数字存储示波器使用说明书.docx
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数字存储示波器使用说明书
TDS1000B-SC系列数字存储示波器使用说明书
1、入门知识
1.1一般功能。
◆上下文相关帮助系统
◆彩色LCD显示器
◆可选的20MHz带宽限制
◆每个通道2500点记录长度
◆自动设置
◆自动量程
◆探头检查向导
◆设置和波形储存
◆用于文件存储的USB闪存驱动器端口
◆直接打印到任何PictBridge兼容打印机
◆使用OpenChoicePCCommunications软件通过USB设备端口实现PC通信
◆通过可选的TEK-USB-488适配器连接到GPIB控制器
◆带读数的光标
◆触发频率读数
◆11种自动测量
◆波形平均和峰值检测
◆双时基
◆数学函数：
+、-和×运算
◆数学快速傅立叶变换（FFT）
◆脉冲宽度触发功能
◆行可选触发的视频触发功能
◆外部触发
◆可变余晖显示
1.2安装
（1）电源线
只能使用随示波器所附带的电源线。
（2）电源
请使用电压为90到264VACRMS，频率为45到66Hz的电源。
如果使用频率为400Hz的电压，则其电压必须为90到132VACRMS，频率为360到440Hz。
（3）安全带
请使用标准的笔记本计算机安全锁，或将安全电缆穿过内置的电缆槽来固定示波器。
（4）通风
说明：
示波器通过对流冷却。
在产品的两侧以及顶部要留出五公分空间，使空气流通顺畅。
1.3功能检查
首先如图3.1所示连接示波器电源线。
图3.1示波器电源线连接
接着如图3.2所示打开示波器电源。
再按下“默认设置”（DEFAULTSETUP）按钮，探头选项默认的衰减设置为10X。
图3.2接通电源
然后在探头上将开关设为10X，将探头连接到示波器的通道1上。
要进行此操作，请将探头连接器上的插槽对准CH1BNC上的凸键，按下去即可连接，然后向右转动将探头锁定到位。
将探头端部和基准导线连接到“探头补偿”（PROBECOMP）终端上。
如果3.3所示。
图3.3探头补偿
最后按下“自动设置”（AUTOSET）按钮。
几秒钟后应可看到5V峰-峰值的1kHz方波，如图3.4所示。
按两次前面板“CH1菜单”（CH1MENU）按钮删除通道1。
按“CH2菜单”（CH2MENU）按钮显示通道2，并在此时将探头连接到示波器的通道2上，按下“自动设置”（AUTOSET）按钮。
几秒钟后也应看到5V峰-峰值的1kHz方波。
图3.4自动设置
1.4探头安全性
使用探头之前，请查看并遵守探头的额定值。
P2220探头主体周围的防护装置可保护手指以防电击,如图3.5所示。
图3.5手指防护装置
警告：
在使用探头时为了避免电击，应保持手指处于探头本体上防护装置的后方。
要在使用探头时避免电击，在探头连接到电压电源时不可接触探头顶部的金属部分。
进行任何测量前，将探头连接到示波器并将接地端接地。
1.5电压探头检查向导
可使用“探头检查向导”来验证电压探头是否操作正常。
该向导不支持电流探头。
该向导帮助您调节电压探头的补偿（通常使用调节探头主体上的螺丝或探头连接器），设置每个通道的衰减选项系数，例如通过“CH1菜单”（CH1MENU）?
“探头”?
“电压”?
“衰减”选项。
每次将电压探头连接到输入通道时，都应该使用探头检查向导。
要使用探头检查向导，请按下“探头检测”（PROBECHECK）按钮。
如果电压探头连接正确、补偿正确，而且示波器“垂直”菜单中的“衰减”选项设置与探头相匹配，示波器就会在屏幕的底部显示一条“已通过”消息。
否则，示波器会在屏幕上显示一些指示，指导您纠正这些问题。
说明：
探头检查向导适用于1X、10X、20X、50X和100X探头。
不适用于500X和1000X探头，以及连接到EXTTRIG（外部触发）BNC的探头。
说明：
该过程完成后，“探头检查向导”将示波器设置恢复到您按下“探头检测”（PROBECHECK）按钮之前的设置（“探头”选项除外）。
要补偿计划使用外部触发输入的探头，请执行以下步骤：
（1）.将探头连接到任何输入通道BNC，例如CH1。
（2）.按下“探头检测”（PROBECHECK）按钮并遵照屏幕上的指示进行操作。
（3）.正确验证探头功能并正确补偿之后，将探头连接到EXTTRIG（外部触发）BNC。
1.6手动探头补偿
作为探头检查向导的替代方法，您可以手动执行此调整将探头匹配输入通道。
首先按下“CH1菜单”（CH1MENU）►“探头”►“电压”►“衰减”选项，选择10X。
在探头上将开关设为10X，将探头连接到示波器的通道1上。
如果使用探头钩式端部，请确保钩式端部牢固地插在探头上。
将探头端部连接到“探头补偿5V@1kHz”（PROBECOMP5V@1kHz）终端，将基准导线连接到“探头补偿”（PROBECOMP）机箱终端。
显示通道，然后按下“自动设置”（AUTOSET）按钮。
如图3.6所示。
图3.6探头补偿
然后检查显示的波形。
图3.7中标绘了不同情况下的波形。
图3.7波形特征
最后，如果上一步显示的波形是出现了过度补偿或者补偿不足时，就要如图3.8所示调节探头。
图3.8调节探头
1.7探头衰减设置
探头有不同的衰减系数，它影响信号的垂直刻度。
探头检查向导验证示波器的衰减系数是否与探头匹配。
作为探头检查的替代方法，您可以手动选择与探头衰减相匹配的系数。
例如要将CH1上所连探头设置匹配10X，按下“CH1菜单”（CH1MENU）►“探头”►“电压”►“衰减”选项，然后选择10X。
如果您更改P2220探头上的衰减开关，则还必须更改示波器“衰减”选项来与之匹配。
衰减开关如图3.9所示。
开关设置为1X和10X。
图3.9探头衰减
1.8自校准
自校正程序可以优化示波器信号路径达到最大测量精度。
可随时运行该程序，但当环境温度变化达5℃或以上时，应始终运行该程序。
此过程大概需要两分钟。
为了校准精确，请打开示波器电源，然后等待20分钟以确保示波器预热。
要补偿信号路径，请断开输入连接器上连接的任何探头或电缆。
然后，访问“系统设置”（UTILITY）►“自校正”选项，按屏幕上的指示操作。
1.9示波器波形测量的方法
示波器将显示电压相对于时间的图形并帮助测量显示波形。
有三种测量方：
刻度测量、光标测量和自动测量。
刻度测量的方法：
如果使用此方法能快速、直观地作出估计。
例如，可以观察波形幅度，确定它是否略高于100mV。
数出相关的大、小刻度的格数并乘以比例系数，即可进行简单的测量。
如图3.10所示，如果计算出在波形的最大值和最小值之间有3.7个主垂直刻度格，并且已知比例系数为100毫伏/格，则可按照下列方法来计算峰-峰值电压：
3.7格×100毫伏/格=3700毫伏
图3.10刻度测量
光标测量方法：
使用此方法能通过移动总是成对出现的光标并从显示读数中读取它们的数值从而进行测量。
有两类光标：
幅度和时间。
使用光标时，要确保将“信源”设置为显示屏上想要测量的波形。
要使用光标，可按下“光标”（CURSOR）按钮。
幅度光标：
幅度光标在显示屏上以水平线出现，可测量垂直参数。
幅度是参照基准电平而言的。
对于数学FFT功能，这些光标可以测量幅度。
时间光标：
时间光标在显示屏上以垂直线出现，可测量水平参数和垂直参数。
时间是参照触发点而言。
对于数学FFT功能，这些光标可以测量频率。
时间光标还包含在波形和光标的交叉点处的波形幅度的读数。
自动测量方法：
测量菜单最多可采用五种自动测量方法。
如果采用自动测量，示波器会为用户进行所有的计算。
因为这种测量使用波形的记录点，所以比刻度或光标测量更精确。
自动测量使用读数来显示测量结果。
示波器采集新数据的同时对这些读数进行周期性更新。
2、操作基础知识
前面板被分成几个易于操作的功能区,如图3.11所示。
本章提供了有关控制方法的简要说明以及屏幕显示信息。
图3.11面板显示
2.1显示区域
TDS1000B-SC系列显示区域除显示波形外，显示屏上还含有很多关于波形和示波器控制设置的详细信息,如图3.12所示。
图3.12显示的波形详细信息
（1）.显示图标表示采集模式。
（2）.触发状态显示如下：
（3）.标记显示水平触发位置。
旋转“水平位置”（HORIZONTALPOSITION）旋钮可调整标记位置。
（4）.显示中心刻度处的时间读数。
触发时间为零。
（5）.显示边沿或脉冲宽度触发电平的标记。
（6）.屏幕上的标记指明所显示波形的地线基准点。
如没有标记，不会显示通道。
（7）.箭头图标表示波形是反相的。
（8）.读数显示通道的垂直刻度系数。
（9）.ABW图标表示通道带宽受限制。
（10）.读数显示主时基设置。
（11）.如使用视窗时基，读数显示视窗时基设置。
（12）.读数显示触发使用的触发源。
（13）.图标显示选定的触发类型：
（14）.读数显示边沿或脉冲宽度触发电平。
（15）.显示区显示有用消息；有些消息仅显示三秒钟。
如果调出某个储存的波形，读数就显示基准波形的信息，如RefA1.00V500μs。
（16）.读数显示日期和时间。
（17）.读数显示触发频率。
2.2消息区域
示波器的屏幕底部显示一个消息区域（上图中的项目号15），提供以下几种有用的消息：
◆访问另一菜单的方法，例如按下“触发菜单”（TRIGMENU）按钮时：
要使用“触发释抑”，请进入“水平菜单”
◆建议下一步可能要进行的操作，例如按下“测量”（MEASURE）按钮时：
按下某个选项按钮以更改其测量
◆有关示波器所执行操作的信息，例如按下“默认设置”（DEFAULTSETUP）按钮时：
调用默认设置
◆波形的有关信息，例如按下“自动设置”（AUTOSET）按钮时：
通道1上检测到方波或脉冲
2.3使用菜单系统
示波器的用户界面设计用于通过菜单结构方便地访问特殊功能。
按下前面板按钮，示波器将在屏幕的右侧显示相应的菜单。
该菜单显示直接按下屏幕右侧未标记的选项按钮时可用的选项。
示波器使用下列几种方法显示菜单选项：
◆页面（子菜单）选择：
对于某些菜单，可使用顶端的选项按钮来选择两个或三个子菜单。
每次按下顶端按钮时，选项都会随之改变。
例如，按下“触发”菜单中的顶部按钮时，示波器会循环显示“边沿”、“视频”和“脉冲宽度”触发子菜单。
◆循环列表：
每次按下选项按钮时，示波器都会将参数设为不同的值。
例如，按下“CH1菜单”（CH1MENU）按钮，然后按下顶端的选项按钮，即可在“垂直（通道）耦合”各选项间切换。
在某些列表中，可以使用多用途旋钮来选择选项。
使用多用途旋钮时，提示行会出现提示信息，并且当旋钮处于活动状态时，多用途旋钮附近的LED变亮。
◆动作：
示波器显示按下“动作选项”按钮时立即发生的动作类型。
例如，如果在出现“帮助索引”时按下“下一页”选项按钮，示波器将立即显示下一页索引项。
◆单选按钮：
示波器的每一选项都使用不同的按钮。
当前选择的选项高亮显示。
例如，按下“采集”（ACQUIRE）菜单按钮时，示波器会显示不同的采集模式选项。
要选择某个选项，可按下相应的按钮。
2.4垂直控件
垂直位置（VERTICALPOSITION）（CH1和CH2）:
可垂直定位波形。
CH1菜单（CH1MENU）和CH2菜单（CH2MENU）:
显示“垂直”菜单选择项并打开或关闭通道波形的显示。
伏/格（VOLTS/DIV）（CH1和CH2）:
选择垂直刻度系数。
数学菜单（MATHMENU）:
显示波形数学运算菜单，并打开和关闭对数学波形的显示。
2.5水平控件
水平位置（HORIZONTALPOSITION）:
调整所有通道和数学波形的水平位置。
此控件的分辨率随时基设置的不同而改变。
说明：
要对水平位置进行大幅调整，可将“秒/格”（SEC/DIV）旋钮旋转到较大数值，更改水平位置后，后再将“秒/格”（SEC/DIV）旋钮转到原来的数值。
水平菜单（HORIZMENU）:
显示“水平菜单”。
设置为零（SETTOZERO）:
将水平位置设置为零。
秒/格（SEC/DIV）:
为主时基或视窗时基选择水平的时间/格（刻度系数）。
如果“视窗设定”已启用，则通过过更改视窗时基可以改变视窗宽度。
（见第101页，视窗设定）
2.6触发控件
触发电平（TRIGGERLEVEL）:
使用边沿触发或脉冲触发时，“触发电平”旋钮设置采集波形时信号所必须越过的幅值电平。
触发菜单（TRIGMENU）:
显示“触发菜单”。
设为50%（SETTO50%）:
触发电平设置为触发信号峰值的垂直中点。
强制触发（FORCETRIG）:
不管触发信号是否适当，都完成采集。
如采集集已停止，则该按钮不产生影响。
触发信号显示（TRIGVIEW）:
按下“触发信号显示”（TRIGVIEW）按钮时，显示触发波形而不是通道波形。
可用此按钮查看触发设置对触发信号的影响，例如触发耦合。
2.7菜单和控件按钮
（1）.多用途旋钮,如图3.13所示
图3.13多用途旋钮
多用途旋钮:
通过显示的菜单或选定的菜单选项来确定功能。
激活时，旁边的LED变亮。
其功能如下表所示。
自动量程（AUTORANGE）:
显示“自动量程”菜单，并激活或禁用自动量程功能。
自动量程激活时，旁边的LED变亮。
“保存/调出”（SAVE/RECALL）:
显示设置和波形的“保存/调出菜单”。
测量（MEASURE）:
显示自动测量菜单。
采集（ACQUIRE）:
显示“采集”菜单。
参考（REFMENU）:
显示“参考菜单”以快速显示或隐藏存储在示波器非易失性存储器中的参考波形。
系统设置（UTILITY）:
显示“系统设置”菜单。
光标（CURSOR）:
显示“光标菜单”。
离开“光标菜单”后，光标保持可见（除非“类型”选项设置为“关闭”），但不可调整。
显示（DISPLAY）:
显示“显示”菜单。
“帮助”（HELP）:
显示“帮助”菜单。
默认设置（DEFAULTSETUP）:
调出厂家设置。
自动设置（AUTOSET）:
自动设置示波器控制状态，以产生适用于输出信号的显示图形。
单次（SINGLESEQ）:
采集单个波形，然后停止。
运行/停止（RUN/STOP）:
连续采集波形或停止采集。
打印（PRINT）:
启动打印到PictBridge兼容打印机的操作，或执行“保存”到USB闪存驱动器功能。
保存（SAVE）:
LED指示“打印”（PRINT）按钮被配置为将数据储存到USB闪存驱动器。
（2）.输入连接器,如图3.14所示
图3.14输入连接器
CH1和CH2:
用于显示波形的输入连接器。
EXTTRIG（外部触发）:
外部触发信源的输入连接器。
使用“触发菜单”选择Ext或Ext/5触发源。
按住“触发信号显示”（TRIGVIEW）按钮来查看触发设置对触发信号的影响，例如触发耦合。
其他前面板项
USB闪存驱动器端口:
插入USB闪存驱动器以存储数据或检索数据。
示波器显示时钟符号以显示闪存驱动器激活的时间。
存储或检索文件后，示波器将删除该符号并显示一行信息，通知您存储或调出操作已完成,如图3.15所示。
探头补偿（PROBECOMP）:
探头补偿输出及底座基准。
用于将电压探头与示波器输入电路进行电气匹配。
图3.15USB闪存驱动器端口
3、了解示波器功能
本章包含使用示波器之前需要了解的一般信息。
为了有效地使用示波器，需要了解示波器的以下功能：
设置示波器
触发
采集信号（波形）
缩放并定位波形
测量波形
下图显示示波器不同功能及其彼此间关系的方块图,如图3.16所示。
图3.16示波器不同功能及其彼此间关系的方块图
3.1设置示波器
操作示波器时，应熟悉可能经常用到的几种功能：
自动设置、自动量程、储存设置和调出设置。
（1）．使用自动设置
每次按“自动设置”（AUTOSET）按钮，自动设置功能都会获得稳定显示的波形。
它可以自动调整垂直刻度、水平刻度和触发设置。
自动设置也可在刻度区域显示几个自动测量结果，这取决于信号类型。
（2）.使用自动量程
自动量程是一个连续的功能，可以启用和禁用。
此功能可以调节设置值，从而可在信号表现出大的改变或在您将探头移动到另一点时跟踪信号。
（3）.保存设置
关闭示波器电源前，如果在最后一次更改后已等待五秒钟，示波器就会保存当前设置。
下次接通电源时，示波器会调出此设置。
可以使用“保存/调出”（SAVE/RECALL）菜单保存最多十个不同设置。
还可以将设置储存到USB闪存驱动器。
示波器上可插入USB闪存驱动器，用于存储和检索可移动数据。
（见第73页，USB闪存驱动器端口）
（4）.调出设置
示波器可以调出关闭电源前的最后一个设置、保存的任何设置或者默认设置。
（见第105页，存储/调出）
（5）.默认设置
示波器在出厂前设置为可以完成普通操作。
这就是默认设置。
要调出此设置，按下“默认设置”（DEFAULTSETUP）按钮。
要查看默认设置，请参阅附录D：
默认设置。
3.2触发
触发将确定示波器开始采集数据和显示波形的时间。
正确设置触发后，示波器就能将不稳定的显示结果或空白显示屏转换为有意义的波形,如图3.17所示。
如图3.17设置触发波形对照
有关示波器的特定说明，请参考“操作基础”一章。
（见第18页，触发控件）也可以参考“参考”一章。
触发当按下“运行/停止”（RUN/STOP）或“单次”（SINGLESEQ）按钮开始采集时，示波器执行下列步骤：
采集足够的数据来填充触发点左侧的波形记录部分。
这称为预触发。
1）在等待触发条件出现的同时继续捕获数据。
2）检测触发条件。
3）在波形记录填满之前继续采集数据。
4）显示最新采集的波形。
说明：
对于“边沿”和“脉冲”触发，示波器通过计算触发事件出现的速率来确定触发频率。
示波器在显示屏右下角显示触发频率。
（1）.信源
可使用“触发源”选项来选择示波器用作触发的信号。
信源可以是交流电源线（仅用于“边沿”触发），也可以是连接到通道BNC或EXTTRIG（外部触发）BNC的任何信号。
（2）.类型
示波器提供三类触发：
“边沿”、“视频”和“脉冲宽度”。
（3）.模式
在示波器未检测到触发条件时，可以选择“自动”或“正常”触发模式来定义示波器捕获数据的方式。
要执行单次采集，请按下“单次”（SINGLESEQ）按钮。
（4）.耦合
可使用“触发耦合”选项确定哪一部分信号将通过触发电路。
这有助于获得一个稳定的波形显示。
要使用触发耦合，请按下“触发菜单”（TRIGMENU）按钮，选择一种“边沿”或“脉冲”触发，然后选择一种“耦合”选项。
说明：
触发耦合仅影响传递到触发系统的信号。
它不影响屏幕上所显示信号的带宽或耦合。
要查看传递到触发电路的条件信号，请按住“触发信号显示”（TRIGVIEW）按钮。
位置
水平位置控制可确定触发位置与屏幕中心之间的时间。
有关如何使用此控制来定位触发器的详细信息，请参阅“水平刻度和位置；预触发信息”。
（5）.斜率和电平
“斜率”和“电平”控件可帮助定义触发。
“斜率”选项（仅限于“边沿”触发类型）确定示波器是在信号的上升边沿还是在下降边沿找到触发点。
“触发电平”（TRIGGERLEVEL）旋钮控制触发点在边沿的什么位置上出现。
3.3采集信号
采集信号时，示波器将其转换为数字形式并显示波形。
采集模式定义采集过程中信号被数字化的方式以及影响采集时间跨度和细节程度的时基设置。
（1）.采集模式
有三种采集模式：
取样、峰值检测和平均值。
取样:
在这种采集模式下，示波器以均匀时间间隔对信号进行取样以构建波形。
此模式多数情况下可以精确呈现信号。
然而，此模式不能采集取样之间可能发生的快速信号变化。
这可能导致假波现象，并可能漏掉窄脉冲。
在这些情况下，应使用“峰值检测”模式来采集数据。
（见第28页，时域假波现象）
峰值检测:
在这种采集模式下，示波器在每个取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，示波器就可以采集并显示窄脉冲，这些窄脉冲在取样模式下可能会被漏掉。
在这种模式下噪声表现得更大。
平均:
在这种采集模式下，示波器采集几个波形并求其平均值，然后显示最终波形。
可以使用此模式来减少随机噪声。
（2）.时基
示波器通过在离散点上采集输入信号的值来数字化波形。
使用时基可以控制这些数值被数字化的频度。
要将时基调整到某一水平刻度以适合要求，请旋转“秒/格”（SEC/DIV）旋钮。
3.4缩放并定位波形
可以调整波形的比例和位置来更改波形显示。
改变比例时，波形显示的大小会增加或减小。
改变位置时，波形会向上、向下、向右或向左移动。
通道指示器（位于刻度的左侧）会标识显示屏上的每个波形。
指示器指向所波形记录的接地参考电平。
可以查看显示区域和读数。
（1）.垂直刻度和位置
通过上下移动显示屏上的波形来改变其垂直位置。
要比较数据，可以将一个波形在另一个波形上对齐，或者将其上下对齐。
可以更改某个波形的垂直比例。
显示的波形将基于接地参考电平进行缩放。
（2）.水平刻度和位置；预触发信息
可以调整“水平位置”（HORIZONTALPOSITION）控制来查看触发前、触发后或触发前后的波形数据。
改变波形的水平位置时，实际上改变的是触发位置和显示屏中心之间的时间。
（这看起来就像在显示屏上向右或向左移动波形。
）例如，如果想在测试电路中找到导致干扰信号的原因，需要在该干扰信号上触发并使预触发周期足够长，从而可以采集到干扰信号出现之前的数据。
然后可以分析预触发数据，可能会找到导致干扰信号的原因。
旋转“秒/格”（SEC/DIV）旋钮可以改变所有波形的水平比例。
例如，可能只希望看到一个波形周期，以便测量其上升沿上的过冲。
示波器以时间/格为单位显示水平刻度的刻度读数。
因为所有活动波形使用的是相同的时基，所以，对于所有活动通道，示波器仅显示一个值，但使用“视窗设定”时除外。
有关如何使用视窗功能的详细信息，请参考“视窗设定”。
时域假波现象:
如果示波器对信号进行取样时不够快，从而无法建立精确的波形记录，这时就会出现假波现象。
此现象发生时，示波器将以低于实际输入波形的频率显示波形，或者触发并显示不稳定的波形。
示波器准确地呈现信号，但会受到探头带宽、示波器带宽和取样速率的限制。
要避免假波现象，示波器的取样频率必须至少比信号中的最高频率分量快两倍。
示波器取样速率理论上所能呈现的最高频率就是奈奎斯特频率。
取样速率称为奈奎斯特速率，是奈奎斯特频率的两倍。
示波器最大取样速率至少是带宽的十倍。
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