如何用好用活示波器

本文作者是一位长期在一线使用示波器的有经验的电源工程师。以此身份，他提出在使用示波器的过程中要注意一些细节，包括：在使用前对示波器进行自校准，对探头进行补偿；测量电源纹波时要限制带宽，去掉探头"帽子"和地线夹；测量电源的原、副边时不能同时使用无源探头。文中关于电源纹波测量还谈到在探头前端并联电容，但缺少对这种做法的合理性的解释。值得注意的是，关于纹波测量，文中并没有强调更小地减少量程，但示波器量程要尽可能地小，这应是测量电源纹波的首要原则。

本人从事电源行业有5-6年了，示波器就相当于我的左右手。没有它就感觉什么都做不了。有它的存在，能让我能很顺利完成很多项目设计和问题分析。对于我来说，走到今天，它的功劳是不可替代的。对于电源工程师来说，一旦有产品有问题就需要抓波形，抓时序，测试准确数值，以帮助工程师分析，处理。以事实说话，看波形说话。如何使测试的数据准确和可靠是非常重要。准确的数字能够帮助我们，而失真的波形和数值只能误导我们，让我们背道而驰，让我们失去方向，多做很多无用功。

细细想想，自己虽然在示波器方面不是研究的那么精通，但是也看过不少关于示波器的文章，实践中碰到不少问题，解决了不少问题，一路过来还是有点经验可以和大家分享的，希望对大家能有所帮助。如果写的不好，请大家见谅。

我常常看到很多小公司用的示波器过于低端，带宽低，采样率底，认为能抓到波形就行，认为没有必要买那么好的示波器，并且认为示波器操作简单，没有那么多规范。看到他们对示波器的操作，不做测试之前的准备，拿起来就用，其实那样做是不正确的，可能往往就是这个操作不正确导致测试结果失真，影响分析。即使一些很资深的工程师可能也不会注意到一些细节。不少工程师对示波器的认识度欠缺，如何更好的使用示波器还是有待提高的。下面就以我见到的很多工程师常犯的问题予以纠正，分享一下我掌握的一些知识。

1.很多工程师直接拿起探头就测试，根本不去检查探头是否需要补偿，示波器是否需要校验。只有在一些大公司或经过培训的工程师才会在使用前做准备工作

示波器使用前需要自校准和需要探头补偿调节，执行这种调节是使探头匹配输入通道。

首次操作仪器时以及同时显示多个输入通道的数据时，可能需要在垂直和水平方向上校准数据，以使时基、幅度和位置同步。例如，发生明显温度变化（> 5°）时就需要进行校准。

1.从通道输入连接器上断开任何探头或电缆。确保仪器运行并预热一段时间。R File（文件）菜单中，选择Selfalignment（自校准）。

2.在Control（控制）选项卡上，点击Start Alignment（开始校准）。

3.R alignment state（整体校准状态）字段中。每个输入通道各个校准步骤的结果会显示在Results（结果）选项卡中。

探头补偿调节的操作步骤如下： 1.将示波器探头连接到通道，按前面板上的PRESET（预设）按键（左侧面板设置区域中）。将探头信号端和参考地连接到示波器面板上的参考输出，然后按Autoset（自动设置）。如果使用探头钩式前端附件，请将信号针前端牢固连接在探头上，确保正确连接。如组图一所示：


组图一 探头补偿调节

2.检查所显示波形的形状。可能会出现的情况如图二。


图二  补偿过度，不足和正确补偿

过度和不足都需要调节探头。以能更好的测试准确值。

3.如果波形不正确，请调整探头。如下图三所示，直至波形为上面的补偿正确波形。


图三 补偿探头方法

以上两点看似简单，但往往是工程师忽略的。为了使测量更精确，请一定要注意检验。这两个校准功能在任何示波器都应该有。

2测试电压纹波

很多电源工程师在纹波的测量的时候，也不会关注那么多，想当然的测试。示波器的使用方法不同导致测试的结果差异很大。如下组图四和组图五，对于同一个产品同一个测试点，由于测试方法的差异，导致测试结果的差异很大。纹波对于电源来说是个重要参数，但是由于自己的操作问题而导致做测试不通过，又浪费大量的人力和成本去整改是很不值得的。

有时候您的客户由于对仪器的使用和注意不够，导致测试的数据错误。但是自己这边产品又是没有问题的，弄的怎么说也说不通，以至于客户还以为是在欺骗他们，所以测试方法很重要。注意这些细节，可以节省很多时间，让自己的能力更上一层。

示波器测试的值本身就存在误差的（这里我就暂时不讲解了）。现在很多公司要求测试波形图的值作为判定依据。其实示波器只是测试电压随着时间变化的过程，主要是调试中捕获波形。具体测量直流电压有效值额度准确度还不如数字万用表的值。示波器的直流精度的指标标定也是以万用表做参考的。但是越来越多公司和工程师以示波器的值当作真实值，那么我们就只能尽力作到是测试误差最少。

下面是测试纹波的图解和分析：