前面的文章讲过,本账号文章是为了应用,为了总结,本篇文章便是出于应用的目的,需要了解并应用示波器。源于现场有一个问题一个周未找到二次线路跳闸的原因(线路检测正常,但会运行时某个不确定的时间突然跳闸),原因不明确便无法制定有效的应对方案,需要进一步确定跳闸时刻的命令情况以及电压波形。于是便准备采用示波器测量。应用示波器最多的时候恐怕就是大学做试验了,工作后接触甚少,今天就来复习下。既然学过、应用过的知识和设备就别忘记,真是说不定哪一天就帮了你大忙!
示波器相关知识点太多了,本篇文章就主要说我们实际现场分析问题可能用到容易理解的基础知识,做到会用示波器就可以了。
一、示波器的分类及定义
示波器主要分为模拟示波器和数字示波器,有的叫模拟示波器为电子示波器。我们大学那会便是用的模拟示波器。
1.模拟示波器
(1)原理:
模拟示波器基于阴极射线管技术。电子枪在阴极射线管内产生一束高速电子流,这些电子经过聚焦和加速后形成很细的电子束。当没有信号输入时,电子束在水平和垂直偏转板的作用下,会在荧光屏上打出一个亮点。
当有被测信号输入时,信号被施加到垂直偏转板上。根据信号电压的大小和极性,电子束会在垂直方向上发生相应的偏转。同时,水平偏转板上施加一个锯齿波扫描信号,这个信号使得电子束在水平方向上从左到右匀速移动。这样,电子束就会在荧光屏上按照被测信号随时间变化的规律描绘出波形。
(2)特点:
模拟示波器的优点是实时显示信号,能够直观地反映信号的变化情况。它的波形显示比较自然,对于一些简单的、周期性的信号观察很方便。但是,模拟示波器也有一些局限性。它的存储功能有限,很难对信号进行长时间的记录和分析。而且,其测量精度相对较低,对于复杂信号的分析能力较弱且采样时间相对数字示波器较长一些。
2.数字示波器
(1)原理:
数字示波器首先通过模数转换器对输入的模拟电信号进行采样和量化。模数转换器会按照一定的采样频率将模拟信号转换为数字信号,这些数字信号以二进制代码的形式表示信号的电压值。数字信号处理器对这些数字信号进行处理,包括存储、运算、分析等。它可以对信号进行各种数学运算,以提取信号的各种特征。
最后,经过处理的数字信号通过数模转换器转换回模拟信号,或者直接以数字的形式在液晶显示屏上显示出波形。数字示波器可以方便地对波形进行缩放、平移、测量等操作,并且可以存储大量的波形数据,方便后续的分析和处理。
(2)特点:
数字示波器的优点众多。它具有很高的测量精度,可以精确地测量信号的各种参数,并且能够自动进行测量和计算,采样时间短。数字示波器的存储能力强大,可以长时间保存波形数据,并且能够对这些数据进行回放和进一步的分析。它还可以通过 USB、以太网等接口与计算机进行连接,实现远程控制和数据共享等功能。不过,数字示波器的价格一般比模拟示波器高,而且在处理高频信号时,可能会受到采样频率等因素的限制。
总之,具体到现场的应用还是主要看对高精度测量分析的要求、存储和处理能力的要求、现场获取的便捷性等综合权衡使用模拟示波器还是数字示波器。