TDS 210數(shù)字式示波器的主要功能實(shí)現(xiàn)

1、示波器信號(hào)的輸入

將一根探頭線連接到示波器的CH1輸入接線柱，將另一根探頭線連接CH2輸入接線柱。探頭插入后還要注意按順時(shí)針?lè)较驍Q緊探頭。用探頭線另一端從電路取得待測(cè)信號(hào)后可先按自動(dòng)設(shè)置鍵【AUTOSET】看到所取得的波形（注意：兩根探頭線在電路中取得的信號(hào)必須是示波器的兩根地線與函數(shù)發(fā)生器的地線端相連的‘共地’的信號(hào)）。

2、示波器的菜單操作方式

TDS 210數(shù)字式示波器標(biāo)有菜單MENU字樣的按鍵一共有11個(gè)，在這里稱它們?yōu)橐患?jí)菜單鍵，當(dāng)某一個(gè)一級(jí)菜單鍵被按下時(shí)，屏幕右邊會(huì)顯示該菜單鍵的字樣如：DISPLAY，以及它所含的二級(jí)菜單項(xiàng)，這些二級(jí)菜單項(xiàng)可由屏幕右邊緊挨著的一一對(duì)應(yīng)的按鍵進(jìn)行修改，這些按鍵對(duì)二級(jí)菜單的修改一般是循環(huán)顯示，也有單一選擇（此時(shí)二級(jí)菜單項(xiàng)之間以虛線分隔）等。

3、CH1，CH2輸入耦合設(shè)置：由一級(jí)菜單鍵【CH1】和【CH2】實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)按下【CH1】菜單鍵時(shí)，屏幕右上角顯示CH1字樣，其下顯示的是它的二級(jí)菜單項(xiàng)。第一個(gè)二級(jí)菜單項(xiàng)是：耦合，它可以由菜單右邊所對(duì)應(yīng)的按鍵設(shè)置為：直流或交流或接地。若選直流耦合，CH1信號(hào)的交流和直流成分均得到輸入和顯示；若選交流耦合，僅CH1信號(hào)的交流成分得到輸入和顯示，直流成分被阻擋；若選接地耦合，則CH1信號(hào)被斷開(kāi)，屏幕顯示的是0V的基線。例如：CH1輸入的是交流信號(hào)時(shí)，應(yīng)選擇交流耦合方式；CH1接的是正方波時(shí)，應(yīng)選擇直流耦合方式，使正方波中的交流和直流分量均得到輸入和顯示。

【CH1】菜單鍵也是CH1通道波形顯示的開(kāi)關(guān)鍵。當(dāng)屏幕右上角已經(jīng)顯示CH1菜單字樣，再次按下【CH1】菜單鍵，CH1通道的信號(hào)會(huì)被關(guān)閉，無(wú)顯示波形。當(dāng)然，此后若再一次按下【CH1】菜單鍵信號(hào)顯示就被回復(fù)。

【CH2】菜單鍵的功能和操作與【CH1】菜單鍵一致。

4、信號(hào)幅度的測(cè)量：一共有三種方式

自動(dòng)測(cè)量方式：由一級(jí)菜單鍵【MEASURE】實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)按下【MEASURE】測(cè)量鍵時(shí)，屏幕右上角顯示MEASURE字樣，其下顯示的是它的二級(jí)菜單項(xiàng)。第一個(gè)二級(jí)菜單顯示‘信源’和‘類型’字樣，由菜單右邊所對(duì)應(yīng)的按鍵選擇，當(dāng)‘信源’被選中時(shí)，它下面的四個(gè)二級(jí)菜單通過(guò)右邊的按鍵可以設(shè)置被測(cè)信號(hào)為：CH1或CH2；當(dāng)‘類型’被選中時(shí)，它下面的四個(gè)二級(jí)菜單通過(guò)右邊的按鍵可以設(shè)置測(cè)量類型為：頻率或周期或平均值或峰峰值或均方根值或無(wú)，此時(shí)每一個(gè)測(cè)量類型下方出現(xiàn)的讀數(shù)就是示波器按要求自動(dòng)測(cè)出的數(shù)值。

光標(biāo)測(cè)量方式：由一級(jí)菜單鍵【CURSOR】實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)按下【CURSOR】測(cè)量鍵時(shí)，屏幕右上角顯示CURSOR字樣，其下顯示的是它的二級(jí)菜單項(xiàng)。第一個(gè)二級(jí)菜單‘類型’有：電壓或時(shí)間或關(guān)閉三項(xiàng)循環(huán)，由它右邊所對(duì)應(yīng)的按鍵選擇。當(dāng)‘電壓’被選中時(shí)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)兩條水平的測(cè)量光標(biāo)；當(dāng)‘時(shí)間’被選中時(shí)，屏幕上會(huì)出現(xiàn)兩條垂直的測(cè)量光標(biāo)，此時(shí)兩個(gè)縱向的位移旋鈕【POSITION】移動(dòng)的是兩條測(cè)量光標(biāo)。當(dāng)‘關(guān)閉’被選中時(shí)，屏幕上的測(cè)量光標(biāo)會(huì)消失。第二個(gè)二級(jí)菜單‘信源’有：CH1或CH2或Math或RefA或RefB可供循環(huán)選擇，它們對(duì)應(yīng)的測(cè)量對(duì)象是：1，2通道的信號(hào)，1，2通道的加減運(yùn)算波形，A,B存儲(chǔ)單元的信號(hào)。第三個(gè)二級(jí)菜單‘增量’：自動(dòng)顯示兩個(gè)光標(biāo)間的差值（增量值）。第四、五個(gè)二級(jí)菜單顯示兩條光標(biāo)的位置值。例如：對(duì)CH1信號(hào)峰峰值的測(cè)量過(guò)程是，先將第一、二個(gè)二級(jí)菜單分別選擇為：電壓和CH1，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)縱向位移旋鈕【POSITION】，使兩條測(cè)量光標(biāo)分別與CH1波形的Z高點(diǎn)和Z低點(diǎn)相切，Z后讀出第三個(gè)二級(jí)菜單的‘增量’即為所求。

對(duì)于交流電，有了信號(hào)的峰峰值，將其除2就可得到該信號(hào)的幅值。再除以1，414就可以得到該信號(hào)的有效值。

估算測(cè)量方式：由屏幕的方格和縱軸標(biāo)尺系數(shù)【VOLTS/DIV】旋鈕實(shí)現(xiàn)。這種測(cè)量方式只能對(duì)CH1,CH2通道的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。

某信號(hào)峰峰值計(jì)算公式為：UP-P(伏) = Sy(格) ′ K(伏/格)

其中：Sy為波形的Z大峰值與Z小峰值之間所占的屏幕格數(shù)，

K為信號(hào)所在通道的標(biāo)尺系數(shù)。由兩個(gè)縱軸標(biāo)尺系數(shù)旋鈕【VOLTS/DIV】分別設(shè)置，且設(shè)置值分別顯示在屏幕的左下腳。

需要說(shuō)明的是，在X-Y工作方式下，自動(dòng)測(cè)量方式和光標(biāo)測(cè)量方式都失效了，信號(hào)幅度的測(cè)量只有估算測(cè)量方式。

5、信號(hào)頻率或周期的測(cè)量：一共有三種方式

自動(dòng)測(cè)量方式：由一級(jí)菜單鍵【MEASURE】實(shí)現(xiàn)。

與前面介紹的信號(hào)幅度的測(cè)量操作一致。

光標(biāo)測(cè)量方式：由一級(jí)菜單鍵【CURSOR】實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)按下【CURSOR】測(cè)量鍵時(shí)，屏幕右上角顯示CURSOR字樣，其下顯示的是它的二級(jí)菜單項(xiàng)。第一個(gè)二級(jí)菜單‘類型’選擇為‘時(shí)間’。屏幕上會(huì)出現(xiàn)兩條垂直的測(cè)量光標(biāo)，此時(shí)兩個(gè)縱向的位移旋鈕【POSITION】移動(dòng)的是這兩條測(cè)量光標(biāo)。例如：測(cè)量CH2信號(hào)的周期及頻率。步驟如下：先將第一、二項(xiàng)二級(jí)菜單分別選擇為：時(shí)間和CH2，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)【POSITION】也即縱向位移旋鈕，使兩條測(cè)量光標(biāo)分別與CH2波形的一個(gè)整周期對(duì)應(yīng)的兩點(diǎn)重合，Z后讀出第三項(xiàng)二級(jí)菜單的周期和頻率‘增量’即為所求。

估算測(cè)量方式：由屏幕的方格和橫軸標(biāo)尺系數(shù)【VOLTS/DIV】旋鈕實(shí)現(xiàn)。這種測(cè)量方式只能對(duì)CH1,CH2通道的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。

某信號(hào)周期的計(jì)算公式為：T(秒) = Sx(格) ′ C(秒/格)

其中：Sx為波形的一個(gè)整周期橫向所占的屏幕格數(shù)，

C為信號(hào)橫軸的標(biāo)尺系數(shù)。由橫軸標(biāo)尺系數(shù)【S/DIV】旋鈕設(shè)置，且設(shè)置值顯示在屏幕的正下方。

對(duì)于周期信號(hào)，測(cè)出了信號(hào)的周期，周期的倒數(shù)就可得到該信號(hào)的頻率。

同樣，在X-Y工作方式下，自動(dòng)測(cè)量方式和光標(biāo)測(cè)量方式都失效了，信號(hào)周期的測(cè)量只有估算測(cè)量方式。

6、CH1,CH2信號(hào)狀態(tài)軌跡的觀察：由一級(jí)菜單【DISPLAY】顯示鍵實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)按下【DISPLAY R】顯示菜單鍵時(shí)，屏幕右上角顯示DISPLAY字樣，其下顯示的是它的二級(jí)菜單項(xiàng)。將第三個(gè)二級(jí)菜單‘方式’選擇為‘XY’，則屏幕上看到的就是CH1,CH2信號(hào)的狀態(tài)軌跡，其中：CH1信號(hào)在水平軸上顯示，CH2信號(hào)則在垂直軸上顯示。若想恢復(fù)YT工作方式，將上述第三個(gè)二級(jí)菜單‘方式’選擇為‘YT’即可。

7、信號(hào)毛刺的去除：由一級(jí)菜單【ACQUIRE】獲取鍵實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)按下【ACQUIRE】獲取菜單鍵時(shí)，屏幕右上角顯示ACQUIRE字樣，其下顯示的是它的二級(jí)菜單項(xiàng)。按下第三個(gè)二級(jí)菜單項(xiàng)‘平均值’對(duì)應(yīng)的右邊鍵，并且設(shè)置第四個(gè)二級(jí)菜單項(xiàng)‘平均值’為：4或16或64或128中之一，則屏幕上顯示的波形就會(huì)按所設(shè)的值對(duì)采樣信號(hào)取平均后再顯示，可有效地去除信號(hào)的毛刺�！骄怠O(shè)置越大，去除毛刺的效果就越好。

8、信號(hào)間的相位差測(cè)量：一共有兩種方式。

在YT工作方式下，由一級(jí)菜單鍵【CURSOR】實(shí)現(xiàn)。

先用縱向位移旋鈕將CH1,CH2信號(hào)的橫軸重合在一起，如圖1所示。再按一級(jí)菜單鍵【CURSOR】，并選擇‘時(shí)間’類型，屏幕會(huì)出現(xiàn)兩條垂直的測(cè)量光標(biāo)，此時(shí)利用兩個(gè)縱向的位移旋鈕【POSITION】移動(dòng)這兩條測(cè)量光標(biāo)，讓它們分別測(cè)量出相位差處的增量Dt，以及信號(hào)一個(gè)整周期的增量T，按下式就可計(jì)算出兩信號(hào)的相位差：

根據(jù)兩個(gè)信號(hào)CH1,CH2的超前、滯后情況，可以得出相位差的正負(fù)號(hào)。

在XY工作方式下，用估算測(cè)量方式計(jì)算相位差。

先在YT工作方式下，用縱向位移旋鈕將CH1,CH2信號(hào)的橫軸重合在屏幕的Z中間的橫線上，這樣做就將XY工作方式的坐標(biāo)原點(diǎn)選擇在整個(gè)屏幕的正中心，再按一級(jí)菜單【DISPLAY】鍵，將第三個(gè)二級(jí)菜單‘方式’選擇為‘XY’，屏幕會(huì)顯示CH1,CH2信號(hào)的狀態(tài)軌跡，如圖2所示的橢圓。由屏幕的方格和相應(yīng)坐標(biāo)軸的標(biāo)尺系數(shù)，估算出橢圓在橫軸的Z大取值b和橫軸的截距a，按下式就可計(jì)算出兩信號(hào)的相位差：