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1、高级电子技术综合实验电子仪器仪表的使用姓名： 学号： 学院： 专业： 日期： 2016年6月实验一 Agilent DSO-X 2002A示波器基本应用1. 必备知识Agilent InfiniiVision 2000X系列拥有入门级的价位和卓越的性能，以及同类产品不能提供的可选功能。安捷伦的突破性技术可在同等预算条件下提供性能更优异的示波器。它具有同档产品中的最大显示屏、最深存储器和最快波形更新速率，可以观察更长时间的信号，并观察更多信号的细节。它将示波器和WaveGen内置函数发生器的功能集于一身，能够执行更多测量。1） 最大显示屏为获得最佳信号可视性，Agilent 2000 X系列示波
2、器配备了业内同档次中最大的显示屏。8.5 英寸 WVGA 显示屏与同档的其他示波器相比，显示面积至少大两倍，分辨率至少高五倍。2） 最快更新速率InfiniiVision 2000X系列采用安捷伦的MegaZoom IV定制ASIC技术，具有高达每秒 50,000 个波形的更新速率。利用这个速度，能观察到某段时间内的更多信号细节和偶发异常。3） 更深的存储器，更长的捕获时间Agilent 2000X系列具有高达100 kpts的存储器，比同档的其他示波器至少高 40 倍，能够捕获长时间的信号，同时在调整水平设置时，可以在较大的时间/格时仍维持高采样率，并且可以对感兴趣的区域进行迅速缩放。深存储
3、器使示波器可在更长时间内保持高采样率。4） 业内独有的WaveGen内置函数发生器2000X系列是业界首款集成了20MHz函数发生器的波器，特别适合非常注重工作台空间和预算的教学实室或设计实验室使用。集成的函数发生器能为被测件出正弦波、方波、斜波、脉冲、直流和噪声波形等激励。 示波器探头用来连接测试设备与示波器的输入接口。为了保证在测试过程中，示波器及其探头不能改变测试信号的特征，需要高阻抗连接将示波器与测试电路分隔开。示波器探头在测试点提供相对较高的输入阻抗。 示波器的探头分为很多种类，本次试验使用的是无源探头，该类型探头不包含晶体管和放大器等任何有源组件。实际使用中，需要根据无源探头的比例
4、，正确设置示波器探头的衰减常数，以保证结果的正确性。2. 实验目的1） 了解国际上技术先进的X2000系列示波器原理、主要技术指标。2） 熟悉X2000系列的示波器自带的培训信号。3）熟悉示波器状态的正确调整方法，掌握用示波器测量直流电压、交流电压、时间间隔以及脉冲波形的上升沿、下降沿等参数的方法。4）掌握示波器触发模式和耦合模式的使用；熟悉示波器波形的采集控制等。3. 实验内容（1）观察示波器校准信号1）将示波器CH1通道的测试端与示波器的“Probe Comp”端相连，黑色夹子与示波器接地端相连。2）按下“Auto Scale”自动设置按键，观察示波器屏幕，关闭CH2通道。3）选择CH1通
5、道为“交流耦合”，并开启“带宽限制”功能。4）按下“Trigger”按键，触发类型选择“边沿”触发，触发源选择“1”。按下“Mode Coupling（耦合）”按键，触发模式，选择“自动”。5）调节“触发电平”旋钮，观察触发电平（黄色T线）大于波形幅度最大值和小于幅度最小值时，波形的变换情况，如图1.1所示。然后将将触发电平调节到合适位置。只有当触发电平介于波形幅度最大值和最小值之间时，波形才能稳定。 图1.1 触发电平高低对示波器的校准信号波形的影响6）调节示波器水平时基设置和CH1通道垂直幅度和位置设置，将波形大小合适的显示在示波器的屏幕上。7）按下“Meas”快速测量按键，测试源选择“1
6、”，分别测量交流耦合和直流耦合两种情况下，波形的峰峰值，周期和频率，并填写到如下的表格中。示波器校准信号峰峰值周期频率最大电平最小电平交流耦合2.53V998.8us1.0012khz1.25V-1.32V直流耦合2.53V998.8us1.0012khz2.37V-160mV8）记录校准信号的波形，要求在图中标出峰峰值，周期，最大电平和最小电平。9）图1.2（a）和（b）分别对应，示波器交流耦合和直流耦合状态下的校准信号。 （a） （b）图1.2 示波器的校准信号（2）观察培训信号将示波器通道1连接到Demo 1端，通道2连接到Demo 2端，两个通道的黑色夹子连接到示波器的接地端。按下前面
7、板右上部分附近的“缺省设置（Default Setup）”按键，恢复示波器默认设置。按示波器显示屏下方的培训信号软键，选择相应的培训信号。1） 正弦波培训信号选择“正弦波”，DEMO 1为正弦波，DEMO 2关闭，点击输出，则通道1显示为正弦波。分别调节通道1的垂直设置旋钮和水平设置旋钮，直到显示屏出现两个以上周期的完整正弦波波形，如图1.3所示。利用快速测量“Meas”按键，可以测试正弦波峰峰值、频率、周期等参量，如图1.3右侧所示。也可以利用“Cursors”光标测量法，手动测量上述数据。测试方法峰峰值周期频率最大电平最小电平Meas22.1V200ns5mhz10.5V-11.5VCur
8、sors21.875V201.5ns4.975mhz10.31V-11.56V图1.3 培训信号正弦波2） 带噪声的正弦波培训信号选择“带噪声的正弦波”，DEMO 1为正弦波（噪声），DEMO 2关闭，点击输出，则通道1显示为正弦波（噪声），如图1.4（a）所示。按下Mode Coupling（模式/耦合）按键，选择“高频抑制”软键，以打开高频抑制滤波器。使用高频抑制触发噪声正弦波如图1.4（b）所示。 （a） （b）图1.4 培训信号带噪声的正弦波信号需要注意的是，由于高频抑制滤波器基于固定的50kHz低通硬件滤波器，因此不能在更高频率的信号上使用。如果在20MHz噪声正弦波上使用触发高频抑
9、制，则50kHZ滤波器将掩盖噪声和基本20MHz正弦波，使其不可能触发任何信号。按下前面板“Acquire（采集）”按键，将示波器的采集模式更改为平均模式，示波器会对多个波形采集一起进行平均操作。如果信号中的噪声是随机的，则噪声分量会平均出来，这样对于基本信号分量能够执行更为准确的测量，如图1.5所示。图1.5 培训信号带噪声的正弦波信号（平均采集模式下）3） 相移正弦波培训信号选择“相移正弦波”，DEMO 1为正弦波1，DEMO 2为正弦波2，点击输出，则通道1显示为正弦波1，通道显示为正弦波2。按下“相位”按键，可以调节两组正弦波波形的相位差。调节相位为，相移波形如图1.6（a）所示，调节
10、相位为，相移波形如图1.6（b）所示，利用快速测量“Meas”按键，可以进行快速测量。 （a） （b）图1.6 培训信号相移正弦波按下“Horiz（水平）”按键，将时基模式更改为XY模式，此时示波器显示的波形称为Lissajous（李萨如）波形，调节相移正弦波的相位，观察不同相位下的李萨如波形，并记录，如表1.1所示。表1.1 不同相位下的李萨如波形相位大小李萨如波形0度45度90度135度180度360度恢复标准时基模式，按下“Math（数学运算）”按键，选择算子为减法模式，则显示屏紫色波形为使用示波器的数学函数从通道1波形减去通道2波形得出的结果。改变两个正弦波的相移，记录不同相移下的结果
11、，如表1.2所示。表1.2 不同相位下的相移正弦波数学运算结果0度45度90度180度4） 带毛刺的正弦波理想的正弦波是没有毛刺等干扰信号的，然而实际应用中，经常有干扰信号存在，在波形上表现为偶发毛刺信号。培训信号选择“带毛刺的正弦波”，DEMO 1为正弦波（噪声），DEMO 2关闭，点击输出，则通道1显示为带毛刺的正弦波，如图1.7所示。图1.7 培训信号带毛刺的正弦波5） 调幅正弦波 幅度调制是使载波的幅度与调制信号的幅度成比例变化的调制方法。培训信号选择“调幅正弦波”，DEMO 1为同步信号，DEMO 2为AM调幅波，点击输出，则通道1显示为调制信号，通道2显示为调幅波波形。如图1.8所
12、示。利用“Meas”按键进行测量。图1.8 培训信号调幅正弦波 由图1.8可以看出，通道1为频率26kHz，峰峰值为7Vpp，0V偏移的调制信号正弦波，通道2为调幅信号，峰峰值为3Vpp，0V偏移，具有13MHz载波和正弦波包络。载波信号的频率远远大于调制信号的频率，调幅波的包络线即代表了调制信号，调幅波的带宽为调制信号频率的2倍，这种调幅波称为标准调幅波。6） RF猝发培训信号选择“RF猝发”，DEMO 1为RF猝发信号，DEMO 2关闭，点击输出，显示波形如图1.9（a）所示。从图1.9（a）可以看出，每4ms发生一次猝发，将波形展开，猝发波形如图1.9（b），为频率10MHz的调幅正弦波
13、的5周期猝发，峰峰值为2.6V，偏移量为0V。 （a） （b）图1.9 培训信号RF猝发7） FM猝发培训信号选择“FM猝发”，DEMO 1为FM猝发信号，DEMO 2关闭，点击输出，显示波形如图1.10所示。从图1.7可以看出，在100us内，产生FM猝发，从100kHz调制1MHz，峰峰值为5V，具有600mV的偏移。图1.10 培训信号FM猝发8） 重复脉冲（带振铃）培训信号选择“重复脉冲（带振铃）”，DEMO 1为重复脉冲（带振铃）信号，DEMO 2关闭，点击输出，显示波形如图1.11所示。从图1.11可以看出，该数字脉冲信号频率为500kHz，峰峰值为3V，1.5V的偏移，脉冲宽度为
14、500ns，并带有振铃，由于该振铃的存在，示波器自动测量的峰峰值略大于3V。利用“Meas（测量）”按键，自动测量频率，峰峰值、最大电平、最小电平、上升时间、下降时间等参数。此外，利用全部快照功能，能够一次性测量多个参数。图1.11 培训信号重复脉冲（带振铃）重复脉冲峰峰值脉冲宽度最大电平最小电平上升时间下降时间27.7V479.5ns26.0V-1.7V43.5ns43.5ns9） 单次脉冲（带振铃）培训信号选择“单次脉冲（带振铃）”，DEMO 1为单次脉冲（带振铃）信号，DEMO 2关闭，示波器运行控制点击“Single”，单次采集，点击输出，并按下“传输单冲”按键，显示波形如图1.12所示。从图1.12可以看出，该单次数字脉冲信号宽度约为500ns，带振铃，由于该振铃的存在，示波器自动测量的峰峰值略大于3V。分别自动和手动测量单次脉冲的峰峰值，最大电平、最小电平。需要注意的是，必须使用标准触发模式来捕获单次脉冲，标准触发模式只有等待有效地触发事件出现后，才捕获并显示图像。也可以使用示波器单个采集模式
