第二章信号发生器示波器和数据处理实际应用软件.docx

第二章信号发生器示波器和数据处理实际应用软件.docx

《第二章信号发生器示波器和数据处理实际应用软件.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章信号发生器示波器和数据处理实际应用软件.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第二章信号发生器示波器和数据处理实际应用软件

第二章信号发生器示波器和数据处理应用软件

第一节任意波形发生器的使用

DG1000系列双通道函数/任意波形发生器使用直接数字合成（DDS）技术，可生成稳定、精确、纯净和低失真的正弦信号。

它还能提供5MHz、具有快速上升沿和下降沿的矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

方波。

另外还具有高精度、宽频带的频率测量功能。

一、性能特点：

1.DDS直接数字合成技术，得到精确、稳定、低失真的输出信号；

2.双通道输出，可实现通道耦合，通道复制；

3.输出5种基本波形，内置48种任意波形；

4.可编辑输出14-bit、4k点的用户自定义任意波形；

5.100MSa/s采样率；

6.具有丰富的调制功能，输出各种调制波形：

调幅（AM）、调频（FM）、调相（PM）、

7.二进制频移键控（FSK）、线性和对数扫描（Sweep）及脉冲串（Burst）模式；

8.丰富的输入输出：

外接调制源，外接基准10MHz时钟源，外触发输入，波形输出，

9.数字同步信号输出；

10.高精度、宽频带频率计：

11.测量功能：

频率、周期、占空比、正/负脉冲宽度

12.频率范围：

100mHz～200MHz（单通道）

13.支持即插即用USB存储设备，并可通过USB存储设备存储、读取波形配置参数及

14.用户自定义任意波形，以及进行软件升级；

15.标准配置接口：

USBHost&Device；

16.与DS1000系列示波器无缝对接，直接获取示波器中存储的波形并无损地重现；

17.可连接和控制PA1011功率放大器，将信号放大后输出；

18.图形化界面可以对信号设置进行可视化验证；

19.中英文嵌入式帮助系统；

20.支持中英文输入。

二、任意波形发生器的使用简介

1、前面板总览:

图2-1前面板

2、用户界面

DG1000提供了3种界面显示模式：

单通道常规模式、单通道图形模式及双通道常规模式。

这3种显示模式可通过前面板左侧的View按键切换。

用户可通过

来切换活动通道，以便于设定每通道的参数及观察、比较波形。

图2-2单通道常规显示模式聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

图2-3单通道图形显示模式

图2-4双通道常规显示模式

本文档按键表示说明：

本文档对按键的标识用加边框的字符表示，如Sine代表前面板上一个标注“Sine”字符的功能键，菜单软键的标识用带阴影的字符表示，如频率表示Sine菜单中的“频率”选项。

残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

3、波形设置

如下图2-8所示，在操作面板左侧下方有一系列带有波形显示的按键，它们分别是：

正弦波、方波、锯齿波、脉冲波、噪声波、任意波，此外还有两个常用按键：

通道选择和视图切换键。

下面的练习将引导您逐步熟悉这些按键的设置。

本章以下对波形选择的说明均在常规显示模式下进行。

酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

波形选择通道选择视图切换

图2-5按键选择

1）使用Sine按键，波形图标变为正弦信号，并在状态区左侧出现“Sine”字样。

通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、相位，可以得到不同参数值的正弦波。

彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

[键入文档的引述或关注点的摘要。

您可将文本框放置在文档中的任何位置。

请使用“绘图工具”选项卡更改引言文本框的格式。

]謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

图2-6正弦波常规显示界面

图2-9所示正弦波使用系统默认参数：

频率为1kHz，幅值为5.0VPP，偏移量为0VDC，初始相位为0°。

厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

2）使用Square按键，波形图标变为方波信号，并在状态区左侧出现“Square”字样。

通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、占空比、相位，可以得到不同参数值的方波。

茕桢广鳓鯡选块网羈泪。

图2-7方波常规显示界面

图2-10所示方波使用系统默认参数：

频率为1kHz，幅值为5.0VPP，偏移量为0VDC，占空比为50％，初始相位为0°。

鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。

3）使用Ramp按键，波形图标变为锯齿波信号，并在状态区左侧出现“Ramp”字样。

通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、对称性、相位，可以得到不同参数值的锯齿波。

籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。

图2-8锯齿波常规显示界面

图2-11所示锯齿波使用系统默认参数：

频率为1kHz，幅值为5.0VPP，偏移量为0VDC，对称性为50％，初始相位为0°。

預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。

4）使用Pulse按键，波形图标变为脉冲波信号，并在状态区左侧出现“Pulse”字样。

通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、脉宽/占空比、延时，可以得到不同参数值的脉冲波。

渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

图2-9脉冲波常规显示界面

图2-12所示脉冲波形使用系统默认参数：

频率为1kHz，幅值为5.0VPP，偏移量为0VDC，脉宽为500μs，占空比为50％，延时为0s。

铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。

5）使用Noise按键，波形图标变为噪声信号，并在状态区左侧出现“Noise”字样。

通过设置幅值/高电平、偏移/低电平，可以得到不同参数值的噪声信号。

擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。

图2-10噪声波形常规显示界面

6）使用Arb按键，波形图标变为任意波信号，并在状态区左侧出现“Arb”字样。

通过设置频率/周期、幅值/高电平、偏移/低电平、相位，可以得到不同参数值的任意波信号。

贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。

图2-11任意波形常规显示界面

图2-14所示NegRamp倒三角波形使用系统默认参数：

频率为1kHz，幅值为5.0VPP，偏移量为0VDC，相位为0°。

坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。

7）使用

键切换通道，当前选中的通道可以进行参数设置。

在常规和图形模式下均可以进行通道切换，以便用户观察和比较两通道中的波形。

蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。

8）使用View键切换视图，使波形显示在单通道常规模式、单通道图形模式、双通道常规模式之间切换。

此外，当仪器处于远程模式，按下该键可以切换到本地模式。

買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。

4、输出设置

如下图2-15所示，在前面板右侧有两个按键，用于通道输出、频率计输入的控制下面的说明将引导您逐步熟悉这些功能。

綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。

图2-12通道输出、频率计输入

图2-13通道输出控制通道1输出通道2不输出

1）使用Output按键，启用或禁用前面板的输出连接器输出信号。

已按下Output键的通道显示“ON”且键灯被点亮。

驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。

2）在频率计模式下，CH2对应的Output连接器作为频率计的信号输入端，CH2自动关闭，禁用输出。

猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。

5、调制/扫描/脉冲串设置

如下图2-17所示，在前面板右侧上方有三个按键，分别用于调制、扫描及脉冲串的设置。

在本信号发生器中，这三个功能只适用于通道1。

下面的说明将逐步引导您熟悉这些功能的设置。

锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。

图2-14调制/扫描/脉冲串按键

1）使用Mod按键，可输出经过调制的波形。

并可以通过改变类型、内调制/外调制、深度、频率、调制波等参数，来改变输出波形。

DG1000可使用AM、FM、FSK或PM调制波形。

可调制正弦波、方波、锯齿波或任意波形（不能调制脉冲、噪声和DC）。

構氽頑黉碩饨荠龈话骛。

图2-15调制波形常规显示界面

2）使用Sweep按键，对正弦波、方波、锯齿波或任意波形产生扫描（不允许扫描脉冲、噪声和DC）。

在扫描模式中，DG1000在指定的扫描时间内从开始频率到终止频率而变化输出。

輒峄陽檉簖疖網儂號泶。

图2-16扫描波形常规显示界面

3）使用Burst按键，可以产生正弦波、方波、锯齿波、脉冲波或任意波形的脉冲串波形输出，噪声只能用于门控脉冲串。

尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。

图2-17脉冲串波形常规显示界面

6、数字输入的使用

如下图2-21所示，在前面板上有两组按键，分别是左右方向键和旋钮、数字键盘。

下面的说明将逐渐引导您熟悉数字输入功能的使用。

识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。

（1）方向键和旋钮

（2）数字键盘

图2-18前面板的数字输入

方向键

●用于切换数值的数位、任意波文件/设置文件的存储位置。

旋钮

●改变数值大小。

在0~9范围内改变某一数值大小时，顺时针转一格加1，逆时针转一格减1。

●用于切换内建波形种类、任意波文件/设置文件的存储位置、文件名输入字符。

数字键盘

●直接输入需要的数值，改变参数大小。

7存储和输出/辅助系统功能/帮助功能

如下图2-22所示，在操作面板上有三个按键，分别用于存储和调出、辅助系统功能及帮助功能的设置。

下面的说明将逐步引导您熟悉这些功能的设置。

凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。

图2-19存储/辅助系统功能/帮助设置按键

1）使用Store/Recall按键，存储或调出波形数据和配置信息。

2）使用Utility按键，可以进行设置同步输出开/关、输出参数、通道耦合、通道复制、频率计测量；查看接口设置、系统设置信息；执行仪器自检和校准等操作。

恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。

3）使用Help按键，查看帮助信息列表。

操作说明

获得任意键帮助：

要获得任何前面板按键或菜单按键的上下文帮助信息，按下并按住该键2~3秒，显示相关帮助信息。

鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。

第二节双踪示波器的使用

双踪示波器是一种能够直接观察电信号波形变化的电子测量仪器，并且能在同一屏幕上同时显示两个被测波形，是一种通用的测量工具。

它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。

示波器是任何设计、制造或是维修电子设备的必备之物。

当今世界瞬时万变，工程师们需要最好的工具，快速而精确地解决测量疑难。

在工程师看来，面对当今各种测量挑战，示波器自然是满足要求的关键工具。

示波器的用途不仅仅局限于电子领域。

它还广泛地应用于国防、科研、学校以及工、农业等各个领域。

硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。

一、数字双踪示波器的使用方法

（一）DS1102C型双踪示波器面板结构

示波器面板如图2-20，包括显示屏、垂直控制、水平控制、触发控制、菜单及控制按钮。

图2-20DS1102C型双踪示波器

1、显示屏

图2-21显示屏及屏幕按钮

a1—〉：

CH1的扫描基线基准。

b2—〉：

CH2的扫描基线基准。

c信息显示区，有些信息仅显示3秒。

信息显示区提供以下几种信息：

⑴访问另一菜单的方法，例如：

按下TRIGMENU（触发菜单）按钮时：

ForTRIGGERHOLDOFF,gotoHORIZONTALMENU（请用水平菜单调整触发释抑）。

⑵建议可能要进行的下一步操作，例如按下MEASURE（测量）按钮时：

按显示屏按钮选择测量内容。

⑶有关示波器执行操作的信息，例如按下DEFAULTSETUP（默认设置）按钮时：

已调出厂家设置。

⑷波形的有关信息，例如按下自动设置按钮时：

在CH1上检测到正弦波或脉冲。

dCH1工作状态显示，按下垂直控制中CH1MENU按钮②时，打开CH1通道波形显示，在显示屏中显示CH1信号波形，同时在d处显示CH1字样；再次按下CH1MENU按钮时，关闭CH1通道波形显示，在显示屏中不显示CH1信号波形，同时d处无CH1字样显示。

e此处出现“↓”表示CH1波形反相。

f显示CH1的垂直灵敏度。

gCH2工作状态显示，按下垂直控制中CH2MENU按钮⑥时，打开CH2通道波形显示，在显示屏中显示CH1信号波形，同时在g处显示CH2字样；再次按下CH2MENU按钮时，关闭CH2通道波形显示，在显示屏中不显示CH1信号波形，同时g处无CH1字样显示；

h此处出现“↓”表示CH2波形反相。

i显示CH2的垂直灵敏度。

j显示主时基扫描灵敏度。

k显示触发源的选择。

CH1:

选择CH1输入信号为触发信号。

CH2:

选择CH2输入信号为触发信号。

当选择外触发或市电触发时，此处无字符显示，可按下TRIGVIEW按钮，在信息显示区?

处查看触发源、触发耦合、触发电平等触发设置信息。

l边沿触发类型。

：

边沿触发为上升沿。

：

边沿触发为下降沿。

：

行同步的“视频”触发。

阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。

：

行同步的“视频”触发。

：

正极性“脉冲宽度”触发。

：

负极性“脉冲宽度”触发。

m显示触发电平。

n屏幕按钮，共5个屏幕按钮，对应屏幕右侧所显示功能。

o显示边沿或脉冲宽度触发电平的标记。

p显示中心刻度处的时间。

触发时间为零。

q箭头标记显示水平触发位置。

旋转“水平移位旋钮”调整标记位置。

r显示触发状态：

氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。

s显示图标表示获取方式：

采样方式

峰值检测方式

平均值方式

2．垂直控制

图2-22垂直控制

1）位置：

CH1垂直移位旋钮，设定CH1的垂直波形定位，显示屏a的标记“1—〉”显示CH1基线位置，信息显示区c处显示基线偏离中心刻度线的读数。

釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。

2）CH1MENU：

CH1菜单按钮，按下按钮②时，打开CH1通道波形显示，在显示屏中显示CH1信号波形，同时在d处显示CH1字样；再次按下按钮②时，关闭CH1通道波形显示，在显示屏中不显示CH1信号波形，同时d处无CH1字样显示。

按下②可用屏幕按钮对CH1进行设置。

怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。

图2-23CH1设置

选项

设置

注释

Coupling（耦合）

DC（直流）

信号直接耦合至放大器输入。

AC（交流）

信号经过电容至放大器输入，阻隔信号中的直流分量，并衰减低于10Hz的交流分量。

GND（接地）

放大器输入端接地。

带宽限制

开20MHz

关100MHz

Volts/DIV（伏/格）

Coarse（粗调）

旋转CH1伏/格旋钮③，以1-2-5步进序列调整CH1的垂直灵敏度。

Fine（细调）

旋转CH1伏/格旋钮③，以粗调设置间的小步进调整CH1的垂直灵敏度。

探头—〉电压—〉衰减

1Х、10Х、20Х、50Х、100Х、500Х、1000Х

将其设置为与电压探头的衰减系数相匹配，以前确保获得正确的垂直读数。

探头—〉电流—〉比例

5V/A、1V/A、500mV/A、200mV/A、100mV/A、20mV/A、1mV/A

将其设置为与电流探头的刻度相匹配，以前确保获得正确的垂直读数。

Invert（反相）

On（开启）

波形反相

Off（关闭）

关闭波形反向

返回

返回到前一菜单

3）CH1伏/格旋钮：

旋转旋钮③改变CH1垂直灵敏度，显示屏?

处显示灵敏度数值。

4）MATHMENU（数学菜单）：

按下按钮④，显示波形的数学运算，再次按下④取消波形数学运算。

5）CH2伏/格旋钮，作用类似③。

6）CH2MENU，作用类似②。

7）CH2位置，作用类似①。

3．水平控制谚辞調担鈧谄动禪泻類。

图2-24水平控制

8）位置

：

水平位置旋钮，设定触发相对于屏幕中心的位置。

显示屏?

处显示中心刻度处的时间。

触发时间为零。

q箭头标记显示水平触发位置。

9）HORIZMENU（水平菜单）

10）SETTOZERO（设置为零）。

用来将水平位置设置为零。

11）秒/格：

用于改变水平时间刻度，以便压缩

或扩展

波形。

4．输入端口嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。

图2-25输入端口

12）CH1信号输入端。

13）CH2信号输入端。

14）外触发信号输入端。

5．触发控制

图2-26触发控制

触发控制部分的作用是通过触发的控制，选择适当的触发点，稳定地显示波形。

可以显示重复信号，也可以捕捉单次信号。

熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。

15）LEVEL（电平）旋钮：

在边沿触发时控制触发电平，也用于在“水平”菜单中设置触发释抑时间。

16）TRIGMENU（触发菜单）按键：

显示触发菜单及其选项，包括触发类型、触发源、触发模式等。

触发类型有边沿触发、视频触发、脉冲宽度触发。

边沿触发：

使用边沿触发触发于信号地上升或下降边沿。

电视信号触发：

电视信号触发触发于视频信号地场或者行，可以是NTSC，PAL,或者SECAM制式的信号。

脉冲宽度触发：

使用脉冲宽度触发捕捉特定脉冲宽度的信号。

可以通过TRIGGERVIEW（触发观察）按键观察不同触发耦合模式下的信号变化。

17）SETTO50%（设为50％）按键：

使用这一按键选择垂直中点作为触发电平。

18）FORCETRIG（强制触发）按键：

使用这一按键在触发条件不能满足时完成一次触发。

这一手动触发功能在Normal（正常）或SINGLESEQ（单次）触发时非常有用。

19）TRIGVIEW（触发观察）按键：

使用这一按键显示触发信号波形而不是当前通道的波形。

使用这一按键检查触发情况。

6．菜单及控制按钮鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。

图2-27菜单及控制按钮

多用途旋钮：

通过显示的菜单或选定的菜单选项来确定旋钮的功能。

激活时相邻的指示灯亮。

菜单或选项

多用途旋钮功能

注释

CURSOR（光标）

光标1或光标2

定位选定（实线）的光标位置

DISPLAY（显示）

调节对比度

改变显示屏对比度

HELP（帮助）

滚动

选择索引项、主题链接、显示主题的下一页或上一页

水平

释抑

设置接受其他触发事件前所需时间

Math（数学）

位置

定位数学波形

Scale（刻度）

改变数学波形的刻度

MEASURE（测量）

类型

选择每个信源的自动测量类型

24）CURSOR（光标）：

按下CURSOR（光标）按钮，显示光标和光标菜单，使用多用途旋钮改变光标位置。

纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。

选项

设置

注释

类型

时间

测量时间

幅度

测量幅度

关闭

信源

CH1、CH2、MATH、REFA、REFB

选择波形进行测量

显示光标之间的绝对差值（增量）

光标1

显示光标的位置

光标2

显示光标的位置

32）MEASURE（测量）：

按下MEASURE（测量）按钮可进行自动测量。

有11中测量类型，一次最多可显示5种。

颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。

测量类型

定义

频率

通过测量第1个周期，计算波形频率

周期

计算第1个周期的时间

平均值

计算整个记录内的算术平均值

峰峰值

计算整个波形内最大值和最小值的绝对差值

均方根值

计算波形第1个完整周期内的实际均方根值

最小值

检查全部2500个点波形记录并显示最小值

最大值

检查全部2500个点波形记录并显示最大值

上升时间

测定波形第1个上升边沿的10%和90%之间的时间

下降时间

测定波形第1个下降边沿的90%和10%之间的时间

正频宽

测定波形第1个上升边沿和邻近的下降边沿50%电平之间的时间

负频宽

测定波形第1个下降边沿和邻近的上升边沿50%电平之间的时间

无

不进行任何测量

34）自动量程：

按下“自动量程”按钮时可激活或禁用自动量程功能。

“自动量程”邻近的指示灯亮表明示波器处于自动量程状态。

濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。

选项

注释

Autoranging（自动量程）

激活或禁用自动量程功能。

激活时邻近的指示灯亮

垂直和水平

跟踪并调整两个轴

仅垂直

跟踪并调整垂直刻度，不改变水平设置

仅水平

跟踪并调整水平刻度，不改变垂直设置

撤销量程自设

使示波器调出以前的设置

按下“自动量程”按钮时，示波器自动调整设置值以跟踪信号。

如果信号发生变化，其设置将持续跟踪信号。

功能

设置

功能

设置

采集方式

采样

触发释抑

最小值

显示格式

YT

触发电平

自动调整

显示余辉

关闭

触发模式

边沿

水平位置

自动调整

垂直带宽

全部

水平视图

主时基

垂直带宽限制

关闭

运行/停止

运行

垂直耦合

DC

秒/格

自动调整

垂直翻转

关闭

触发耦合

DC

伏/格

自动调整

对示波器的下列操作将禁用自动量程：

伏/格旋钮禁用垂直自动量程

秒/格旋钮禁用水平自动量程

显示或删除通道波形

触发设置

单次序列采集方式

调出设置

XY显示格式

余辉銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。

二、数字示波器的使用

1.设置示波器显示语言

（1）打开示波器电源开关（开关在示波器左上顶部）

（2）按下Utility按钮

（3）按屏幕按钮n选择示波器显示语言

2.设探头衰减系数为1×

（1）打开示波器电源开关（开关在示波器左上顶部）

（2）按下CH1MENU按钮②，示波器显示CH1菜单挤貼綬电麥结鈺贖哓类。

（3）按屏幕按钮n选择电压

（4）按屏幕按钮n选择衰减系数为1×

（5）按步骤⑵-⑷设CH2探头衰减系数为1×赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。

3.观查信号

（1）打开示波器电源开关（开关在示波器左上顶部）

（2）将示波器CH1或CH2探头接与被观测点。

（3）按下CH1MENU按钮，显示CH1菜单，屏幕d处显示CH1字符。

或按下CH2MENU按钮，显示CH2菜单，屏幕g处显示CH2字符。

（4）按下“自动设置”按钮，屏幕显示波形。

若被观测信号较小时，使用“自动设置”可能无法显示信号，此时可调节“伏/格”旋钮③或⑤，使屏幕显示波形。

若被观测波形随机噪声较大，可按ACQUIRE（采集）按钮，选择平均值采集方式。

4.测量信号的幅值、周期、频率、频宽等

（1）打开示波器电源开关（开关在示波器左上顶部）。

（2）设探头衰减系数为1×

（3）将示波器CH1或CH2探头接与被观测点。

（4）按下CH1MENU按钮，显示CH1菜单，屏幕d处显示CH1字符。

或按下CH2MENU按钮，显示CH2菜单，屏幕g处显示CH2字符。

（5）按下“自动设置”按钮，屏幕显示波形。

（6）按下MEASURE（测量）按钮，显示测量菜单。

（7）按屏幕按钮n选择，选择1个测量类型。

（8）按屏幕按钮n选择信源及类型，按返回屏幕按钮。

（9）重复步骤⑺-⑻，使示波器显示自动测量数值。

塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。

【实验内容与步骤】

1．熟悉示波器各开关的位置及作用，调节各旋钮，使荧光屏上出现扫描线。

2．观察正弦电压、三角波、方波、脉冲波等各种波形图，理解其形成的过程。

3.示波器的自检：

校准信号Up-p=2Vf=1kHzT=1.00ms

用示波器测出该“标准信号”的峰-峰值Up-p与周期T，与标准值进行比较，结果记入下表。

裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。

4.示波器测量信号的频率

信号发生器输出UP-P=4V波形选方波，频率分别为200HZ、1500HZ、5KHZ，用示波器测出信号的频率，结果记入下表。

仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。

5.示波器测交流电压有效值

信号发生器输出f=1KHZ，波形选正弦波用示波器测出信号发生器输