常用VP-5220D/C双踪示波器介绍和使用方法

1.示波器面板结构及说明

①电源开关。

②校准电压的输出。

③亮度调整。

④聚焦调整。

⑤管面刻度照明。

⑥扫描线倾斜调整。

⑦ CH1垂直位移。

⑧CH1垂直输入信号的端子。

⑨CH1的垂直偏转因数。

⑩CH1的垂直灵敏度。

⑪AC GND DC CH1耦合方式。

⑫CH2垂直位Y移。拉出旋钮使CH2信号的显示极性反转。

⑬CH2垂直输入信号的端子。

⑭AC GND DC CH2耦合方式。

⑮CH2的垂直灵敏度连续地变化。

⑯CH2的垂直偏转因数。

⑰ 垂直工作方式开关…选择垂直的工作方式。

CH1……………CH1的信号显示在管面上。

CH2……………CH2的信号显示在管面上。

CHOP…………是与扫描无关大约以300 kHz频率相互切换通道的多踪操作，用于慢扫描的观测。

ALT…………以扫描控制切换通道的多踪操作，用于快扫描的观测。

ADD…………CH1、CH2按钮同时按下。CH1和CH2的信号被代数相加后显示在管面上。

⑱ 在单次扫描时表示为触发信号的等待状态。其他以外的场合表示扫描为触发状态。

⑲ 单次扫描。

⑳ 触发扫描。

2.测量前的检查步骤

示波器具体检查步骤可以分以下几步进行。

首先将扫描时间旋钮放到0.5ms/div位置，然后输入耦合方式放到GND。

步骤1：找扫描线

（1）亮度旋钮调节到最大。

（2）选择自动触发扫描（Auto）方式。

（3）调整X轴和Y轴的位移，使之居中。

强调这3个条件之间是“与”关系，三者之间只要有一个条件没有满足，示波器屏幕上就无法正常显示扫描线。

步骤2：调整显示状态

（1）减小亮度，调节到合适位置。

（2）调整聚焦，目的是保护仪器的荧光屏和调节聚焦，使波形达到便于观察的效果。

步骤3：正确显示波形

（1）根据实际使用的通道，正确选择输入信号的通道按钮。

（2）根据测量要求，选择输入耦合方式，如AC、GND、DC。

AC：用电容阻止输入信号的直流成分，只有交流成分通过。这时，1 kHz以下的方波明显下垂，使用上必须注意。低频特性约为4Hz（-3 dB）。

GND：放大器的输入回路被接地。这被用于确认扫描线的基准位置。

DC：输入信号直接进入放大器。

试将频率为50Hz和1 kHz的方波信号分别输入示波器，再选择不同的耦合方式，观察波形的变化，从而理解AC、DC的区别。

（3）选择合适量程。

在使用指针电压表测量电压时，是从大量程逐渐变小的选择方法，使指针趋向于1/2以上，在示波器量程的选择上同样适用此调整方式。应将Y轴的量程从大往小调整，使显示的波形幅值在Y轴方向占屏幕的1/2～2/3，不用满屏。也不能太小，若量程选择过小，会造成无图像的假象。

X向的波形显示要求是，在屏幕的X方向显示波形的1～2个完整的周期。调整的要求与Y向调整相同。在这过程中要结合稳定波形的步骤进行操作。

（4）示波器的校准要求。

示波器机内自带有校准信号，本机用CAL标记。

示波器的校准分为两个部分，在使用标准的测试棒时首先是调整探头的补偿性能。

在进入到测量时要将测试棒接到CAL端，调整⑩、⑮、㉖ 3个旋钮，使显示符合标准信号的要求。一般是将⑩、⑮、㉖ 3个旋钮顺时针旋到底，即CAL位置。

步骤4：稳定波形

（1）选择与输入信号相同的同步触发通道。

（2）将触发信号源开关选择（INT）内触发位置。

（3）将Y轴的波形幅度调到屏幕的1/3以上。

（4）调整触发电平LEVEL旋钮。对于不易稳定的波形，还要辅以调整释抑时间旋钮。两个旋钮相互配合才能使波形稳定。

强调四者关系是“与”的关系，缺一不可；否则波形难以稳定。

3.示波器的测量方法

从学习的规律来说，知识是有一定连贯性的，示波器的使用确实是一个全新的知识。用示波器测量各种电参数也是一个全新的过程。但包含的知识点却是以前学习过的内容，因此在学习波形识读前，首先要温习直角坐标系的知识，温习有关交流电的最大值、有效值、周期等概念，引进一个峰峰值的概念，然后再进入下一步。

1）波形的观测

关于示波器的读数方法见附图6.1。

附6.1　图示波器读数

示波器屏幕前是一个有均匀距离的方格坐标板，它就是原来熟悉的直角坐标系方格。

屏幕的X轴为时间量（μs，ms，s）。

Y轴为电压量（mV、V）。

方向取坐标系的第一象限。

坐标系的单位读取方法：

X轴的坐标单位由时间量程旋钮的位置决定，单位为（Time/div）。

Y轴的坐标单位分别由通道1（CH1）和通道2（CH2）的电压量程旋钮位置决定，单位为（Volts/div）。

图形的位置可以由上下、左右位移旋钮来调整，则坐标的原点就可以由个人根据图像来自由选定。

当一个波形已被完整且稳定地显示在屏幕上时，就可以利用原先学过的有关直角平面坐标系的知识来对图像进行判读。在这儿可以适当地调整一下Y轴的移动旋钮⑦ ⑫ ，使波形上下对称，调整一下X轴平移旋钮㉛使波形的起始点和选定的Y轴重合。

Y轴电压=DIV（波形在Y轴所占格数）×（Volts/div）（Y轴坐标单位）

Up-p=6格×0.2V/DIV=1.2V

X轴时间=DIV（波形在X轴所占格数）×（Time/div）（X轴坐标单位）

T=8格×0.1ms/ div=0.8ms

记住X、Y轴的准确值只能在VARIABLE旋钮置CAL位置时得到。

2）相位差的测量

在电路中除了需要知道波形的类型、电压、频率外，往往还需研究电路的输入信号与输出信号之间的相位变化，也称相位差或相移。因此，在有些情况下，就需测量电路中两个信号的相位差关系。

在初高中学习函数和三相交流电时对于相位差已有概念，只不过当时X轴是以弧度为单位计算的。在示波器上判读相位差确定好基本的坐标参照系是基础。因此，在这儿学习的是一种建立参照系的方法，而不需要新的知识。

具体操作时，在已经正确显示了两个波形后，由双踪显示功能转为只选输入信号显示。调节X、Y的位移钮，确立输入信号的X轴、Y轴及原点在屏幕上的具体位置。然后再次选双踪显示功能。把输出信号叠加到屏幕上，调节输出信号通道的Y轴位移钮，使输出信号的X轴与输入信号的X轴重合，即可直接从屏幕上读出两信号的时间差，代入计算公式即可求出相位差。

附图6.2所示为测得某电路的输入信号和输出信号的波形，读出两信号过零点（在X轴上）的时间差⊿t和输入（或输出）信号的周期T就可按下式计算两信号的相位差φ，即

例如，附图6.3中，Ui和Uo过零点时间差Δt=1格×X轴坐标单位=1格×200 μs/格=200 μs，而Uo的周期T=4.5格×X轴坐标单位=4.5格×200 μs/格=900 μs。

通过以上计算不难发现，X轴坐标单位在计算时可约去，只需直接读出Ui和Uo过零点时在X轴上的格数之差和Uo的周期格数，就可直接算出相移，即 这样求得的相移是一个绝对值，还需判定输出信号相对于输入信号是延迟了还是超前了。根据示波器显示原理，X轴扫描是从左向右移动，因而先出现的光点在左侧，Uo波形在Ui波形的右侧，说明Uo延迟于Ui，所以Uo滞后于Ui为80°。

附图6.2　某集号的输入输出波形

3）电压增益测量

电路的增益是电子技术中经常需要测量的内容。采用双踪示波器，若CH1通道测量被测电路的输入信号Ui，CH2通道测量被测电路的输出信号Uo，这时只需分别读取CH1通道所得峰值Ui和CH2通道所测得峰值Uo，然后，根据电压增益Au=Uo/Ui，即可换算得到电路增益值。

例如，在示波器屏幕上得到如附图6.4所示的波形，输入接CH1通道，Y轴坐标单位为50 mV/格，输出接CH2通道，Y轴坐标单位为0.5V/格，可以计算出电路的增益为

附图6.3　例题图示

附图6.4　例题图示

练习题

根据X轴和Y轴的给定的坐标单位，读出附图6.5所示的输入输出各自的幅值VP-P、周期T、相位差φ，并计算电路的增益Au。

附图6.5　练习题用图

1.函数信号发生器/计数器面板结构及说明（附图6.6）

① 频率显示窗口：显示输出信号的频率或外测频信号的频率。

② 幅度显示窗口：显示函数输出信号的幅度。

③ 扫描宽度调节旋钮：调节此电位器可调节扫频输出的频率范围。在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过低通开关进入测量系统。

④ 扫描速率调节旋钮：调节此电位器可以改变内扫描的时间长短。在外测频时，逆时针旋到底（绿灯亮），为外输入测量信号经过衰减“20 dB”进入测量系统。

⑤ 扫描/计数输入插座：当“扫描/计数键”（13）功能选择在外扫描状态或外测频功能时，外扫描控制信号或外测频信号由此输入。

⑥ 点频输出端：输出标准正弦波100Hz信号，输出幅度为2 Vpp。其输出不受面板的任何开关旋钮控制，是作校准信号使用。

⑦ 函数信号输出端：输出多种波形受控的函数信号，输出幅度20 Vp-p（1MΩ负载）、10 Vp-p（50 Ω负载）。

⑧ 函数信号输出幅度调节旋钮：调节范围20 dB。

⑨ 函数输出信号直流电平偏移调节旋钮：调节范围：-5 V、+5 V（50 Ω负载），-10 V、+10 V（1MΩ负载）。当电位器处在“关”位置时，则为0电平。

2.函数信号发生器/计数器的使用方法(www.xing528.com)

1）函数信号发生器

以终端连接50 Ω匹配器的测试电缆，由前面板插座⑦输出函数信号。

（1）“扫描/计数”钮⑬不应选择：“内计数，内线性，外扫描，外计数”中的任意一个。

（2）由频率选择按钮⑮、⑯选择输出函数信号的频段。该倍率选择按钮实际选择的是，该段输出频率的最高频率范围（实际范围为指示值的1.1～1.2倍）。然后根据频率显示窗口①所显示的频率，调节频率微调旋钮⑭，直至达到所需的工作频率值。

说明：实际输出的频率数即为“频率显示窗口”的显示数，与频率选择按钮⑮、⑯之间无倍率关系。

频率选择按钮⑮、⑯应理解为对输出最高频率范围的选择钮。

（3）由波形选择按钮⑫选定输出函数的波形分别获得正弦波、三角波、脉冲波。

（4）函数信号输出幅度是由⑧、⑪配合来达到所需的输出幅度（附表6.1）。

附图6.6　前面板示意图

附表6.1　分贝数与输出幅度的关系

①衰减开关⑪的选择决定了输出的幅值范围。

②准确的电平值应由函数信号输出幅度调节旋钮⑧来调整。

③ 输出幅度值显示窗口②的指示可以作为输出幅值的参考，要求较高时应以精度等级更高的仪表为准。

（5）函数信号输出口禁止直流电平输入。

（6）在作小信号正弦波输出时，⑨、⑩旋钮一般都放到“关”的位置；否则容易出现波形失真的情况。

2）计数器测频率

将“扫描/计数”按钮⑬选择为“外计数”方式，用测试电缆将被测函数信号输入到前面板插座⑤（输入允许电压范围为30 mV～2 V）。显示窗口①即为所测频率。

注意：此时虽然窗口②有显示电压值，但这不是输入信号的电压值，而是输出口⑦的输出电压值。

1.交流毫伏表面板结构及说明（附图6.7）

（1）左右通道指针（红色指示右通道，黑色指示左通道）。

（2）左通道输入量程旋钮（蓝灰色）。

（3）左通道电压输入插座。

（4）同步/异步按键，“SYNC”为左右通道同步操作，“ASYN”为左右通道异步操作。

（5）电源开关。

（6）右通道电压输入插座。

（7）右通道输入量程旋钮（橘红色）。

（8）电压量程挡位指示（黄灯指示为右通道测量挡位，绿灯指示为左通道测量挡位）。

（9）电压量程刻度指示。

（10）仪表表盘。

2.工作参数

测量电压频率范围为5Hz～2 MHz。

工作误差 ① 电压测量误差：±5%（满度值）。

② 频率影响误差：20Hz～20 kHz±5%。

5Hz～1 MHz±7%。

5Hz～1 MHz±10%。

输入阻抗：2MΩ/1 kHz。

附图6.7　交流毫伏表面板

3.交流毫伏表的使用方法

1）开机之前准备工作及注意事项

（1）测量仪器的放置以水平放置为宜（即表面垂直于桌面放置）。

（2）接通电源前先看表针机械零点是否为“零”；否则需分别进行调零。

（3）测量量程在不知被测电压大小的情况下应尽量放到高量程挡，以免输入过载。同时在测量完小量程电压后，应及时把量程旋钮放到高量程挡，以免仪器过载和指针打表。

（4）测量30 V以上的电压时，需注意安全。

（5）所测交流电压中的直流分量不得大于100 V。

（6）接通电源及输入量程转换时，由于电容的放电过程，指针有所晃动，需待指针稳定后读取。

（7）仪器应避免剧烈振动，仪器周围不应有高热及强电磁场干扰。

（8）仪器面板上的开关不应剧烈、频繁扳动，以免造成不必要的人为损坏。

2）测量方法

（1）AS2294系列仪器是由两个电压表组成的，因此在异步工作时是两个独立的电压表，也就是可作两台单独电压表使用，一般测量两个电压量程相差比较大的情况下，可用异步工作状态。被测放大器的输入信号及输出信号分别加至二通道输入端，从两个不同的量程开关及指针指示的电压或dB值，就直接读出（或算出）放大器的增益（或放大倍数）。

例如，输入RCH指示为10 mV（-40 dBV），输出LCH指示为0.5V（-6 dBV）。

若直接读取指针指示的电压值，则被测放大器的放大倍数为：0.5V/10 mV=50倍。

若直接读取dB值，即被测放大器的增益为：-6 dB-（-40 dB）=34 dB。

（2）当AS2294系列毫伏表同步工作时，可由一个通道量程控制旋钮同时控制两个通道的量程，这特别适用于立体声或者二路相同放大特性的放大器情况下作测量，由于其测量灵敏度高，可测量立体声录放磁头的灵敏度、录放前置均衡电路及功率放大电路等，由于两组电压表具有相同的性能及相同的测量量程，因此当被测对象是双通道时可直接读出二路被测声道的不平衡度。R放大器、L放大器分别为立体声放大的两个放大电路，如性能相同（平衡）两个通道的指针应重叠，如不重叠，就可读出不平衡度为“？”dB。

（3）从测量挡位可知，其量程均以满度为1、3的倍数，如1 mV、10 mV、100 mV…3 mV、30 mV、300 mV…，通过指示灯来指示所选择的测量挡位，使用中需要注意：输入信号接口与量程选择开关、面板量程指示灯及表头指针颜色要统一（附表6.2）。

附表6.2　信号接口与通道对应关系

读数时，根据面板量程指示灯，选择从相应的刻度上读取数值。

满度量程为1的整倍数时，读第一条刻度。

满度量程为3的整倍数时，读第二条刻度。

例如，用毫伏表测得某一正弦信号的幅值如附图6.8中指针指示，若毫伏表选择30 mV挡，则被测正弦信号的幅值是24 mV；若毫伏表选择1 V挡，则被测正弦信号的幅值是0.76 V。

附图6.8　毫伏表指示例子

3）浮置功能使用

（1）在音频信号传输中，有时需要平衡传输，此时测量其电平时，不能采用接地形式，需要浮置测量。

（2）在测量BTL放大器时（如大功率BTL功放）时，输出两端任一端都不能接地；否则将会引起测量不准甚至烧坏功放，这时宜采用浮置方式测量。

（3）某些需要防止地线干扰的放大器或带有直流电压输出的端子及元器件二端电压的在线测试等均可采用浮置方式测量，以免由于公共接地带来的干扰或短路。