示波器概述及使用方法

一、示波器概述：是一种非常重要的电子测量仪器设备，一般由示波器本体和示波器探头组成。

标注150MHz：示波器的有效带宽为150MHz，也称-3dB带宽为150MHz。

标注1GS/s：示波器的采样速率，表示示波器每秒采样1000_000_000个数据点。

二、示波器探头：示波器最主要的三个局限性是：灵敏度不足、输入电压容许范围太小、带宽有限。

(1)、灵敏度：要保证被测信号的电平高于示波器的最低信号灵敏度电平。

(2)、输入电压容许范围：最大电平小于5V是大多数示波器的最大电压测量范围。

(3)、带宽：要保证被测信号的最大带宽小于示波器的标称额定带宽。

注1：示波器探头的等效电路：

示波器探头的接地环路自感：探头的接地环路自感和探头的寄生电容会组成谐振回路，当自感值较大时，在输入信号的激励下就有可能产生高频谐振，造成信号失真或振铃现象。因此其值越小越好。一般不采用示波器的的接地夹线进行接地，而是采用接地弹簧接地，减小接地环路自感。

示波器探头的输入阻抗：输入阻抗越大越好，为了避免探头输入阻抗的负载影响，一般要求探头输入阻抗为信号源阻抗和负载阻抗的10倍以上。大部分探头输入阻抗在几十K欧姆到几十M欧姆之间。

示波器探头的输入电容：输入电容是示波器探头的寄生电容，是影响探头带宽的最重要的因素。探头的输入电容会衰减信号的高频分量，将信号的上升沿变缓。大部分探头的输入电容在几十pF到几百pF之间。

注2：示波器探头的1×档和10×档：

1×档：表示信号没有经过衰减进入示波器。

10×档：表示信号衰减10倍(原信号的1/10)进入示波器。此时当示波器也设置为10×档，衰减的信号在示波器内部被放大10倍，然后直接读数即可；当示波器设置为1×档，示波器读数应扩大10倍才是真实信号值。

三、示波器的使用：

示波器测量开关电源的纹波：

(1)、为了减小接地环路电感，减小高频噪声干扰。示波器的探头接地线应该尽可能短。通常应该去掉探头帽，使用探头自带的接地弹簧接地，而不是采用接地夹线接地。

(2)、示波器探头选择1×档测量纹波。因为如果选择10×档测量纹波，信号先会被衰减1/10，同时示波器后面要进行放大10倍处理。这样会将示波器探头产生的噪声分量和信号分量的1/10叠加进行放大，造成较大的噪声干扰，纹波测量不会准确。

(3)、注意示波器探头1×档的带宽信息。一般1×档的探头的带宽都比较有限，一般要求示波器探头的带宽应至少大于20MHz。

(4)、示波器要开启20MHz带宽限制功能。一般开关电源的电源输出纹波在DC~20MHz范围内；而高频同步开关噪声和信号的反射噪声在DC~1GHz范围内，因此开启示波器的带宽限制可以衰减高频噪声，避免高频噪声和纹波混叠。

(5)、示波器的通道耦合方式选择交流耦合。交流耦合隔离直流电压，只显示交流信号，有利于观测纹波信息。如果选择直流耦合，直流信号远远大于纹波交流信号，这时需要将示波器垂直刻度调小，并调节垂直偏移才可以看到纹波信号，不方便观看。