用驻波共振法时示波器各主要旋钮怎样调?
发布网友
发布时间：2024-10-02 17:49
共1个回答
热心网友
时间：2024-10-19 04:55
驻波共振法与示波器的设置和操作
概述
驻波共振法是一种利用驻波现象来测量电路特性的方法，广泛应用于天线调试、传输线特性测量及共振腔分析等领域。为了实现精确测量，示波器的正确设置与操作至关重要。本文将详细介绍在使用驻波共振法时，如何设置和操作示波器，以确保测量准确性和效率。
驻波共振法的基本原理
驻波是由两个振幅相等、频率相同但传播方向相反的波叠加而成的。这种波形在空间上形成固定的节点和反节点，其振幅在某些点达到最大，在另一些点为零。共振现象则发生在系统的自然频率下，此时系统对外界信号的响应最大。
示波器的设置步骤
1. 选择合适的探头
首先，选择匹配的探头至关重要。通常选择高频探头以确保信号不会失真。探头的带宽针对不同的波形类型有着不同的需求。如测试100MHz方波至少应该使用900MHz带宽的探头以覆盖其重要谐波分量。
上图展示为不同波形测量时需要考虑的重要谐波分量
2. 设置输入耦合模式
直流耦合（DC Coupling）：这是因为驻波与共振现象都涉及到直流偏移和低频成分。直流耦合可以确保所有信号成分，包括直流成分，都能通过示波器，从而获得完整的信号信息。
3. 调整垂直档位
根据输入信号的幅度，设置垂直档位（Vertical Scale）。初始设置可以选择较高的档位，以免信号超过显示范围。然后逐步降低垂直档位，以便更清晰地观察信号细节。
4. 设置水平时基
设置水平时基（Horizontal Time Base）以适应信号的频率。初始设置可以选择中等时基，如1μs/格或10ns/格，然后根据需要进行调整，以捕捉信号的细节和周期特性。
上图为普源精电DHO4804水平时基与垂直档位显示位置
5. 触发设置
边沿触发（Edge Triggering）：选择上升沿或下降沿作为触发条件，可以稳定显示波形。触发电平应设置在信号的中间位置，使得触发更加可靠。
上图为RIGOL DHO4804触发菜单，可一键调节触发电平到波形中间位置
6. 显示模式
选择Y-T显示模式（时间域显示），这种模式能够显示信号随时间的变化情况，是观察驻波和共振现象的主要方式。
使用示波器进行测量的操作步骤
1. 连接探头
将探头连接到示波器和被测电路。探头接地夹必须牢固接地以减少噪声干扰。如果是测量天线或传输线等，需要特别注意接地点的选择，以免引入额外的误差。
2. 初步观察信号
打开示波器后，初步观察信号的波形。在此过程中，可以粗略调整垂直档位和水平时基，使信号在屏幕上清晰可见。
3. 细调触发设置
根据初步观察的信号波形，细调触发电平和触发模式，使得信号波形稳定显示。对于驻波和共振现象，触发的稳定性尤为重要，因为不稳定的触发会导致波形抖动，难以进行精确测量。
4. 调整显示参数
进一步调整垂直档位和水平时基，以便更详细地观察信号的特性。例如，当观察驻波的节点和反节点时，可以放大水平时基，以更好地识别这些特征点。
5. 测量驻波比（SWR）
驻波比是表征传输线中驻波严重程度的重要参数。具体操作如下：
· 标记最大值和最小值：使用示波器的光标功能，标记波形的最大值和最小值。
· 计算SWR：驻波比 (SWR) 可以通过以下公式计算：
SWR = (Vmax / Vmin)，其中Vmax为传输线上的最大电压值，Vmin为传输线上的最小电压值。
如上图所示也可通过示波器的测量功能获得波形的最大值和最小值
6. 共振频率测量
要测量系统的共振频率，可以逐步改变输入信号频率，观察系统的响应。当系统输出达到最大值时，即为共振频率。使用示波器的频率计数功能，可以直接读取这个频率。
7. 数据保存和分析
现代示波器通常具备数据保存功能，可以将测量数据导出到U盘或通过网络传输到电脑进行进一步分析。例如，可以保存多个频率点下的波形数据，绘制驻波比随频率变化的曲线。
上图为DHO4804的波形存储界面，可以把波形数据点存在机器本地或U盘中
注意事项
1. 探头校准
在每次测量前，确保探头已经校准。未校准的探头可能引入测量误差，影响结果的准确性。
2. 避免过载
确保输入信号幅度在示波器的输入范围内，避免过载。过载不仅会导致波形失真，还可能损坏仪器。
3. 接地良好
保证探头的接地夹与被测电路接地良好，减少噪声干扰。特别是在高频测量中，接地点的选择至关重要。
4. 环境因素
示波器和被测电路应尽量远离强电磁干扰源，如高频无线设备、大型电机等。这些干扰源可能影响测量结果的准确性。
结论
在使用驻波共振法进行测量时，示波器的设置和操作至关重要。正确选择探头、合理设置输入耦合、垂直档位和水平时基，并细调触发设置，可以确保信号的稳定显示和准确测量。通过上述步骤，工程师能够有效地利用示波器进行驻波和共振现象的分析，为电路调试和性能优化提供可靠的数据支持。了解和熟练掌握这些操作技巧，是每个电子工程师必备的技能。
欢迎访问普源精电官网了解示波器、频谱分析仪、信号发生器等产品详情与报价。
