X 軸幾乎專門用作時基的載體。垂直通道通常有多個,時基則通常有兩個:主時基和延遲時基。這些時基可以通過兩個獨立的采樣率,或通過單個但較長時間的采集存儲上的定位“縮放”窗口在 DSO 中實現。
水平偏轉準確度
在確定水平偏轉的準確度時(通常使用模擬示波器),必須先設置顯示的幾何形狀。在初始幾何設置中已假定包含此設置。
完成此操作后,可以嘗試進行以下調整或檢查:
- X 軸帶寬
- 水平時基
- 時基延遲準確度
- 時間放大率
- 延時抖動
- 觸發器功能
- X-Y 相位關系
X 軸帶寬
對于模擬示波器,將使用“穩幅正弦波”來檢查水平放大器的帶寬,例如垂直通道檢查(在時基關閉的情況下)。這首先包括測量水平跡線的顯示長度,作為參考頻率(通常為 50 kHz)下的正弦波 X 輸入。
然后,在相同的幅值下,將該頻率更改為水平放大器的指定 3 dB 點,然后再次測量顯示的跡線長度。如果觀測到的 3dB 點跡線長度等于或大于參考頻率下長度的 70%,則帶寬是正確的。
DSO 通常采用垂直通道放大器作為水平放大器,因此在測量了垂直偏轉帶寬后,通常不需要測量水平偏轉帶寬。
水平時基準確度
測試設置
在此測試中,將時基切換到要檢查的掃描速度(或時間/格),并且時間標記生成器的輸出通過需要的垂直通道輸入。在使用示波器校準儀時,這些輸入是方波,并在特定頻率下切換到正弦波。
定時校準準確度
25 ppm 的定時準確度足以用來校準大多數模擬示波器和許多 DSO,但某些更高性能的 DSO 需要好于 0.3 ppm 的定時準確度。
為什么使用方波?
過去,時間標記采取“梳狀”波形的形式,由一個方向上的一系列差異化邊沿組成,其返回沿受抑制。這會因采樣而給 DSO 帶來困難,導致梳峰可能落在采樣之間,造成幅值改變且難以判斷精確的邊沿位置。使用方波或正弦波形式的時間標記可顯著減少由于這種 1 點抖動而導致的不準確。
測量值
如果水平定時正確,標記定時設置為每格分配一個周期。
通過觀察,調整標記生成器的偏差控制,以對齊屏幕上對應垂直刻度線后面的標記,并記錄施加的偏差。施加的偏差不應超過示波器的定時規格。
對示波器制造商指定用于校準的所有掃描和時基時間/格設置重復該操作。
時基延遲準確度
對于該測試,假設延遲的時基表示為主要時基的增強,并可以切換為單獨顯示。對于所有示波器,最好關閉再觸發模式。
時間標記生成器的輸出通過需要的垂直通道輸入,并將示波器調整為每格顯示一個周期。如圖所示,示波器模式開關被設置為在選定標記邊沿上增強主時基的延時部分(這可能需要對示波器的延時控制進行一些調整)。
- 示波器延時模式開關被設置為單獨顯示延時掃描,并且延時控制被調整至將時間標記邊沿與選定垂直基準線,即中心刻度線對齊。記錄示波器的延時設置。
- 示波器模式開關設置為在不同的選定標記邊沿上增強主時基的延時部分。
- 示波器延時模式開關同樣被設置為單獨顯示延時掃描,并且延時控制被調整至將時間標記邊沿與同一垂直基準線對齊。再次記錄示波器的延時設置。
最后,比較示波器的這兩次延時設置。應該在示波器指定的限制范圍內,檢查二者之間的差異是否與兩個選定標記之間的時間相同。
水平 10 倍放大準確度
時間標記生成器的輸出通過需要的垂直通道輸入,并將示波器切換為每格顯示 10 個周期。時間標記生成器頻率/周期調整至每格提供恰好 10 個周期。
跡線右側(觸發后的時間最長)的誤差可能最大,因此將示波器的水平位置控制進行調整,將標記邊沿置于屏幕中心的“A”處。
- 將示波器設置為 10 倍放大顯示掃描,并調整水平位置控制,以將標記邊沿“A”精確對準中心刻度線。
- 調整標記生成器頻率/周期偏差控制,使標記邊沿與刻度線精確對齊。
- 記錄標記生成器頻率/周期偏差設置。此設置應在示波器的指定限值內。
同樣,對于 DSO,可用的“縮放”或 X 放大倍率范圍按照制造商的指定進行校準。
延時抖動
示波器上的延時抖動通常在 20,000:1 的時間放大率下測量。這意味著延遲時基的運行速度必須比主時基快 20,000 倍(對于以 20 ms/格的速度運行的主時基,延遲時基必須以 1μs/格的速度運行)。
對于該測試,主時基的增強被調整到中心刻度線的邊沿(在主時基的速度與延遲時基的速度之間存在這種差異的情況下,主時基只有極小部分被增強,可能難以調節)。
時間標記生成器的 20 ms 周期輸出輸入到需要的垂直通道,并將示波器調整為每格顯示一個周期(20 ms/格)。
如圖所示,使用示波器延時控制將延遲時基設置為以 1 μs/格的速度運行,并且示波器模式開關設置為在中心標記邊沿上方增強主時基的延遲部分。
示波器延時模式開關被設置為單獨顯示延時掃描,并且延時控制被調整至將時間標記邊沿與選定垂直基準線(如中心刻度線)對齊。
沿水平軸測量的波形顯示部分的垂直邊沿(顯示抖動)寬度不應超過示波器指定的抖動限值(例如,對于 20,000:1 規格,示波器對寬度的貢獻應小于 1 格)。
后續校準
以下這些文章繼續講述了示波器校準過程的后續步驟: