示波器是一种常用的电子测量仪器,具有测量精度高、稳定性好、耐用性强、使用寿命长等多种的优点。用户在使用示波器的时候对于示波器常见的反应特性都有具体的了解过吗?今天小编就来为大家具体介绍一下示波器常见的反应特性有哪些吧,希望可以帮助到大家。
示波器的反应特性会对信号的波形有所影响,并改变信号上升时间的计算。当 Pentium4 进千兆赫时代后,SerialATA 及 PCIExpress 等高速接口或总线也陆续超越了 Gbps,选择适当的探针当然是一件重要的事,但选择合适的示波器也是不可欠缺的工作。
测量波形从输入连接器经过采样和信号处理显示在屏幕上,同时保存数据。一旦选择了不适当的示波器,波形就可能变形。尤其在测量像 PCIExpress 高速串行接口的波形时,不仅要衡量采样频率及带宽,还必须对示波器的反应特性有所认知。比如,在测量非常陡峭的信号变化时,会因为示波器反应特性的差异而有所不同。
反应系统分为两大类
示波器的反应特性泛指从输入端的连接头到画面显示整个测量系统的“传递特性”。通常可以分为高斯(GaussianResponse)型反应系统和砖墙(Brick-wallResponse)型反应系统两大类。砖墙型反应系统也称平坦反应型(FlatResponse)。
要区分或比较这两类系统的差异,最简单的方法就是看“-3dB 频率特性”及“步级(Step)波形的反应”这两个基本参数。
常用的模拟示波器属于高斯型反应系统,其频率特性会在右肩端缓慢下滑,而步级波形的输入即使再陡峭,也不容易产生波形失真,即不会产生步级波形瞬间的前冲(Preshoot)、波形后的过冲(Overshoot)或波形上下震动的振铃(Ringing)等现象。在测量短过渡时间的数字电路信号时,这是很理想的特性。
模拟示波器必须将输入端输入的数 mV 微小电压信号经过几级的放大电路,变换成数百 mV 的电压,以确保足够驱动 CRT 显示。这些放大电路的频率反应特性正是高斯型的。
而在测量高速串行接口的波形时,一般采用实时采样方式的宽带数字示波器,这类示波器多采用砖墙反应型的应答系统。
砖墙反应型的应答特性又称“最高平坦应答”,在频带内频率响应极为平坦,而到了频带外的转降(Roll-Off)时,信号相当陡峭。像这样理想的频率特性,在频带内的信号振幅是不会有衰减现象发生的。超过频带之外,信号振幅就成为零。
与高斯反应示波器相比,砖墙反应型示波器还是有几个缺点:
对于输入步级波形的反应,容易出现前冲或过冲波形
示波器上升时间较长,换言之,就是反应比较慢
这里所说的示波器上升时间,是指步级输入对应到输出波形的上升时间。这个时间越短,代表示波器越能忠实地展现出从输入连接器端测量到的波形。因此,示波器上升时间就是其高频特性的代名词。同时,数字信号的上升时间,一般是指从低位阶迁移到高位阶的时间。通常指信号位阶 10%~90%的上升迁移时间,而对于高速数字通信来说,大多是指 20%~80%的时间迁移。
下面这两个数学式可用来估算砖墙反应型及高斯反应型示波器的上升时间:
砖墙反应型示波器的上升时间(ns)=0.45/ 带宽(GHz)
高斯反应型示波器的上升时间(ns)=0.35/ 带宽(GHz),理想上应该是 0.338/ 带宽(GHz)
尽管砖墙反应型示波器的上升时间略逊一筹,实时采样的宽带数字示波器机种主要还是采用砖墙反应型的应答特性。仔细探究起来,主要的内在理由有二。其一,是要回避输入信号与输出信号电压振幅的误差,因为高斯反应型示波器在频带内的振幅误差太大。从图 2 所示两种示波器的频率响应图可以看出它们在这方面的优劣。假设输入信号带宽为 1GHz,采样频率 4GHz,由图 2 所示可看出,高斯反应型示波器的频率特性在右肩缓慢下滑,尤其在超过带宽 1/3 的频带领域,波形明显衰减,即信号误差大。
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史海拾趣
对于冷热饮水机电路及家用电器电路,网友可能提出多种问题。以下是一些可能的问题及详细回答:
一、冷热饮水机电路相关问题
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冷热饮水机的工作原理是什么?
回答:冷热饮水机的工作原理主要分为加热和制冷两部分。加热部分通过电加热元件(如电炉丝)对水进行加热,当水温达到设定温度时,温控器自动切断电源,进入保温状态。制冷部分则通常利用半导体制冷技术,通过半导体制冷片对冷水进行降温,同时散热风扇帮助散热,以保持冷水的温度。
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冷热饮水机为何会出现不加热的故障?
回答:冷热饮水机不加热的故障可能由多种原因引起,包括但不限于:
- 加热元件(如电炉丝)损坏或烧毁。
- 温控器故障,导致无法正确感知水温或无法切断电源。
- 电源线路问题,如插头松动、保险丝熔断等。
- 加热控制电路故障,如继电器、微处理器等元件损坏。
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冷热饮水机制冷效果不佳怎么办?
回答:如果冷热饮水机制冷效果不佳,可以尝试以下解决方法:
- 检查半导体制冷片和散热风扇是否工作正常,如有损坏需更换。
- 清理饮水机内部的灰尘和杂物,确保空气流通顺畅。
- 检查制冷控制电路是否有问题,如温控器、继电器等元件是否工作正常。
- 如果以上方法均无效,可能是制冷剂泄漏或制冷系统其他部件故障,需请专业人员维修。
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如何判断冷热饮水机的电路是否损坏?
回答:判断冷热饮水机的电路是否损坏,可以通过以下步骤进行:
- 检查电源插头和插座是否接触良好,电源是否正常。
- 使用万用表等工具检查电路中的保险丝、继电器、微处理器等元件是否损坏。
- 观察饮水机的指示灯和显示屏是否正常显示,以判断控制电路是否工作正常。
- 如果以上检查均正常,但饮水机仍无法正常工作,可能是电路中存在隐性故障或需要更专业的检测手段。
二、家用电器电路相关问题
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家用电器电路的常见故障有哪些?
回答:家用电器电路的常见故障包括但不限于:
- 电源故障,如插头松动、保险丝熔断等。
- 控制电路故障,如遥控器失灵、控制面板按键无反应等。
- 电机或压缩机故障,如电机不转、压缩机不制冷等。
- 传感器故障,如温度传感器失灵导致温度控制不准确。
- 电路板损坏,如电路板上的元件烧毁或短路。
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如何预防家用电器电路故障?
回答:预防家用电器电路故障可以从以下几个方面入手:
- 定期清洁家用电器,避免灰尘和杂物积累导致散热不良或短路。
- 使用合格的电源线和插座,避免使用劣质产品导致电路故障。
- 注意家用电器的使用环境,避免潮湿、高温等恶劣环境对电路造成损害。
- 不要超负荷使用家用电器,避免长时间连续工作导致电路过热或损坏。
- 定期检查家用电器的电路和元件是否完好,如有问题及时维修或更换。
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家用电器电路维修需要注意哪些事项?
回答:家用电器电路维修需要注意以下事项:
- 在维修前务必切断电源,避免触电危险。
- 使用合适的工具和设备进行维修,避免损坏其他部件或造成更大的故障。
- 在维修过程中要仔细检查电路和元件的损坏情况,避免遗漏或误判。
- 对于不熟悉或复杂的电路故障,应请专业人员进行维修。
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