Fluke萬用示波表測量技術(shù)問題解析

　　什么是示波表的波峰因數(shù)?
　　
　　摘要：經(jīng)常有人問到示波表的波峰因數(shù)。如果你去查一下規(guī)格，你所*可以找到的解釋波峰因是“該讀數(shù)不依賴于任何信號，即波峰因數(shù)”。本文我們將解釋波峰因數(shù)是一個怎么樣的數(shù)值，及該數(shù)值可以有什么用途。對于萬用表而言，（它可以處理很高的波峰因數(shù)），但是因?yàn)槟悴荒軌蛘嬲幚砟闼鶞y量的波形的形狀，因此可能由于你的信號峰值過高而使你的讀數(shù)錯誤。峰值數(shù)值可以使電路過載，同時(shí)讀數(shù)可能過低而在測量問題上又沒有顯示。文章將給你真正的答案。
　　
　　典型的波峰因數(shù)是：
　　
　　正弦波：1.414
　　
　　方波：1
　　
　　25%的占空比的脈沖：2
　　
　　對于萬用表而言，（它可以處理很高的波峰因數(shù)），但是因?yàn)槟悴荒軌蛘嬲幚砟闼鶞y量的波形的形狀，因此可能由于你的信號峰值過高而使你的讀數(shù)錯誤。峰值數(shù)值可以使電路過載，同時(shí)讀數(shù)可能過低而在測量問題上又沒有顯示。真有效值讀數(shù)的萬用表可以規(guī)定其可以真正準(zhǔn)確處理的zui大的波峰因數(shù)的數(shù)值。由于真有效值轉(zhuǎn)換芯片的飽和的特性，該數(shù)值通常是在*刻度讀數(shù)的zui低處附近。在半刻度附近會有更好的度。因此在次高量程內(nèi)檢查你的萬用表的讀數(shù)，并且驗(yàn)證該讀數(shù)是否在同一的數(shù)量級是一個很好的習(xí)慣。Fluke87的波峰因數(shù)可以到達(dá)3。Agilent33401A和33970A的波峰因數(shù)是在“*的刻度附近有zui大為5的波峰因數(shù)”（刻度具有額外的0.40％的誤差）
　　
　　對于ScopeMeter的產(chǎn)品而言，情況則不一樣。首先，在屏幕上總有波形來指示你以告知信號是否過載。另外，ScopeMeter從取樣的波形數(shù)據(jù)之中計(jì)算真有效值測量數(shù)值，只要取樣的數(shù)值位于A/D轉(zhuǎn)換器的量程之外，則讀數(shù)不再被顯示，而OL則會被指示。例如，F(xiàn)luke123在峰值大于8.5V的時(shí)候會以5V的量程顯示OL。這將會導(dǎo)致*刻度的波峰因數(shù)為8.5/5=1.7。雖然該數(shù)值不是很顯著，但對于ScopeMeter來說這并不重要，因?yàn)樵撛O(shè)備不顯示不正確的讀數(shù)。另外，當(dāng)使用在自動的模式的時(shí)候，它會自動地變換到下一個較高的量程。（ScopeMeter可以同時(shí)測量峰值和有效值）
　　
　　ScopeMeter因此可以不依賴波峰因數(shù)可以正確地測量信號的真有效值數(shù)值。其所受的限制是需要較高的量程來正確捕捉到峰值信號。由于該較高的量程的緣故，對于有效值數(shù)值你只有較低量程的極限數(shù)值可以準(zhǔn)確地測量。如果信號的有效值數(shù)值太小的話，則你可以停止使用那些度較小的低量程的數(shù)值。對于示波表，其有用的量程是為波峰因數(shù)zui大為10的量程。例如，一個具有1％的占空度的100Hz5V的脈沖，用Fluke87（I）測量同樣的信號會給出174.1mV的讀數(shù)，當(dāng)手動轉(zhuǎn)換到下一個較高量程的時(shí)，則會給出一個更好的測量效果：0.483mV。
　　
　　確保你的測量設(shè)備可以處理你所測量的信號的形狀。如果你不能夠確信的話，則在較高的量程內(nèi)作二次檢查，或者是選擇那些從來不會出現(xiàn)錯誤讀數(shù)的設(shè)備。
　　
　　●為何在Fluke123上所獲得讀數(shù)與Fluke190-系列或者是其他的示波器所顯示的不同?
　　
　　正如你所知道的那樣，我們對ScopeMeters的準(zhǔn)確性具有性能非常優(yōu)異的規(guī)格特性。但有時(shí)你會在Fluke123ScopeMeter和Fluke190-系列ScopeMeter之間發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不一樣（例如對于高頻率振幅的測量）。這種差別太大，從而不可能由設(shè)備的誤差來解釋。zui近我們發(fā)現(xiàn)有時(shí)Fluke123的讀數(shù)已經(jīng)沒有了，而Fluke190則有很好的讀數(shù)，分析其原因，是由于不同的裝載電路。
　　
　　Fluke123（STL120）的測試探頭是一種1:1的探頭，它以兆歐//225pF來測試電路Fluke190-系列的探頭（VPS200）是一種10:1的探頭，它則以10兆歐們卸F的阻抗來測試電路。和Fluke190-系列使用VPS200的探頭所不同的是，F(xiàn)luke123ScopeMeter使用STL120屏蔽測試頭，它會以大約20倍的頻率來裝載電路（比如說>1MHz）。當(dāng)電路的內(nèi)部電阻較小的時(shí)候，則它不會影響讀數(shù)，但是當(dāng)電阻較大的時(shí)候則需要注意。測試會導(dǎo)致在被測電路上的電壓的降低，從而導(dǎo)致不切實(shí)際的測試結(jié)果。
　　
　　以高頻率使用100:1的探頭
　　
　　在高頻率的時(shí)候（>1MHz），探頭的電容性部件的電阻很大。標(biāo)準(zhǔn)的10:1探頭，比如說VPS200，其電容性電阻為14pF。而100:1的探頭，比如說新的VPS201，則具有6.5pF的電容電阻。使用100:1的探頭會極大地減少測試電路的負(fù)載。
　　
　　（帶有100:1探頭的Fluke190系列ScopeMeter的zui大敏感度為500mV/div）。
　　
　　●在47小時(shí)之后，F(xiàn)luke190停止工作，為什么?
　　
　　當(dāng)fluke190系列與Fluke123或者是ScopeMeterB系列的電源適配器一起工作的時(shí)候，而不是BC190的時(shí)候，每個功能都會是非常正常地工作，但在過了一些時(shí)間了之后，F(xiàn)luke190系列會由于電池的耗盡而自動關(guān)閉。由于是在你使用Fluke190系列的某一記錄功能的時(shí)候，其他電源適配器將不能夠捕捉到你所試圖捕捉的重要的信息。
　　
　　PM8907/80x不能夠向Fluke190系列提供足夠的電流，F(xiàn)luke190系列的電池在使用PM8907/80x而不是BC190/80x的時(shí)候也可能被耗盡。這主要是由于PM8907/80x的有限的輸出電源。PM8907/80x提供300mA的輸出電流，而BC190/80x則提供840mA的輸出電流。
　　
　　操作：
　　
　　只使用那些由該設(shè)備所提供的電源適配器。因?yàn)樵撛O(shè)備經(jīng)過了適配器的測試和認(rèn)證。
　　
　　當(dāng)向客戶發(fā)送演示的設(shè)備的時(shí)候，確保電源適配器被包括在內(nèi)，這樣你可以得到很好的*印象。
　　
　　建議：
　　
　　不要使用Fluke160系列的的PM9651/00x適配器。
　　
　　該適配器不適合測量高于30Vrms的測量
　　
　　●如何顯示李薩育圖形?
　　
　　為了快速的顯示李薩育圖形（或者也叫X-Y顯示），使用如下方法。
　　
　　1連接探頭A到信號A及輸入B到信號B。
　　
　　2連接所有的地探頭到地之中。
　　
　　3轉(zhuǎn)換所有的輸入為AC偶合，以減去DC的偏移的影響。
　　
　　4在計(jì)算菜單中選擇“AvsB”。
　　
　　5在屏幕上會有李薩育圖形被顯示。
　　
　　注意：使用移動健A和B健可以使位置發(fā)生改變或者你也可以使用光標(biāo)來定位。
　　
　　●*化你的李薩育圖形顯示
　　
　　對于你的*化的李薩育圖形模式的波形顯示，你是在記錄中至少有一個但不少于3個周期的信號。利用模擬范圍，時(shí)間基數(shù)不被使用，電子束通過輸入A和B的x和Y直接控制。在一個數(shù)字化的示波器之中，就比如說ScopeMeter，時(shí)基的設(shè)定可以影響到李薩育圖形顯示。在數(shù)字的范圍之中，首先波形被獲得，緊接著微型處理器被使用來制造李薩育圖形圖像。
　　
　　改變時(shí)基的設(shè)置可以改善信號的顯示。
　　
　　該圖形顯示了周期太小時(shí)候的顯示，只有部分的信號被顯示!．
　　
　　如果時(shí)間基數(shù)被設(shè)置得太慢，則太多的信號周期會被獲得，并且不是所有的信號都被平均地分布!
　　
　　對于機(jī)械或者是低頻率的運(yùn)用，建議使用帶寬限制器來減少不需要的噪音。在余輝功能關(guān)閉的正常的條件下使用。
　　
　　●如何用雙通道的Fluke-123示波器來記錄三相的電壓？
　　
　　根據(jù)Murphy法則，在你測量相位1和2的時(shí)候，三相系統(tǒng)的第三相位將沉積下去。一個簡單的方法可以使你在兩通道的趨勢繪圖屏幕上同時(shí)觀察到3個相位。
　　
　　設(shè)置：
　　
　　連接通道1到A相，1通道的地線到C相。你所連接的通道2到B相，其地線到C相。（注意：正如你所知道的那樣，ComA和ComB在Fluke123之中是內(nèi)部連接的!）?，F(xiàn)在選擇菜單“VAC”（或者是“VAC+DC"），你將會看到來自輸入的兩個正弦波。確保兩個通道具有相同的輸入敏感度?，F(xiàn)在選擇位于通道A之中的“趨勢繪圖”，你將會看到幾乎具有同樣電壓的兩個圖形!
　　
　　中斷：
　　
　　如果在A相中的電壓降低的話，你將會在通道中看到這種變化（趨勢圖），（上圖），如果在B相中的電壓降低的話，你將會在2中看到這種變化（趨勢圖），（下圖）。但當(dāng)C相變化的時(shí)候，你會看到兩個圖形以同方向在變化。
　　
　　請記住，ScopeMeter123的通道1的地線是自動與通道2的地線相同的，因?yàn)樗麄兪怯布噙B的!如果你的運(yùn)用需要不同的地線，使用Fluke190系列的ScopeMeter或者是DPl20差分探頭。
　　
　　（注意：你可以在Fluke43B電源質(zhì)量分析儀上使用該方法，但輸入2會閱讀Amps而不是Volts。那么如果你設(shè)置輸入2的探頭來閱讀1A/V，則非常容易在輸入2上閱讀正確的電壓。）
　　
　　●我為何在我的趨勢繪圖上發(fā)現(xiàn)圖形中斷?
　　
　　這就象我的Fluke190系列ScopeMeter的無紙記錄儀使用完了其墨水一樣。我*個可以想到是“我丟失了信號”，而事實(shí)上當(dāng)你的信號丟失時(shí)候，TrendPlot將會繪制一個數(shù)值為零的圖。圖示的這種情況只有在ScopeMeter不能夠執(zhí)行測量的功能的時(shí)候才會發(fā)生。對于電壓或者是電流的讀數(shù)而言，這只有在沒有觸發(fā)條件的時(shí)候才會發(fā)生。為了防止此類事件的發(fā)生，你可以將你的觸發(fā)條件設(shè)置為“自動”或者是在使用邊界觸發(fā)的時(shí)候選擇“自由運(yùn)行”的狀態(tài)。
　　
　　在你進(jìn)行與時(shí)間相關(guān)的測量，比如說脈沖、負(fù)載、頻率或者是相位的時(shí)候，至少應(yīng)當(dāng)有一個周期的信號應(yīng)當(dāng)被測量。否則測量將不會被進(jìn)行，而也沒有信號被顯示出來。ScopeMeter190系列也探測與時(shí)間和電源相關(guān)的量測量，如果沒有相關(guān)量被探測到，則沒有讀數(shù)會被顯示。
　　
　　當(dāng)使用FlukeView將帶有中斷的波形輸出到電子數(shù)據(jù)表上的時(shí)候，則你會發(fā)現(xiàn)這些單元被#NAN所填充，這就表明沒有數(shù)據(jù)。
　　
　　●如何去除在FlukeView中的雙重軌跡?
　　
　　這種雙重的蹤跡也叫“zui小／zui大”蹤跡。其中一點(diǎn)代表了所獲得的點(diǎn)的測量時(shí)間內(nèi)的zui大值／zui小值。例如，如果時(shí)間的設(shè)定為5ms/div，則Flukel23的取樣速度為20MS/s，并且屏幕上的每個點(diǎn)代表了4000個獲得的樣本，而其只zui大和zui小的數(shù)值被顯示在屏幕上。通過這種方式Fluke123可以以有限的記錄空間維持較高的取樣速度。
　　
　　這就解釋了為何在FlukeView中具有雙線的原因。Fluke123也以傳統(tǒng)的方式進(jìn)行取樣，例如一個時(shí)間點(diǎn)就一個樣本的方式。這些所獲得的點(diǎn)被存儲在分立的記錄器之中并且用來計(jì)算有效值刻度。
　　
　　如何去除在FlukeView中的雙重軌跡?
　　
　　Fluke123的使用者經(jīng)常說他們還是希望使用單蹤跡的方式而不是雙蹤跡的方式。
　　
　　單蹤跡的方式的可以通過下面的兩種不同的方式而獲得：
　　
　　方式一：使用EXCEL來編輯波形數(shù)據(jù)以消除其中的zui大／zui小數(shù)據(jù)（或者是取他們的平均數(shù)值）這里有一個例子是將zui小的數(shù)據(jù)拷貝到zui大的數(shù)據(jù)。這樣一來FlukeView就在每個頂上顯示兩個波形，這樣看起來就象是單個蹤跡的模式
　　
　　·在FlukeView之中打開波形
　　
　　·保存為.CSV文件
　　
　　·打開.CSV文件，使用Excel
　　
　　·將欄3的數(shù)據(jù)拷貝到欄2之中（使zui小波形等于zui大波形）
　　
　　·以新的文件名稱保存該文件.（也是以.CSV的文件的格式）
　　
　　·用記事本打開該文件
　　
　　·用原先的.CSV文件的頭替代該.CSV文件的頭（行1..19）。
　　
　?。‥xcel從文本部分移走“引號”，而FlukeView則要求使用來打斷文件thefile）
　　
　　·保存該文件
　　
　　·用FlukeView打開該文件
　　
　?。ㄟ@種方式是可行的但是非常的復(fù)雜。）
　　
　　第二種更為簡單的方式是將在從Fluke123ScopeMeter下載的波形作另一個記錄選擇。在“波形的輸入和記錄選擇”按鈕之中選擇“獲得A記錄”。
　　
　　現(xiàn)在你獲得了一個單蹤跡的顯示，zui大到1000個樣本的容量。這就是Fluke123所使用的波形數(shù)據(jù)來進(jìn)行真正的RMS測量。而這種“zui大／zui小”的蹤跡是用來做閃爍捕捉、峰值測量、自動安排等等的運(yùn)用的。
　　
　　●如何有效地使用余輝功能
　　
　　模擬示波器提供了一種余輝功能，這主要是由于其熒光體的余熱會被電子束所擊中。這就可以使使用者在較短的時(shí)間里看到信號，而此時(shí)其實(shí)原始的信號已經(jīng)消失了。在數(shù)字的示波器中該功能則被通過軟件模擬來在較長的時(shí)間的里被顯示在屏幕之上。尤其是在你周期性地觀察變換的信號的時(shí)候，就象調(diào)制（AM，F(xiàn)M）或者是視頻信號，此時(shí)使用余輝功能是非常的有用的。
　　
　　為了得到*的模擬效果，必須zui大可能地更新。為了得到高目的，關(guān)閉所有的讀數(shù)（時(shí)間消耗），并且選擇手動的功能而不是自動功能，因此連接和觀看觸發(fā)和自動范圍被消除了。
　　
　　190萬用示波表可以通過選擇示波器—波形選擇—余輝功能來實(shí)現(xiàn)。
　　
　　<使用余輝的功能的時(shí)候，F(xiàn)luke199AM調(diào)制>
　　
　　●在FlukeView中的基頻問題
　　
　　如果FlukeView不能夠顯示頻譜圖，通常會有下面的錯誤顯示：“沒有足夠的周期來執(zhí)行該頻譜。波形必須具有至少是一個半的周期”。有時(shí)該信息顯得有些不適當(dāng)，因?yàn)樵谛盘栔酗@然有足夠的周期可以利用。問題是在下面的原因。FlukeView通過偏移波形來決定基頻而不是探測波形的零基點(diǎn)。牲信號的*部分探測到的zui低頻率作為基頻。為了防止FlukeView不能夠決定基頻，你可以手動將基頻向空頻譜窗口上移動得到基本頻率。一旦你手動設(shè)定了基本頻率，F(xiàn)lukeView將使用該設(shè)置來計(jì)算頻譜。注意：你可以進(jìn)入這里的頻譜窗口的開始和停止頻率，因此你可以改變窗口的刻度。
　　
　　●改進(jìn)Fluke190系列屏幕捕捉器的打印質(zhì)量（部分1）
　　
　　當(dāng)你希望使用由FlukeView所捕捉的屏幕的時(shí)候，你可以通過在FlukeView中的“減少-選擇比例4:3”來改進(jìn)屏幕的打印質(zhì)量。你可以通過快捷鍵“瀏覽”菜單下實(shí)現(xiàn)。
　　
　　4:3的比例可以使你的PC機(jī)上的尺寸達(dá)到Scopemeter屏幕上的實(shí)際比例。在該被拉伸的圖像之中，丟失的像素被使用灰色像素來進(jìn)行中間插入。這就出現(xiàn)了影印的小效果，這在屏幕觀看的時(shí)候是沒有問題的，但是當(dāng)使用高分辨率的打印機(jī)的時(shí)候就會有問題。如果是在報(bào)告中使用該輸出圖片，則是實(shí)用1:1的比例，并且將其在運(yùn)用的范圍之內(nèi)進(jìn)行拉伸。
　　
　　●使用Novell網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行打印
　　
　　FlukeView的屏幕和波形當(dāng)你使用打印按鈕時(shí)可以很容易地被打印。即使是在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境之中，你也可以在網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)上進(jìn)行打印。然而，有時(shí)候，客戶在使用Novell網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候會遇到一些問題。如果你遇到這些問題，事實(shí)上是可以很容易地被解決的。
　　
　　解決方案：在使用的打印機(jī)端口（LPT1）和Windows98的網(wǎng)絡(luò)的路徑之間使用一個偶合線，操作如下：
　　
　　1．選擇“我額定計(jì)算機(jī)—打印機(jī)”
　　
　　2．選擇你的在網(wǎng)絡(luò)中所使用的打印機(jī)類型—如果沒有的話，則使用“添加打印機(jī)”安裝該打印機(jī)。
　　
　　3．選擇“文件”
　　
　　4．按下“捕捉打印機(jī)端口”
　　
　　5．選擇“驅(qū)動器名稱”-->LPTl
　　
　　6．選擇“路徑”（網(wǎng)絡(luò)路徑S>
　　
　　這樣，當(dāng)前的打印機(jī)在Windows98上路徑=LPT1:<網(wǎng)絡(luò)路徑>"
　　
　　●如何使FlukeView的波形翻轉(zhuǎn)
　　
　　如果你想在你的Fluke190系列的屏幕上使你的圖形翻轉(zhuǎn)的話，則在輸入菜單上選擇翻轉(zhuǎn)極性選擇則在屏幕上的蹤跡會被翻轉(zhuǎn)過來的。如果該波形在FlukeView上被下載，則原先的沒有被翻轉(zhuǎn)的波形會被重新顯現(xiàn)。如果你只是想在FlukeView顯示翻轉(zhuǎn)的波形，你也可以不使用輸入菜單選擇而是輕易地將你探頭的地和信號端進(jìn)行交換即可以。這只有在Fluke190系列的ScopeMeter上才可以這樣，因?yàn)楦虞斎氲奶攸c(diǎn)可以使你在輸入上有不同的地水平。