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电子测量时为啥需要用示波器

时间:2020-12-31 来源:计量校准 点击:

电子测量时为啥需要用示波器
 
  电子测量需要测试仪器,最简单的是早期的指针式电压表和电流表,比较先进的是后来的数字万用表和电子电压表。这些测试仪器的共同特点是易于使用,并能简单地显示结果——只有电压或电流值。这些测试仪器能够适应的频率是有限的。比如电磁仪器不能测试交流电。如果要测试交流电,需要加整流电路,把电磁仪器换成整流仪器。真正能测试交流电有效值的仪器是电磁仪器。因为它测试的是有效值,所以交流和DC都可以测量。
 
  上述电气仪表只适用的测试频段为DC至400赫兹,待测电压幅值需在100毫伏以上。交流毫伏表需要用来测试振幅较低或频率较高的交流信号,但交流毫伏表不能测试小信号的DC电压。
 
  至于被测电压或电流的变化规律,以及是否混有不需要的信号,仅靠指针式仪表、数字万用表、交流毫伏表是不能满足要求的。原因是此时电子电路中处理的信号不再是正弦波电压信号,所以需要使用一种能够看到这些信号与时间之间真实直观关系的测试仪器。
 
  20世纪30年代,雷达的出现和脉冲电路的广泛应用,使得测试宽频率范围的非正弦信号成为必要。这时,仪器校验所需的测试仪器是示波器。
 
  真正的示波器使用至今已有70年左右,经历了从简单示波器到脉冲同步示波器,再到今天的通用示波器的发展过程。示波器显示的信号范围从单线到双线甚至多线,这意味着示波器可以在一个屏幕上同时同步显示多个被测信号。示波器已经从阴极射线管的模拟示波器发展到液晶显示屏上显示的“数字”示波器,其带宽也从兆赫扩展到千兆赫。从简单的显示波形到显示波形,还可以显示被测信号的重要参数。这些示波器不断强大完善,极大地推动了电子测试的进步。
 
  随着示波器的发展,示波器从“春雪”变成了“下里巴人”——逐渐进入了“普通人的家里”。现在,双踪20MHz带宽的通用示波器,1500元左右就能买到,让示波器进入更广阔的测试领域,出现在越来越多的工程师和电子爱好者的办公桌上。
 
  随着数字技术的发展,电子技术变得更加丰富多彩,许多电子设备从模拟形式变成了数字形式,如日常生活中的手机、电视等。示波器也不例外。数字示波器以其强大的功能在许多测试领域取代了模拟示波器。而数字示波器的问题是测试小信号时由于自身的噪声,测试结果的可靠性变得非常差,这也是模拟示波器至今存在的原因之一。模拟示波器价格相对较低也是模拟示波器存在的第二个原因:目前大部分省级高校实验室也广泛使用模拟示波器进行教学实验,尤其是需要测试小信号的电子技术基础实验,使得模拟示波器没有完全被数字示波器取代。
 
  然而,与指针式仪表和数字万用表相比,示波器的操作要复杂得多。不仅要在测试前正确设置示波器,还要在测试过程中根据不同的测试条件改变示波器的设置或调试示波器。对于初学者来说,如果有一个“示波器指南”来指导他们一步一步地学习和操作示波器,可以大大加快正确熟练使用示波器的进度。
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