示波器從簡介到使用(七)

draculaxx

前面(一)～(六)是Wish大寫的，很扼要也很夠用。之所以補上這一篇，則是自己想要更了解示波器所整理的資料。(一)～(六)已經很夠用了，這一篇不一定要看。Wish大說示波器就像手排車一樣，會開就會很順，所以就把自己研究的東西整理了一下，並且寫下來。有點長。。。

＝＝＝＝ 本文開始 ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
每一種示波器都有自己的功能開關切換的設計，雖然各家都有些許不同，但異中有同。以下分別整理出功能開關的說明：

SWEEP MODE開關：掃描模式選擇開關
  1.AUTO:使用觸發信號啟動掃瞄（無訊號時會有一條水平亮線）
  2.NORM:主要是觀測50Hz以下的信號（無訊號時沒有水平亮線）
  3.SINGLE:單次觸發信號捕抓

TRIG MODE：觸發方式選擇
  1.LINE：當被測信號與電源頻率有關時使用。如：音頻線路的低準位交流雜訊
  2.電視場(TV-V)：用於觀察電視信號中的全場信號波形
  3.電視行(TV-H)：用於觀察電視信號中的行信號波形
（電視訊號的場、行觸發僅適用於負同步信號的電視信號）

COUPLING開關：設定觸發源與觸發電路間的交連方式
  1.AUTO:沒有觸發信號或觸發信號超過100HZ，以自動模式掃描
  2.NORM:沒有觸發信號時，掃描線路不動作。主要用於100HZ以下波形
  3.HF REJ:濾除50Hz以上的交流信號
  4.TV:連結TV同步分隔電路
  5.DC:採直接交連，適合觀測極低頻信號

MODE工作方式開關：
  1.ALT交替：Y1和Y2通道的信號能交替顯示在屏幕上，適用於頻率較高的情況
  2.CHOP斬波：Y1和Y2的信號受約250KHz自激振蕩電子開關的控制，適用於觀察兩通道信號頻率較低的情況（換句話說，也就是觀察的頻率愈高，高到愈接近250KHz就會感受到CHOP）



HOLD OFF:時間控制功能（每次掃描的等待時間或暫停時間）
如果待測信號是一種週期性的不規則信號波形，而且無法被穩定觸發時。可以藉由調整HOLD OFF旋鈕使波形穩定
  上圖：為HOLD OFF旋鈕正常無調整的狀態
  下圖：為調整HOLD OFF旋鈕，選擇看想要看的波型

HOLD OFF可視為調整略掉時間長度的控制功能。

LEVEL: 觸發電平（設定觸發準位）
觸發電平調節又叫同步調節，一旦觸發信號超過由旋鈕設定的觸發電平時，掃描即被觸發。當信號波形複雜，用觸發電平旋鈕不能穩定觸發時，用時間控制(Hold Off)旋鈕調節波形的掃描暫停時間，能使掃描與波形穩定同步。

直流平衡調節控制(DC BAL)：（DC平衡位置）
通常示波器在出廠時，已調整好DC平衡位置。但儀器會隨周圍溫度的變動，而產生偏離。故在旋轉VOLTS/DIV時，為防止亮線上下移動，可用一字型起子等調整DC平衡位置。也就是水平中心線的調整，調節方法如下：
  1.置Y1、Y2輸入耦合開關接地，置觸發方式開關為自動（示波器的CH1與CH2都有AC、GND、DC選項，將開關切到GND）
  2.然後移掃瞄線到刻度中心(垂直方向)
  3.將v／div開關在5mv和10mv檔之間變換以調直流平衡，直至掃瞄線無任何位移即可

描微調(SWP VAR)：(Time／Div大旋鈕上的小旋鈕)
此開關在校準位置時，掃瞄因素從Time／Div讀出，當此開關不在校準位置時，可連續微調掃瞄因素，反時針旋轉到底時掃瞄因素擴大2.5倍以上。此開關平時應位於校正位置。

DELAY TIME POSITION：調整延遲位置旋鈕，可得到所希望的擴展波形。可以觀察波形的細節。

Z AXIS INPUT：（Z調變輸入功能）通過一個外加信號的方法來改變掃瞄的輝度
這對由外部信號來產生水平偏轉以及使用X－Y顯示方式來尋找頻率關係的應用中是十分有用的（正TTL信號，低位準時將遮沒任何強度的亮度）。

※ 以上是各部功能開關的詳細說明。以下是一點示波器的相關知識補充。

1.經常有人提問，為什麼用示波器看不到晶振引腳上的波形？一個可能的原因就是使用的是探頭切在X1檔。探頭切在X1檔相當於一個很重的負載（×1檔具有上百pF的電容）並聯在晶振電路中，導致電路停振了。正確的方法應該是使用探頭的X10檔。這是使用中應當注意的事項，切在X1檔就算不停振也有可能因過度改變振蕩條件而看不到真實的波形了。

2.在使用示波器探頭時，要保證地線夾子可靠的接了地（被測系統的地，非真正的大地），不然測量時就會看到一個很大的 50Hz的信號。這是因為示波器的地線沒連好而感應到空間中的 50Hz市電頻率而產生的。如果你發現示波器上出現了一個幅度很強的50Hz（或60Hz）信號，這時你就要注意一下是否是探頭的地線沒連好。

（在談TV-H與TV-V 之前，需先介詔一下「複合信號」）

類比影像訊號：視訊型的複合信號
類比影像訊號是由低電壓訊號所構成，內含有每組線條的飽和度 (Intensity) 資訊；並整合了時脈資訊之後，可讓顯示裝置與訊號保持於同步狀態。簡單的說，波的封包裡面含有固定的資料形式，以供電子電路來解讀內容。

「單一水平影像線的訊號」，將包含水平同步訊號、後緣 (Back porch)、作動畫素區域 (Active pixel region)，與前緣 (Front porch)；如下圖所示：

色彩資訊可內含於單色影像訊號 (NTSC 與 PAL 為常見標準格式) 中。Composite video 的色彩訊號則由標準單色訊號 (RS-170 或 CCIR) 所構成，且包含下列元件：
•繫色 (Color burst)：位於後緣之上，為提供相位與振幅參考的高頻區域，可用於後續的色彩資訊。（見上圖）
•彩色訊號 (Chroma signal)：為實際的色彩資訊。包含 2 組正交分量 (Quadrature component)，透過繫色頻率於載波 (Carrier) 之上進行調變。這些元件的相位與振幅，均將決定每個畫素的色彩表現。

「垂直同步訊號」：影像訊號的另一概念，即為垂直同步 (Vertical sync，VSYNC) 脈波。此為實際於場 (Field) 之間發生的一系列脈波，可讓顯示器執行垂直回掃 (Retrace) 並準備掃瞄下一個場。每個場 (Field) 之間均有多組線 (Line)，且完全不具有 Active video 的影像資訊。某些線條僅包含 HSYNC 脈波，而其他線則包含一系列的等化 (Equalizing) 與 VSYNC 脈波。雖然較新的硬體技術已降低某些額外脈波的使用需要，但是這些脈波均已於早期的廣播電視中定義完成，並已成為標準的一部份。複合的 RS-170 交錯訊號即如下所示，並包含 VSYNC 脈波。經過簡化之後，6-line 幀像即如下圖所示：


下圖為真實的NTSC水平影像線的訊號圖：


下圖為各種圖形的NTSC水平影像線的訊號波形：


（「複合信號」的簡介到此結束）

3.電視同步信號發：觸發交連網路有一同步信號分離電路，能夠觸發TV-H與TV-V負同步信號。以下是TV-H與TV-V的說明：
TV-V  的位置是觀測整個影像訊號，以電視的垂直同步訊號（59.999Hz）來觸發顯示，與 Line 的開關位置是相同功能。
TV-H 的位置是觀測某個影像圖框訊號（共有30個圖框），以電視的水平同步訊號（15.7KHz）來觸發顯示。

其實不只是 TV 信號要用這個 TV-H 來觀測，任何複雜的數位串流訊號也能用 TV-H 來觀測，如果示波器還有延遲觸發（雙水平）的功能更是如虎添翼。

4.延遲掃描(DELAYE SWEEP)：
TV-V 及 TV-H 基本上是示波器內置水平及垂直同步分離，以及用做為觸發訊號，使有利作為鎖定複合視頻訊號。有兩組 TIMEBASE 旋鈕的，即有延遲掃描功能（延遲掃描與延遲觸發為不同的東西）。下圖中，下面波形的高亮度部份正是 "A-trigger" 掃描的結果；上面的波形則是「下方波形高亮度的部份在 "A-trigger" 掃描開始後，延遲一段時間 "B-trigger" 才開始掃描的結果」。


延遲觸發與延遲掃描是不同的旋鈕與功能，正常而言，有延遲掃描的應該就有延遲觸發（B-  trigger）。
在 NTSC 系統上因為垂直同步信號與 60Hz 市電非常接近，有些示波器又沒有獨立的 TV-V 觸發功能，這時就能用 Line 觸發來取代。

示波器背面的 Y 輸出端子應用實例：(kenneth版大提供)
示波器屁股的 Y 輸出端子，能好好利用對測試有許多幫助。
這個接頭類比式傳統示波器多半都有，就是垂直信號輸出能讓您同時將信號送到另一台儀器上作同時觀測。
利用示波器垂直放大器高頻寬、高增益與高線性度的特性，根本就是一台優良的小信號放大器。
例如想用計頻器測量訊號的頻率常常因為感度量不到或顯示成錯誤的數值，這時就能用示波器當前級放大器放大到足夠的位準給計頻儀用。
示波器也有頻寬限制開關也能當作計頻儀的輸入濾波器用，讓便宜的計頻器能夠提升成較好的特性與功能。

（寫完了！！！！）

cremaker

給你 "歐肉" 一下..

這個工作很 "偉大" , 相信一定能造福不少有需要的人..

建議寫完後, 如能做成 PDF 格式, 供大家下載, 就更方便了..

hue505840

看完此文後
對示波器的認識又提升不少
感謝d大的辛苦:sam31

tayi211

謝謝您無私奉獻

正一

感謝分享心苦了

t0176098

示波器啊!
已經忘記怎麼用了,不過我想未來還是用得到的:sam13

rex560810

偶覺得
TV-V的-V是Vertical垂直的
TV-H的-H是Horizontal水平的
對照脈波的圖形還是看的霧煞煞n_058|

draculaxx

可以看一下灰階圖，當灰階從低到高可以看到像爬樓梯一樣一步一步昇高。
就是訊號與圖形的關係。

我只列出一些較簡單，且可以看出互相關係的圖。

kenneth

不錯！不錯！給樓主大大的鼓掌十分鐘。

不但能嘉惠初學者，自己學到的整理一遍更能永生難忘，往後操作會更得心順手。

我來補充一下示波器屁股的 Y 輸出端子，能好好利用對測試有許多幫助。
這個接頭類比式傳統示波器多半都有，就是垂直信號輸出能讓您同時將信號送到另一台儀器上作同時觀測。
利用示波器垂直放大器高頻寬、高增益與高線性度的特性，根本就是一台優良的小信號放大器。
例如想用計頻器測量訊號的頻率常常因為感度量不到或顯示成錯誤的數值，這時就能用示波器當前級放大器放大到足夠的位準給計頻儀用。
示波器也有頻寬限制開關也能當作計頻儀的輸入濾波器用，讓便宜的計頻器能夠提升成較好的特性與功能。

這只是一個範例，還有人有更好的使用點子嗎？

draculaxx

文章也有部分算是kenneth大的東西。n_081|

Y 輸出端子！？如果沒錯的話，我的是CH1 output。
我的示波器經驗不多，只有想到無法得知訊號的狀態時，把它連到計頻儀幫我算出頻率而已。
（對power陌生又想知道高壓側頻率是多少時，想到這樣接的。）

我不是專家，只能儘量學而已。