什么是示波器以及如何测量电流、电压、频率和相移

示波器是一种显示电路的电流强度、电压、频率和相移的设备。该设备显示电信号的时间和强度的比率。所有值都使用简单的二维图显示。

示波器有什么用？

电子和无线电爱好者使用示波器来测量：

• 电信号的幅度 - 电压和时间的比值；
• 分析相移；
• 看到电信号的失真；
• 根据结果​​，计算电流的频率。

尽管示波器显示了分析信号的特性，但它更常用于识别电路中发生的过程。借助波形图，专家可以收到以下信息：

• 周期信号的形状；
• 正负极性值；
• 信号随时间变化的范围；
• 正负半周期的持续时间。

大部分信息可以通过电压表获得。但是，您将不得不以几秒钟的频率进行测量。同时，计算错误的百分比很大。使用示波器可以节省大量时间来获取必要的数据。

示波器的工作原理

示波器使用阴极射线管进行测量。这是一种将分析电流聚焦成光束的灯。它撞击设备的屏幕，在两个垂直方向上偏离：

• 垂直 - 显示正在研究的电压；
• 水平 - 显示经过的时间。

两对阴极射线管板负责偏转光束。那些垂直放置的总是通电的。这有助于分配极性值。正吸引力偏向右侧，负吸引力偏向左侧。因此，仪器屏幕上的线条以恒定的速度从左向右移动。

电流也作用在水平板上，使光束电压指示器偏转。正电荷上升，负电荷下降。因此在设备的显示屏上出现了一个线性二维图形，称为示波图。

光束从屏幕左边缘到右边缘的距离称为扫描。水平线负责测量时间。除了标准的二维线图外，​​还有圆形和螺旋扫描。但是，使用它们不如经典的示波器方便。

分类和类型

示波器主要有两种类型：

• 模拟 - 测量平均信号的设备；
• 数字 - 设备将接收到的测量值转换为“数字”格式，以便进一步传输信息。

根据作用原理，有以下分类：

1. 通用型号。
2. 特殊装备。

最受欢迎 是通用设备.这些示波器用于分析各种类型的信号：

• 谐波;
• 单一冲动；
• 冲动包。

通用设备专为各种电气设备而设计。它们允许您测量几纳秒范围内的信号。测量误差为6-8%。

通用示波器主要分为两种：

• monoblock - 具有共同的测量专业；
• 带有可互换块 - 适应特定情况和设备类型。

为某种类型的电气设备开发了特殊装置。因此有用于无线电信号、电视广播或数字技术的示波器。

通用设备和专用设备分为：

• 高速——用于高速设备；
• 内存 - 存储和复制以前制作的指标的设备。

在选择设备时，您应该仔细研究分类和类型，以便为特定情况购买设备。

装置及主要技术参数

每个设备都具有以下多项技术特性：

1. 测量电压时可能出现的误差系数（对于大多数设备，该值不超过 3%）。
2. 设备基线的值——这个特性越大，观察的时间越长。
3. 同步特性，包含：频率范围、最大电平和系统不稳定性。
4. 信号与设备输入电容的垂直偏差参数。
5. 显示上升时间和过冲的阶跃响应值。

除了上面列出的基本值外，示波器还有其他参数，以幅频特性的形式，它展示了幅度对信号频率的依赖性。

数字示波器也有很多内部存储器。此参数负责设备可以记录的信息量。

如何进行测量

示波器屏幕分为称为分区的小单元。根据设备的不同，每个方块将等于某个值。最受欢迎的名称：一个师 - 5个单位。另外，在某些设备上，还有一个用于控制图形比例的旋钮，以便用户进行测量更加方便和准确。

在开始任何类型的测量之前，您必须将示波器连接到电路。探头连接到任何空闲通道（如果设备有超过 1 个通道) 或脉冲发生器（如果设备中可用）。连接后，本机显示屏上会出现各种信号图像。

如果设备接收到的信号是断断续续的，那么问题出在探头的连接上。其中一些配备了需要拧紧的微型螺钉。同样在数字示波器中，自动定位虚构解决了间歇信号的问题。

电流测量

用数字示波器测量电流时，你应该找出哪个 电流类型 需要观察。示波器有两种操作模式：

• 直流电（“DC”）；
• 交流电（“AC”）用于变量。

直流电是在启用“直流电”模式的情况下测量的。设备的探头应按极直接与电源相连。黑鳄鱼加入负号，红鳄鱼加入正号。

设备屏幕上将出现一条直线。纵轴的值将对应于恒压参数。电流强度可以根据欧姆定律（电压除以电阻）计算。

由于电压也是可变的，因此交流电是正弦曲线。因此，它的价值只能在一定时期内进行衡量。该参数也使用欧姆定律计算。

电压测量

要测量信号的电压，您需要线性二维图的垂直坐标轴。因此，所有注意力都集中在波形的高度上。因此，在开始观察之前，您应该更方便地调整屏幕进行测量。

然后我们将设备转移到直流模式。我们将探针连接到电路并观察结果。设备的显示屏上将出现一条直线，其值将对应于电信号的电压。

频率测量

在了解如何测量电信号的频率之前，您应该知道什么是周期，因为这两个概念是相互关联的。一个周期是幅度开始重复的最小时间周期。

使用水平时间轴更容易在示波器上查看周期。只需要注意折线图在多长时间后开始重复其模式。最好将周期的开始视为与水平轴的接触点，将同一坐标重复的结束视为。

为了更方便地测量信号的周期，降低了扫描速度。在这种情况下，测量误差不会那么高。

频率是与分析周期成反比的值。也就是说，要测量该值，您需要将一秒的时间除以在此期间发生的周期数。产生的频率以赫兹为单位，俄罗斯的标准是 50 Hz。

相移测量

考虑相移 - 两个振荡过程在时间上的相对位置。该参数以信号周期的分数进行测量，因此，无论周期和频率的性质如何，相同的相移都有一个共同的值。

测量前首先要做的是找出哪个信号落后于另一个，然后确定参数的符号值。如果电流超前，则角度偏移参数为负。在电压超前的情况下，该值的符号为正。

要计算相移程度，您应该：

1. 将周期开始之间的网格单元数乘以 360 度。
2. 将结果除以一个信号周期占用的分割数。
3. 选择一个负号或正号。

在模拟示波器中测量相移很不方便，因为屏幕上显示的图形具有相同的颜色和比例。对于此类观察，使用数字设备或双通道设备将不同的幅度放置在单独的通道上。

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