【實作實驗室】如何在示波器上正確顯示波形

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!

利用 TestTone 的正弦波測試 (圖片來源:實作派提供)

(本篇文章轉載自實作派電子實驗室原文連結;責任編輯:賴佩萱)

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實作派電子實驗室(StrongPiLab)是一個著重知識與經驗的實作交流媒體,提供工程師們理論外的實務經驗,主要傳達電子產品與家電用品的正確操作概念與生活小常識、解說各種測試手法的技巧。
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