集。触发模式选“正常”，每次检测到边沿重新采集，波形会一直变知道显示最后的一个采集波形。

自动模式下可调高采样时间-[水平控件]-[Scale标度]，确保采集到有效波形，[Run/Stop]暂停，再缩小采样时间进行波形分析（光标测量）