示波器的選用

根據要顯示的信號數量，選擇單蹤、雙蹤或多蹤示波器；

根據被測信號的頻率特點，選擇慢掃描、通用、高速或取樣示波器；

根據被測信號的重現方式，選擇模擬或數字存儲示波器；

根據被測信號的測試重點選擇

示波器的正確使用

使用前必須檢查電網電壓是否與示波器要求的電源電壓一致。

通電后需預熱幾分鐘再調整各旋鈕。各旋鈕應先大致旋在中間位置，以便找到被測信號波形。

注意示波器的亮度不宜開得過高，且亮點不宜長期停留在固定位置，特別是暫時不觀測波形時，更應該將輝度調暗，否則將縮短示波管的使用壽命。

輸入信號電壓的幅度應控制在示波器的最大允許輸入電壓范圍內。

注意屏幕有效面積，將波形的關鍵部分移至屏幕中心區域進行觀測。

使用專用探頭，使用前須校正。

注意掃描方式、觸發信號觸發電平、觸發極性及觸發信號選擇等旋鈕和按鍵的配合調節。

示波器的基本測量方法

直流電壓測量

測量原理

電壓測量

示波器測量直流電壓的原理是利用被測電壓在屏幕上呈現一條直線，該直線偏離時間基線（零電平線）的高度與被測電壓的大小成正比的關系進行的。被測直流電壓值VDC為
VDC=h·Dy·ky (5-6-1)
式中，h為被測直流信號線的電壓偏離零電平線的高度；Dy為示波器的垂直靈敏度；ky為探頭衰減系數。

測量方法

首先應將示波器的垂直偏轉靈敏度微調旋鈕置于校準位置（CAL）。

將待測信號送至示波器的垂直輸入端。

確定零電平線。將示波器的輸入耦合開關置于“GND”位置，調節垂直位移旋鈕，將熒光屏上的掃描基線（零電平線）移到熒光屏的中央位置。

確定直流電壓的極性。調整垂直靈敏度開關到適當位置，將示波器的輸入耦合開關撥向“DC”檔，觀察此時水平亮線的偏轉方向，若位于前面確定的零電平線之上，則被測直流電壓為正極性；若向下偏轉，則為負極性。

讀出被測直流電壓偏離零電平線的距離h。

根據式(5-6-1)計算被測直流電壓值。

交流電壓測量

使用示波器測量交流電壓的最大優點是可以直接觀測到波形的形狀，還可顯示其頻率和相位。將式(5-6-2)中的h換為被測交流信號波形任意兩點A與B間的高度差lA-B，測得的電壓值即為兩點A與B兩點間的電壓VA-B。若A與B兩點分別為被測交流電壓波峰和波谷，則測得值為被測交流電壓的峰-峰值VPP。測量時，Y通道輸入耦合開關置“AC”檔。

時間和頻率測量

測量原理

周期和頻率測量

對于周期性信號，周期和頻率互為倒數，只要測出其中一個量，另一個參量可通過公式求出。被測交流信號的周期T為
T=l·Dx/kx(5-6-2)
式中：l為被測交流信號的一個周期在熒光屏水平方向所占距離；Dx為示波器的掃描速度；kx為X軸擴展倍率。

測量方法

首先將示波器的掃描速度微調旋鈕置于“校準”（CAL）位置。

將待測信號送至示波器的垂直輸入端。

將示波器的輸入耦合開關置于“AC”位置。

調節掃描速度開關，使顯示的波形穩定，并記錄Dx值。

讀出被測交流信號的一個周期在熒光屏水平方向所占的距離x。

根據式(5-6-2)計算被測交流信號的周期。

時間間隔測量

將式(5-6-2)中的l換為信號波形任意兩點A與B間的水平距離lA-B，則測得的時間值為A與B兩點間的時間間隔tA-B。

相位測量

相位測量是指兩個同頻率的信號之間的相位差的測量。一般采用雙蹤法測量相位差，將兩信號分別接入Y1和Y2，設與兩信號的周期和相位差所對應的水平距離分別為T和d，則兩信號的相位差為 
Δφ=2π·d/T (5-6-3)

用李沙育圖形法測量頻率或相位

李沙育圖形法測相位是利用示波器X和Y通道分別輸入被測信號和一個已知信號，調節已知信號的頻率使屏幕上出現穩定的圖形，根據已知信號的頻率（或相位）便可求得被測信號的頻率（或相位）。李沙育圖形法既可測量頻率又可測量相位。

測量頻率

李沙育圖形法測量頻率時，示波器工作于X-Y方式下，頻率已知的信號與頻率未知的信號加到示波器的兩個輸入端，調節已知信號的頻率，使熒光屏上得到李沙育圖形，由此可測出被測信號的頻率。

示波器工作于X-Y方式時，X和Y兩信號對電子束的使用時間總是相等的，垂直線、水平線與李沙育圖形的交點數分別與X和Y信號頻率成正比。因此，李沙育圖形存在關系：
fy/fx = NH/NV(5-6-4)
式中，NH和NV分別為水平線、垂直線與李沙育圖形的交點數，fy和fx分別為示波器Y和X信號的頻率。圖5-20所示為常見的幾種不同頻率、不同相位的李沙育圖形。

圖1 幾種常用的李沙育圖形 

事實上，垂直線（或水平線）與李沙育圖形的切點數NV′和NH′也與X（或Y）信號頻率成正比，即
fy/fx=NH′/NV′=NH/NV(5-6-5)
例5-1 如圖所示的李沙育圖形，已知X信號頻率為6MHz，問Y信號的頻率是多少？
解：分別在李沙育圖形上畫出垂直線和水平線，則NH=2，NV=6，或NH′=1，NV′=3。注意必須在交點數最多的位置畫線。

fy=fx·NH/NV=6×2/6=2（MHz）
或 fy=fx·NH′/NV′=6×1/3=2（MHz）

例5-1 李沙育圖形 

李沙育圖形法適合測量頻率比在1：10至10：1之間的信號，否則波形顯示復雜，難以確定交點數或切點數，給調整和測量帶來困難。

測量相位差

把要比較相位差的兩個頻率、同幅度的正弦信號分別送入示波器的Y通道和X通道，使示波器工作在X-Y顯示方式，這時示波器的屏幕上會顯示出一個橢圓波形，由橢圓上的坐標可求得兩信號的相位差。

Δφ=arcsin(y0/ym)=arcsin(x0/xm)(5-6-7)
式中：為兩信號的相位差；x0、y0為橢圓與X軸、Y軸截距的一半；xm、ym為熒光屏上光點在X軸、Y軸方向上的最大偏轉距離的一半。

圖2 橢圓法測信號的相位差 

雖然李沙育圖形法測量過程比雙蹤示波法復雜，但其測量結果比雙蹤示波法要準確。