示波器使用中的常見(jiàn)問(wèn)題

示波器使用中的常見(jiàn)問(wèn)題
1．開(kāi)機(jī)后，示波器黑屏怎么辦？
所謂黑屏，就是示波器的熒光屏看起來(lái)沒(méi)有任何光點(diǎn)，好像沒(méi)有開(kāi)機(jī)一樣。造成這種現(xiàn)象的主要原因有以下幾種：
1）示波器的輝度不合適
示波器輝度被調(diào)整而引起黑屏的現(xiàn)象一般出現(xiàn)于，上次使用者由于測(cè)試需要降低了輝度（比如在昏暗的燈光下，過(guò)強(qiáng)的輝度會(huì)刺眼）；教師在考核學(xué)生時(shí)，故意將示波器輝度調(diào)整為最??；維修者的習(xí)慣性操作。但是，這個(gè)問(wèn)題不容忽視，當(dāng)出現(xiàn)黑屏?xí)r，首先檢查輝度旋鈕，并將其擰到最大，是一個(gè)良好的習(xí)慣。
2）示波器沒(méi)有觸發(fā)掃描
輝度合適的情況下，仍然可能出現(xiàn)黑屏。
當(dāng)示波器的觸發(fā)方式為常態(tài)（Normal），如果輸入通道沒(méi)有接入有效信號(hào)，或者接入的信號(hào)幅度沒(méi)有達(dá)到設(shè)定電平（Level），將不會(huì)引起X軸偏轉(zhuǎn)板上鋸齒波的產(chǎn)生。在多數(shù)情況下，熒光屏的左邊（以觀察者為基準(zhǔn)）將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)不移動(dòng)的光點(diǎn)。但是，如果此時(shí)X軸基準(zhǔn)位置（X_Position）不正確，將使得此光點(diǎn)不出現(xiàn)在屏幕上。這也就造成了黑屏。
解決的方法就是讓示波器出現(xiàn)掃描線。因?yàn)?，X_Position可以將一個(gè)光點(diǎn)移出屏幕，但是卻無(wú)法將寬達(dá)8cm左右的掃描線整個(gè)移出。
將觸發(fā)方式選擇為自動(dòng)觸發(fā)（Auto）就可以讓示波器產(chǎn)生掃描線。（參見(jiàn)1.1.2中第6個(gè)問(wèn)題）
3）示波器Y基線位置（Y_Position）不合適
如果示波器的Y軸基線位置不合適，即便產(chǎn)生掃描線，也有可能使得掃描線處于屏幕的上方或者下方，仍然可能出現(xiàn)黑屏。這種情況下，通過(guò)旋轉(zhuǎn) Y_Position旋鈕，可以很快找回掃描線，而消除黑屏。
4）不合適的被測(cè)信號(hào)
通過(guò)上述分析，可以得出，消除黑屏的一般步驟是：旋轉(zhuǎn)輝度至最大（保證輝度正常）→將觸發(fā)方式設(shè)為自動(dòng)（保證掃描線產(chǎn)生）→將X位置旋鈕旋至中間→滿幅度調(diào)整Y_Position（找回掃描線）。
但是，即便此時(shí)，也有可能仍然黑屏。當(dāng)被測(cè)信號(hào)是一種特殊信號(hào)，也有可能讓觀察者難以看到，而誤認(rèn)為是黑屏。當(dāng)輸入信號(hào)為上下沿均很陡的方波，由于Y軸增益的不合適，使得方波的高低電平均超出了Y軸顯示范圍，這種波形在熒光屏上僅僅出現(xiàn)了幾條很陡的豎線。當(dāng)示波管老化，或者其它原因，非常容易造成觀察者難以察覺(jué)。
將輸入耦合開(kāi)關(guān)置于GND，示波器將關(guān)斷輸入信號(hào)而顯示0線，就可以回避這個(gè)問(wèn)題。
因此，按照下述步驟操作，一般均可順利消除黑屏，除非示波器真的損壞了。
旋轉(zhuǎn)輝度至最大（保證輝度正常）→將觸發(fā)方式設(shè)為自動(dòng)（保證掃描線產(chǎn)生）→將輸入耦合開(kāi)關(guān)置于GND（保證不受到奇異被測(cè)信號(hào)的影響）→將X位置旋鈕旋至中間→滿幅度調(diào)整Y_Position（找回掃描線）。
2．張同學(xué)和李同學(xué)分別制作了一個(gè)波形發(fā)生器，輸出都是1000Hz的方波。當(dāng)將這兩個(gè)被測(cè)信號(hào)分別接入一個(gè)示波器的通道1和通道2，每一路信號(hào)都可以穩(wěn)定顯示，用雙蹤顯示卻怎么也無(wú)法穩(wěn)定顯示兩路波形，為什么？
任何兩個(gè)非通源的波形發(fā)生器，要做到頻率完全相同是不可能的。隨著時(shí)間的推移，它們之間存在的相位差將不停地改變，因此，數(shù)字示波器可以記錄某一個(gè)瞬間它們之間的相差關(guān)系，并穩(wěn)定顯示，而模擬示波器由于沒(méi)有記錄功能，只能顯示觀察的時(shí)刻它們之間不穩(wěn)定的相差，因此，不穩(wěn)定顯示是正常的，穩(wěn)定了反而是此前某一個(gè)時(shí)刻的記錄或者出現(xiàn)了什么問(wèn)題。
3．一個(gè)周期性信號(hào)如圖1.1.23A所示，周同學(xué)無(wú)論如何也無(wú)法將其在示波器上穩(wěn)定顯示，你有什么辦法嗎？

圖1.1.23一個(gè)特殊心電波形的觸發(fā)顯示方法
之所以難以穩(wěn)定顯示的原因是：無(wú)論使用上升沿還是下降沿觸發(fā)，在圖中顯示的每個(gè)周期中，都存在2個(gè)滿足電平觸發(fā)條件的時(shí)刻（用縱向虛線表示）。這就造成如圖1.1.23B所示的兩個(gè)不同的觸發(fā)位置，導(dǎo)致波形顯示的不重疊。
仔細(xì)調(diào)整掃速的微調(diào)旋鈕（內(nèi)圈），可以使得第二個(gè)滿足觸發(fā)條件被正在發(fā)生的鋸齒波所覆蓋，而使波形穩(wěn)定顯示，如圖1.1.23C所示。但是，這樣就造成顯示的波形無(wú)法讀取時(shí)間參數(shù)（一旦改變微調(diào)，則示波器不在測(cè)量狀態(tài)）。
復(fù)雜一些，但是可以解決問(wèn)題的方法如下：
用比較器對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，產(chǎn)生如圖1.1.23D所示的信號(hào)。然后，用2進(jìn)制計(jì)數(shù)器將信號(hào)變?yōu)?.1.23E所示。用E圖信號(hào)作為觸發(fā)源，就可以穩(wěn)定顯示上述波形。
在數(shù)字電路中，預(yù)將圖D所示的信號(hào)穩(wěn)定顯示，也經(jīng)常使用這種方法。
4．趙同學(xué)發(fā)現(xiàn)，示波器的觸發(fā)方式選擇存在與書上介紹不一致的地方。他將觸發(fā)方式選擇由常態(tài)（Normal）變?yōu)樽詣?dòng)（Auto），按道理，觸發(fā)將按照自動(dòng)節(jié)律，波形會(huì)出來(lái)，但不會(huì)穩(wěn)定?？墒?，他怎么改變信號(hào)頻率，示波器仍然穩(wěn)定顯示，這是為什么？
現(xiàn)在生產(chǎn)的多數(shù)示波器，都豐富了AUTO（自動(dòng)觸發(fā)）的功能：當(dāng)觸發(fā)源信號(hào)滿足電平觸發(fā)條件，觸發(fā)電路按照觸發(fā)源產(chǎn)生鋸齒波，這與NORM（常態(tài)觸發(fā)）沒(méi)有任何區(qū)別；當(dāng)觸發(fā)源信號(hào)不滿足電平觸發(fā)條件，才按照固定頻率產(chǎn)生無(wú)法穩(wěn)定波形顯示的鋸齒波。趙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中輸入的信號(hào)，滿足電平觸發(fā)條件，所以可以穩(wěn)定顯示。
5．陳同學(xué)將一個(gè)峰峰值為1V的正弦波，用兩根電纜線分別接入通道1和通道2，在示波器上讀數(shù)，通道1為峰峰值1V，通道2卻是0.8V，為什么？
陳同學(xué)沒(méi)有將通道2的Y軸增益開(kāi)關(guān)內(nèi)圈旋鈕右旋到底。應(yīng)該右旋內(nèi)圈旋鈕，聽(tīng)到“啪嗒”聲響，示波器才進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。
6．王同學(xué)將一個(gè)峰峰值為1V的正弦波，用兩根電纜線分別接入通道1和通道2，并且他學(xué)會(huì)了問(wèn)題5，將兩個(gè)通道的Y軸增益均設(shè)為測(cè)量狀態(tài)，在示波器上讀數(shù)，通道1為峰峰值1V，通道2卻是0.1V，為什么？
王同學(xué)使用的是帶衰減開(kāi)關(guān)的電纜線。這種電纜線具有“×1”和“×10”兩種選擇。當(dāng)置于“×10”位置時(shí)，電纜對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行1/10衰減，導(dǎo)致輸入到示波器的信號(hào)幅度變?yōu)樵盘?hào)的1/10。
7．楊同學(xué)在一旁觀察到了陳同學(xué)和王同學(xué)所犯的測(cè)量錯(cuò)誤，他也將一個(gè)峰峰值為1V的正弦波，用兩根沒(méi)有任何衰減的電纜線分別接入自己示波器的通道1和通道2，并將兩個(gè)通道的Y軸增益均設(shè)為測(cè)量狀態(tài)，在示波器上讀數(shù)，通道1為峰峰值1V，通道2卻是0.85V，為什么？
這種情況，幾乎可以肯定，是示波器的通道2發(fā)生了故障，通常是Y軸放大器的增益控制出現(xiàn)了問(wèn)題，應(yīng)該檢修。
8．輸入信號(hào)是1Hz的方波，在示波器上卻看到如圖1.1.24所示的波形，為什么？
錯(cuò)誤地將輸入耦合開(kāi)關(guān)置于AC，改變?yōu)镈C就可以消除這種故障。
9．能夠用模擬示波器觀察1Hz的信號(hào)嗎？

圖1.1.24低頻方波信號(hào)在AC耦合下的顯示
模擬示波器是利用被測(cè)信號(hào)的周期性，在熒光屏上重復(fù)掃描獲得穩(wěn)定波形的。當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)，用于掃描的鋸齒波，其周期也會(huì)相應(yīng)變長(zhǎng)。這就造成觀察者可以在屏幕上看到光點(diǎn)的緩慢