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數(shù)顯示波器商家淺談我國儀器儀表與測量控制的地位作用
閱讀：832 發(fā)布時間：2011-7-4
由于儀器儀表與測量控制的重要地位和作用受到了社會的高度重視，近些年來國家采取了一系列重大措施加快發(fā)展。值得特別提出的舉措有：
2001年3月舉行的七屆四次全國人大會議上提出“國家經(jīng)濟與社會發(fā)展第十個五年計劃綱要”中明確提出“把發(fā)展儀器儀表放到重要位置”。國家發(fā)展綱要提到儀器儀表，而且放到重要位置，是建國以來的*次。緊接著，國家計委、經(jīng)貿(mào)委、科技部等許多部委都列了若干專項，動用了大筆資金支持儀器儀表的發(fā)展。
2005年，國家發(fā)改委正式下達了“加快振興裝備制造業(yè)的若干意見”，提出了在各個行業(yè)中選出16項重點發(fā)展領域立專項支持發(fā)展，其中第11項就是重大工程自動化控制系統(tǒng)和精密測試儀器。
2006年制定“國家中長期科學與技術發(fā)展規(guī)劃綱要”，涉及到了多項儀器儀表與測量控制發(fā)展項目。
2008年4月，科技部、發(fā)改委、教育部和中國科協(xié)聯(lián)合發(fā)出了“關于加強創(chuàng)新方法工作的若干意見”，正式啟動創(chuàng)新方法工作在全國開展。這份文件中，明確提出創(chuàng)新方法包括創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法和創(chuàng)新工具三個要素，創(chuàng)新工具主要就是指推動科技創(chuàng)新的科學儀器。科學儀器的重要作用被進一步提升，開發(fā)研究得到更有力的支持。
此外，在863計劃，特別是航天計劃等國家科技發(fā)展計劃中，支持儀器儀表與測量控制的發(fā)展也被放到了重要位置。就是在這樣一個十分有利的形勢下，近些年來我國儀器儀表與測量控制得到了迅速的發(fā)展。
LM數(shù)顯示波器（10MHz/20MHz/40MHz/60MHz/100MHz）使用說明
LM數(shù)顯示波器概述
LM數(shù)顯示波器是便攜式雙通道示波器，本機垂直系統(tǒng)具有5mV/DIV到5V/DIV的偏轉(zhuǎn)靈敏度，水平系統(tǒng)具有0.5S/DIV到0.2µS /DIV的掃描速度，并設有擴展×10，可將掃速提高到20nS/DIV。
LM數(shù)顯示波器技術指標
2.1垂直系統(tǒng)
| 項目 | 技術指標 |
| 靈敏度 | 5mV/DIV-5V/DIV，按1-2-5順序分10檔 |
| 精度 | ±3％ |
| 微調(diào) | 大于2.5:1 |
| 上升時間 | 35 nS 17.5 nS 8.75 nS 5.84 nS 3.5 nS |
| 頻寬（—3dB） | DC-10MHz DC-20MHz DC-40MHz DC-60MHz DC-100MHz |
| 輸入阻抗 | 直接:1MΩ±3％,25pF±5pF 經(jīng)10:1探級:100 MΩ±5％,16pF±2pF |
| zui大輸入電壓 | 400V（DC+AC peak） |
| 工作方式 | CH1,CH2.ALT,CHOP,ADD |
| 視在延時 | 約40 nS |
2.2觸發(fā)系統(tǒng)
| 項目 | 技術指標 |
| 觸發(fā)靈敏度 | 內(nèi)觸發(fā) DC-10 MHz 1.0 DIV DC-20 MHz 1.5 DIV DC-40 MHz 1.5 DIV DC-60 MHz 2.0DIV DC-100 MHz 2.5 DIV TV-signal 2.0DIV 外觸發(fā) DC-10 MHz 0.3V DC-20 MHz 0.5V DC-40 MHz 0.5V DC-60 MHz 1.0V DC-100 MHz 1.5V TV-signal 0.5V |
| 自動方式下限頻率 | 20Hz |
| 外觸發(fā)輸入阻抗 | 1MΩ，20pF |
| 外觸發(fā)zui大輸入電壓 | 160V（DC+AC peak） |
| 觸發(fā)電源 | 內(nèi)，外 |
| 內(nèi)觸發(fā)源 | CH1 VERTMODE, CH2,電源 |
| 觸發(fā)方式 | 常態(tài)、自動、電視場、峰值自動 |
2.3水平系統(tǒng)
| 項目 | 技術指標 |
| 掃描速度 | 0.5S/DIV-0.2µS /DIV按1-2-順序分20檔 （4320D:0.2S/DIV-0.2µS /DIV） |
| 精度 | ±3％ |
| 微調(diào)范圍 | 大于2.5:1 |
| 掃描速度 | 擴展×10，zui快掃速20nS/DIV±8％ |
2.4X-Y方式
| 項目 | 技術指標 |
| 靈敏度 | 同垂直系統(tǒng) |
| 精度 | ±5％ |
| 頻寬（—3dB） | DC:0-1MHz，AC:10Hz-1MHz |
| 相位差 | 小于3°（DC-50kHz） |
2.5 Z軸系統(tǒng)（用戶要求時給出）
| 項目 | 技術指標 |
| 靈敏度 | 5V,低電平加亮 |
| 輸入阻抗 | 10kΩ |
| 頻寬 | DC-1MHz |
| zui大輸入電壓 | 50V（DC+AC peak） |
2.6校正信號
| 項目 | 技術指標 |
| 波形 | 對稱方波 |
| 幅度 | 0.5±2％ |
| 頻率 | 1kHz±2％ |
2.7示波管
| 項目 | 技術指標 |
| 有效工作面 | 8×10DIV 1DIV=10mm |
| 發(fā)光顏色 | 綠色 |
2.8電源
| 項目 | 技術指標 |
| 電壓范圍 | 220V±10％ |
| 頻率 | 50Hz±2Hz |
| 功耗 | 40VA |
LM數(shù)顯示波器操作說明
3.1基本操作
1.本系列示波器電源電壓為220V。
2.接通電源，電源指示燈亮，稍候預熱，屏幕上出現(xiàn)光跡，分別調(diào)節(jié)亮度、聚焦、輔助聚焦、跡線旋轉(zhuǎn)，使光跡清晰并與水平刻度平行。
3.用10:1探極將校正信號輸入至CH1輸入插座。
4.調(diào)節(jié)CH1移位與X移位，使波形相符合。
5.將探極換至CH2輸入插座，垂直方式置于“CH2”，重復（4.）操作，得到相符合的波形。
3.2亮度控制
調(diào)節(jié)亮度電位器，使屏幕顯示的光跡亮度適中。一般觀察不宜太亮，以免熒光屏老化，高亮度的顯示一般用于觀察低頻率的快掃描信號。
3.3垂直系統(tǒng)的操作
1.垂直方式的選擇
當只需觀察一路信號時，將“MODE”開關置“CH1”或“CH2”，此時被選中的通道有效，被測信號可從通道端口輸入。當需要同時觀察兩路信號時，將“MODE”開關置交替“ALT”，該方式使兩個通道的信號被交替顯示，交替顯示的頻率受掃描周期控制。當掃速低于一定頻率時，交替方式顯示會出現(xiàn)閃爍，此時應將開關置于繼續(xù)“CHOP”位置。當需要觀察兩路信號代數(shù)和時，將“MODE”開關置于“ADD”位置，在選擇這種方式時，兩個通道的衰減設置必須一致，CH2 INV未按下時為CH1+ CH2，CH2 INV開關按下時，為CH1+ CH2。
2.輸入耦合的選擇
直流（DC）耦合：適用于觀察包含直流成份的被測信號，如信號的邏輯電平和靜態(tài)信號的直流電平，當被測信號的頻率很低時，也必須采用這種方式。
交流（AC）耦合：信號中的直流分量被隔斷，用于觀察信號的交流分量，如觀察較高直流電平上的小信號
接地（GND）：通道輸入端地（輸入信號斷開），用于確定輸入為零時光跡所處位置。
3.X-Y操作
當按下X-Y操作鍵CH1 X時，本機可作為X-Y示波器使用，此進CH1作為X軸，CH2作為Y軸。
3.4觸發(fā)源的選擇
1. 觸發(fā)源的選擇
觸發(fā)源開關有兩種，一種是外觸發(fā)“EXT”，由面板上外觸發(fā)輸入插座輸入觸發(fā)信號；另一種是內(nèi)觸發(fā)“INT”，由內(nèi)觸發(fā)源開關控制。
2.內(nèi)觸發(fā)源的選擇
CH1觸發(fā)：觸發(fā)源取自通道1。
CH2觸發(fā)：觸發(fā)源取自通道2。
（ALT）VERT MODE觸發(fā)：觸發(fā)源受垂直方式開關控制，當垂直方式開關置于“CH1”，觸發(fā)源自動切換到通道1；當垂直方式開關置于“CH2”，觸發(fā)源自動切換到通道2；當垂直方式開關置于“ALT”，觸發(fā)源與通道1、通道2同步切換，在這種狀態(tài)使用時，兩個不相關的信號其頻率不應相差很大，同時垂直輸入耦合應置于“AC”，觸發(fā)方式應置于“AUTO”或“NORM”。當垂直方式開關置于“CHOP”和“ADD”時，內(nèi)觸發(fā)源選擇應置于“CH1”或“CH2”。
3.5水平系統(tǒng)的操作
1.掃描速度的設定
掃描范圍從0.2µS /DIV—0.5S/DIV按1-2-5進位分20檔，微調(diào)提供至少2.5倍的連續(xù)調(diào)節(jié)，根據(jù)被測信號頻率的高低，選擇合適檔級，在微調(diào)順時針旋轉(zhuǎn)至校正位置時，可根據(jù)開關的示值和波形在水平軸方向上的距離讀出被測信號的時間參數(shù)，當需要觀察波形某一個細節(jié)時，可進行水平擴展×10，此時原波形在水平軸方向上被擴展10倍
2.掃描擴展
當被顯示波形某一部分需要擴展時，就需提高掃描速度。此時可以按下掃描擴展×10按鍵波形就被擴展10倍，波形的中心顯示在屏幕上。
工作在掃描擴展狀態(tài)時，掃描速度如下：
（SEC/DIV開關指示值）×1/10
因此，zui高掃速0.2µS /DI經(jīng)擴展后成為：
0.2µS /DIV×1/10=20nS/DIV
當交替掃描擴展開關被按下時，擴展后的波形和未被擴展的波形同時顯示在屏幕上，本示波器此時可實現(xiàn)雙蹤四線顯示。
調(diào)節(jié)掃線分離旋鈕可以改變兩掃線間的距離，以便適于觀察。
3.觸發(fā)方式的選擇
常態(tài)（NORM）：無信號輸入時，屏幕上無光跡顯示；有信號輸入時，觸發(fā)電平調(diào)節(jié)在合適位置上，電路被觸發(fā)掃描。當被測陳頻率低于20Hz時，必須選擇這種方式。
自動（AUTO）：無信號輸入時，屏幕上有光跡顯示；一旦有信號自動輸入時，電平調(diào)節(jié)在合適位置上，電路自動轉(zhuǎn)換到觸發(fā)掃描狀態(tài)，顯示穩(wěn)定的波形。當被測信號頻率高于20 Hz時，zui常用著一種方式。
電視場（TV）：對電視信號中的場信號進行同步，在這種方式下被測信號是同步信號為負極性的電視信號，如果是正極性，則可以由CH2輸入，借助于CH2 INV。把正極性轉(zhuǎn)變?yōu)樨摌O性后測量。
峰值自動（P-P AUTO）:這種方式同自動方式，但無須調(diào)節(jié)電平既能同步，它一般適用于正弦波、對稱波或空比相差不大的脈沖波。對于頻率較高的測試信號，有時也要借助于電平調(diào)節(jié)，它的觸發(fā)同步靈敏度要比“常態(tài)”和“自動”稍低一些。
4.極性的選擇（SLOP）
用于選擇被測信號的上升沿或下降沿去觸發(fā)掃描。
5.電平的設置（LEVEL）
用于調(diào)節(jié)被測信號在某一合適的電平上啟動掃描，當產(chǎn)生觸發(fā)掃描后，“TRIG’D”指示燈亮。
6.釋抑控制（HOLD OFF）
當被測量的信號是一個具有兩個或更多重復周期的復雜波形時，僅用上述電平控制器不足以獲得穩(wěn)定波形顯示。在這種情況下，可通過調(diào)節(jié)釋抑時間（掃描休止時間），使掃描穩(wěn)定與觸發(fā)信號同步。
3.6信號連接
1.探極操作
本示波器附件中有兩根衰減比為10:1和1:1可轉(zhuǎn)換的探極，為減少探極對被測電路影響，一般使用10:1探極，此時探極的輸入阻抗為10MΩ，16 pF；衰減比為1:1的探極用于觀察小信號，但此時輸入阻抗已降1MΩ，輸入電容約為70 pF，因此在測量時要考慮探極對被測電路的影響和測試的準確性。
為了提高測量精度，探極上的接地和被測電路地應盡量采用zui短的連接，在頻率較低、測量精度不高的情況下，可用前面板上接地端和被測電路地連接，以方便測試。
2.探極的調(diào)整
由于示波器輸入特性的差異，在使用10:1探極測試以前，必須對探極進行檢查和補償調(diào)節(jié)。
LM數(shù)顯示波器測量
4.1測量前的檢查和調(diào)整
為了得到較高的測量精度，減少測量誤差，在測量前應對如下項目進行檢查和調(diào)整。
4.1.1光跡旋轉(zhuǎn)（TRACE ROTATION）
在正常情況下，屏幕上顯示的水平光變應與水平刻度線平行，但由于地球磁場與其它因素的影響，會使水平跡線產(chǎn)生傾斜，給測量造成誤差，因此在使用前可按下列步驟檢查或調(diào)整：
1. 預置示波器面板上的控制件，使屏幕上獲得一根水平掃描線。
2. 調(diào)節(jié)垂直移位使掃描基線處于垂直中心的水平刻度線上。
3. 檢查掃描基線與水平刻度線是否平行，如不平行，用螺絲刀調(diào)整前面板
“ROTATION”控制器。
4.1.2探極補償
探極的調(diào)整用于補償由于示波器輸入特性的差異而產(chǎn)生的誤差，調(diào)整方法如下：
1.按3.1設置面板控制件，并獲得一掃描基線。
2.設置VOLTS/DIV為10 mV /DIV檔級。
3.將ch1的10:1探極接入輸入插座，并與本機校正信號“CAL”聯(lián)接。
4.2幅值的測量
4.2.1峰--峰值電壓的測量
對被測信號波形峰--峰值電壓的測量，步驟如下：
1.將信號輸入至CH1或CH2插座，將垂直方式置于被選用的通道。
2.設置電壓衰減器并觀察波形，使被顯示的波形在5格左右，將微調(diào)順時針旋轉(zhuǎn)（校正位置）。
3.調(diào)整電平使波形穩(wěn)定（如果峰值自動，無須調(diào)節(jié)電平）。
4.調(diào)節(jié)掃速控制器，使屏幕顯示至少一個波形周期。
5.調(diào)節(jié)垂直移位，使波形底部在屏幕中某一水平坐標上。
6.調(diào)整水平移位，使波形頂部在屏幕中央的垂直坐標上。
7.讀出垂直方向A-B兩點之間的格數(shù)。
8.按下面公式計算被測信號的峰--峰電壓數(shù)（Vp—p）。
Vp—p=垂直方向的格數(shù)×垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)
4.2.2直流電壓的測量
直流電壓的測量步驟如下：
1.設置面板控制器，使屏幕顯示一掃描基線。
2.設置被選用通道的耦合方式為“GND”。
3.調(diào)節(jié)垂直移位，使掃描基線與水平中心刻度線重合，定義此為參考的電平。
4.將被測信號饋入被選用的通道插座。
5.將輸入耦合置于“DC”，調(diào)節(jié)電壓衰減器，使被測波形顯示在屏幕中一個合適的位置上，微調(diào)順時針旋轉(zhuǎn)（校正位置）。
6.讀出被測直流電平偏移參考地線的格數(shù)。
7.按下列公式計算被測直流電壓值：
V=垂直方向格數(shù)×垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)×偏轉(zhuǎn)方向（＋或－）
4.2.3代數(shù)迭加
當需要測量兩個信號的代數(shù)和或差時，可根據(jù)下列步驟操作：
（1） 設置垂直方式的“ALT”或“CHOP”（根據(jù)信號頻率），CH2 INV鍵常態(tài)，即CH2正極性。
（2） 將兩個信號分別饋入CH1和CH2輸入插座。
（3） 調(diào)節(jié)電壓衰減器使兩個信號的顯示幅度適中，調(diào)節(jié)垂直移位，使兩個信號波形處于屏幕中央。
（4） 將垂直方式置于“ADD”，即得兩個信號的代數(shù)和顯示，如需觀察兩個信號的代數(shù)差，則將CH2 INV鍵按下。
4.2.4幅值比較
在某些應用中，需要對兩個信號之間的幅值偏差（百分比）進行測量，其步驟如下：
（1） 將作為參考的信號饋入CH1和CH2輸入插座。設置垂直方式為被選用的通道。
（2） 調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器使屏幕顯示幅度為垂直方向5倍。
（3） 在保持電壓衰減器和微調(diào)控制器在原位置不變的情況下，將探極從參考信號換接至欲比較的信號，調(diào)整垂直移位使波形底部對準屏幕的0%刻度線。
（4） 調(diào)整水平移位使波形頂部在屏幕中央的垂直刻度線上。
（5） 根據(jù)屏幕左側的0%和100%的百分比標準，從屏幕中央的垂直座標上讀出百分比（1小格等于4%）。
4.3時間測量
4.3.1時間間隔的測量
對于一個波形中兩點間時間間隔的測量，可按下列步驟進行：
（1） 將信號饋入CH1和CH2輸入插座，設置垂直方式為被選通道。
（2） 調(diào)整電平使波形穩(wěn)定顯示（如峰值自動，則無須調(diào)節(jié)電平）。
（3）將掃速微調(diào)順時針旋足（校正位置），調(diào)整掃速控制器，使屏幕上顯示1-2個信號周期
（4）分別調(diào)整垂直移位和水平移位，使波形中需測量的兩點位于屏幕中央水平刻度線上。
（5）測量兩點之間的水平刻度，按下列公式計算出時間間隔
時間間隔（S）= 兩點之間水平距離（格）×掃描時間因素（時間/格）
水平擴展倍數(shù)
4.3.2周期和頻率的測量
所測得的時間間隔即為該信號的周期T，該信號的頻率為1/T，例如T=16us,則頻率為 f=1/T= 1 =62.5KHz
16×10 -6
4.3.3上升或下降時間的位置
上升（或下降）時間的測量方法和時間間隔的測量方法一樣，只不過是測量被測波形滿幅度的10%和90%兩處之間的水平軸距離，測量步驟如下；
（1） 設置垂直方式為CH1和CH2，將信號饋送到被選中的通道輸入插座。
（2） 調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)，使波形的垂直幅度顯示5倍。
（3） 調(diào)整垂直移位，使波形的頂部和底部分別位于100%和0%的刻度線上。
（4） 調(diào)整掃速開關，使屏幕顯示波形的上升沿或下降沿。
（5） 調(diào)整水平位移，使波形上升沿的10%處相交于某一垂直刻度線上。
（6） 測量10%到90%兩點間的水平距離（格），如波形的上升沿或下降沿較快，則可將水平擴展×10，使波形的水平方向上擴展10倍。
（7） 按下列公式計算出波形的上升（或下降）時間
上升（或下降）時間 = 水平距離（格）×掃描時間因素（時間/格）
水平擴展倍數(shù)
4.3.4時間差的測量
對兩個相關信號的時間差測量，可按下列步驟進行；
（1） 將參考信號和一個待比較信號分別饋入“CH1”和“CH2”入插座。
（2） 根據(jù)信號頻率，將垂直方式置于“ALT”或“CHOP”。
（3） 設置觸發(fā)源至參考信號那個通道。
（4） 調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器，使顯示合適的幅度。
（5） 調(diào)整電平使波形穩(wěn)定顯示。
（6） 調(diào)整SEC/DIV，使兩個波形測量點之間有一個能方便觀察的水平距離。
（7）調(diào)整垂直移位，使兩個波形的測量點位于屏幕中央水平刻度線上。
時間差= 水平距離（格）×掃描時間因素（時間/格）
水平擴展倍數(shù)
4.3.5相位差的測量
相位差的測量可參考時間差的測量方法，步驟如下：
（1） 按以上時間差測量方法的步驟（1）至（4）設置有關控制器。
（2） 調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器，使兩個波形的顯示幅度一致。
（3） 調(diào)整掃速開關和微調(diào)，使波形的一個周期在屏幕上顯示8格，這樣水平刻度線上1 DIV=45°（360°÷8）
（4） 測量兩個波形相對位置上的水平距離（格）
（5） 按下列公式計算出兩個信號的相位差
相位差=水平距離（格）×45°/格
4.4電視場信號測量
本示波器具有顯示電視場信號的功能，操作方法如下：
（1） 將垂直方式置于“CH1”或“CH2”，將電視信號饋送至被選中的通道輸入插座。
（2） 將觸發(fā)方式置于“TV”，并將掃速開關置于2mS/DIV
（3） 觀察屏幕上顯示是否是負極性同步脈沖的信號，如果不是，可將信號改送至CH2通道，并將CH2INV鍵按下，使正極性同步脈沖的電視信號倒相為負極性同步脈沖的電視信號。
（4） 調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器，顯示合適的幅度。
（5） 如需如致觀察電視場信號，則可將水平擴展×10。
4.5 X-Y方式的應用
在某些場合，X軸偏轉(zhuǎn)需外來的信號控制，如接外掃描信號，階梯信號及李沙育圖形的觀察，或作其它設備的顯示裝置，都要用到這種方式。
X-Y方式的操作，將CH1-X鍵按下，由CH1 OR X端輸入X信號，其偏轉(zhuǎn)因素直接由CH1通道的VOLTS/D1V開關示值讀取，同樣由CH2 OR Y端輸入Y信號。
4.6 Z軸調(diào)制的應用
由本示波器后面板的Z軸輸入插座可輸入對波形亮度的調(diào)制信號，調(diào)制極性為正電平消隱，負電平加亮。如與X-Y方式配合使用，可實現(xiàn)X、Y、Z三個方向上的控制，用于圖形或字符顯示。
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