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大学物理综合设计实验
1.7.7.1 1.数字荧光示波器简介
1.数字荧光示波器简介

TDS3000B系列示波器将数字荧光波形采集技术、自动异常检测功能、网上遥控功能和7个应用模块集于一体,而轻巧的外形和可用电池供电的能力使其设计趋于完美。DPO技术将复杂信号的检测提高到新水平。数字荧光示波器能够实时显示、存储和分析信号的三维信息,即振幅、时间和随时间变化的振幅分布情况。其快速波形捕获和更新率可使DPO更快地捕获并显示不常见的波形或波形变化情况。其亮度层次彩色显示功能可提供信号幅度和宽度方面的频率信息。这将有助于用户寻找并鉴定那些在传统的数字存储示波器上看不到的波形异常变化。

特点与优点:

500MHz、300MHz、100MHz三种带宽。

两条通道。

每条通道取样速率高达1.25GS/s。

垂直灵敏度:(1mV~10V)/div。

时基范围:(4ns~10s)/div。

全VGA彩色LCD显示。

25种自动测量功能。

9位垂直分辨率。

多语言用户界面。

使操作更简易“快捷菜单”图形用户界面。

内置以太网端口。

e*ScopeTM网上遥控功能。

WaveAlert TM自动波形异常检测能力。

图F7-1是TDS3000B系列的TDS3012B数字荧光示波器实物图。下面结合图F7-2示波器操作面板,仅对液晶时间响应曲线的测量及上升时间和下降时间的测量做一介绍:

将液晶实验仪设置为静态闪烁状态。将液晶实验仪上的“液晶驱动输出”和“光功率输出”与数字示波器的通道1(CH1,黄色)和通道2(CH2,蓝色)用信号线连接。

图F7-1 TDS3012B数字荧光示波器

图F7-2 示波器操作面板

操作步骤如下:

按“自动设置”。

调节“水平-标度”旋钮,看到两列完整的周期信号。

适当增大“波形强度”,使波形的竖线也与横线一样明亮清晰。

分别选择“CH1”和“CH2”,调整“垂直-标度”和“垂直-位置”,使两列波形上下分开并完整显示在屏幕,CH1(黄色)在上,CH2(蓝色)在下。

按“运行/停止”键,可静止波形。(图F7-3)

图F7-3 驱动电压信号(上)和液晶时间响应曲线(下)

按“CH2”键,开始对液晶的时间响应曲线进行测量,用“水平-标度”将其放大,只显示一个周期的上升沿,见图F7-4。

对上升时间和下降时间可采用两种方法,方法一是采用手动测量方式,下面举例对上升时间进行测量。

选择“光标”键,在屏幕右侧竖排钮中再选择“垂直条”,将出现两条竖线(一虚一实),可通过“SELECT”键换选,再用“SELECT”键右侧旋钮进行左右移动。将任意一条视为参考线,调到CH1波形下沿对齐并固定不动,换选另一条竖线作为移动测量线。在“垂直条单元”中选择“秒(s)”,则在屏幕上出现两个Δ值。前一个是相对于参考线的时间值,后一个是相对于参考线的电压值。例如,图F7-4测量结果,CH2最大电压值为1.39V,通过百分比折算,电压值可以代表透过率的大小。

图F7-4 液晶单个时间响应周期上升沿(下)

移动测量线到最大电压的10%,即为140mV,此时的时间值为16.8ms(图F7-5)。在继续移动测量线到最大电压的90%,即为1.26V,此时的时间为69.6ms(图F7-6)。因此上升时间τr=69.6-16.8=52.8ms。

图F7-5 10%最大电压对应时间值(右上加注)

图F7-6 90%最大电压对应时间值(右上加注)

下降时间测量可采用同样的方法,只需用“水平-位置”将下降沿移动到屏幕中央,见图F7-7。

图F7-7 液晶单个时间响应周期下降沿(下)

测量上升和下降时间的另一方法是自动测量,按“测量”键,再选择“CH2”,在屏幕右侧的竖排功能键对应选取“上升时间”和“下降时间”,则在屏幕上显示具体测量值(图F7-8,τr=52.46ms;τd=50.48ms)。

图F7-8 自动测量上升和下降时间(右上标注)