数字示波器是一种应用广泛的电子器件测试仪器。

数字示波器是一种应用广泛的电子器件测试仪器。它可以将人眼不可见的电子信号转换成可见的图像，有利于对各种电条件转换的全过程进行科学研究。使用数字示波器，我们可以观察不同数据信号强度随时间变化的波形曲线，也可以用来检测不同的功耗，如工作电压、时间和电流。今天我们带大家看看如何测试工作电压，时间，电流。

一、工作电压的精确测量

所有用数字示波器进行的精确测量都可以归结为工作电压的精确测量。数字示波器可以精确测量各种模式的工作电压力，可以精确测量交流和正弦交流的工作电压，以及单脉冲或非正弦交流的工作电压。更有效的是，它可以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。无法与其他工作电压检测仪器相比。

1.即时测量方法

说白了，即时测量法就是从显示屏上即时测量出被测工作电压波形的长宽比，然后计算出来作为工作电压值。定量分析检测工作电压时，一般将Y轴灵敏度电源开关的调节旋钮旋至更正零件，这样，您就可以从& otherv/div ；标记值和被测量数据信号占据的纵坐标平面坐标立即测量被测量的工作电压值。因此，即时测量法也称为标度法。

(1)交流电流的精确测量

将y轴键入耦合电源开关，并将其放置在AC 部件，显示信息以键入波模式的通信组件。如果通信和通信数据信号的频率很低，应将Y轴键入耦合电源开关并放置DC ；零件。

将测得的波形移至示波管显示屏管理中心，使用v/div ；电源开关在合理的操作中控制显示屏总面积范围内的被测波形图，并根据坐标标尺片的测量范围加载所有波形图所占Y轴方向的近视度H，使被测工作电压的峰-最大值VP-P可等效为v/div ；将电源开关的标记值乘以h，如果使用摄像机进行精确测量，则摄像机的衰减系数应计算在内，即测量的标准值应乘以10。

比如数字示波器的Y轴灵敏度电源开关v/div ；位于0.2级，被测波形在y轴上的坐标力h为5div，则该数据信号的工作电压的最大峰值为1V。如果被摄像机精确测量，并且标准值仍然被标记，则被测数据信号的工作电压的最大峰值为10V。

(2)交流电压的精确测量

将y轴键入耦合电源开关，并将其放置在To 电源开关组的位置、打开方法；自动部件，使屏幕显示一条水平扫描线，该扫描线是零脉冲信号线。

将y轴键入耦合电源开关设置为DC ；部分，加上测得的工作电压，此时扫描线在y轴方向引起振荡偏移h，测得的工作电压为v/div ；将电源开关的标记值乘以h。

即时测量法简单易行，但偏差较大。造成偏差的因素包括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.测量方法的比较

比较测量法是将标准工作电压波形与测量的工作电压波形进行比较，得到测量的工作电压值。

将测得的工作电压Vx输入数字示波器的y轴安全通道，调整y轴灵敏度开关v/div ；并调节旋钮，使显示屏上显示的信息显示出有利于精确测量的高宽比Hx，并做好记录，以及v/div ；电源开关和调节旋钮的位置不会改变。去掉测量的工作电压，在y轴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，使其显示与测量的工作电压相同的强度。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。用比较分析法准确测量工作电压，可以防止垂直系统软件引起的偏差，从而提高测量精度。

第二，时间的精确测量

数字示波器的时基可以产生与时间线性相关的扫描线，因此可以用显示屏的水准标尺来精确测量波形的主要时间参数，如规则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)，以及两个数据信号之间的时间差。

转动数字示波器的扫描速度电源开关t/div ；& other调整当设备转到校准位置时，可以按下水平刻度中显示信息的波形所指示的时间t/div ；可以直接测量电源开关的标记值，进而准确获得被测数据信号的主要时间参数。

第三，准确测量电流

在许多地方，为了掌握系统软件的功能损失和工作状态，必须对系统组件、电源电路或集成电路进行电流测试。如果只做静态数据电流的精确测量，可以用数字万用表。如果要观察电流的变化状态，可以应用一些低速的数据采集机器设备，工业生产中一般的数据采集机器设备可以连续高精度的采集和记录电流的波型，但是一般的采样频率是有限的(1Hz~100KHz左右)；如果期望观察更快速的电流变化规律，比如测量设备上电瞬间的冲击电流，电力变压器的开关损耗，不同读写能力下存储器的电流消耗等。，我们将不得不使用数字示波器。

数字示波器只显示信息工作电压随时间变化的波形，即只对工作电压进行精确测量。为了对电流进行精确测量，总电流必须先转换成工作电压，才能被精确测量。将电流转换成工作电压进行精确测量的常用方法包括采样电阻、霍尔传感器和电流的磁效应。

取样电阻法

采样电阻的方式是在被测电流的相对路径上串联一个小电阻(如0.1欧姆或1欧姆)，当电流通过时会引起压降。根据差分信号摄像机精确测量的采样电阻上的压降，可以根据欧姆定律测量通过电阻的电流。这种方法的优点是成本低，容易完成，缺点是被测电源电路必须切断(或者设计方案时在电流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合电流变化规律大的地方。比如在一些消费类电子产品的电源电路中，工作态度和待机电流会有很大的差别。假设被测电源电路的电流会在10米A到A~1A之间变化，工作频率为1.9V，此时如果选择采样电阻为0.1 ohm，那么在通过1A的电流时已经会造成0.1V的压降，这已经造成运行中的电流为1.4V，大电流通过时部分元器件已经无法正常工作；而采样电阻上的压降在通过10 mA的电流时只有10mV，已经超过了很多数字示波器所能识别的工作电压跃迁的极限。如果采样电阻阻值放大，电流大压降会更大；如果降低采样电阻的阻值，电流小的时候就更难分辨了。因此，如果被测电源电路的电流有较大的过渡范围，采样电阻很难同时具有测量精度和压降的危害。

为了解决这个问题，一些数字示波器制造商已经推出了专门用于精确测量小电流的照相机。例如，Keysight公司的N2820A摄像头显示了一个增益值为300倍的安全通道，可以将数字示波器的小数据信号精确测量能力从mV级扩展到uV级，还显示了一个双测量范围的精确测量安全通道，可以使用两个安全通道精确测量大电流和小电流之间的转换。但是需要注意的是，这个300倍增益值的放大器只有3MHz的网络带宽，如果对网络带宽的精确测量有很高的规定，就不适合。

霍尔传感器法

霍尔传感器利用霍尔元件组件的磁性材料效用，将测量电流相对于路径感应产生的电磁场转换为工作电压，以进行精确测量。很多数字示波器的厂商都是基于霍尔效应来展示当前的相机。

在安培数摄像机的前端开发了一个磁环，在应用时将磁环套在被测电源系统网络上。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，可以检查磁通量，其输出电压与磁通量成正比。因此，电流相机的输出电压与流经被测电缆的电流成正比，数字示波器可以通过精确测量相机的输出电压来知道被测电源系统网络上的电流大小。当前摄像机的典型转换指标为0.1V/A或0.01V/A，即有1A电流通过供电系统网络，当前摄像机的输出电压为0.1V或0.01V..下图是目前基于霍尔效应的相机原理。

这种电流相机的关键好处是可以在不破坏供电系统线路的情况下准确测量电流。此外，由于是基于霍尔效应，还可以精确测量直流和通信。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、启动时脉冲电流波形的精确测量等。电流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底部噪声的限制。一般10 m a以下的电流很难精确测量。

由于基于霍尔效应的一般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，一种方法是将被测电源系统线路多绕电流相机两圈。由于霍尔元件感应出的磁通量与磁回路中的电流大小成正比，所以将供电系统导线绕在电流摄像头上10次，相当于将电流增加10倍。下图是用电流相机精确测量小电流数据信号的例子。

电流磁效应法

还有基于电流磁效应检测电流量的摄像头。这种摄像头的原理类似于某些焊工使用的钳形表。它利用感应磁感应产生电流量，使感应电流通过负载，使工作电压进行精确测量。这类用于数字示波器的磁感应相机的灵敏度和网络带宽可以做得更高(网络带宽可以达到2GHz以上)，但由于采用了感应磁感应的基本原理，不能用于检测直流和低频电流(很多高频电流的磁效应相机低频起止点在100KHz左右)。这种摄像头主要用在对网络带宽要求高的地方，比如磁带机的工作电压，ESD充放电电流等。

比如一般的方解石晶体振荡器电路都有Drive Level的要求，用来在方解石晶体振荡器电路中启动振荡，维持振荡输出功率。太小会停止振荡，太大会导致振荡不稳定，其晶体寿命衰减系数。驱动器的输出功率可以精确测量通过振荡器的电流，然后乘以其自身的等效电路内电阻。下图是利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量的例子。