【實作實驗室】如何在示波器上正確顯示波形

Posted By StrongPiLab on 4 月 23, 2019 in 實作派StrongPiLab, 教學文 | 0 comments

作者：實作派 Lab

如何將波形正確顯示在示波器上呢？本篇文章以 TestTone 1 KHz 的正弦波為訊號源，講解示波器的波形設定及耦合，實際測試。

顯示波形設定

示波器的主要有三個設定：

Timebase 時基：代表橫軸每格的時間，以下圖為例是 10 ns，有時記為 10 ns/div
Voltage：代表縱軸每格的電壓，以下圖為例是 500 mV，有時記為 500 mV/div
Trigger 觸發：波型顯示的條件，下圖的例子是上緣觸發，Trigger level=1.64 V

顯示波形的主要設定–timebase/voltage/trigger（圖片來源：實作派提供）

耦合 Coupling

以上的基礎設定，可以涵蓋大部分的應用，但在某些應用則有例外，例如下圖若你是要量測一個載在 DC 上的 AC 訊號，會變得很不容易觀察到 AC 的訊號，因為把波形放大時，DC、AC 也同時放大，AC 會被頂到螢幕之外而無法看到。

DC coupling 直流耦合（圖片來源：實作派提供）

所以 Vertical 選項內才會有 AC coupling 這樣的東西，它可以阻擋 DC 成分，只讓 AC 進來，這樣就能只針對 AC 做放大。大家有興趣可以參考 Coupling AC/DC/GND–示波器耦合差別在哪；當設定為 AC coupling 時，你看到的波形就是橫跨 0 V（cross zero）的訊號了。

AC coupling 交流耦合（圖片來源：實作派提供）

觸發 Trigger

關於示波器的觸發，它算是示波器的靈魂，影片中的介紹已經很清楚。一般正緣、負緣觸發基本上都夠用，有些較奇特的觸發，我會另外寫文章來說明，這類的觸發會在特殊的應用用到。

示波器基礎原理

對示波器原理有興趣的朋友們可以參考示波器原理–從基礎談起–其實沒這麼難，我只是帶一個概念，沒有講到甚麼電子束、偏向板，我相信會想看這些東西的人，你一定有能力自己找到答案，而我期望自己的角色是個引導者。

訊號源

最後我利用顯示一個 1 KHz 的正弦波來當做示波器 demo 的範例，這個正弦波是來自一個稱為 TestTone 的手機 APP，選擇它的原因是它沒有特效，像是回音（echo）/ 殘響（reverb）等，這些特效會使波形失真，如此會增加分析的難度，因為我會搞不清楚到底是電路有 bug 還是原始訊號失真。

這個 APP 還有個好處是它可以輸出兩種頻率，雖然它號稱是 Stereo，理論上應該左右聲道不同頻率，但我實際上測試的結果是，它把兩個頻率加在一起同時輸出到左右聲道，所以 LR 聽起來都一樣，給各位參考囉！