TDSI002型数字式存储示波器五、TDSI002型数字式存储示波器(编写人：熊帮新审核人：龙从玉）TDS1002型数字式存储示波器是一一种小巧、轻便、便携式的可以进行以接地电平为参考点测量的双踪示波器。5.1、性能60MHz的可选带宽限制。每个通道都具有1GS/s取样率和2500D点记录长度。光标具有读出功能。五项自动测量功能。带温度补偿和可更换高分辨率和高对比度的液晶显示。设置和波形的存储／调出：提供快速设置的自动设定功能；波形的平均值和峰值检测：数字是存储示波器：双时基：视频触发功能：不同的持续显示时间；具有RS-232、GPIB和Centronics通信端口（增装扩展模块)配备十种语言的用户接口，由用户自选。5.2、TDS1002数字示波器(DSO)与模拟示波器（ART)的主要区别：波道1第一次扫描第三次扫描第五次扫描垂直放大器输入10显示屏波道2电子开关O.垂直信号垂直放大器输入20水平信号时间基线发生器第二次扫描第四次扫描(a)形交显示第一次扫描第五次扫描(b)A两波道切换波道2波道工作的波形(c)-1-
TDSl002 型数字式存储示波器 - 1 - 五、TDSl002 型数字式存储示波器 (编写人：熊帮新 审核人：龙从玉) TDSl002 型数字式存储示波器是—一种小巧、轻便、便携式的可以进行以接地电平为 参考点测量的双踪示波器。 5.1、性能 60MHz 的可选带宽限制。 每个通道都具有 lGS／s 取样率和 2500D 点记录长度。 光标具有读出功能。 五项自动测量功能。 带温度补偿和可更换高分辨率和高对比度的液晶显示。 设置和波形的存储／调出： 提供快速设置的自动设定功能； 波形的平均值和峰值检测： 数字是存储示波器： 双时基： 视频触发功能： 不同的持续显示时间； 具有 RS-232、GPlB 和 Centronics 通信端口(增装扩展模块) 配备十种语言的用户接口，由用户自选。 5.2、TDS1002 数字示波器(DSO)与模拟示波器(ART)的主要区别：
仪器设备使用手册图5-1模拟示波器的切换和交替工作方式(a)原理示意图(b)交替显示(c)切换显示1)模拟示波器运用传统电路技术在阴极射线管上显示波形，显示的时间是短暂的，当输入信号消失时，显示的波形也消失，因此只能对周期性的重复信号进行测量，且显示的波形会暗淡、闪烁，不能显示波形的重要细节。数字示波器是把模拟信号经A/D)转换、数据处理后再进行存储和显示，可以保持波形显示。(2)数字示波器的时间基线由晶体振荡器控制，其线性度和精度比模拟示波器好（振荡器频率精度可达0.005%)。(3)模拟示波器的垂直位置没有分度，通过输入端接地置定零伏的位置；数字示波器的垂直位置有分度，能在屏幕上显示地电位的位置。(4)模拟示波器两波道通过电子开关，采用切换和交替的方式来同时显示两个波道的波形，如图5-1所示。交替方式的潜在问题是两个波形进行定时测量时，是在两个不同的时间点上进行的，需要测量两个信号的时间与相位。而数字示波器不存在这个问题，可以进行精确的定时测量。5.3、主要技术规格5.3.1.获取（获取：从输入波道进行信号取样，使取样数字化，把各种结果处理成数据点，并把数据点汇集成波形记录的程序，储存在内存中。）获取状态：取样、峰值检测和平均值。获取率：达到每秒钟180个波形。获取顺序：可单一获取，也可一个或两个波道同时获取。5.3.2、输入输入耦合：直流、交流或接地。输入阻抗：1MQ±2%，与20pF±3pF平行P6112探棒衰减：10X5.3.3.垂直控制数字转换器：8比特分辨度，两个波道同时取样。伏/格范围：在输入BNC上，2mV/div～5V/div。模拟带宽：60MHz峰值检测带宽：50MHz模拟带宽限制：：可在20MHz与满带宽之间选择低频限制，交流耦合：在BNC上，≤10Hz，使用10X无源探棒时，≤1Hz。上升时间：<5。8毫微秒。峰值检测响应：获得50%或更大的脉冲波振幅，≥10毫微秒宽。5.3.4.水平控制取样率范围：50S/S至1GS/S。记录长度：每个波道2500个取样。秒/刻度范围：5纳秒/刻度～5秒/刻度，顺序为1，2.5，5取样率和延迟时间精确度：在任何≥1毫秒的间隔时间为土100纳秒时间测量精确度：土(1取样间隔时间+100纳秒X读数+(0.4～0.6)纳秒）5.3.5.触发(边沿触发类型）敏感度：直流耦合波道1，2：从直流到10MHz为1格，从10MHz到满带为1.5格。-2-
仪器设备使用手册 - 2 - 图 5-1 模拟示波器的切换和交替工作方式(a)原理示意图 (b)交替显示 (c)切换显示 (1)模拟示波器运用传统电路技术在阴极射线管上显示波形，显示的时间是短暂的， 当输入信号消失时，显示的波形也消失，因此只能对周期性的重复信号进行测量，且 显示的波形会暗淡、闪烁，不能显示波形的重要细节。数字示波器是把模拟信号经 A ／D)转换、数据处理后再进行存储和显示，可以保持波形显示。 (2)数字示波器的时间基线由晶体振荡器控制，其线性度和精度比模拟示波器好(振 荡器频率精度可达 0.005％)。 (3)模拟示波器的垂直位置没有分度，通过输入端接地置定零伏的位置；数字示波 器的垂直位置有分度，能在屏幕上显示地电位的位置。 (4)模拟示波器两波道通过电子开关，采用切换和交替的方式来同时显示两个波道 的波形，如图 5-1 所示。交替方式的潜在问题是两个波形进行定时测量时，是在两个 不同的时间点上进行的，需要测量两个信号的时间与相位。而数字示波器不存在这个 问题，可以进行精确的定时测量。 5.3、主要技术规格 5.3.1．获取（获取： 从输入波道进行信号取样，使取样数字化，把各种结果处理成数据点，并把数据点 汇集成波形记录的程序，储存在内存中。） 获取状态：取样、峰值检测和平均值。 获取率：达到每秒钟 180 个波形。 获取顺序：可单一获取，也可一个或两个波道同时获取。 5.3.2、输入 输入耦合：直流、交流或接地。 输入阻抗：1MΩ±2％，与 20pF±3pF 平行 P6112 探棒衰减：10X 5.3.3．垂直控制 数字转换器：8 比特分辨度，两个波道同时取样。 - 伏／格范围：在输入 BNC 上，2mV／div～5V／div。 模拟带宽：60MHz 峰值检测带宽：50MHz 模拟带宽限制：可在 20MHz 与满带宽之间选择 低频限制，交流耦合：在 BNC 上，≤10Hz，使用 10X 无源探棒时，≤1 Hz。 上升时间：<5。8 毫微秒。 峰值检测响应：获得 50％或更大的脉冲波振幅，≥10 毫微秒宽。 5.3.4．水平控制 取样率范围：50S/S 至 1GS／S。 记录长度：每个波道 2500 个取样。 秒/刻度范围：5 纳秒/刻度～5 秒/刻度，顺序为 1，2．5，5 取样率和延迟时间精确度：在任何≥1 毫秒的间隔时间为±100 纳秒 时间测量精确度：±(1 取样间隔时间+100 纳秒 X 读数+(0．4～0．6)纳秒) 5.3.5．触发(边沿触发类型) 敏感度：直流耦合 波道 1，2：从直流到 10MHz 为 1 格，从 10MHz 到满带为 1.5 格
TDS1002型数字式存储示波器EXT：从直流到10MHz为100mV，从10MHz到满带为150mV。噪声抑制：降低直流耦合的两次触发敏感度从>10mV/div~5V/divo高频抑制：与从直流到7kHz的直流耦合限度相同，衰减80kH以上的信号。低频抑制：与300kHz以上频率的直流耦合限度相同，衰减300kHz以下的信号。触发位准范围：内部：距屏幕中心土8格。EXT:±1.6VEXT/5:±8V触发位准精确度：内部：距屏幕中心土4格范围内为土0.2格XV/divEXT：±（设定值之6%+40mV)EXT/5：±（设定值之6%+200mV）中点设定：输入信号≥50Hz条件下操作闭锁范围：500毫微秒到10秒5.4、面板结构及说明前面板结构如图5-2所示。按功能可分为显示区、垂直控制区、水平控制区、触发区、功能区五个部分。另有5个菜单按钮，3个输入连接端口。下面将分别介绍各部分的控制钮以及屏幕上显示的信息。功能区水平控制区垂直控制区PUTektronix TDS1002mr0国1直酒宽限C国烟OH2455O5显示区菜单按键连接器触发区图5-2前面板结构示意图5.4.1.显示区显示屏幕为液晶显示。显示图像中除了波形外，还显示出许多有关波形和仪器控制设定值的细节。如图5-3所示平均值状态；取样状态：（1）图标。不同的图标表示不同的获取状态：峰值检测状态。(2)触发状态。TTrigd表示具有充足的触发信源；RAuto表示获取已停止。(3)指针表示水平触发位置。也就是示波器水平位置。(4)触发位置显示。表明中心方格图与触发位置之间的（时间)偏差。屏幕中心等于零。(5)指针表示触发位准(即触发点)。-3-
TDSl002 型数字式存储示波器 - 3 - EXT：从直流到 10MHz 为 100mV，从 10MHz 到满带为 150mV。 噪声抑制：降低直流耦合的两次触发敏感度从>10mV／div～5V／divo 高频抑制：与从直流到 7kHz 的直流耦合限度相同，衰减 80kH 以上的信号。 低频抑制：与 300kHz 以上频率的直流耦合限度相同，衰减 300kHz 以下的信 号。 触发位准范围：内部：距屏幕中心±8 格。 EXT：±1．6 V EXT／5：±8 V 触发位准精确度：内部：距屏幕中心±4 格范围内为±0．2 格 XV／div EXT：±(设定值之 6％+40mV) EXT／5：±(设定值之 6％+200mV) 中点设定：输入信号≥50Hz 条件下操作 闭锁范围：500 毫微秒到 10 秒 5.4、面板结构及说明 前面板结构如图 5-2 所示。按功能可分为显示区、垂直控制区、水平控制区、 触发区、功能区五个部分。另有 5 个菜单按钮，3 个输入连接端口。下面将分别介绍各 部分的控制钮以及屏幕上显示的信息。 图 5-2 前面板结构示意图 5.4.1．显示区 显示屏幕为液晶显示。显示图像中除了波形外，还显示出许多有关波形和仪器 控制设定值的细节。如图 5-3 所示 (1)图标。不同的图标表示不同的获取状态： 平均值状态； 取样状态； 峰值检测状态。 (2)触发状态。 Trig'd 表示具有充足的触发信源； Auto 表示获取已停止。 (3)指针表示水平触发位置。也就是示波器水平位置。 (4)触发位置显示。表明中心方格图与触发位置之间的(时间)偏差。屏幕中心等 于零。 (5)指针表示触发位准(即触发点)
仪器设备使用手册(6)读数表示触发位准的电平值。飞下降沿。(7)触发斜率显示：上升沿；(8)触发信号源显示。(9)读数表示视窗时基设定值。(10)读数表示主时基设定值。（11)读数表示波道1和波道2垂直标尺（伏/格）。(12)控制钮设定值的显示。13)屏幕上指针表示所显示的波形的接地基准点。如果没有指针，就说明没有显示波道。++++CH1500nVBWCH2200mVM500msW100msCHl750mVhDetapteup Idgna?41. +00.400ktz-191011121314图5-3显示屏幕的显示图象5.4.2.垂直控制区垂直控制区的控制钮如图5-4所示。使用垂直控制钮，可以用来显示波形，调节垂直标尺和位置，以及设定输人参数。(1)CURSORI(或2)POSITION(光标位置)。调节光标或信号波形在垂直方向上的位置。(2)MATHMENU(数学值）。按MATHMENU钮，显示波形的数学操作功能表（加减／反向，如图5-4中左侧功能表）。再按此钮，则关闭数学值显示。注意每个波形只允许一项数学值操作。(3)CHI和CH2MENU(波道1和波道2功能表)。按CH2(或CHI)MENU钮，显示波道输入垂直控制的功能表(如图5-4中右侧功能表)。功能表中包括的功能有：耦合：即被测信号的输入耦合方式。耦合方式分直流、交流、接地三种。交流耦合，将隔断输入信号中的直流分量，使显示的信号波形位置不受直流电平的影响；直流耦合，将通过输入信号中的交直流分量。适用于观察各种变化缓慢的信号；接地耦合，表明输入信号与内部电路断开，用于显示零伏基准电平。带宽限制：分为20MHz和60MHz两挡。限制带宽可以减小显示的噪音。伏／格：用以选择垂直分辨度。垂直分辨度分粗调与微调二种。粗调表明在伏-4-
仪器设备使用手册 - 4 - (6)读数表示触发位准的电平值。 (7)触发斜率显示： 上升沿； 下降沿。 (8)触发信号源显示。 (9)读数表示视窗时基设定值。 (10)读数表示主时基设定值。 (11)读数表示波道 1 和波道 2 垂直标尺(伏／袼)。 (12)控制钮设定值的显示。 (13)屏幕上指针表示所显示的波形的接地基准点。如果没有指针，就说明没有 显示波道。 图 5-3 显示屏幕的显示图象 5.4.2．垂直控制区 垂直控制区的控制钮如图 5-4 所示。使用垂直控制钮，可以用来显示波形，调 节垂直标尺和位置，以及设定输人参数。 (1)CURSORl(或 2)POSITION(光标位置)。调节光标或信号波形在垂直方向上的 位置。 (2)MATHMENU(数学值)。按 MATHMENU 钮，显示波形的数学操作功能表(加 减／反向，如图 5-4 中左侧功能表)。再按此钮，则关闭数学值显示。注意每个波形只 允许一项数学值操作。 (3)CHl 和 CH2MENU(波道 1 和波道 2 功能表)。按 CH2(或 CHl)MENU 钮，显示波 道输入垂直控制的功能表(如图 5-4 中右侧功能表)。功能表中包括的功能有： 耦合：即被测信号的输入耦合方式。耦合方式分直流、交流、接地三种。 耦 合，将隔断输入信号中的直流分量，使显示的信号波形位置不受直流电平的影响； 耦合，将通过输入信号中的交直流分量。适用于观察各种变化缓慢的信号； 耦合， 表明输入信号与内部电路断开，用于显示零伏基准电平。 带宽限制：分为 和 两挡。限制带宽可以减小显示的噪音。 伏／格：用以选择垂直分辨度。垂直分辨度分粗调与微调二种。 表明在伏／
TDSI002型数字式存储示波器格钮上按1一2一5顺序限定分辨度范围；微调则在粗调设置范围内进一步细分，以改善分辨度。CH2HANH1垂直帮合A位置位置ACH1-CH2直流带宽限制CH2-CH1·光标2光标（关）60MHz莱单伏/格CH1+CH2-CD租调伏/格伏/格爱探头1xCH2反相图5-4：垂直控制钮示意图探棒：用以选择探棒的衰减系数。探棒衰减系数一共分1X，10X，100X，1000X四挡。测量时，可根据被测信号的幅值选取其中一个值，以保证垂直标尺读数准确。波形显示的接通和关闭：要使显示的波形消失，可按CHI(或CH2)MENU钮，显示CH1(或CH2)垂直功能表。再按一次MENU钮，则波形消失。在波形关闭后，仍可使用输入波道作为触发信号或进行数字值显示。(4)VOLTS/DIV(伏/格）。垂直刻度的选择钮。调节范围自2mV/div～5V/div。测量时，应根据被测信号的电压幅度，选择合适的位置，以利观察。5.4.3.水平控制区水平控制钮的示意图如图5-5所示。水平控制钮可用来改变时基，水平位置及波形的水平放大。1.POSITION(位置)。水平位置调整。用以调整屏幕上所有光标或信号波形在水平方向上的位置。2.HORIZMENU(水平功能表）。按此钮，显示水平功能表(如图5-5中右侧功能表)。水平功能表包括的功能有：水平[位票HORIZONTAL主时基帮助卷动菜单R视窗设定没真光[EER)视窗扩展秒/格触发钮E秒/格电平图5-5水平控制钮示意图主时基：设定水平主时基用以显示波形。视窗设定：视窗指两个光标之间所确定的区域[见图5-6(a)图）。视窗区域的调节可用POSITION(水平位置)控制钮调节光标的左右位置，用SEC/DIV(秒/刻度）控制钮扩大/缩小视窗区域。视窗扩展：放大视窗区域中的一段波形。以便观测此段波形的图象细节（放大至屏-5-
TDSl002 型数字式存储示波器 - 5 - 格钮上按 1—2—5 顺序限定分辨度范围； 则在粗调设置范围内进一步细分，以改善 分辨度。 图 5-4 垂直控制钮示意图 探棒：用以选择探棒的衰减系数。探棒衰减系数一共分 ， ， ， 四 挡。测量时，可根据被测信号的幅值选取其中一个值，以保证垂直标尺读数准确。 波形显示的接通和关闭：要使显示的波形消失，可按 CH1(或 CH2)MENU 钮，显 示 CH1(或 CH2)垂直功能表。再按一次 MENU 钮，则波形消失。在波形关闭后，仍可 使用输入波道作为触发信号或进行数字值显示。 (4)VOLTS／DIV(伏／袼)。垂直刻度的选择钮。调节范围自 2mV／div～5V／div。 测量时，应根据被测信号的电压幅度，选择合适的位置，以利观察。 5.4.3．水平控制区 水平控制钮的示意图如图 5-5 所示。水平控制钮可用来改变时基，水平位置及波 形的水平放大。 1.POSITION(位置)。水平位置调整。用以调整屏幕上所有光标或信号波形在水平 方向上的位置。 2.HORIZMENU(水平功能表)。按此钮，显示水平功能表(如图 5-5 中右侧功能表)。 水平功能表包括的功能有： 图 5-5 水平控制钮示意图 主时基：设定水平主时基用以显示波形。 视窗设定：视窗指两个光标之间所确定的区域[见图 5-6(a)图)。 视窗区域的调节可用 POSITION(水平位置)控制钮调节光标的左右位置，用 SEC ／DIV(秒/刻度)控制钮扩大／缩小视窗区域。 视窗扩展：放大视窗区域中的一段波形。以便观测此段波形的图象细节(放大至屏