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示波器基礎(chǔ)（五）—若干*新發(fā)展情況
在這一章中我們將考查在*新一代示波器上的若干新的發(fā)展情況。

 

萬用示波表（Scope Meter）

 

　　萬用示波表是示波器技術(shù)的一個(gè)突破。
　　通過大規(guī)模集成電路技術(shù)和使用液晶顯示器，萬用法波表是地波器技術(shù)的一個(gè)突破。
　　通過大規(guī)模集成電路技術(shù)和使用液晶顯示器，萬用示波表把一個(gè)全功能的2通道50MHz DSO和一個(gè)數(shù)字多用表組合在一個(gè)重量只有1.8kg的手持式體內(nèi)。
　　萬表示波表是適合真正需要便攜式示波器的維修工程師使用的儀器。也是適合浮動(dòng)測量的全功能示波器。其設(shè)計(jì)使得示波器可以用在對(duì)地電平高達(dá)600V有效值的情況，萬用示波表甚至可以通過光電隔離的RS-232接口驅(qū)動(dòng)打印機(jī)來制作測量結(jié)果的硬考貝，本儀器功耗很低，機(jī)內(nèi)電池充電一次就可以供示波表工作數(shù)小時(shí)，足以滿足一般**的工作中全部測量工作的需要。

 

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圖49　示波表

 

自動(dòng)設(shè)置

 

　　自動(dòng)設(shè)置功能可以設(shè)置示波器的靈敏度、時(shí)基及觸發(fā)條件以便獲得*佳的信號(hào)觀察效果。*完善的、多功能的示波器可以掃描所有的輸入通道，開啟所有連有信號(hào)的通道并按照各輸入通道上*低頻率的信號(hào)設(shè)置觸發(fā)和時(shí)基。在有些示波器上只是部分的配備了這種功能，即示波器只對(duì)通道上信號(hào)的情況來進(jìn)行設(shè)置。
　　在和本書用作實(shí)例子的示波器類似的多數(shù)現(xiàn)代示波器中，自動(dòng)設(shè)置功能都是可程控的。因此用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用情況來安排示波器的設(shè)置功能。

 

自動(dòng)量程示波器

 

　　在任何示波器上操作得*頻繁的控制機(jī)構(gòu)都是控制時(shí)基和衰減器的機(jī)構(gòu)。為了使得示波器更加容易使用，在示波器技術(shù)上的一個(gè)*新進(jìn)展就是采用了全自動(dòng)量程衰減器和自動(dòng)時(shí)基。這些新的功能特性使得技術(shù)人員無須接觸示波器的控制面板就能檢查各種不同幅度和頻率的信號(hào)、對(duì)被測系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測?，F(xiàn)在人們就可以無須調(diào)整示波器，就象使用自動(dòng)量程數(shù)字多用表一樣容易。

 

以度為單位的時(shí)基

 

　　現(xiàn)在電子電路已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在電子工業(yè)之外的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。因此測量其它類型信號(hào)的需求正在不斷增長，今天的汽車及其發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)在都裝備了了電子電路。例如，烯油噴射器由發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)來控制，剎車由電子電路來控制等。
　　Fluke公司已經(jīng)設(shè)計(jì)了一種對(duì)于測量汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及其系統(tǒng)極為理想的示波器。其時(shí)基不是以秒而是以度為單位來設(shè)置以方便對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功能的分析。示波器內(nèi)置的自動(dòng)可變時(shí)基使得用戶不論在發(fā)動(dòng)機(jī)速度多高的情況下都可獲得工作循環(huán)中選定部分的正確波形顯示。測量結(jié)果可安2沖程或4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行比例定標(biāo)，并給出RPM（轉(zhuǎn)數(shù)/分）的讀出結(jié)果，在測量壓力傳感器的工作中，測量讀數(shù)還可按壓力單位定標(biāo)。

 

自動(dòng)校準(zhǔn)和不開蓋標(biāo)準(zhǔn)

 

　　自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)通過對(duì)環(huán)境溫度和儀器溫度的變化進(jìn)行補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)*佳的示波器性能，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存貯在非易失性存儲(chǔ)器，使用這些校準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及示波器的內(nèi)部電壓和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，以保證示波器總是在其*佳性能下工作。
　　在象PM3094和PM3394A這樣的多數(shù)現(xiàn)代示波器中都采用了很先進(jìn)的技術(shù)，完全去掉了普通的微調(diào)電位器和微調(diào)電容，所有的內(nèi)部調(diào)節(jié)工作都是通過存貯的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，可調(diào)增益放大器、可變電流源、比較器及數(shù)模變換器來實(shí)現(xiàn)的。不用打開示波器的機(jī)箱（但要通過兩層**確認(rèn)措施）就可以改變存貯的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。這就意味著校準(zhǔn)工作可以在計(jì)算機(jī)的控制下用很低的費(fèi)用來完成，而且示波器是在其真正的內(nèi)部工作溫度下標(biāo)準(zhǔn)的。
　　另一個(gè)節(jié)省大量的因素是：這種示波器可以每兩年校準(zhǔn)一次，而達(dá)到老式的示波器每年校準(zhǔn)一次時(shí)同樣的準(zhǔn)確度技術(shù)指標(biāo)。

 

可變時(shí)基（消除1-2-5序列的進(jìn)基設(shè)置的限制）

 

　　很多信號(hào)的頻率都是變化的。如果使用示波器的時(shí)基設(shè)置信息來計(jì)算信號(hào)頻率，那么固定的1-2-5序列的時(shí)基設(shè)置對(duì)于進(jìn)行頻率計(jì)算是比較方便的，但是隨著自動(dòng)參數(shù)測量越來越成為標(biāo)準(zhǔn)的測量方式，特別是在DSO中尤為如此，累此對(duì)于固定時(shí)基設(shè)置的需求實(shí)際上已經(jīng)消失了。
　　在很多應(yīng)用場合中，技術(shù)人員所需要的就是在示流器上給出有限信信號(hào)周期，如2或3個(gè)周期的信號(hào)波形顯示，這可以通過使用可變時(shí)其來達(dá)到。可變時(shí)基能使用戶將示波器設(shè)置成不管信號(hào)的頻率高低都能顯示出準(zhǔn)確的所需要周期數(shù)的信號(hào)波形，如果可變時(shí)基還帶有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，那么當(dāng)信號(hào)頻率變化時(shí)示波器就能跟蹤信號(hào)頻率的變化而一直給出固定周期數(shù)的波形顯示?？勺儠r(shí)基功能廣泛應(yīng)用于濾波器測試、音頻測試、可變速度驅(qū)動(dòng)及鎖相環(huán)路的測試等工作中。

 

與用戶的操作界面

 

　　經(jīng)典的示波器是模擬示波器，多年以來，示波器的樣子看起來都是差不多的。在面板上從左到右排放著CRT及其控制旋鈕，挨著這些的是供兩上輸入通道使用的兩組控制旋鈕再向右則是一個(gè)大的旋轉(zhuǎn)控制鈕用來設(shè)置時(shí)基，這種控制布局在很大程度上取決于示波器的構(gòu)造，因?yàn)樵谶@類示波器中，所有的控制旋鈕都是直接作用到相關(guān)的電路的。
　　隨著被測信號(hào)頻率的提高以及對(duì)示波器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的需求，示波器的內(nèi)部電路也發(fā)生了變化。即通過示波器內(nèi)置的微處理器來控制電子開關(guān)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)示波器的控制，并且這個(gè)微處理器還負(fù)責(zé)自動(dòng)地對(duì)示波器進(jìn)行設(shè)置、讀取面板控制機(jī)構(gòu)的位置并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，放置光標(biāo)及計(jì)算光標(biāo)的讀出數(shù)值以及在遠(yuǎn)程控制工作時(shí)管理經(jīng)過IEEE-488或RS-232總線的通訊等。
　　由于現(xiàn)在示波器的實(shí)際設(shè)置是通過微處理器來完成的，所以制造廠家在設(shè)計(jì)前面板方面就有了更大的自由度。這樣一來，為不同應(yīng)用領(lǐng)域所設(shè)計(jì)的示波器變可以具有不同布局的控制面板。
　　對(duì)于在自動(dòng)測試工作中使用的示波器來說，主要是通過儀器控制器或PC機(jī)來進(jìn)行控制的。這類示波器的前面板通常只設(shè)有很少的控制機(jī)構(gòu)。對(duì)這些示波器的控制需要使用大量的軟件菜單，并根據(jù)按鍵的順序來給各個(gè)控制機(jī)構(gòu)分配不同的功能。
　　主要由手動(dòng)操作使用的示波器，其前面板上則裝有很多按鍵，以便于更好的用于動(dòng)選擇各種基本功能。這種用戶界面方式的好處是，為了改變示波器的基本設(shè)置只需要有限的幾個(gè)控制操作。例如示波器的垂直偏轉(zhuǎn)或者進(jìn)基速度等功能都是可以直接改變的。
　　對(duì)于在工作中要測量各種不同的信號(hào)的技術(shù)人員來說，上述**種控制面板布局方案特別適用。例如在電子工作臺(tái)、在研制工發(fā)、在樣機(jī)調(diào)試以及在維修等工作場合，技術(shù)人員都會(huì)對(duì)此感到滿意。

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