学会使用示波器

YADN

  

有些人习惯于在出现故障后，拿起万用表。我要告诉大家的是，立即拿起的，应该是示波器探头。对于中低频电路，非高阻电路，示波器是一个几乎完美的工具：它一般情况下不会影响电路的工作状态，你看到的，就是真正的电压波形。但是，在高频或者高阻电路中，将示波器探头搭在电路的某个点上，可能会引起电路工作状态的改变，这需要注意。好在，我们的工作领域，还极少出现这种情况。

示波器与万用表最大的区别在于，示波器能够看到变化信号，而万用表不能。我在工作中，使用万用表排查故障，多数用它的电阻档，这点，示波器无能为力。

使用示波器有几点需要注意的，我想哪说哪。

一、不要被AC输入迷惑了自己。

示波器的输入耦合方式，有接地、AC、DC三种。这是说示波器的入端以什么形式把信号耦合到放大器中，AC是指探头取到的信号，被一个隔直电容去掉了直流分量，仅保存交变量进入示波器的放大器中。DC是指探头信号直接进入放大器中。关于接地，在前面的示波器黑屏介绍中说过，主要用于零位定标和巡迹（迅速找到光点）。

有些同学习惯于用AC输入耦合，这是一个极为不好的习惯。总有同学告诉我，示波器显示是一个正弦波，怎么输出总是不正确呢？他没有发现，这个正弦波是叠加在一个很大的直流偏移量上。

使用DC耦合，就可以避免这种失察。它可以观察到完整的被测信号形态。

关于AC/DC的使用，正确的方法是，长期使用DC，到需要细致观察纯粹的交变量时（比如电源电压上的纹波），短瞬间使用AC，然后立即把档位回归到DC。

我甚至想建议示波器生产厂家，将AC档设置成按钮式，一旦松手，就是DC档。但是，没有人听我的建议，我也没有说。

二、用模拟示波器

学会模拟示波器的双踪触发原理，并合理地使用它，结合后面介绍的波形亮度等等，你就会发现，在排查故障过程中，模拟示波器比数字示波器更为优越。

三、注意波形的亮度

如果双踪显示，A路信号很亮，B路暗淡。不要相信那路暗淡的，这说明在一个相对较长的时间内，示波器只有很少一段时间扫描出了B路的显示波形，其余时间，B路的波形在屏幕之外。一个稳定的波形，在模拟示波器上将显示出极为美丽的高亮稳定波形，如果波形灰灰暗暗，就说明信号一定有“走神”的。此时，使用增益选择、或者示波器探头衰减，多数情况下能够把走神波形抓回来。那时候，你像站高的观察者，一下就发现，原来是这样。（得回家了，下回再说）



四、对“半电平”保持极高的敏感度


所谓的半电平，是指在探测数字电平的时候出现的介于高电平和低电平之间的状态。其实，有些人对用示波器探测数字电路的动态输出，持有不放心的态度，他们认为，数字电路中出现周期性的信号并能够被示波器稳定显示的可能性较小，因此他们更倾向于使用逻辑分析仪。但是，在故障出现后，我们最喜欢的就是让故障周期性地发作。而且，我们有的是办法让数字电路输出周期性的信号，比如让ADC持续不断地转换，单片机连续读数，等等等等。因此，分析数字电路故障时，示波器也是一个好工具。

在变化的数字信号没有被示波器稳定显示时，示波器上会出现一个很粗的亮带，上边缘是高电平位置，下边缘是低电平位置，有时你会看出，上下两个边缘比中间亮。这说明出现高电平和低电平的时间比出现过渡状态的时间长。但是有时你会看到三根这样的亮线，一根是高电平，一个是低电平，还有一根呢，介于他们之间，辉辉的发亮。此时，你稍稍调节一下触发电平，有可能让波形稳定下来，就会看到清晰的“半电平”——电压波形中，出现了一段诡异的波形，它既不是高，也不是低，差不多2V左右吧，而且还能保持一段时间。

此时，你应该立即警觉。这个位置，或者这个管脚，几乎一定是出现了问题，或者在设计中出现了撞车，或者出现了短路，再或者，是不是器件坏了？

赶紧关闭电源，用万用表结合备用电路板，好好查这个管脚吧。

五、对看过的信号形态保持记忆

我曾经问过几个学生，身边的×××同学带眼镜吗？有些人回答正确，有些人回答错误。过目就忘，是很多人的天性。但是在排查故障中，养成对看过的信号保持一定记忆的习惯，太有好处了。

比如半电平，你看了A点，出现半电平，看着看着，B点也出现了这样的波形，你是否会想到，此波形似曾相识？赶紧对比一下，这两点波形是否一致。说不定，马上就会发现，这两点居然短路了。

六、好好体会示波器工作原理，特别是触发原理

如果觉得示波器能够显示波形就够了，你就永远也用不好它。这次我们用示波器做了一个图示仪，可能有助于大家加深对示波器的理解，但还远远不够。在使用过程中，时刻琢磨示波器的现象，慢慢的，对示波器就能够熟练掌握了。

七、对0线的认识

在DC状态下，如果示波器显示被测波形为一条0线，你能得出什么结论？被测点接地了吗？被测点输出0V电压吗？其实，这些都有可能，却远不止这些可能。你用示波器测量一下木质桌子的表面，就会发现，也是0线。一个运放的正输入端开路，你去测量一下，也是。

因此，如果测量结果是一个非0的电压，相信它吧。如果测量结果是0线，千万不要相信它就是稳定的0V，它不一定是接地的，也不一定是输出三极管对地饱和，也不一定是分压得到的0V，有太多的情况可以使得测量结果是一条0线。

八、使用示波器的几个好习惯（仅限于中低频场合，高频我不熟悉）

1）让示波器一直打开，随时可以使用。

懒得按下示波器，懒得拿起探头，等示波器预热，就这么一点点的障碍，就可能导致你错过了快速查找故障的机会。因此，早早准备好示波器待用。

2）把示波器的地线和电源地线事先接好。

3）根据电路形式不同，选择合适的探头连接形式。

如果是面包板，最好用一根20cm的导线连在示波器探头上，前端留出1cm左右金属裸露，想探测哪里，就插到哪里。如果是PCB板，则最好使用尖针。如果PCB板上设计并安装了探测针，则可以使用示波器自带的钩子。对没有探测针的电路，使用钩子是最不可取的。

4）每次测量前，右手拿着探头或者导线，随手用指头触一下示波器探头的金属部分，观察示波管上有没有噪声，是个好习惯。

探头拿错了，探头坏了，地线没有连接好，示波器没有调好，等等，很多示波器故障都可以在这一触之间被发现。

5）如果要精确测量，就一定要检查、校准示波器。

把示波器的X轴和Y轴的增益旋钮，设置到CAL状态（通常会有一声“嘎大”），使用示波器的自校准信号就可以了。

6）经常，或者每次都进行0线校准。

有些示波器随着工作时间的延长温度的变化，0线会漂移，有些示波器在不同的增益下，0线不一致，这都需要重新调整。



总之，示波器与医生的听诊器实在是太像了。万千变化，都难以取掉医生脖子上的听诊器；科技进步，也难以把模拟示波器从工程师案头拿走。庸医或者一般人，拿着听诊器也是摆设，但是高超的医生，就可以用最原始的听诊器，发现很多问题。示波器也是一样，好好用它，你就会发现，这家伙真是太神奇了。

糊涂的爰

学习了谢谢分享

我心飞翔.

测故障点很快、好是好，就是贵了一点、去年买的一台、就是用了几回、

渔歌

学习学习

zmxaaa

不常用也学习一下。

jimsboy

在电压测试时基本可以代替万用表.
晶振起不起振,用万用表量电压是不是约一半的样子.但有时会误判,示波器就没这个问题
我一般遇到问题还是喜欢用示波器.
另外要注意,夹子是真正的大地,如果对地有电压的,千万不能往夹子上夹,轻则电路工作异常,重则直接放炮

YADN

jimsboy 发表于 2012-4-29 21:13

                               
登录/注册后可看大图

在电压测试时基本可以代替万用表.
晶振起不起振,用万用表量电压是不是约一半的样子.但有时会误判,示波器就 ...

对，说的太好了，謝謝你补充

newpowersky

jimsboy 发表于 2012-4-29 21:13 在电压测试时基本可以代替万用表. 晶振起不起振,用万用表量电压是不是约一半的样子.但有时会误判,示波器就 ...

不太明白最后注意的地方可以详解一下吗?

YADN

newpowersky 发表于 2012-5-1 05:29

                               
登录/注册后可看大图

不太明白最后注意的地方可以详解一下吗?

示波器接地点与大地不能有电压，不然要打火的，热地要注意

newpowersky

YADN 发表于 2012-5-1 09:44

                               
登录/注册后可看大图

示波器接地点与大地不能有电压，不然要打火的，热地要注意

比如说的话是不是，电视机的话冷地就接在包显像管的金属条上。热地就要接300V滤波电容的负了？？？？