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怎样提高示波器测量准确度？

2025-03-24 01:59:35

推荐回答（2个）

回答1：

示波器测量准确度指的是示波器测量出来的波形多大程度上还原了真实波形的特征。我们分三部分看看：

一、水平方向的时间测量

水平方向的测量有波形频率、周期、上升下降时间等参数，想要更准确还原一个波形的时间参数，首先要考虑奈奎斯特采样定理。因此在每次测量的过程中，我们应该特别关注随着时基档位增大而下降的实际采样率。如果需要对高频信号周期准确测量，就需要采样率大于被测信号频率2倍以上，这个倍比关系越大，理论上采样点越密，显示在示波器屏幕上的周期信号便越稳定。

其次要考虑波形漏失情况，当信号中有偶发异常信号出现时，我们更希望它出现在示波器采集过程中，然而市面上大部分数字示波器是串行工作方式，其进行AD转换数据处理时无法对信号采集，此时称为“示波器盲区”，这种情况下我们尽量用较小的存储深度，来缩短“盲区时间”，保证异常偶发信号更大概率被捕获。

二、垂直方向的幅度测量

市面上的数字示波器大多采用并行Flash ADC，这种模数转换芯片的特点在于并行分析采集到的电压值，提高模数转换的速度，而且通过增加ADC位数，可以对采集到的电压进行更精准的比较识别。虽然我们之前在文章中写过示波器不适合高精度静态量测量，但是在高频信号测试中，仍然是“拼”ADC位数的时候—ADC位数越多，ADC垂直分辨率越高。

三、统计学上的多次测量

任何物理测量我们都知道测量值都是一个近似值。测量中存在偶然误差和系统误差，为了得到有价值可参考的测量值，通常的做法是进行多次测量统计取值。示波器测量中比如眼图测试，许多标准要求的数据积累量在1Mbit，误码率测试中如果希望被测系统的误码率小于10^（-12），那么至少测量3*10^12 bit才能保证95%以上的置信度。所以对于测量本身来讲，如果能在单位时间内获取到更多有意义的测试结果，意味着结果的置信度越高，这就是“示波器的测量速度”。

如果我们想测量一个周期信号的上升时间，当我们通过一次捕获的几个周期，将每个周期的上升时间测量后取平均值，那么这个测量结果就比测量一个周期的上升时间更可信，而且更大限度利用了已采集到的数据，因此，相对于得到单周期上升时间测量值，这种多周期测量的“速度更快”。

比如泰克示波器MDO34、MSO46，甚至是MSO5系，6系，在自动测量中都添加了统计图功能，这样充分利用了已采集到的数据，实现更可靠的测量结果。
希望以上内容可以帮到你。

回答2：

如何用示波器测量信号周期和幅度以保证测量精度

一、概述

示波器是电子工程师日常工作中不可或缺的工具，用于观察和分析电信号。在测量信号周期和幅度时，确保测量精度至关重要。本文将详细解释如何使用示波器准确测量信号周期和幅度，并提供具体的实例。

二、信号周期测量

1. 基本原理

信号周期（T）是指信号完成一个完整的波形循环所需的时间，通常以秒（s）为单位。频率（f）是周期的倒数，即 ( f = 1/T)。

2. 提高周期测量精度的步骤

1. 准备工作

· 探头连接：将示波器的探头连接到被测信号源。确保探头接地良好，以减少噪声干扰。

· 探头补偿：在开始测量之前，对探头进行补偿校准，确保探头与示波器匹配良好。

2. 设置基本参数

· 垂直灵敏度：根据信号的幅度设置合适的垂直灵敏度。例如，对于幅度值为3V的信号，可设置为500mV/div。

· 时间基准：根据信号的频率设置适当的时间基准，使得至少2-3个周期的信号显示在屏幕上。

3. 触发设置

· 边沿触发：选择上升沿或下降沿触发模式，以稳定显示信号波形。

· 触发电平：将触发电平设置在信号中间电平附近。

4. 测量周期

· 光标测量：使用示波器的光标功能，将两个光标分别放置在相邻的同一相位点（如两个相邻的上升沿）上，读取光标间的时间差即为信号周期。

· 自动测量：许多示波器具有自动测量周期的功能，直接读取屏幕上的测量结果即可。

三、信号幅度测量

1. 基本原理

信号幅度值（Amplitude Value, Vamp）是指信号的顶端值与底端值之间的电压差，即信号的最大振幅范围，也可以理解为信号的变化范围。

2. 提高幅度测量精度的步骤

1. 准备工作

· 探头连接：如前所述，确保探头连接正确且接地良好。

· 探头补偿：对探头进行补偿校准。

2. 设置基本参数

· 垂直灵敏度：设置适当的垂直灵敏度，使信号在屏幕上清晰可见而不过载。

3. 确保探头带宽

· 带宽限制：关闭示波器的带宽限制选项（如有），确保探头和示波器的带宽足够高，以捕捉信号的所有细节。

4. 测量幅度

· 光标测量：使用示波器的光标功能，将一个光标放置在信号的顶端处，另一个光标放置在底端处，读取差值即幅度值（Vamp）。

· 自动测量：许多示波器可以自动测量幅度值，直接读取屏幕上的测量结果。

四、实例解析

假设我们需要测量一个频率为500kHz、幅度值为1V左右的正弦波信号的周期和幅度，以下是具体操作步骤（以普源MSO2000系列为例）：

1. 准备工作

· 探头连接：将示波器探头连接到信号源，确保接地良好。

· 探头补偿：执行探头补偿校准。

2. 设置基本参数

· 垂直灵敏度：设置为200mV/div，使信号波形在垂直方向占据5格。

· 时间基准：设置为500ns/div，使3个周期左右的波形显示在屏幕上。

3. 触发设置

· 边沿触发：选择上升沿触发模式。

· 触发电平：将触发电平移至波形中间位置。

4. 测量周期

· 光标测量：将两个光标分别放置在两个相邻的上升沿处，读取光标间的时间差。

· 自动测量：启用示波器的周期自动测量功能，按下“Measure”按键，点击“周期”对应软件，然后直接读取屏幕上的周期值。

5. 测量幅度

· 光标测量：将一个光标放置在信号的顶端处，另一个光标放置在底端处，读取幅度值。

· 自动测量：启用示波器的幅度值自动测量功能，按下“Measure”按键，点击“幅度”对应软件，然后直接读取屏幕上的幅度值。

五、注意事项

1. 探头选择

选择合适的探头非常重要。探头的带宽应大于被测信号的带宽，且阻抗应匹配，以避免信号失真。

2. 探头校准

定期对探头进行校准，确保其与示波器匹配良好，减少测量误差。

3. 环境因素

环境温度、湿度等因素可能会影响测量结果。尽量在稳定的环境条件下进行测量。

4. 带宽限制

确保示波器的带宽限制选项关闭或设定合适，以便捕捉信号的全部细节。

5. 多次测量

为了提高测量精度，建议进行多次测量并取平均值，减少偶然误差。

六、总结

通过正确设置和操作，使用示波器测量信号的周期和幅度可以保证较高的测量精度。以下是本文的简要总结：

1. 探头连接：确保探头连接正确且接地良好。

2. 探头校准：进行探头补偿校准。

3. 设置基本参数：根据信号特性设置垂直灵敏度和时间基准。

4. 触发设置：选择合适的触发模式和触发电平。

5. 光标和自动测量：使用光标功能和自动测量功能分别测量周期和幅度。

通过这些步骤和注意事项，用户可以准确测量信号的周期和幅度，提高测试和分析的可靠性。如果遇到任何技术问题或需要进一步支持，请联系相关技术人员。

欢迎访问普源精电官网了解示波器、频谱分析仪、信号发生器等产品详情与报价。

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