X 軸幾乎專(zhuān)門(mén)用作時(shí)基的載體。垂直通道通常有多個(gè),時(shí)基則通常有兩個(gè):主時(shí)基和延遲時(shí)基。這些時(shí)基可以通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的采樣率,或通過(guò)單個(gè)但較長(zhǎng)時(shí)間的采集存儲(chǔ)上的定位“縮放”窗口在 DSO 中實(shí)現(xiàn)。

水平偏轉(zhuǎn)準(zhǔn)確度
在確定水平偏轉(zhuǎn)的準(zhǔn)確度時(shí)(通常使用模擬示波器),必須先設(shè)置顯示的幾何形狀。在初始幾何設(shè)置中已假定包含此設(shè)置。
完成此操作后,可以嘗試進(jìn)行以下調(diào)整或檢查:
- X 軸帶寬
- 水平時(shí)基
- 時(shí)基延遲準(zhǔn)確度
- 時(shí)間放大率
- 延時(shí)抖動(dòng)
- 觸發(fā)器功能
- X-Y 相位關(guān)系
X 軸帶寬
對(duì)于模擬示波器,將使用“穩(wěn)幅正弦波”來(lái)檢查水平放大器的帶寬,例如垂直通道檢查(在時(shí)基關(guān)閉的情況下)。這首先包括測(cè)量水平跡線(xiàn)的顯示長(zhǎng)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(diǎn),然后再次測(cè)量顯示的跡線(xiàn)長(zhǎng)度。如果觀測(cè)到的 3dB 點(diǎn)跡線(xiàn)長(zhǎng)度等于或大于參考頻率下長(zhǎng)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(cè)量了垂直偏轉(zhuǎn)帶寬后,通常不需要測(cè)量水平偏轉(zhuǎn)帶寬。
水平時(shí)基準(zhǔn)確度
測(cè)試設(shè)置
在此測(cè)試中,將時(shí)基切換到要檢查的掃描速度(或時(shí)間/格),并且時(shí)間標(biāo)記生成器的輸出通過(guò)需要的垂直通道輸入。在使用示波器校準(zhǔn)儀時(shí),這些輸入是方波,并在特定頻率下切換到正弦波。
定時(shí)校準(zhǔn)準(zhǔn)確度
25 ppm 的定時(shí)準(zhǔn)確度足以用來(lái)校準(zhǔn)大多數(shù)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(shí)準(zhǔn)確度。
為什么使用方波?
過(guò)去,時(shí)間標(biāo)記采取“梳狀”波形的形式,由一個(gè)方向上的一系列差異化邊沿組成,其返回沿受抑制。這會(huì)因采樣而給 DSO 帶來(lái)困難,導(dǎo)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(shí)間標(biāo)記可顯著減少由于這種 1 點(diǎn)抖動(dòng)而導(dǎo)致的不準(zhǔn)確。
測(cè)量值
如果水平定時(shí)正確,標(biāo)記定時(shí)設(shè)置為每格分配一個(gè)周期。
通過(guò)觀察,調(diào)整標(biāo)記生成器的偏差控制,以對(duì)齊屏幕上對(duì)應(yīng)垂直刻度線(xiàn)后面的標(biāo)記,并記錄施加的偏差。施加的偏差不應(yīng)超過(guò)示波器的定時(shí)規(guī)格。
對(duì)示波器制造商指定用于校準(zhǔn)的所有掃描和時(shí)基時(shí)間/格設(shè)置重復(fù)該操作。
時(shí)基延遲準(zhǔn)確度
對(duì)于該測(cè)試,假設(shè)延遲的時(shí)基表示為主要時(shí)基的增強(qiáng),并可以切換為單獨(dú)顯示。對(duì)于所有示波器,最好關(guān)閉再觸發(fā)模式。
時(shí)間標(biāo)記生成器的輸出通過(guò)需要的垂直通道輸入,并將示波器調(diào)整為每格顯示一個(gè)周期。如圖所示,示波器模式開(kāi)關(guān)被設(shè)置為在選定標(biāo)記邊沿上增強(qiáng)主時(shí)基的延時(shí)部分(這可能需要對(duì)示波器的延時(shí)控制進(jìn)行一些調(diào)整)。
- 示波器延時(shí)模式開(kāi)關(guān)被設(shè)置為單獨(dú)顯示延時(shí)掃描,并且延時(shí)控制被調(diào)整至將時(shí)間標(biāo)記邊沿與選定垂直基準(zhǔn)線(xiàn),即中心刻度線(xiàn)對(duì)齊。記錄示波器的延時(shí)設(shè)置。
- 示波器模式開(kāi)關(guān)設(shè)置為在不同的選定標(biāo)記邊沿上增強(qiáng)主時(shí)基的延時(shí)部分。
- 示波器延時(shí)模式開(kāi)關(guān)同樣被設(shè)置為單獨(dú)顯示延時(shí)掃描,并且延時(shí)控制被調(diào)整至將時(shí)間標(biāo)記邊沿與同一垂直基準(zhǔn)線(xiàn)對(duì)齊。再次記錄示波器的延時(shí)設(shè)置。
最后,比較示波器的這兩次延時(shí)設(shè)置。應(yīng)該在示波器指定的限制范圍內(nèi),檢查二者之間的差異是否與兩個(gè)選定標(biāo)記之間的時(shí)間相同。
水平 10 倍放大準(zhǔn)確度
時(shí)間標(biāo)記生成器的輸出通過(guò)需要的垂直通道輸入,并將示波器切換為每格顯示 10 個(gè)周期。時(shí)間標(biāo)記生成器頻率/周期調(diào)整至每格提供恰好 10 個(gè)周期。
跡線(xiàn)右側(cè)(觸發(fā)后的時(shí)間最長(zhǎng))的誤差可能最大,因此將示波器的水平位置控制進(jìn)行調(diào)整,將標(biāo)記邊沿置于屏幕中心的“A”處。
- 將示波器設(shè)置為 10 倍放大顯示掃描,并調(diào)整水平位置控制,以將標(biāo)記邊沿“A”精確對(duì)準(zhǔn)中心刻度線(xiàn)。
- 調(diào)整標(biāo)記生成器頻率/周期偏差控制,使標(biāo)記邊沿與刻度線(xiàn)精確對(duì)齊。
- 記錄標(biāo)記生成器頻率/周期偏差設(shè)置。此設(shè)置應(yīng)在示波器的指定限值內(nèi)。
同樣,對(duì)于 DSO,可用的“縮放”或 X 放大倍率范圍按照制造商的指定進(jìn)行校準(zhǔn)。
延時(shí)抖動(dòng)
示波器上的延時(shí)抖動(dòng)通常在 20,000:1 的時(shí)間放大率下測(cè)量。這意味著延遲時(shí)基的運(yùn)行速度必須比主時(shí)基快 20,000 倍(對(duì)于以 20 ms/格的速度運(yùn)行的主時(shí)基,延遲時(shí)基必須以 1μs/格的速度運(yùn)行)。
對(duì)于該測(cè)試,主時(shí)基的增強(qiáng)被調(diào)整到中心刻度線(xiàn)的邊沿(在主時(shí)基的速度與延遲時(shí)基的速度之間存在這種差異的情況下,主時(shí)基只有極小部分被增強(qiáng),可能難以調(diào)節(jié))。
時(shí)間標(biāo)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(diào)整為每格顯示一個(gè)周期(20 ms/格)。
如圖所示,使用示波器延時(shí)控制將延遲時(shí)基設(shè)置為以 1 μs/格的速度運(yùn)行,并且示波器模式開(kāi)關(guān)設(shè)置為在中心標(biāo)記邊沿上方增強(qiáng)主時(shí)基的延遲部分。
示波器延時(shí)模式開(kāi)關(guān)被設(shè)置為單獨(dú)顯示延時(shí)掃描,并且延時(shí)控制被調(diào)整至將時(shí)間標(biāo)記邊沿與選定垂直基準(zhǔn)線(xiàn)(如中心刻度線(xiàn))對(duì)齊。
沿水平軸測(cè)量的波形顯示部分的垂直邊沿(顯示抖動(dòng))寬度不應(yīng)超過(guò)示波器指定的抖動(dòng)限值(例如,對(duì)于 20,000:1 規(guī)格,示波器對(duì)寬度的貢獻(xiàn)應(yīng)小于 1 格)。
后續(xù)校準(zhǔn)
以下這些文章繼續(xù)講述了示波器校準(zhǔn)過(guò)程的后續(xù)步驟: