数字示波器是一种应用广泛的电子设备测试仪器。
数字示波器是一种应用广泛的电子设备测试仪器。它可以将人眼不可见的电子信号转化为可见的图像，有利于对各种电条件的转化全过程进行科学研究。数字示波器可以用来观察各种数据信号强度随时间变化的波形曲线，也可以用来检测各种用电量，如工作电压、时间、电流等。今天网络编辑就给大家演示一下如何测试工作电压，时间，电流。
一、工作电压的精确测量
数字示波器所做的所有精确测量都概括为工作电压的精确测量。数字示波器可以精确测量各种波形的工作电压，不仅可以测量交流电压和正弦交流电压，还可以测量单脉冲或非正弦交流电压。更有效的是，它能精确测量单脉冲工作电压波形各部分的工作电压幅值，如上冲或顶降。是其他所有工作电压检测仪器无法比拟的。
1.即时测量方法
说白了，即测法就是从显示屏上立即测出被测工作电压波形的纵横比，然后计算成工作电压值。在对工作电压进行定量分析测试时，一般将Y轴灵敏度电源开关的调节旋钮旋转到“校正”位置，这样就可以从“V/div”的标记值和被测数据信号所占的纵坐标平面坐标中立即测得被测工作电压值。因此，即时测量法也叫尺子法。
(1)精确测量交流电流
将Y轴键入耦合电源开关置于“AC”位置，显示键入波形的通信分量。如果交流数据信号的频率非常低，Y轴输入耦合电源开关应置于“DC”位置。
将被测波形移动到示波管显示屏的管理中心，使用“V/div”电源开关在显示屏的合理工作区域内操控被测波形，根据坐标标尺的测量范围加载所有波形所占Y轴位置的近视度数H， 使得被测工作电压的峰-最大值VP-P可以等效为“V/div”电源开关的标示值与h的乘积，如果使用摄像机进行精确测量，则应计算出摄像机的衰减系数数，即实测标准值应乘以10。
例如，如果数字示波器的Y轴灵敏度电源开关“V/div”位于0.2级，被测波形占据Y轴坐标强度H为5div，则该数据信号工作电压的峰峰值为1V。如果目标值在摄像机精确测量后仍有标记，则测量数据信号的工作电压的峰-最大值为10V。
(2)准确测量交流电压
将Y轴输入耦合电源开关，并将其置于“接地”位置。打开电源开关，设置在“全自动”位置，这样屏幕上会显示一条水平扫描线，这将是一条零脉冲信号线。
将Y轴耦合电源开关拨到“DC”位置，并加上测得的工作电压。此时扫描线会引起Y轴方向的振荡偏移H，测得的工作电压是“V/div”电源开关标示值与H的乘积。
直接测量法简单易行，但偏差较大。造成偏差的因素有数字示波器的读数偏差、视差和系统偏差(衰减器、偏移系统软件、示波管边缘效应)等。
2.比较测量方法
比较测量法是将已知的标准工作电压波形与被测工作电压波形进行比较，得到被测工作电压值。
将测量的工作电压Vx输入数字示波器的Y轴安全通道，调节Y轴灵敏度转换开关“V/div”和调节旋钮，使显示屏显示有利于精确测量的宽高比Hx的信息，并做好记录，“V/div”电源开关和调节旋钮保持不变。去掉被测工作电压，在Y轴上键入一个已知的可调标准工作电压Vs，调整标准工作电压的输出强度，使其显示与被测工作电压强度相同的信息。此时，标准工作电压的输出强度相当于被测工作电压的强度。通过对比分析准确测量工作电压，可以防止垂直系统软件造成偏差，从而提高测量精度。
二。精确测量时间
数字示波器的时基能使扫描线与时间成线性关系，所以用显示屏的水准尺可以精确测量波形的主要时间参数，如常规数据信号的重复周期时间、差分信号的总宽度、间隔时间、增益值(前沿)和下降时间(后沿)、两个数据信号的时间差等。
当数字示波器的扫描电源开关“t/div”的“调整”装置转到校准位置时，根据“t/div”电源开关的标记值，可以直接读取和测量水平标尺上显示信息的波形图所表示的时间，然后可以精确计算出被测数据信号的主要时间参数。
三。精确测量电流
很多地方需要测试系统元器件、电源电路或集成ic的工作电流，从而了解系统软件的功能损耗和工作态度。如果只精确测量静态数据电流，可以使用数字万用表。如果我们想更快地观察电流量的变化，我们可以应用一些低速的数据采集机器和设备。工业生产中一般的数据采集机器和设备可以较高精度地连续采集和记录电流量的波形，但采样频率一般有限(约1Hz~100KHz)。但如果期望找到电流更快速的变化规律，比如测量设备上电瞬间的冲击电流、电源变压器的开关损耗、不同读写能力下存储器的电流消耗等。，我们将不得不采用数字示波器。
数字示波器只显示信息工作电压随时间的波形，即只进行工作电压的精确测量。为了进行电流的精确测量，在进行精确测量之前，必须将总电流转换成工作电压。将电流转换成工作电压进行精确测量的常用方法有采样电阻、霍尔传感器和电流的磁效应。
取样电阻法
电阻采样的方式是在被测电流的相对路径上串联一个小电阻(例如0.1欧姆或1欧姆)，这样电流通过时就会产生压降。本发明可以精确测量采样电阻上的压降，然后根据欧姆定律，可以测量通过电阻的电流。这种方法的优点是成本低，容易实现，缺点是必须断开被测电源回路(或者设计方案时在电流流动的相对路径上串联采样电阻)，会造成额外的压降。
采样电阻的测量方法不适用于电流变化规律大的地方。比如一些消费电子产品的电源电路，在待机状态下，工作姿态和电流的大小会有很大的差别。假设被测电源电路的电流会在10m A ~ A ~ 1A之间变化，此时的工作频率为1.9V，如果采样电阻为0.1欧姆，那么通过1A电流时已经造成0.1V的压降，这就已经使得大电流通过时的工作电流为1.4V，有些元器件已经无法正常工作。而当10米A的电流通过时，采样电阻两端的电压降只有10mV，这已经超过了很多数字示波器自己能够识别的工作电压跃迁的极限。如果采样电阻的阻值放大，电流大的时候压降会更大。但是，如果采样电阻的阻值减小，那么在电流较小时就很难分辨了。因此，如果被测电源回路的电流有较大的变化类别，则很难将测量精度和采样电阻压降的危害结合起来。
为了解决这个问题，一些数字示波器的制造商生产了专门用于精确测量小电流的摄像机。例如，是德科技公司的N2820A相机就展示了一个增益值为300倍的安全通道，可以将数字示波器精确测量小数据信号的工作能力从mV级扩展到uV级，还展示了一个精确测量的安全通道，具有两个测量范围，可以用来精确测量大电流和小电流的变化。但需要注意的是，这种300倍增益的放大器只有3MHz的网络带宽，不适合对网络带宽精确测量要求高的地方。
霍尔传感器方法
霍尔传感器的方法是利用霍尔元件的磁性材料效用，将被测电流相对于路径感应出的电磁场转换成工作电压进行精确测量。许多数字示波器的制造商展示了基于霍尔效应的当前相机。
在电流测量摄像机的前端研制了一个磁环，应用时将这个磁环套在被测供电系统的网络上。电流通过电缆产生的电磁场被这个磁环收集，磁环中的磁通量与通过电缆的电流成正比。另外，磁环内部有一个霍尔元件，可以检测磁通量，其输出电压与磁通量成正比。因此，当前摄像机的输出电压与流过被测电缆的电流成正比，数字示波器通过精确测量摄像机的输出电压就可以知道被测供电系统在线电流的大小。典型电流相机的转换指标为0.1V/A或0.01V/A，即1A的电流通过供电系统网络，电流相机的输出电压为0.1V或0.01V，下图为基于霍尔效应的电流相机原理。
这种电流相机的关键好处是可以在不断开电源线的情况下进行电流的精确测量。此外，由于它是基于霍尔效应，它还可以进行DC和交流精确测量。电流相机的典型应用场合是系统软件输出功率的精确测量、输出功率因数的精确测量、启动冲击电流波形的精确测量。当前相机的关键缺陷在于其精确测量小电流的能力，这种能力受到数字示波器噪声的限制。通常，很难精确测量低于10毫安的电流量..
一般根据霍尔效应，电流相机的最小电流检测能力会在10米a左右，如果需要对小电流进行更小或更精确的测量，一种方法是将被测供电系统线绕电流相机两圈。由于霍尔元件感应出的磁通量与磁回路中的电流成正比，所以将供电系统线绕电流相机10圈，相当于增加10倍的电流。下图显示了电流相机精确测量小电流数据信号的示例。
电流磁效应法
还有一种是基于电流的磁效应来检测电流量的相机。这种相机的原理和一些焊工用的钳子差不多。它利用感应磁感应引起电流量，使感应电流通过负载引起工作电压进行精确测量。这种用在数字示波器上的磁感应相机的灵敏度和网络带宽可以很高(网络带宽可以达到2GHz以上)，但是因为选用了感应式磁感应的基本原理，所以不能用来检测DC和低频电流(很多高频电流磁效应相机的低频起止点在100KHz左右)。这种摄像头主要用于对网络带宽要求较高的地方，如磁带机工作电压、ESD充放电电流等。
比如一般方解石晶振电路都有驱动电平的调节，驱动电平是指方解石晶振电路上用来启动和维持振荡的输出功率。太小会停止振荡，太大会导致振荡不稳定，晶体寿命衰减系数。驱动器的输出功率可以精确测量通过振荡器的电流，然后乘以电路中自身的等效电阻。下图是使用这种电流的磁效应相机精确测量通过晶体振荡器电路的电流的例子。
