模拟示波器如何读数据？
模拟示波器是通过显像管（CRT）显示信号波形的，不具备直接将数据数字化并存储的能力。因此，读数过程主要依赖于目视观察和手动记录。以下是使用模拟示波器读取数据的一些步骤：
1. 设置输入探头和连接
- 选择适当的探头：选择合适的探头类型（如电压探头或电流探头），并确保其频率响应和电压范围适合待测信号。
- 连接探头：将探头连接到被测电路的相应点，确保探头接地夹子连接到公共地或参考点。
2. 调整耦合模式
- 选择耦合模式：根据需要选择 AC 耦合、DC 耦合或 GND（用于零位调整）。
- AC 耦合：滤除直流分量，仅显示交流信号。
- DC 耦合：显示包括直流和交流成分的完整信号。
- GND：将输入端与地短接，用于调整基线位置。
3. 调整时间基准（Time/Div）
- 调节时间基准旋钮：根据信号频率设置合适的时间基准。例如，对于周期较长的信号，选择较大的 Time/Div；对于频率较高的信号，选择较小的 Time/Div。
4. 调整垂直灵敏度（Volts/Div）
- 调节 Volts/Div 旋钮：根据信号幅度调整垂直灵敏度，使信号在屏幕上清晰可见且不过载。通常希望信号占用屏幕的大部分区域，以便精确读数。
5. 调整触发设置
- 选择触发源：通常选择 CH1 或外部触发。
- 选择触发模式：一般选择边沿触发（Edge Trigger），可以是上升沿或下降沿。
- 设置触发电平：调整触发电平，使信号稳定地显示在屏幕上。
6. 读取波形数据
测量电压（幅度）
- 峰值电压：数出信号峰值到峰值之间的格数，并乘以垂直灵敏度（Volts/Div）。 [ V_{\text{peak-to-peak}} = \text{格数} \times \text{Volts/Div} ]
- 有效值电压：对于正弦波，可以用峰值电压除以 ( \sqrt{2} ) 得到有效值电压（RMS）。 [ V_{\text{RMS}} = \frac{V_{\text{peak}}}{\sqrt{2}} ]
测量时间（周期、频率）
- 周期：数出一个完整周期的水平格数，并乘以时间基准（Time/Div）。 [ T = \text{格数} \times \text{Time/Div} ]
- 频率：频率是周期的倒数。 [ f = \frac{1}{T} ]
测量相位差
- 相位差时间：数出两个信号相同特征点之间的水平格数，并乘以时间基准（Time/Div）。 [ \Delta t = \text{格数} \times \text{Time/Div} ]
- 相位差角度：计算相位差角度。 [ \theta = \frac{\Delta t}{T} \times 360^\circ ] 其中，T 是信号的周期。
7. 使用测量工具
一些高级模拟示波器带有内置的测量工具，如光标。这些工具可以帮助更精确地读取数据：
- 光标测量：将光标放置在感兴趣的波形位置，如峰值或交叉点，读取对应的电压或时间值。
- 刻度标签：一些示波器屏幕上会标注刻度标签，方便快速换算。
实际操作示例
在现在的数字示波器上，我们不使用自动测量功能的情况下，用模拟示波器读数据的方法来测量一个50Hz交流信号的峰值电压和频率：
- 连接信号：将待测信号输入示波器通道1。
- 调整耦合模式：选择 DC 耦合。
- 设置时间基准：设置为5ms/Div。
- 调整垂直灵敏度：设置为1V/Div。
- 调整触发：选择 CH1 上升沿触发，设置适当的触发电平。
图为普源精电DHO4804数字示波器
- 读取波形：
- 峰值电压：这里显示的波形从最低点到最高点跨越了5个格子，则： [ Vpp = 5*1V/Div = 5V ]
- 周期：一个周期跨越了4个格子，则： [ T = 4*5ms/Div = 20ms ]
- 频率： [ f = 1/20ms = 50Hz ]
通过这些步骤，你能准确读取和记录模拟示波器上的信号数据。这种方法虽然比数字示波器自动测量繁琐，但在理解基础电子测量原理方面非常有用。