第一篇:数字示波器使用方法总结
数字示波器使用小方法
前 言
本文的结构逐条编排,目的是使内容成为开放性和可添加型的,欢迎有经验的同事增加新的内容。
对本文中用到按键符号作如下规定:
TRIGGER MENU →Type(main)
→Edge(pop-up)→Coupling(main)→DC(Side)代表按面板上的TRIGGER MENU键,再按显示屏下方的Type键,重复按这个钮直到Edge高亮显示,再按显示屏下方的Coupling,再按显示屏右侧的DC键。
注:main代表显示屏下方的键,Side代表显示屏右方的键,pop-up代表一直按此键,直到项目高亮显示。
目 录
一.安全问题...............................................................1 二.使用探头...............................................................2 三.触发方式..............................................................11 四.测试方法..............................................................15 五.小常识、小经验........................................................23
示波器使用经验
一. 安全问题
结论一 示波器电源线要用三相插头良好接地(即接实验室的地线)
说明 为了避免电冲击对示波器造成损伤,输出及输入端进行电气连接前要保证示波器良好接地。
结论二 探头地线只能接电路板上的地线,不可以搭接在电路板的正、负电源端 说明 交流供电系统或经整流后直流供电的系统的地一般都是接大地的。探头的地也是经示波器安全地线接大地的。如果探头的地搭在电路板上不是地的点上,就会造成此点和电源地短路,轻者使电路板工作不正常,重者会烧坏电路板或探头,造成严重后果。尤其注意不能把探头的地接到电路板上的正、负电源端。
结论三 不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头。
结论四 信号的幅度不要超过探头和示波器的安全幅度,以免造成损坏
说明 信号幅度超过±40V时,用有源探头P6245和P6243测量会造成探头的损坏。不同探头的幅度量程是不同的,要留心探头及示波器上的说明文字。
说明 避免对示波器和探头造成损伤,尤其是有源探头。厂家说明。
示波器使用经验
二. 使用探头
结论一 有源探头使用前要先进行幅度校准 示例:
说明: 有源探头内含放大器等有源器件,因温漂等原因而使其在不同环境中引入直流偏移不同。使用前,先插到示波器上预热几分钟,然后进行一次校准。校准步骤:探头接好示波器面板自带的1KHZ、0.5V的信号,按VERTICAL→CAL Probe(main),稍等几分钟后示波器就自动校准好了。有源探头未校正前测一1KHZ信号有100mV的直流偏移
有源探头校正后测量同一信号时无直流偏移
结论二 探头的地线不要悬空
示例
说明 探头地线悬空时,示波器的地和电路板的地通过各自的安全地线和大地连在一起,测量时也能看到波形,但引入地线噪声较大,实测时看到波形不稳定,晃动很厉害。
探头地线悬空时,示波器显示信号上叠加有较大的交流干扰,并且波形抖动很厉害。
探头接电路GND,波形无交流干扰,波形也很稳定。
示波器使用经验
结论三 手触摸探头会对被测信号造成影响
示例
探头空载,手不碰探头时示波器显示的感应噪声电压很小
探头空载,手碰探头探针时示波器显示的感应噪声电压明显增大
以下两幅图是实际测试电路板上同一个信号时的波形,可看出手碰探头对信号的幅度的影响。
实际信号下降沿反冲很高,达1.78V。
降沿反冲幅度变小, 只有1.24V。
手碰探头外皮时,示波器显示的信号下说明 当手指触摸被测电路及探头时,人体引入的干扰电压和电路板上的信号电压叠加在一起,必然对信号的实际情况造成影响。
结论四 探头地就近接被测信号的地
示例
示波器使用经验
探头接被测信号所在芯片管脚地时测到波形
探头接另外一个芯片的地时测到的同一信号波形,可见反冲高度不一样
说明 由于地线电流的影响,各个接地点之间存在着一定的电位差,接地不正确时,会引入测试误差。探头接地点要以被测信号所在芯片的引脚地为准。结论五 探头探针就近接被测信号管脚 示例:
同一个接地点时,同一信号线上不同两点的波形不同。(40M时钟)
说明 在同一条PCB走线上,信号存在反射、滤波、串扰等因素影响,走线的两端观察到的信号是不同的,而对器件直接起作用的信号是器件输入管脚和器件地之间的信号。因此,测信号时,应测输入信号,且要尽量靠近芯片管脚。
结论六 引出线要尽量短 示例:以下四幅图是用不同长度引出线测同一信号时的波形,可看出不同长度引出线对测量的影响
直接测芯片输入管脚
用10厘米长线引出
用20厘米长线引出
用 4 30
厘米长线引出
示波器使用经验
比较四幅图的反冲高度可见,引出线越长,引入误差越大。
结论七 使用多个有源探头观察不同信号时,每个探头都应接地
示例
两个通道测同一信号,CH1探头接
地,CH2探头未接地,测得波形不 一样
CH1和CH2 的两个探头都
接地时测得波形相同 说明 原因同上
说明 每个有源探头都带有放大器,其地虽与示波器内部地相连,但此时地线已不是对应信号的地,对测量带来误差。
结论八 测试时,尽量减小探头探针与探头地所构成环路的面积
示例
说明 探头信号线和地线之间环路面积越小,电磁场的变化(包括电路板本身产生的和外界环境中的)在环路中感应出的电压越小,对测试精度的影响也就越小。另外,当探针与地线环路面积大时,由于地环路电感的增大,会使信号边沿过冲增大,引入误差。如下面两幅图所示。
探头探针与探头地所构成环路的面积小时感应的噪声电压小
探头探针与探头地所构成环路的面积大时感应的噪声电压大
示波器使用经验
结论九 探头要尽量与电路板PCB板面垂直
示例
探头与电路板垂直时感应的噪声电压小
探头与电路板平行时感应的噪声电压大 地环路面积小时测得过冲是2.2V
地环路面积大时测得过冲是2.8V 说明 与探头和PCB板面平行相比,探头与PCB板面垂直时电路板中高频信号在示波器探头环路中感应出的电压较小。
结论十 测量任意两点间的信号应使用差分探头 示例
这是用差分探头测量RS-422差分传输的波形图
说明:普通探头只能测相对于地的信号,而差分探头可以测任意两点间信号。差分探头有三根引线:一根地线,一根正信号线(标示为+)和一根负信号线(标示为—)。使用时,探头地线接电路板GND,正负端分别接被测差分电压
示波器使用经验
端,示波器显示的波形是正端信号减负端信号的电压差值。
结论十一 可以用两个普通探头代替差分探头进行差分测量
示例
说明 用两个相同的探头,CH1接A点,CH2接B点,然后用示波器的运算功能,选择CH1-CH2,此时示波器显示的就是A和B两点的差分值。这种方法适用于共模电压为直流或低频且幅度低于差模信号允许幅度的情况。
结论十二 用差分探头作对地测量时“-”端不能悬空 示例:
差分探头作对地测量,“-”端未接地时波形图
差分探头作对地测量,“-”端接地时测同一信号的波形图
上图是用两个普通探头相减作差分测量波形图 下图是用差分探头测量同一信号的波形图
说明 “-”端是差分探头中放大器的一个输入引脚,差分探头用作普通探头测对地电压时,负端悬空时易引入干扰,应要接电路地。
结论十三 小心探头间的串扰现象
示例
示波器使用经验
两个探头靠得很近(尤其是探针
和探头地线构成面积平行重叠时),测到波形有串扰
两个探头远离时,测到波形无串扰
说明 高频信号辐射较强,多个探头共用时,探针上高频信号会在各个探头与地线组成的环路面积中感应出噪声,当多个探头平行走线时尤其严重。从示波器上看好像是电路板上信号间的串扰,而实际电路板上信号并无串扰。因此要注意,多个探头共用时,各探头要避免平行走线,更不要缠在一起,要尽量远离。
结论十四 探头与示波器有特殊的匹配关系
说明 TEK示波器的输入电阻有两档,1MΩ和50Ω。当接有源探头时(如P6245),示波器的输入电阻会自动转换到50Ω,从而进行正确测量。当再换上无源探头时,需要手工把示波器的输入电阻设臵回到1MΩ,否则屏幕上会显示错误波形或无波形显示,无法进行正确测量。操作步骤是:VERTICAL MENU →Coupling(main)→1MΩ(side)。
结论十五 有源探头未插好时,虽显示有波形,但波形幅度错误 示例:
示例
用500M无源探头,示波器输入电阻选1M时,测到的正常信号波形 用500M无源探头,示波器输入电阻选50Ω时,测同一信号的波形,发生了错误。
示波器使用经验
探头未插好时显示的信号幅度发生错误,本来是0-5V的电平,却显示成了0-25V和0-250V。(同一个信号)
说明 断开探头和电路的电气连接,从示波器上拔下探头再重新插入。一般先插好探头再打开示波器的电源开关时无此现象发生。
结论十六 要注意差分探头的“削波”现象 示例:
说明: TEK公司差分探头P6247能够测量的差分电压范围是:打在÷10档位时是±8.5V,打在÷1档位时只有±850mV。差分信号峰峰值超过850mV时(比如测公司常用的平衡线传输信号±5V),要注意选用÷10档,否则会因输入过大而使显示的波形发生错误。
结论十七 测试高速信号时要选用1G、1PF探头
示例
说明 对被测信号而言,探头和示波器输入电容相当于是滤波器,对被测信
差分探头,用÷10档位测到的正确差分信号波形
差分探头,用÷1档测到的同一差分波形,发生了“削波”现象
用,1G示波器,配1G、1PF探头观察到的信号波形,有高频振荡。
用1G示波器,配500M、8PF探头观察同一信号波形,看不到高频振荡。
示波器使用经验
号的高频成分有衰减,如果衰减过大,会造成测试失真。因此,在观察信号上升或下降沿细节时,要注意选用1PF有源探头。
再如下图,用1PF探头看到信号边沿有毛刺,用8PF探头却看不到。
探头使用正确与否,直接决定着我们观察到的信号是否真实地反映了电路板上信号的实际情况。测试时,一定要注意正确使用探头。
8PF探头看不到边沿毛刺
用1PF探头能看到边沿的毛刺
示波器使用经验
三. 触发方式
1. 边沿触发简单常用-edge
说明: 它是利用信号变化的边沿来进行触发。一般先用边沿触发方式观察信号情况,发现有问题时再根据实际情况选用其它的触发方式。
2. 捕捉毛刺-glitch触发
用边沿触发能看到低电平上有毛刺,但很难捕捉到最高幅度的毛刺
用毛刺触发功能捕捉最高幅度的毛刺很容易
用上升沿触发观察信号
说明:毛刺触发是很有用的一项功能,可用来捕捉低电平或高电平上的毛刺,看其幅度是否超标。毛刺触发方式下,随着触发电平的缓慢调高,毛刺幅度更高的信号就显示在屏幕上,直到触发电平位臵超出信号毛刺所能触发范围。
操作方法 :TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Class(main)
→Glitch(pop-up),然后按Polarity&Width选择毛刺的极性和宽度,再按glitch(main),选accept表示宽度小于设臵值的毛刺触发,选reject表示宽度大于设臵值的毛刺触发。Mode&Holdoff设臵为Normal 时,表示只有当信号符合所设臵的触发条件时才触发;设臵为Auto时,表示在没有符合触发条件的情况下,示波器自动触发。
3. 捕捉幅度异常信号-Runt触发
以幅度位于1.4V和4.4V之间的信号触发捕
捉到幅度异常信号
示波器使用经验
说明:信号幅度位于一定范围内时触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Class(main)→runt(pop-up), 然后通过Threshold选择触发信号幅度位于的上下限值。再通过Trigger When可设臵:信号电平不但要落在设定的上下限范围内,保持时间还要超过设定值时才触发。
4.捕捉宽度异常信号-Width触发
说明: 该触发方式是:信号时间宽度位于某一设定的时间范围之内,或者是位于该范围之外时触发。例如:设定upper limits为50ns,lower limit为10ns。选Within limits表示宽度在10ns和50ns之间的信号触发。选Out of limits表示宽度小于10ns或大于50ns的信号触发。
操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Class(main)
→width(pop-up),再依次设定显示屏下方的各项。
以宽度在520ns和1us
之间的信号作触发
5.检查信号边沿跳变速度是否足够快-Slew Rate触发
说明:该触发方式是:信号边沿的变化时间快于或慢于某一设定的值时触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Class(main)→Slew(pop-up),再依次设定显示屏下方各项。例如:设定Thresholds为500mv和4.5V,选Trigger When 为Slower than ,选Delta Time为10ns,表示信号电平从500mv变化到4.5V时,如果跳变时间超过10ns就触发。
以下降时间超过10ns 的信号作触
发,检查下降时间是否合格。
示波器使用经验
6.保持电平时间超限触发-Timeout
说明:该触发方式是:信号电平保持低或高超过某一设定的时间时触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Class(main)→Slew(pop-up)。再依次设定显示屏下方的各项。
7.模式触发(Pattern)的应用
说明:该触发方式是:来自各个输入通道的信号进行布尔运算。满足条件时触发。
操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Logic(pop-up)→Class(main)→Pattern(pop-up)。Define Inputs 用来定义各个输入通道采用的逻辑方式:H——高电平为1,L——低电平为1,X(不理采)。
Define Logic 定义进行的运算。可以是AND(与)、OR(或)、NAND(与非)、NOR(或非)。
Trigger When 可以设臵结果为1或结果为0时触发。还可进一步设成结果为1 或0的时间超过某一设定值时触发。
Set Thresholds 设臵各个通道的逻辑电平的阈值。
利用此触发功能,可依据诸如地址总线或数据总线上的一特定数字值触发。来观察启动线以及读写信号线上的信号情况。
以保持低电平时间超过410ns的脉冲
作触发信号
CH1-CH4的信号分别为高、低、高、高时触发
CH1-CH4的信号分别为高、低、高、高,且保持时间超过20ns时触发
示波器使用经验
8.状态触发(State)的应用
说明:此种触发模式是在第四通道的上升或下降沿处,读取前三个通道的逻辑运算结果,满足条件是触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Logic(pop-up)→Class(main)→State(pop-up)。再依次设定显示屏下方的各项。
9.检查建立保持时间Setup/Hold
说明:该触发方式是:以时钟通道的跳变沿处为基准,设定一个时间范围,在该范围内如果数据通道的信号逻辑值有变化,就会进行触发。
操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Logic(pop-up)→Class(main)→Setup/Hold(pop-up)。再依次设定显示屏下方的各项。其中Setup/Hold time 设臵时间范围的起始/结束时刻。是以时钟的跳变时刻为基准的。Setup值为正表示在时钟跳变之前,而Hold值为正表示在时钟跳变之后。
熟练掌握数字示波器提供的丰富的触发方式,灵活运用,会使你捕捉信号、发现问题更有效。
第二通道的下降沿左右15ns范围内如果第四通道数据有变化就触发
在第四通道的上升沿处,前三个通道的信号分别为高、低、高时触发
示波器使用经验
四 测试方法
一. InstaVuT(长余辉)有重要的价值
长余辉方式可看到信号中有尖形脉冲
正常触发方式却看不到这个尖脉冲
说明: 在NORMAL正常方式下,波形捕捉次数是50次/秒。在InstaVuT方式下,波形捕捉速率最高可达400000次/秒(依示波器而定)。示波器以叠加的方式把波形显示在屏幕上,并且波形在屏幕上的停留时间可由用户设定。其优点是可捕捉到间歇性偶发信号,并且使看一段时间内信号情况很方便。这种功能可以把一段时间内的所有信号波形通过叠加的方式显示在屏幕上。NORMAL方式下由于相邻两次捕捉波时间相隔太远,很容易丢失间歇性偶发信号。操作方法:InstaVuT→MODE(main)→instaVu(popup),再在屏幕右侧依需要设定波形保持时间,或选取永久保持。
二.利用单次触发功能
说明: 单次触发和软件的单步运行很相似,每触发一次就停下来,可详细观察触发信号左右的信号情况。这在调试数字逻辑电路时尤其有用。
操作方法:按一下SHIFT+ACQUIRE MENU→stop after RUN/STOP(main)→ Single Acquisition Sequence(side), 就进入了单次触发模式。按一下
用单次触发功能,以通道1上电后出现的第一个下降沿为触发信号,观察通道2上的信号,看到相隔约500mS后有一毛刺信号。
RUN/STOP键,示波器就处于等待触发状态。捕捉到一次触发后,示波器暂停接收触发。如需再触发,需再按下RUN/STOP键。
三.延时触发的应用
示波器使用经验
TEK示波器提供了两种延时触发:delayed runs after main和delayed triggerable。① delayed runs after main
通道上出现触发信号后,延时6us,以此时刻为基准点来显示信号。
delayed runs after main方式工作过程是这样的:找到一个触发脉冲后,延时一段时间(时间长度由用户设定),然后以延时后的时间点为触发时刻显示信号。
操作步骤:HORIZONTAL MENU→Time Base(main)→Delayed only(side)→Delayed Runs After Main(side)。然后设臵延时时间。
这种方式的一个应用:可用来详细观察与第一个触发信号相距较远的信号。② delayed triggerable
delayed triggerable分三种情况,由用户设定,它的工作过程是这样的:
主通道触发等待用户设定时间等待次通道出现触发显示波形次通道上出现n次触发次通道上出现n次触发等待用户设定时间主通道和次通道的时基可以设臵成不同的值,显示波形时是以次通道上的时基为准的。
下图是一个delayed triggerable的例子。
CH2出现上升沿后,CH1再出现以此时间点为基准展宽信号来观
察信号细节。三次上升沿,然后再延时6us,以此时间点为基准显示信号。操作步骤:先按常规方法设好主通道的触发,然后SHIFT DELAYED TRIG
示波器使用经验
→Delayed by(main)→Triggerable After Time ,Events or Events/Time(side),选其中的一种延时触发方式,再设好显示屏下方各值。
退出延时触发的方法是:HORIZONTAL MENU→Time Base(main)→Main only(side)。
四.利用长记录长度的功能
示例:
说明:观察信号比较详细,而且需要观察很长一段时间内的信号时,一个屏幕长度就不够用了,这时可使用长记录长度功能。操作方法: HORIZONAL MENU键,再进入Record Length选择波形记录长度。可根据自己的需要选择其中一种记录长度。拧动HORRIZON钮,时间上连续的信号波形就显示在屏幕上。
五.利用数学运算功能
说明:示波器提供的加减乘除等运算功能可使测试更方便。比如上图,利用两个通道值相减就实现了差分测量。
操作方法:MORE→math(main),再依据需要设臵数学运算功能。
利用长记录长度功能,观察时间上
连续的信号波形。
上图是用两个普通探头相减作差分测量波形图 下图是用差分探头测量同一信号的波形图
示波器使用经验
六.利用频谱分析功能
→FFT(main)。
七.Peck Detect和Envelope的应用
1K方波信号的频谱图
说明:TEK示波器提供了FFT功能。可用来观察信号的频谱。操作方法是:MORE Sample方式下观察到的信号波形 Peck Detect方式下观察到的同一信号波形
Hi Res方式下观察到的同一信号波形
Peck Detect方式下观察到的同一信号波形
Average方式下观察到的同一信号波形
示波器使用经验
说明:示波器水平记录长度代表的时间长度除以总点数称为一个取点间隔。每个取点间隔内示波器采样几个点(假设为m),然后以某种方式取其中的一个点用于显示电压波形。不同的取点方式下观察到的波形有所差别。
Sample方式下,总是取每个取点间隔内采样的m个点的第一个点用于显示波形,这是示波器缺省的方式。
在Peak Detect方式下,在第一个取点间隔中取m个采样值的最大值,在下一个取点间隔中取m个采样值的最小值,这样交替进行。此方式可用于检查毛刺和虚假信号。
在Envelope方式下,把n次触发取得的值都保存下来,然后在这n次触发中对应的取点间隔处,从n*m个数据中找出最大值(最小值),在下一个取点间隔处找出最小值(最大值),交替显示。此方式可显示波形的包络。
Hi res方式下,每个取点间隔内采样到的m个点取平均值,然后显示。此方式可用于滤除噪声。
Average方式下,进行n次触发,每次触发都采用Sample方式,然后在对应的取点时间间隔处,把n个值取平均值,依此值来显示波形。此方式可用于降低周期信号的噪声。
操作步骤:SHIFT ACQUIRE MENU→Mode(main),再依据需要选取取点方式。
八.观察信号质量时时间档位要设置得足够细
时间档位打得太粗看不清上升沿细节 时间档位打得细些可看到上升沿有毛刺
九.串扰调查的方法
通道1的尖峰毛刺和
通道2信号同步,由此判定通道2是串扰源。
示波器使用经验
说明:用两个探头,一个探头接被串扰的信号,另一个探头碰触被怀疑为串扰信号源的点,如果此点上信号和被被串扰信号上的干扰信号同步,则此点极有可能是串扰信号源。
十.同步时钟的测试方法
以同步时钟的低频时钟信号作触 发观察到的显示稳定的波形
以同步时钟的高频时钟信号作触发时波形显示混乱
说明:在用多个通道测量同步时钟信号的关系时,要以频率低的信号为触发信号。否则会因为高频信号触发边沿处,低频信号电平有高有低而使显示的低频信号重叠。观察不到稳定的波形。
十一.注意虚假信号 示例:
时间档位打在1ms观察40M时钟时,数字 示波器显示一个476HZ的信号,是一虚假 信号,实测时可观察到波形晃动。
说明:TEK示波器显示方式是每个水平格50个点,而不管每个水平格代表的时间宽度。当时间档位打在1ms时,每个水平格采50个点,也就是采样速率是50KHZ/s。这种采样速率要看40M的信号是根本不可能的。示波器只是把按50KHZ/S采到的点拼成了一个波形,而这些点因为太离散,根本不能代表40M信号的波形。因此,观察信号时,时间档位要打细,使采样速率提高。
时间档位打在12.5ns时观察到的真
实的40M时钟信号波形
示波器使用经验
十二.测信号质量时要去掉多余的负载 示例:
外接一个频率计时测得的一16MHZ信号波形
去掉频率计后测得的16MHZ信号波形
说明:外部负载的输入电阻和电容会对被测信号产生衰减、滤波等影响。测信号质量时要尽量模拟电路板实际工作时的情况。
十三. Fit to screen的一个应用:时间档位打粗情况下提高采样速率,观察宽度小、相距远的信号
Fit to screen 为OFF,把时间单位打粗 Fit to screen 为ON,把时间单位打粗
来观察信号之间关系时,却因信号宽 时,观察到的宽度小相距远的信号之
度小而看不到信号
间关系
说明:TEK数字示波器Fit to screen打在OFF时,采样速率是自动调整的,不管每个水平格儿代表多长时间,每个格显示50个点。也就是说,时间档位打得越粗,采样速率越低。此时若把时间单位打粗来观察宽度小、相距远的信号之间关系,会因为采样速率的降低而丢失宽度较小的信号。把Fit to screen打在ON时,在每个水平格儿代表时间长度一定情况下,记录长度越长,每个格儿的点数就越多,相应采样速率就越高。这时如果时间档位较粗,不致因采样速率降低太多而丢失宽度小的信号。
操作步骤:HORIZONTAL MENU→Record Length(main)→Fit to screen(side)。
示波器使用经验
十四. 精确测量相距较远的信号的时间关系
(1)选用长记录长度,Fit to screen 打在ON,在时间档位尽量小的情况下使两个相距较远信号同时显示在屏幕上。按Cursor键,选取竖光标并移动,使两上竖光标分别大致对齐两个相距较远信号,如图a所示。
图a.图b.图d.图c.(2)拧动HORIZONAL钮,把其中一个信号移动到屏幕正中央,如图b所示。(3)把Fit to screen打到OFF,此时波形以屏幕正中央为基准点展开,如图c 所示。
(4)此时发现竖光标可能与信号并未对齐,移动光标使之与信号精确对齐,如图d所示。
(5)对另一个信号作同样的操作。这两个信号的时间精确关系就显示在了屏幕的右上方。
根据测试的需要,把示波器提供的各种触发方式和功能组合起来使用(比如延时触发和单次触发组合),会使您的测试技巧更高,发现问题更深刻,工作更有效。
五 小常识、小经验
1.数字示波器的键太多,主要有几个,一般怎样设置?
示波器主要有三个设臵区,第一个是:“VERTICAL”设臵区,用来设臵信号显示时垂方向的有关状况,诸如显示幅度,在屏幕上的上下位臵等。第二个是“HORIZONTAL”设臵区,用来设臵信号显示时在水平方向的有关状况,比如左右位臵和信号显示宽度。第三个是最复杂的“TRIGGER”设臵区,用来设臵信号的触发方式,正是因为数字示波器提供了丰富的触发方式才使其功能很强大。
“VERTICAL”通常设臵为2.0V;“HORIZONTAL”根据所观察的具体信号设臵;“TRIGGETR”通常设臵为:TRIGGERT MENU →SET LEVEL TO 50%→Type(main)→Edge(pop-up)。
2.利用AUTOSET自动设置来观察信号情况
按下AUTOSET键,示波器会按被测信号的情况自动显示信号。
3.怀疑示波器的设置模式被搞错了,怎么办?
按下SETUP→Factory set(main),使示波器回到厂家的设臵上。
4.触发电平不合适,观察信号就不稳定或看不到 触发电平应放臵在信号幅值范围以内,否则会因为没有触发而观察不到波形。触发电平太高或太低时,会因为随机毛刺造成触发而使屏幕上波形跳动。如果信号是单一直流电平,只有把触发电平放在信号电平值上时屏幕上才会显示有波形。
5.利用Measure功能
Measure提供了很多项测量功能,比如周期、频率、上下峰值、上升下降沿时间,均方根值等。利用此功能使测试方便。
6.利用ZOOM功能
利用此功能可以在水平方向和垂直方向缩小或放大观察信号。
7.利用Cursor功能
利用两个垂直光标可以测量垂直两点间的电压差值,利用水平光标可以测量水平两点间的时间距离。
操作方法:按面板上的CURSOR键,再按需要选取水平光标或垂直光标,旋
动面板上的SELECT钮,使光标对准感兴趣的两点,其差值就显示在了显示屏上。
8.拷贝示波器屏幕图形时要注意两点
拷贝屏幕图形时要首先保证设臵正确。操作方法:SHIFT+ HARDCOPY MENU →Port(main)→File(side)→layout(main)→Portrait(side)→Format(main)
→ BMP mono或 PCX。Port设臵不正确时,图形拷贝不到磁盘上。Layout设臵成Landscape时,拷贝到磁盘上的图形是倒的,会给下一步处理带来麻烦。
9.加深认识1×和10×探头
1×探头也称1:1探头,可简单地将高输入阻抗示波器接到被测电路,相当于电缆的功能。它将引入一明显的电容,与示波器的输入并联。一个1×探头约有40至60PF的电容。
10×探头也称10:1探头、分压探头或衰减探头,内部插有并联的电阻器和电容器。,各示波器连接后如下图所示。
R1 + R 2 VsC1 C0-C2Vin+-10×探头示波器探头内电阻和电容R1、C1与示波器输入电阻电容R2、C2满足R1*C1=R2*C2时,两个电容的影响正好抵消。此时:
R2VinVsR1R2
R2是示器的输入阻抗(1MΩ),R1=9R2,可得:。
1VinVs10结果是:探头和示波器结合后,由于两个电容有效地抵消,10×探头有比1×探头宽得多的带宽,代价是招致电压的损失。只要被测电压不致小到被10除以后,示波器上读不到即可。这意味着在决定是否使用10探头时,要考虑示波器的灵敏度和信号电压能否够用。在许多示波器上,用户必须记住,使用10× 探
头时,要将测量结果乘以10。TEK数字示波器能自动识别P6139和P6245型号的10×探头,会自动将读数调至正确值。
用10×探头时,电阻和电容影响都降低(相对1×探头),但保留了探头电容C0,这一电容量由制造厂给定。
P6139探头小孔就是调节上图所示的小补偿电容的。方法是将探头接在示波器上的校正信号源上(一般是0.5V,1KHZ方波),调整探头电容,使方波尽可能呈方形且顶端平坦。
11.实时取样和重复取样
实时取样是最明显和直观的取样方式。所有的取样点是响应示波器的一次触发而获取的。这种技术的主要好处是可以获得一次瞬变值(或称单冲信号)。缺点是模-数转换器必须以高于信号最高频率两倍的速度准确地工作。
重复取样分两类:顺序取样和随机取样,可在波形满足下面两种条件时采用: 1:波形必需是重复的; 2:必需能稳定地触发。
顺序重复取样:每触发一次获取一个单一取样。当发生触发时,触发后在精确控制的时间内进行取样。每触发一次,往后延迟一点时间,使全部波形都被取样。
随机重复取样:相对于触发信号而言随机地取样,再根据取样点距触发时刻的距离,把采到的点合成一个波形。这样就不受模-数转换器速度的限制,但其性能受下列局限,即获取时间颤抖最小的取样,并相对触发信号及时布臵该取样点的能力。
TEK数字示波器提供了随机重复取样技术。在Repetitive Signal设臵成ON情况下,当时间档位打得很小,模数转换器速度满足不了要求时,示波器会自动启用随机重复取样,此时示波器左上角会显示一个ET(Equivalent-time)标识。当Repetitive Signal设臵成OFF时,不管时间档位打得是否很小,示波器只用实时采样。
操作方法:SHIFT+ACQUIRE MENU →Repetitive Signal(main)→ on或off.(side).12.调整释抑时间(Holdoff)的作用
示波器触发后,抑制触发系统以免再取点过程中再次触发,直到一次设定长度的点取完。设定长度的点取完后,示波器还会在HOLDOFF设定的时间长度内抑制触发信号。这种功能可用来稳定显示复杂周其脉冲序列。以下图所示一个脉冲序列为例。
holdoff
如上图所示:图中虚线代表触发电平位臵,采用边沿触发。当Holdoff时间设臵为图中所示时间长度时,不论首先由三个脉冲中的哪一个先触发,由于释抑时间的设臵,下一次的触发信号仍然只能是它。这样屏幕上就能显示出稳定的波形。否则会因为图中所示的各个脉冲都能触发而使屏幕不能稳定地显示波形,很杂乱。
操作方法:TRIGGER MENU→Mode&Holdoff(main),再在显示屏右侧调整释抑时间的长度。
第二篇:简易数字存储示波器设计
合肥工业大学 课程设计实验报告
题目:简易数字存储示波器设计 学院: 专业: 姓名: 学号: 指导老师:
目录
一、概述---------------第二页
1.课程设计题目及要求---------------
2.课程设计目的-----------------------
3.背景介绍-------------------------
二、设计方案与电路实现第四页
1.工作原理----------------------------
2.利用Quartus软件,编写.v文件-------
3.modelsim及Quartus软件仿真,描述电路性能的波形等参数
4.模拟仿真、结论------------------
三、心得体会--------第九页
四、参考文献--------------第九页
一、概述
(1)课程设计的题目及要求
1.课程设计的题目:简易数字存储示波器设计.2.课程设计的要求:
a.利用 FPGA 实现数字存储示波器.b.由 FPGA 控制 ADC 对一路模拟信号采样, 采样数据暂存于 RAM 中.c.由 FPGA 将 RAM 中的数据读出, 并控制 DAC 输出给示波器显示.d.由一个按键模拟触发信号.e.选用 GW48-PK2 系统, 编写程序在 FPGA 上实现并加以验证.(2)课程设计目的
1.通过本次课程设计掌握Quartusm及modelsim软件的运用 2.掌握数字信号处理的原理方法与实现的过程
3.通过本次课程设计学习解决问题的思路与方法,学习查找资料和运用所学知识解决实际问题的能力 4.学习与别人沟通和合作的能力 5.学会独立思考
(3)背景介绍
数字存储示波器有别于一般的模拟示波器,它是将采集到的模拟电压信号转换为数字信号,由内部微机进行分析、处理、存储、显示或打印等操作。这类示波器通常具有程控和遥控能力,通过GPIB接口还可将数据传输到计算机等外部设备进行分析处理。
数字存储示波器的基本原理如图所示,其工作过程一般分为存储和显示两个阶段。在存储阶段,首先对被测模拟信号进行采样和量化,经 A/D转换器转换成数字信号后,依次存入RAM中,当采样频率足够高时,就可以实现信号的不失真存储。当需要观察这些信息时,只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM中按原顺序取出,经D/A转换和LPE滤波后送至示波器就可以观察的还原后的波形。
普通模拟示波器 CRT 上的 P31 荧光物质的余辉时间小于 1ms。在有些情况下,使用 P7 荧光物质的 CRT 能给出大约 300ms 的余辉时间。只要有信号照射荧光物质,CRT 就将不断显示信号波形。而当信号去掉以后使用 P31 材料的 CRT 上的扫迹迅速变暗,而使用 P7 材料的 CRT 上的扫迹停留时间稍长一些。
那么,如果信号在一秒钟内只有几次,或者信号的周期仅为数秒,甚至信号只猝发一次,那又将会怎么样呢?在这种情况下,使用我们上面介绍过的模拟示波器几乎乃至于完全不能观察到这些信号。
所谓数字存储就是在示波器中以数字编码的形式来贮存信号。当信号进入数字存储示波器,或称 DSO 以后,在信号到达CRT 的偏转电路之前(图1),示波器将按一定的时间间隔对信号电压进行采样。然后用一个模/数变换器(ADC)对这些采样值进行变换从而生成代表每一个采样电压的二进制字。这个过程称为数字化。
获得的二进制数值贮存在存储器中。对输入信号进行采样的速率称为采样速率。采样速率由采样时钟控制。对于一般使用情况来说,采样速率的范围从每秒 20 兆次(20MS/s)到 200MS/s。存储器中贮存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形。所以,在DSO中的输入信号接头和示波器 CRT 之间的电路不只是仅有模拟电路。输入信号的波形在 CRT 上获得显示之前先要存贮到存储器中,我们在示波器屏幕上看到的波形总是由所采集到数据重建的波形,而不是输入连接端上所加信号的直接波形显示。
二、设计方案与电路实现
1.工作原理
数字存储示波器与模拟示波器不同在于信号进入示波器后立刻通过高速A/D转换器将模拟信号前端快速采样,存储其数字化信号。并利用数字信号处理技术对所存储的数据进行实时快速处理,得到信号的波形及其参数,并由示波器显示,从而实现模拟示波器功能,而且测量精度高。还可存储信号,因而,数字存储示波器可以存储和调用显示特定时刻信号。
计数器模块采用和A/D同步时钟,通过写使能wren控制A/D采样,当wren=1时,处于与采样允许阶段,每一个时钟周期A/D采集一次数据,每经过一个采样周期地址计数器加一,产生一次地址锁存,并把数据锁存到RAM中。
2.A/D结构 ①内含S/H;
②为半闪烁结构(flash),两个4bit并行A/D组合为8 bit,转换速率20 Ms/s; ③输入信号 +(0– 2)V; ④基准电压 + 2V 等等 TLC5510内部电路结构
3.利用quartus软件,编写.v文件(1)顶层模块
module reserve(clk, key1, trag, adin, dout);
input[7:0] adin;input clk,key1;
output[9:0] trag;output[9:0] dout;
wire[9:0] trag;wire[9:0] dout;wire[9:0] Q1;wire[7:0] md;wire[7:0] din;
reg[9:0] t;
assign dout={md[7:0],2'b00};assign trag=Q1;
count count(.q1(Q1),.clock(clk));ad ad(.ADIN(adin),.DIN(din),.CLK(clk));
dpram dpram(.data(din),.wren(key1),.q(md),.address(Q1),.inclock(clk));endmodule
(2)计数器模块
module count(clock,q1);input clock; output[9:0] q1;
reg[9:0] t;
always @(posedge clock)begin t<=t+1;end
assign q1=t;endmodule
(3)A/D模块
module ad(ADIN,CLK,DIN);input CLK;input[7:0] ADIN;output[7:0] DIN;
reg[7:0] m;
always@(posedge CLK)begin m<=ADIN;end
assign DIN=m;endmodule
描述电路
4.实验结论
经过在modelsim上仿真得到的波形满足预先设计的功能,在quartus上编译的结果也是正确的。
三.心得体会
这次的实验让我收获颇多,因为这次的课程设计需要用到单片机的知识,verilog的知识,还用到了数字集成电路的知识,是我对于本专业的认识有了更深的了解,也是我明白了现在市面上的电子产品大体的设计步骤。不但如此,我还通过这次试验掌握了示波器的使用方法,协调了知识综合应用的能力。这次试验中还用到了数模模数芯片,让我对其产生好奇,因为这就相当于电子世界里面的人类的听觉。并且通过这次实验还对于quartus和modelsim软件仿真有了一些认识,知道了编程序不要怕从哪里下手,一定要多练,写的多了,自然而然就会了,这次实验让我对于vrilog语言结构有更多了认识,并且我也熟悉了老师们经常在课堂上说的FPGA,而且还锻炼和组员们的协调能力,合作能力,受益匪浅。
四.参考文献
《EDA技术实用教程---VHDL》潘松、黄继业编著;
《Verilog HDL高级数字设计》出版社: 电子工业出版社;第1版(2010年4月1日;
《Verilog数字系统设计教程》夏宇闻;
《数字信号处理的FPGA实现》(第2版)刘凌译;
第三篇:工程师电子制作故事:数字示波器DIY设计
工程师电子制作故事:数字示波器DIY设计
2012年03月19日 16:44 来源:本站整理 作者:电子大兵 我要评论(0)
随着电子技术的发展和电路结构的变化,对电路测量的要求也变得更高,在电子制作中会发现对很多参数的测量已不是一块万用表所能胜任的了,比如单片机某I/O口的输出波形或制作放大器测其频率响应等等,所以示波器自然而然地和万用表一样变成了电子工程师和爱好者的必备工具。然而示波器动辄几千上万甚至数万元的价格不是每个人都能接受的,如果你是一名电子爱好者或者和我一样是一名电子专业的大学生,何不发挥自己的聪明才智自己制作一台够用的示波器,不仅省钱,更可以享受DIY带来的独特乐趣!
下面就示波器的基本原理简要介绍一下,再就数字示波器与模拟示波器做一个简要的比较。物理学理论可以证明,一端通过细绳固定的重物在作摆动时,与中心垂线的距离满足正弦波规律。沙漏实验可以清晰地显示这个随时间变化的波形:用沙漏充当重物,并且在沙漏底下的桌面上平铺一张纸,当沙漏开始摆动时,让纸匀速移动。这样,沙漏中流出的细沙,就在纸上留下了一个正弦波痕迹,如图1所示。利用这种设计思想,可以完成波形在平面上(对应于时间的流动)的展开。
这种设计思想在波形记录、显示中被广泛采用,比如心电图机,就是用原地摆动的电热针,在匀速移动的记录纸带上描记出心电波形。
利用心电图机的结构,虽可以记录电压信号,但是,示波器在大量的应用中,并不需要通过消耗纸张来记录波形,而仅仅是观察波形。因此,可以重复使用的CRT示波管被应用到示波器的设计中。模拟示波器把需观测的两个电信号加至示波管的X、Y 通道以控制电子束的偏移,从而获得荧光屏上关于这两个电信号关系的显示波形。这种模拟示波器体积大、重量重、成本高、价格贵,并且不太适合用于对非周期的、单次信号的测量。数字示波器首先对模拟信号进行高速采样获得相应的数字数据并存储。用数字信号处理技术对采样得到的数字信号进行相关处理与运算,从而获得所需的各种信号参数。根据得到的信号参数绘制信号波形,并可对被测信号进行实时的、瞬态的分析,以方便使用者了解信号质量,快速准确地进行故障的诊断。测量开始时,操作者可通过操作界面选定测量类型、测量参数及测量范围(可选自动设置,由仪器自动设置最佳范围);微处理器自动将测量设置解释到采样电路,并启动数据采集;采集完成后,由微处理器对采样数据按测量设置进行处理,提取所需要的测量参数,并将结果送显示部件。
使用模拟示波器和数字示波器通常都能很好地观察简单重复性信号。但是两者都有其优点和局限性,如图2所示。对于模拟示波器来说,由于CRT的余辉时间很短,因而难于显示频率很低的信号。由于示波管上的扫描轨迹亮度和扫描速度成反比,所以具有快速上升、下降时间的低重复速率信号就很难看到。而数字示波器的扫描轨迹亮度和扫描速度与信号重复速率无关,故可以很好地反映出来。对于显示具有较高重复速率的重复性信号的快速上升、下降沿来说,数字存储示波器和模拟示波器的性能几乎没有什么区别,用两种示波器都能很好地观察信号波形。当要进行信号参量的测量时,数字存储示波器的优点在于具有自动测量各种参数的能力。而使用模拟示波器时,则必须自己设置光标、分析理解显示的波形才能得到测量的结果。但是如果要进行调整工作,那么一般最好使用模拟示波器。这是因为模拟示波器的实时显示能力使它在每时每刻都能显示出输入的电压。其波形更新速率(每秒钟在屏幕上描画扫描轨迹的次数)很高,所以信号的任何变化都会立即显示出来。与模拟示波器相反,数字示波器所显示的是用采集的波形数据重建的波形,所以其波形更新率远低于模拟示波器,结果在信号发生变化和变化了的信号在屏幕上显示出来之间就有了一定的时间延迟,这是数字示波器的重大缺点。
但是综合起来数字示波器还是有很大优势的。
自制示波器,做模拟示波器还是数字示波器?当然要做就做数字的!因为做数字示波器更简单,请往下看:
1.模拟示波器需要与带宽相适应的CRT示波管,随着频率的提高,对CRT示波管的工艺要求严格,成本增加,存在技术瓶颈。所以在电子市场上不好买,性能好的大多数是进口品牌,其价格昂贵且需要处理的问题也多,比如要产生阳极高压、扫描锯齿波,还要对示波管进行电磁屏蔽等等,而且做出来体积很大,便携就更谈不上了。而数字示波器只需要与带宽相适应的高速A/D转换器,其他存储器和D/A转换器以及显示器都是较低速的部件,显示器可用LCD显示模块,在电子市场很容易买到,价格也不贵而且应用简单,只需考虑与微处理器的接口,体积小且功耗远小于CRT示波管。使用LCD显示模块做示波器,做成便携的很容易,做成示波表都没问题!当然LCD显示模块也有其不足之处,比如亮度和对比度不如CRT示波管,但综合考虑,LCD显示模块的优势还是比较明显的。
2.模拟示波器是一个完全的硬件结构,做好之后很难进行功能升级,而数字示波器不同,在保证基本硬件后它的控制以及其他功能的实现都是由软件来实现的。这样升级就变得非常容易,你甚至可以把它当成一块开发板用来练习编程!做一个能当开发板用的示波器,你还犹豫吗?
基于以上两种原因,制作数字示波器当然是不二之选!
本文介绍的就是我制作的一台便携式数字示波器(如图3所示)。
由于采用320×240分辨率的显示器,所以显示波形非常细致。图4~图11为该示波器测量不同频率信号时的实拍照片。
5Hz的信号用一般的模拟示波器测量,只能看到一个亮点在屏幕上游动,根本看不出完整的波形,而我做的这个示波器可以显示出完整的波形,在测量低频率信号时这是一个很大的优势。
该示波器由6部分电路构成,分别是:
1.输入程控放大(衰减)电路2.高速AD转换电路3.FIFO存储电路4.显示控制电路5.时钟产生电路6.测频与控制电路在这几部分中,最重要的是程控放大电路和AD转换电路,因为这两个电路是这个数字示波器的咽喉,程控放大电路决定了示波器的输入带宽和垂直分辨率,AD转换电路决定了示波器水平分辨率,这两个分辨率直接决定着示波器性能的优劣。这两部分电路将被测信号转换成后面的处理电路所需的数据信号,庆幸的是这几部分电路都可用高性能的集成电路加少量外围器件构成,电路设计简单,调试也很简单。整个示波器我觉得最难的应该是程序,也就是软件方面。
软件承担着该示波器的所有数据处理和控制任务,包括AD采样控制、水平扫速控制、垂直灵敏度控制、显示处理、峰峰值测量、频率测量等任务。为了提高性能,这个示波器使用了两片单片机,分别用于显示和控制,所以程序的设计还要考虑两个单片机之间的通信问题,这些在文章的各章节都会有详细的描述和解释。
通过这个示波器的制作,你将会了解很多东西,比如如何用运算放大器设计组合放大电路、高速AD转换器的应用、FIFO存储器的应用、AVR单片机SPI总线接口协议以及高分辨率点阵液晶显示器的驱动等内容,这些内容对于别的电子设计也是非常有用的。
第四篇:数字有线机顶盒基本使用方法和常见问题
数字有线机顶盒基本使用方法和常见问题
数字电视机顶盒STB(Set-TopBox)是信息家电之一,它是一种能够让用户在现有模拟电视机上观看数字电视节目,并进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动的消费类电子产品。目前我们使用的是数字有线电视机顶盒(DVB-C),是可以将有线的数字电视信号转换成电视机可接收的模拟信号的变换设备,它对经过数字化压缩的图象和声音信号进行解码还原,产生模拟的视频和音频信号,通过机顶盒上的各种信号输出端(音视频输出端子、分量视频输出端子、S-视频输出端子、HDMI端子)经由信号线输送到电视机相应输入端,来收看高质量的电视节目。
基本使用方法
1.机顶盒主要端口功能
有线电视信号输入(射频输入)端子,连接有线电视信号线; 有线电视信号输出(环路输出)端子,连接到电视机,要观赏模拟方式播放的节目时,加以连接;
视频输出端子(黄色),连接到电视机的视频输入端子;
音频输出端子(红色、白色),连接到电视机的音频输入端子,红色是右声道,白色是左声道;
色差分量输出端子,连接到有分量视频输入端子的电视机,但是,还需要连接音频输出;
S-视频输出端子,连接到有S-视频输入端子的电视机,同样需要连接音频输出;
HDMI端子,数字信号输出接口,高质量地传送数字图象和声音; 数字音频(广播)输出接口(SPDIF),通过此接口可以实现数字音频(广播)的光纤信号输出;
RS232串行端子,用于机顶盒和外部连接设备之间的信号接收和发送,是维护人员专用的接口。
2.系统连接
A、通过同轴电缆(有线电视信号线)连接有线电视CATV用户盒到机顶盒的信号输入端口;
B、通过音视频线(黄红白线),颜色对应地连接机顶盒背面的音视频输出端到电视机的音视频输入端,也可采用分量视频线(红蓝绿线),S-端子视频线和HDMI线连接到电视机相应的输入端口上;
C、通过同轴电缆连接机顶盒的环路输出到电视机的有线输入端用于收看模拟电视(可选操作);
D、接通机顶盒电源。
3.快速安装使用
A、检查系统连接;
B、插入节目运营商提供的智能卡,卡上绘有插入方向的箭头,按箭头方向插入前面板的插槽即可;
C、打开电视机并将电视机切换到视频/AV状态(或S视频、HDMI等相应状态),打开机顶盒电源出现“徐州有线数字电视”界面(初次开机时会自动搜索可用频道并储存),稍后即可观看数字电视节目;
D、使用机顶盒遥控器选择所要收看的数字电视节目以及调整机顶盒的音量,使用电视机遥控器控制电视机音量。
4.节目搜索
使用过程中,如用户误操作,节目运营商改变了频道制作或更改频点后造成的一些频道消失或错乱的现象,用户可以使用节目搜索功能重新搜索可用频道,具体操作是:
A、在普通观看模式下,按下机顶盒遥控器上的菜单键,屏幕上会出现带有“徐州有线数字电视”字样的主菜单界面,有“电视节目、广播节目*、视频点播*、系统设臵、淮海视屏*、节目指南、游戏娱乐”七个选择框;
B、使用机顶盒遥控器的方向键移动目标框,将光标移动至系统设臵,点击确认键进入系统设臵界面;
C、使用方向键和确认键进入频道(节目)管理界面;
D、进入节目搜索界面,点选自动搜索,各个频道会自动完成检索并储存。
注:标*项,视节目运营商支持为可用或不可用。
常见问题
1.数字电视有时候会出现马赛克、停顿或节目接收不全
这是由于电视信号接收不良造成的。主要有以下几种原因: 一是,数字电视传输平台信号接收不良,影响的因素比较复杂。二是,用户自行改造家庭内部有线电视线路时,接线不规范,使用不合格器材,电缆采用直接对接而不使用连接器,接头氧化造成接触不良。
三是,网络传输中有故障。遇到这样的现象,用户首先要将家庭内部的线路整理一下,电缆不能有接头,检查插头是否接触良好,查看模拟电视信号是否正常。当用户把线路、连接头、每个插座都检查完毕,还是有马赛克或者节目仍然接收不全,可以通过服务热线与服务站点联系。
2.遥控器失灵
a遥控器是否对准机顶盒面板上的遥控接收头;
b遥控器里的电池是否电力充足。
3.只有图象没声音或只有声音没图象
A、音视频信号线的连接是否可靠;
B、电视机音量和机顶盒音量是否调节适当。
注:检查视频信号线是否连接可靠,主要看有无开机画面。
4.电源不通,机顶盒无法开机
A、确认机顶盒背面的电源是否连接开关是否打开;
B、确认机顶盒是否处在待机状态。
5.机顶盒初始密码
多数是全部为“0”或者“1234”。(如有不同,还应根据厂家说明书提示为准)
6.屏幕上方出现信封的标志
节目运营商发给用户的讯息,如节目到期等,阅读方法为使用菜单键进入主菜单,依次点选系统设臵-电子信箱,进入邮件管理窗口,根据屏幕提示阅读并管理邮件,清空信箱后,信封标志即可消失。
7.宽屏电视机用户电视画面图象变扁
取决于节目运营商提供的节目源,如为普通的4︰3,宽屏电视机宽高比为16︰9,会导致画面变扁。
8.机顶盒有静电
检查电源插板。看电源是否有接地线,连接好电源的地线。
9.多台电视机能否共用机顶盒
两台或多台电视机通过机顶盒的多路视音频输出,是可以共用一个机顶盒的,但这几台电视机同时收看的节目是相同的。如果需要每台电视机同时收看不同的节目,则需要一台电视机上配臵一个机顶盒。
10.有线数字电视出现串音是什么原因
这是由于在某些电视频道伴音的左右声道中,一个声道传了电视伴音信号,另一个声道传了广播信号。当你选择声道不正确时,就会出现串音现象。出现这种情况,可以用机顶盒遥控器进入系统设臵,找到音视频设臵选项进行声道调整即可。
11.机顶盒使用时,引发电视机产生交流声(嗡嗡声)
此情况大多发生在国产平板电视机上。主要是由于不同设备之间的多点接地引起了地环路,因此出现嗡声。这个更多的是因为地电位差而引起的,解决办法就是找个只有两相插头的接线板,插在电源插座上,平板的三插就插在这个接线板上,也就是去掉外壳接地这个接线柱,也可把平板电视的电源插座中(三个脚的那种)中间那个接地脚去掉(弄弯)基本上可以解决交流声的问题。
附注:海信高清机顶盒在选择不同输出方式时(音视频输出端子、分
量视频输出端子、S-视频输出端子、HDMI端子),需要与机顶盒遥控器左上方的输出模式按键配合使用。
第五篇:LabView虚拟示波器实验报告
内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
虚拟仪器课程设计
报告
题目:双通道虚拟示波器 姓名:朱梦元 学号:1067106207 班级:10自动化2班 指导教师:肖俊生内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
.1 绪论
在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。
示波器工作原理是:示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等
示波器用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器,由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外,还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。虚拟仪器介绍
1.1 虚拟仪器简介
虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1986年问世以来,世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节,从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间,并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连,分析数据以获取实用信息,共享信息成果,有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。
20年来,无论是初学乍用的新手还是经验丰富的程序开发人员,虚拟仪器在各种不同的工程应用和行业的测量及控制的用户中广受欢迎,这都归功于其直观化的图形 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
编程语言。虚拟仪器的图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流,同时地图化的用户界面直观地显示数据,使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入。
美国国家仪器公司NI(National Instruments)提出的虚拟测量仪器(VI)概念,引发了传统仪器领域的一场重大变革,使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域,和仪器技术结合起来,从而开创了“软件即是仪器”的先河。
“软件即是仪器”这是NI公司提出的虚拟仪器理念的核心思想。从这一思想出发,基于电脑或工作站、软件和I/O部件来构建虚拟仪器。I/O部件可以是独立仪器、模块化仪器、数据采集板(DAQ)或传感器。NI所拥有的虚拟仪器产品包括软件产品(如LabVIEW)、GPIB产品、数据采集产品、信号处理产品、图像采集产品、DSP产品和VXI控制产品等。
1.2 虚拟仪器的特点和优势
虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势,但它并不否定传统仪器的作用,它们相互交叉又相互补充,相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域,独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域,虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作,但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
手好戏,是传统的独立仪器难以胜任的,甚至不可思议的工作。
LabVIEW是NI推出的虚拟仪器开发平台软件,它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持,为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。
LabVIEW采用图形化编程语言--G语言,产生的程序是框图的形式,易学易用,特别适合硬件工程师、实验室技术人员、生产线工艺技术人员的学习和使用,可在很短的时间内掌握并应用到实践中去。特别是对于熟悉仪器结构和硬件电路的硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员来说,编程就像设计电路图一样;因此,硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员们学习LabVIEW驾轻就熟,在很短的时间内就能够学会并应用LabVIEW。也不必去记忆那眼花缭乱的文本式程序代码。
LabVIEW这么容易学习和使用,是不是LabVIEW的功能十分有限呢?不。像C或C++等其它计算机高级语言一样,LabVIEW也是一种通用编程系统,具有各种各样、功能强大的函数库,包括数据采集、GPIB、串行仪器控制、数据分析、数据显示及数据存储,甚至还有目前十分热门的网络功能。LabVIEW也有完善的仿真、调试工具,如设置断点、单步等。LabVIEW的动态连续跟踪方式,可以连续、动态地观察程序 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
中的数据及其变化情况,比其它语言的开发环境更方便、更?有效。而且LabVIEW与其它计算机语言相比,有一个特别重要的不同点:其它计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码行,而LabVIEW采用图形化编程语言--G语言。
LabVIEW程序又称为虚拟仪器,它的表现形式和功能类似于实际的仪器;但LabVIEW程序很容易改变设置和功能。因此,LabVIEW特别适用于实验室、多品种小批量的生产线等需要经常改变仪器和设备的参数和功能的场合,及对信号进行分析研究、传输等场合。
总之,由于LabVIEW能够为用户提供简明、直观、易用的图形编程方式,能够将繁琐复杂的语言编程简化成为以菜单提示方式选择功能,并且用线条将各种功能连接起来,十分省时简便,深受用户青睐。与传统的编程语言比较,LabVIEW图形编程方式能够节省85%以上的程序开发时间,其运行速度却几乎不受影响,体现出了极高的效率。使用虚拟仪器产品,用户可以根据实际生产需要重新构筑新的仪器系统。例如,用户可以将原有的带有RS232接口的仪器、VXI总线仪器以及GPIB仪器通过计算机,联接在一起,组成各种各样新的仪器系统,由计算机进行统一管理和操作。可以预见,由于LabVIEW这些其他语言无法比拟的优势,已经成为该领域的一朵奇葩!最终将引发传统的仪器产业一场新的革命。内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
实验内容
一.设计题目: 双通道虚拟示波器 二.设计目的: 通过实验,初步了解虚拟仪器的概念,基本掌握labview8.5的操作方法,掌握各种控件和编程函数的用法。以labview8.5为操作环境,创建示波器vi,并实现一定的功能。
三.设计要求: 运用labview8.5软件,创建一个虚拟双通道示波器VI,并实现以下功能:
运行、停止
可显示两路图形,X、Y轴调整
显示模式:单通道、多通道模式,运算模式(两通道相加、两通道相减等)。
测量:频率、周期、幅值、上升时间、占空比等参数
四.设计思想
虚拟示波器是由信号调理器,PCI总线的数据采集卡组成的外部采集系统加上软件构成的分析处理系统组成。被测信号送到信号调理电路,进行隔离、放大、滤波整流后送数 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
据采集卡进行A/D转换,最后由控制软件对测试信号进行数据处理,完成波形显示,参数测量、频谱分析等功能。系统结构如图1显示
图1
五.设计实现过程
启动LabVIEW8.5,进入程序运行界面,进入程序框图,击右键进行选择:
1.面板的设计
将文字,旋钮的指示的颜色通过属性进行修改,使其美观,再将面板上的各控件布置整齐,使其大方。总是,只需使前面板美观,整齐,大方!
参数旋钮如图示:
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图2
图3
前面板整体结构图如下:
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图4
2.程序图的设计
(1)波形测量通道的设计
①在程序框图页面右击选执行过程控制 →条件结果和while循环
②在程序框图中右击选信号处理→波形生成→信号仿真,进行属性设置
③分别设置数值作为信号仿真频率和幅值的输入并连接。
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图5(2)同理,可以完成两通道相加的程序设计
图6
(3)两通道相减的程序设计
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图7(4)在前面板运行此程序,看是否出现预期的结果,如出现错误进行调整(通道选择,频率和幅值的调整),直至正常。
(5)进行数据采集的设计
在程序框图中右击,选输入→DAQ,input→在程序框图中右击选输入找出DAQ,用两个,双击进行属性设置;具体设置如下:
图8 双击进行属性设置,在输入选a0,a1,即得,通过其便可将所产生的信号送入采集卡,在第二个DAQ也双击得 到
选a0,a1及连续信号得,并进行采样频率,采样点数的输入控件设置,内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
便可将信号从数据卡中信号输出,通过波形图便可验证所产生信号的实用性。
(6)DAQ数据采集卡的使用
参考模拟信号生成之后,利用数据采集卡对其信号进行采集,步骤是在程序框图中击右键(Acquire Signals),选择“Analog Input→Voltage”单,在函数选板的“输入”子目录中打开“DAQ Assistant”,然后配置采集信号类单击进入,再选择“Dev1(PCI-6221)→ai0,ai1” 单击“Finish”,进入配置选板,选择“Terminal Configuration→RSE”,再“Timing settings”中设置“Acquisition Mode→Continuous Samples”然后单击“Run”看是否能够采集到信号,若不能,再重复上述步骤,直至能采集到信号才完成通道配置。并且加上一个“采样点数和采样频率”,信号采集通道完成,接着用一个拆分信号将信号拆分,并与条件语句相连,配置信号采集通道完成。
(7)数据的统计
在后面板中,击右键,从Express中的信号分析控件中,选择旋分析控件,在后面板面板生成一个相应的控件,双 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
击这个控件得到配置统计界面。
后面板整体结构图如下:
图9 六.LabVIEW设计的心得体会
通过这次labview的课程设计,具体的来说我掌握了了公式节点的用法;滤波器的用法;图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用;掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法;初步了解了顺序结构的用法;了解了数据采集的基本知识;熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。
我明白了课堂中学习到的知识得到运用,课堂学的东西远远不能满足实际应用,我深刻的知道实验对于理论知识的 14 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计
升华的重要性。在今后的求学过程中,注重对自己动手能力的培养,全面发展自己,做个真正意义上的大学生。