1.1    實(shí)現(xiàn)方法

1.2    使用限制

示波器交流耦合的響應(yīng)為一階響應(yīng)，這意味著截止頻率附近很寬的頻帶內(nèi)幅頻和相頻響應(yīng)會(huì)受到影響，觀察頻率成分較為復(fù)雜的信號(hào)時(shí)可能帶來(lái)失真。

典型的示波器交流耦合截止頻率在10 Hz以內(nèi)，一般設(shè)計(jì)在5 Hz左右。下圖是理想一階RC的幅頻和相頻響應(yīng)圖，可以看到即使將截止頻率設(shè)置到5 Hz，仍需要到100 Hz才能保證響應(yīng)幅度接近0 dB，而要到接近1 kHz時(shí)響應(yīng)相位才接近0°。

圖 3 理想一階響應(yīng)幅頻特性

圖 4 理想一階響應(yīng)相頻特性

對(duì)于復(fù)雜信號(hào)來(lái)說(shuō)，如果所包含的Z低頻率分量落在1 kHz以內(nèi)，使用交流耦合很可能帶來(lái)較為明顯的失真。如下圖是100 Hz方波使用直流耦合和交流耦合時(shí)所采集到的波形，可以看到交流耦合下波形已經(jīng)嚴(yán)重失真，這往往是不可接受的。

以直流耦合下方波幅值為基準(zhǔn)，交流耦合時(shí)各頻率方波幅值測(cè)量誤差如下表。可以看出由于相頻響應(yīng)導(dǎo)致的波形失真，對(duì)示波器幅值測(cè)量影響非常大，而有效值測(cè)量誤差則接近理論值。

對(duì)于復(fù)雜頻率成分的信號(hào)，如果僅關(guān)注波形的能量而不是幅度值，使用交流耦合導(dǎo)致波形失真時(shí)，有效值（交流均方根值）測(cè)量可以獲得更高的精度。

對(duì)于需要精準(zhǔn)測(cè)量波形幅度的情形，需要盡量避免使用交流耦合，或者詳細(xì)驗(yàn)證后再使用。

2.1    實(shí)現(xiàn)方法

2.2    使用限制

直流偏移受電路設(shè)計(jì)約束偏移量有限，不像交流耦合那樣能去除任何安全范圍內(nèi)任意大小的直流分量，對(duì)于超出偏移范圍的直流分量無(wú)能為力。

另外要注意，直流偏移功能是用來(lái)抵消交流小信號(hào)上疊加的直流分量，而不是用來(lái)任意移動(dòng)波形。示波器的波形顯示范圍即為該電壓擋位下的動(dòng)態(tài)范圍，超出顯示區(qū)域的波形將被電路限幅以保護(hù)更脆弱的元件，由于電路限幅的非理想特性，發(fā)生限幅后采集到的波形可能出現(xiàn)嚴(yán)重失真。

如果希望觀察交流大信號(hào)上的小細(xì)節(jié)，請(qǐng)使用縮放功能。

 瞬態(tài)響應(yīng)是電源測(cè)試中常用的方法之一，它可以很直觀地表現(xiàn)出電源的多項(xiàng)特性。通過(guò)使用電子負(fù)載產(chǎn)生方波或者脈沖波電流作為被測(cè)電源的負(fù)載，示波器觀察電源的輸出電壓和電流波形，根據(jù)波形可以提取出電源特性。

一個(gè)典型的電源瞬態(tài)響應(yīng)如下圖所示。當(dāng)負(fù)載電流突變時(shí)，因?yàn)殡娫喘h(huán)路帶寬不夠，電源還來(lái)不及響應(yīng)負(fù)載變化，這時(shí)候電源輸出電容儲(chǔ)存的能量被負(fù)載吸走，電容電壓降低導(dǎo)致輸出電壓跟著降低。隨著時(shí)間推移，電源環(huán)路檢測(cè)到輸出電壓跌落，環(huán)路開(kāi)始自動(dòng)調(diào)整輸出電壓，輸出電容開(kāi)始充能，輸出電壓回升。假設(shè)電源環(huán)路是穩(wěn)定的，則這一階段末期幾乎不會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖和振鈴。當(dāng)電源輸出電壓回升到一定程度以后將不再變化，輸出電壓達(dá)到穩(wěn)態(tài)，由于電源的非理想特性，這個(gè)穩(wěn)態(tài)電壓往往隨著負(fù)載電流變化。

下圖是使用示波器測(cè)量一個(gè)真實(shí)電源瞬態(tài)響應(yīng)的情況。通道1為負(fù)載電流，通道2和通道3為輸出電壓，通道2使用交流耦合，通道3使用直流耦合。使用交流耦合觀察輸出電壓時(shí)，輸出電壓上出現(xiàn)了明顯的過(guò)沖，而使用直流耦合觀察時(shí)并沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)沖。考慮到負(fù)載電流的頻率為2.5 Hz，而輸出電壓的波形是與負(fù)載電流相似的類方波，所以交流耦合的波形是錯(cuò)誤的。

實(shí)際測(cè)量電源瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)，往往因?yàn)樗褂玫氖静ㄆ髦绷髌品秶拗疲荒苁褂媒涣黢詈希瑢?dǎo)致對(duì)電源響應(yīng)的誤判。例如在這個(gè)案例中，如果使用交流耦合，就會(huì)把電源負(fù)載調(diào)整率的特性誤判為電源環(huán)路穩(wěn)定性問(wèn)題，這是兩個(gè)*不相關(guān)的特性。

除了電源測(cè)試外，觀測(cè)傳感器信號(hào)也往往因?yàn)槠秒妷旱脑虿坏貌皇褂媒涣黢詈希矔?huì)導(dǎo)致觀測(cè)的信號(hào)與實(shí)際信號(hào)有一定差異。

SDS6000 Pro與SDS2000X HD重新設(shè)計(jì)了通道的直流偏移電路，使較小擋位下的直流偏移范圍大大提高，在5.1 mV/div到10 mV/div的擋位下，直流偏移范圍可達(dá)±4 V，在10.2 mV/div到20 mV/div的擋位下，直流偏移范圍達(dá)±8 V，足以應(yīng)對(duì)大多數(shù)板級(jí)電源和傳感器的測(cè)試，配合原生12 bit分辨率，可將被測(cè)波形盡可能低失真地展現(xiàn)出來(lái)。