如何使用信号发生器产生正弦波并用数字示波器进行测量

使用信号发生器产生正弦波并用数字示波器进行测量的步骤如下：

1. 准备工作

所需设备

• 信号发生器
• 数字示波器
• 探头（通常为10X衰减探头）
• BNC电缆和适配器（如果需要）

2. 设置信号发生器

1. 连接
   • 使用BNC电缆将信号发生器的输出连接到待测电路或直接连接到示波器的输入通道。如果需要使用探头，请确保探头已连接并校准。
2. 配置参数
   • 波形类型：选择“正弦波”（Sine Wave）。
   • 频率：设置所需的频率。例如，1 kHz。
   • 幅度：设置所需的峰峰值电压。例如，2 Vpp。
   • 偏移：根据需要设置直流偏移。一般情况下，设置为0V。
3. 启用输出
   • 确认设置无误后，启用信号发生器的输出。

3. 配置数字示波器

1. 连接探头
   • 将示波器的探头连接到信号发生器的输出端或被测点。
   • 确保探头接地夹子连接到正确的接地点。
2. 配置通道
   • 选择通道：将探头连接到示波器的CH1通道（或者其他可用通道）。
   • 耦合模式：将通道设置为DC耦合，以便获取完整的信号成分。如果只关心交流部分，可以选择AC耦合。
   • 垂直灵敏度（Volts/Div）：根据信号幅度调节垂直灵敏度。例如，如果信号的幅度为2 Vpp，可以将灵敏度设置为500mV/Div。
   • 垂直偏移：调整垂直偏移，使信号在屏幕上居中显示。
3. 配置时间基准
   • 时间基准（Time/Div）：根据信号频率调整时间基准。例如，对于1 kHz的信号，可以设置为200µs/Div。
4. 设置触发
   • 触发源：选择相应的通道作为触发源，例如CH1。
   • 触发模式：选择边沿触发（Edge Trigger），通常选择上升沿（Rising Edge）。
   • 触发电平：将触发电平设置在信号的中间电平位置，比如如果信号是2 Vpp，将触发电平设置为1V。

4. 实际测量

1. 观察波形
   • 启动示波器并观察屏幕上的波形，确认波形是否稳定且清晰显示。
2. 分析参数
   • 峰峰值（Vpp）：在测量菜单中选择“Voltage” > “Peak-to-Peak”，示波器会自动计算并显示波形的峰峰值。
   • 有效值（RMS）：在测量菜单中选择“Voltage” > “RMS”，示波器会自动计算并显示波形的有效值。
   • 频率：在测量菜单中选择“Frequency”，示波器会自动计算并显示信号频率。
   • 周期：在测量菜单中选择“Period”，示波器会自动计算并显示信号周期。
   • 上升时间和下降时间：在测量菜单中选择“Time” > “Rise Time”和“Fall Time”，示波器会自动计算并显示上升时间和下降时间。

示例操作步骤

假设你要产生一个1kHz、2Vpp的正弦波并进行测量：

1. 设置信号发生器

1. 连接：使用BNC电缆将信号发生器的输出连接到示波器的输入通道。
2. 配置参数：
   • 波形类型：正弦波
   • 频率：1 kHz
   • 幅度：2 Vpp
   • 偏移：0V
3. 启用输出：确认设置无误后，启用输出。

2. 设置示波器

1. 连接探头：将示波器的探头连接到信号发生器的输出端。
2. 配置通道：
   • 选择通道：CH1
   • 耦合模式：DC耦合
   • 垂直灵敏度：500mV/Div
   • 垂直偏移：中心位置
3. 配置时间基准：时间基准为200µs/Div。
4. 设置触发：
   • 触发源：CH1
   • 触发模式：上升沿触发
   • 触发电平：1V

3. 测量和分析

1. 观察波形：启动示波器并观察屏幕上的正弦波。
2. 分析参数：
   • 峰峰值：选择“Voltage” > “Peak-to-Peak”，示波器显示2V。
   • 有效值：选择“Voltage” > “RMS”，示波器显示约0.707V。
   • 频率：选择“Frequency”，示波器显示1kHz。
   • 周期：选择“Period”，示波器显示1ms。
   • 上升时间和下降时间：选择“Time” > “Rise Time”和“Fall Time”，示波器显示相应时间。

这里我们用普源精电DG900 Pro系列信号发生器、DHO4000系列示波器按上述步骤进行测试：

1、设置信号发生器基本参数，波形类型选择正弦波，频率设置1KHz，幅度设置2V，偏移0V，打开通道输出，用BNC线接到示波器上。

图为普源精电DG922 Pro信号发生器

2、在示波器上对通道进行配置，触发信源选择CH1，触发电平设置在波形中间即可，水平时基设置为500us，垂直档位500mV，使正弦波能完整显示在屏幕上。

图为普源精电DHO4804数字示波器

3、点击Measure按键打开测量菜单，在垂直选项卡中选择峰峰值、有效值，水平选项卡中选择频率、周期，这样就得到了我们想要测试的参数。

图为普源精电DHO4804数字示波器

总结

通过以上步骤，你可以使用信号发生器产生正弦波并用数字示波器进行测量：

1. 设置信号发生器：配置波形类型、频率、幅度和偏移。
2. 连接示波器：将探头连接到信号发生器输出。
3. 配置示波器：设置通道、时间基准和触发参数。
4. 测量和分析：使用示波器自动测量功能或手动测量各项参数，确保信号符合预期。

这些方法帮助你准确生成和测量正弦波形，确保信号质量和参数一致性。