FAQs
按類別搜尋
關鍵字搜尋
Q1 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png 示波器原理基本介紹

什麼是示波器?

英文名稱:Oscilloscope(觀察振盪)

  1. Oscillo(振盪oscillation的縮寫)
  2. Scope(觀察)兩字的組合

主要功能:

  1. 顯示信號時間(秒)與振幅(電壓)關係的儀器。只要能將物理量(光、電流、壓力等)透過探棒或轉換器轉為電壓信號都可以被示波器觀測。
  2. 電子信號是不可見光,需透過示波器將不可見光轉為可見光,工程師方能觀察信號,示波器就是電子工程師觀察信號的眼睛。
Q2 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png 頻譜分析儀(Spectrum Analyzer)與示波器(Oscilloscope)的基本差異?

頻譜分析儀是頻域(Frequency domain)的儀器代表,顯示器的縱軸是振幅(功率),單位是dBm,橫軸是頻率,單位是Hz。

示波器顯示的是時域(Time domain)的儀器代表,顯示器的縱軸是振幅(電壓),單位是V,橫軸是時間,單位是S(秒)。

數位示波器可以透過快速傅立葉轉換,將時域信號轉為頻域,但由於示波器的垂直動態範圍(通常是8位元)不足,所以要準確量測諧波與雜訊的振幅還是得用頻譜分析儀。

Q3 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope – 示波器量測單位解釋

示波器量測單位上面有許多的單位,這些單位有時候會讓使用者混淆,下面透過一個展開後的方波來解釋這些單位,讓使用者了解這些單位所含的意義。

Q4 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope – 該怎樣選擇合適的示波器

示波器從開發到問世,一直是最重要也最常見的電子測試儀器之一。由於技術的進步,示波器的能力不斷提升,性能與價格也五花八門,從幾千元到數十萬都有。雖然示波器看似簡單,但如何選擇合適的示波器,也存在許多問題,以下就針對在選擇示波器時需要注意的部分進行講解。

Q5 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope – 示波器頻寬的定義

頻寬決定了示波器量測訊號的基本能力。訊號頻率增加時,示波器準確顯示訊號的能力就會下降。透過此規格可確認示波器可以準確量測的頻率範圍。示波器頻寬的定義是,正弦輸入訊號衰減至訊號真實振幅的70. 7 % 之頻率,稱為-3 dB 點(半功率點),以對數等級為準。

Q6 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope – 長記憶體對信號擷取的影響

在之前的文章【示波器種類介紹】中有提到不同示波器的資料處理方式,其中有提到,ARO不需經過數位A/D的處理,就直接將信號輸出到螢幕上,具備所見即所得的特性;而DSO則需要CPU的運算處理時間才能將信號輸出到螢幕上。這篇文章主要讓使用者了解,記憶體大小對於數位示波器(DSO)進行信號擷取時的影響。

Q7 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope – 示波器種類介紹

示波器依據技術的發展分為下列三種:

  • 類比即時式示波器 ART(Analog Realtime Oscilloscope)
  • 類比/儲存二合一示波器 RSO(Realtime Storage Oscilloscope)或稱為Combiscope
  • 數位儲存式示波器 DSO(Digital Storage Oscilloscope)

依據觀測信號的型態又有以下兩種示波器:

  • 混合信號示波器 MSO (Mixed Signal Oscilloscope):多了邏輯分析儀的功能
  • 混合域示波器 MDO (Mixed Domain Oscilloscope):可觀察時域、頻域的示波器,有些混合域示波器還具備觀察調變域的能力(例如固緯的GDS-3000A示波器)

 

Q8 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png 選擇示波器時,一般最常考慮的是頻寬,那在什麼情況下要考慮採樣速率?

取決於待測體,在頻寬滿足使用者的前提下,以最小採樣間隔 ( 採樣率的倒數 ) 能夠捕捉到您需要的信號細節。 業界有些關於採樣速率經驗公式,但基本上都是針對示波器頻寬導出的,但在實際應用中,最好不要用相同頻寬的示波器來測試相同頻率的信號。舉例來說,測試一個正弦波,選擇示波器頻寬最好是被測正弦信號頻率的 3 倍以上,採樣率是頻寬的4 到 5 倍;若是其它波形,要保證採樣率足以捕獲信號細節,則需要更高的頻寬與採樣率。若您正在使用示波器,可透過以下方法驗證採樣率是否夠用:將波形停下來,放大波形,若發現波形有變化(如某些幅值),採樣率就不夠,否則無礙。 也可用點顯示來分析,採樣率是否夠用。

Q9 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope – 示波器探棒 – 探棒的種類

常見的示波器探棒的種類,依照特性大概可分成以下的種類:

電壓探棒:

  • 被動式電壓型探棒(10:1或10:1/1:1可切換,標配的探棒通常是這兩種倍率),其他被動式高壓探棒可提供更大的衰減倍率。
  • 450歐姆Zo探棒,用於50歐姆系統儀器的10:1衰減
  • 主動式高壓差動探棒
  • 主動式高頻單端/差動式探棒

電流探棒

  • 被動式電流探棒(僅能量測交流電流)
  • 主動式電流探棒(能量測直流及交流電流)

其他

  • 邏輯探棒(用於邏輯分析儀或混合信號示波器)
  • 光/電轉換探棒
  • 其他轉換器(只要能將物理量轉為電壓的信號皆能用示波器量測)
Q10 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope – 示波器被動式探棒低頻補償

過去示波器上的低頻補償信號通常用cal.(calibration的縮寫),這個信號是用來校正被動式探棒,因為許多人誤解這個信號可以用來校正示波器的垂直與水平,為了避免誤解,這個信號的縮寫逐漸用comp.(compensation的縮寫)補償的英文來替代,被動式探棒上有一個螺絲控制的可變電容,將被動式探棒勾到補償信號後,過補償(overshoot)會導致垂直量測值偏高;欠補償(undershoot)會導致垂直量測值偏低,唯有正確的補償才能得到正確的垂直量測值。

Q11 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope-示波器取樣技術

取樣技術

  • 等效取樣(ET)或等時取樣:又分為循序等時取樣與隨機等時取樣。
  • 即時取樣(RT)

 

Q12 gw_product_detail_bar.png gw_product_detail_bar.png Oscilloscope – 示波器自動量測功能

現在的數位式示波器(DSO)都會提供許多的自動量測功能方便使用者在量測信號時方便使用,固緯推出的數位示波器(GDS系列)也不例外,提供了各種單位的量測應用。

自動量測功能通常有分為幾個種類:V/I Measurement (電壓/電流量測)、Time Measurement (時間量測)、Delay Measurement(延遲量測)等比較常見的種類,以下將針對這些種類加以講解。

of
3