一、示波器怎么*作和计算

二、示波器的使用方法

示波器虽然分成好几类，各类又有许多种型号，但是一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不完全相同外，在使用方法的基本方面都是相同的。本章以SR-8型双踪示波器为例介绍。

（一）面板装置

SR-8型双踪示波器的面板图如图5-12所示。其面板装置按其位置和功能通常可划分为3大部分：显示、垂直（Y轴）、水平（X轴）。现分别介绍这3个部分控制装置的作用。

1．显示部分

主要控制件为：

（1）电源开关。

（2）电源指示灯。

（3）辉度

调整光点亮度。

（4）聚焦

调整光点或波形清晰度。

（5）辅助聚焦

配合“聚焦”旋钮调节清晰度。

（6）标尺亮度

调节坐标片上刻度线亮度。

（7）寻迹

当按键向下按时，使偏离荧光屏的光点回到显示区域，而寻到光点位置。

（8）标准信号输出

1kHz、1V方波校准信号由此引出。加到Y轴输入端，用以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。

2．Y轴插件部分

（1）显示方式选择开关

用以转换两个Y轴前置放大器YA与YB

工作状态的控制件，具有五种不同作用的显示方式：

“交替”：

当显示方式开关置于“交替”时，电子开关受扫描信号控制转换，每次扫描都轮流接通YA或YB

信号。当被测信号的频率越高，扫描信号频率也越高。电

子开关转换速率也越快，不会有闪烁现象。这种工作状态适用于观察两个工作频率较高的信号。

“断续”：当显示方式开关置于“断续”时，电子开关不受扫描信号控制，产生频率固定为200kHz方波信号，使电子开关快速交替接通YA和YB。由于开关动作频率高于被测信号频率，因此屏幕上显示的两个通道信号波形是断续的。当被测信号频率较高时，断续现象十分明显，甚至无法观测；当被测信号频率较低时，断续现象被掩盖。因此，这种工作状态适合于观察两个工作频率较低的信号。

“YA”、“YB

”：显示方式开关置于“YA

”或者“YB

”时，表示示波器处于单通道工作，此时示波器的工作方式相当于单踪示波器，即只能单独显示“YA”或“YB

”通道的信号波形。

“YA

+

YB”：显示方式开关置于“YA

+

YB

”时，电子开关不工作，YA与YB

两路信号均通过放大器和门电路，示波器将显示出两路信号叠加的波形。

（2）“DC-⊥-AC”

Y轴输入选择开关，用以选择被测信号接至输入端的耦合方式。置于“DC”是直接耦合，能输入含有直流分量的交流信号；置于“AC”位置，实现交流耦合，只能输入交流分量；置于“⊥”位置时，Y轴输入端接地，这时显示的时基线一般用来作为测试直流电压零电平的参考基准线。

（3）“微调V/div”

灵敏度选择开关及微调装置。灵敏度选择开关系套轴结构，黑色旋钮是Y轴灵敏度粗调装置，自10mv/div～20v/div分11档。红色旋钮为细调装置，顺时针方向增加到满度时为校准位置，可按粗调旋钮所指示的数值，读取被测信号的幅度。当此旋钮反时针转到满度时，其变化范围应大于2.5倍，连续调节“微调”电位器，可实现各档级之间的灵敏度覆盖，在作定量测量时，此旋钮应置于顺时针满度的“校准”位置。

（4）“平衡”

当Y轴放大器输入电路出现不平衡时，显示的光点或波形就会随“V/div”开关的“微调”旋转而出现Y轴方向的位移，调节“平衡”电位器能将这种位移减至小。

（5）“↑↓

”

Y轴位移电位器，用以调节波形的垂直位置。

二、示波器探头的带宽是怎么计算出来的

这些参数设计的时候是通过N阶滤波器的计算公式计算的，然后设定各个器件参数，而对于用户来说，你是不能计算出来的，但是可以验证：

例如P2220，你给他输入一个200M的正弦信号，将探头接在高带宽的示波器上，例如600M、1GHz等，这样防止示波器对信号造成衰减，观察示波器测试到的信号幅度U1，与原始幅度U0对比，如果U1/U0>0.707(3DB)那么其带宽大于200M，反之则小于，你可以通过调节信号输出频率的方法使得U1/U0=0.707，这个时候的信号频率就是探头的带宽了，不过这样测试只能作为参考，数据不是很准确

三、数字存储示波器的技术指标如何计算***设计

一、硬件设计

基于GPIB的数字示波器自动检定系统的硬件由GPIB控制器、FLUKE5500A、被检定数字示波器和PC机以及打印机等外围设备组成。

控制器

GPIB是惠普公司于20世纪60年代末、70年代初开发的实用仪器接口系统。由于对测试仪器的控制很方便，并且具有较高的传输速度（1Mbps）,GPIB于1975年被定为IEEE488标准，1987年修定为IEEE488.1—1987。GPIB总线是数字化的24脚并行总线，有8根线是地线和屏蔽线，另外16根线是TTL电平信号传输线，包括8根数据线、5根接口管理线和3根数据传输控制线。GPIB使用8位并行、字节串行、异步通讯方式，所有字节通过总线顺序传送。

GPIB系统设备有控者、讲者和听者三种属性。实际设备具有其中的一种、两种或三种。作为控者，它可以通过寻址指定

连接到总线上具有讲者属性的器件成为讲者和具有听者属性的器件作为听者，包括指定它自己。讲者能通过总线向其他器件发送数据。听者能从总线上接收讲者发送

的数据。一般来说在GPIB系统中计算机是控者，具有讲、听、控三种属性。为避免总线冲突，IEEE488规定一次只能有一个讲者，但可以同时有几个听

者。由于GPIB系统中各器件的工作速度可能相差悬殊，为了保证多线消息能够双向、异步、可靠地传输，GPIB母线中设置了三条握手线，分别为数据有效

线、未准备好接收线和未收到数据线。

在本系统中采用的GPIB控制器是贝卡科

技公司开发的BC-1401-2型USB-GPIB接口控制器，它带有USB接口，把USB总线转换成GPIB总线，*作GPIB仪器。其特点是：完全符

合IEEE488.1和IEEE488.2国际标准，支持PCI、USB、Ethernet工业标准；数据传输率为900kbps,适合PC机与仪器之间

的高速数据传输；提供了一套I/O GPIB*作函数库，其函数与ISA总线的ES1400系列接口控制器相同；提供了一套符合VPP规范的虚拟仪器软件架构VISA(Virtual Instrument Software Architecture)函数库,实现了凡是采用VISA函数开发的应用程序，在更换不同厂家的不同型号的GPIB接口控制器时，应用程序不需要作任何修改；该接口控制器可以用C/C++、VC++、VB、LabView、LabWindows/CVI、HP-VEE、Delphi等多种语言编制测试程序，方便而灵活。

主控PC

PC作为系统的“主控者”，通过发布命令给GPIB接口控制器实现对FLUKE5500A和被检定示波器的控制，主要包括以下几个方面的内容：仪器的初始化、复位、仪器参数设置；命令FLUKE5500A产生标准信号，同时被检示波器显示；读取/保存仪器数据并传给PC等。

二、软件设计

平台选择

软件是本数字示波器自动检定系统的核心，软硬件能否稳定、协调地工作是系统能够对数字示波器快

速、可靠检定的基础。本系统采用性能稳定的Windows2003 Server*作系统、SQL

Sever2005(开发版)数据库以及Visual.

NET2005作为开发平台，以C/C++作为编程语言，同时在驱动程序方面选用NI公司的Lab

Windows/CVI7.0做部分程序的驱动开发。同时采用MAX（Measurement&Automation）作为IVI驱动配置程序。

VISA和IVI

VISA是VXI plug&play联盟制定的I/O接口软件标准。制定VISA的目的是确保不同厂商、不同接口标准的仪器能相互兼容、可以通讯和进行数据交换。其显著特点是：VISA是采用了先进的面向对象编程思

想来实现的；它是当前所有仪器接口类型功能函数的超集成，而且十分简洁，只有90多个函数；VISA作为标准函数，与仪器的I/O接口类型无关，方便程序

移植。对于驱动程序、应用程序开发者而言，VISA库函数是一套可以方便调用的函数，可以控制各种设备如GPIB、VXI、PXI等。

IVI（Interchangeable Virtual Instrument）是IVI基金会为了进一步提高仪器驱动程序的可执行性能，达到真正意义上的仪器互换，实现应用程序完全独立于硬件而推出的仪器驱动程序编程接口。IVI系统由

IVI类驱动程序、具体驱动程序、IVI引擎、IVI配置实用程序、IVI配置信息文件五部分组成。类驱动程序实现了上层统一功能的封装，面对的是*作

者，而具体驱动程序完成与具体仪器的通信。测试程序是调用类驱动程序，用类驱动程序调用具体驱动程序来实现测试程序和硬件的无关性。IVI引擎完成状态缓

存、仪器属性跟踪、分类驱动程序到具体驱动程序的映射功能。IVI配置实用程序是采用软件MAX创建和配置IVI逻辑名，在测试程序中通过传送逻辑名给一

个分类驱动程序初始化函数，将*作映射到具体仪器及仪器驱动程序。IVI配置信息文件记录了所有逻辑名和从类驱动程序到具体仪器驱动程序的映射信息。其结

构如图2所示。

测试架构

测试软件模块：

测试软件分为测试数据管理模块、测试参数管理模块、测试程序模块三部分。测试数据管理模块是管理对仪器的检定日期、

检定人员、对具体仪器的已检定项目、检定的数据等。测试参数管理是在数据库中管理具体仪器的各检定项、检定项的标准值等。测试程序模块是根据用户在软面板

上选定的测试参数，调用相应的测试仪器进行测试，把测试数据和数据库中的标准相比较，判断是否合格。

测试软件结构化流程：

在开机系统自检后，

检定*作员在软件界面上选择/输入需要检定的仪器型号，程序由仪器型号在数据库中调出相应的检定项目、被检项目的标准值、被检仪器与FLUKE5500A

和GPIB控制器的连接图。检定员按连接图（FLASH动画）连接仪器，在确认连接正确后，检查是否有IVI驱动程序，在安装驱动程序后运行MAX配置工

具，完成配置后即可运行相应的测试程序，把测试结果保存到数据库，并打印相应的合格/不合格报告。其流程图见图3。

开发IVI驱动程序：

对于IVI仪器，厂家会提供IVI驱动程序只需要编写少量代码即可实现对仪器的检定，主程序简单，便于管理。IVI基金会的目标是支持95%的仪器。基于IVI技术的数字仪器的检定将会是仪器检定的必然之路。

但是并不是所有的仪器都支持IVI。对于非IVI仪器，使用LabWindows/CVI中的IVI驱动开发向导把

仪器程控命令树中所有底层命令封装成一系列带有图像面板的高层函数，完成IVI驱动程序的开发，使它成为IVI仪器。其特点是前期开发IVI驱动程序工作

量大，但是后期测试程序开发和维护工作量少。

数据库

数据库管理主要包括用户管理、被检仪器型号管理、检定项目管理、检定报告管理、检定项目指标管理以及数据查询6个模块。

数字示波器是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。

还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。

目前高端数字示波器主要依靠美国技术，对于300MHz带宽之内的示波器，目前国内品牌的示波器在性能上已经可以和国外品牌抗衡，且具有明显的性价比优

势。