示波(bō)器和(hé)万(wàn)用(yòng)表(biǎo)都是(shì)電(diàn)子工程师(shī)日(rì)常開(kāi)發(fà)、調試必不(bù)可(kě)少(shǎo)的(de)設備。万(wàn)用(yòng)表(biǎo)主(zhǔ)要(yào)用(yòng)于(yú)測試某一(yī)时(shí)間(jiān)點(diǎn)的(de)電(diàn)压/電(diàn)流值等，示波(bō)器則是(shì)用(yòng)以繪制電(diàn)压/電(diàn)流随时(shí)間(jiān)變(biàn)化(huà)的(de)波(bō)形。那(nà)您知道(dào)两(liǎng)者(zhě)實(shí)際該如(rú)何正(zhèng)确應(yìng)用(yòng)嗎？

實(shí)測選擇

那(nà)麼(me)該如(rú)何判断在(zài)什(shén)麼(me)測試条(tiáo)件(jiàn)下(xià)選擇示波(bō)器還(huán)是(shì)万(wàn)用(yòng)表(biǎo)来測量(liàng)呢？

以電(diàn)容充放(fàng)電(diàn)过(guò)程为例，原理(lǐ)图(tú)如(rú)图(tú)1所(suǒ)示。使用(yòng)5V直(zhí)流電(diàn)源給(gěi)系(xì)统供電(diàn)，當S1閉合时(shí)，電(diàn)容處(chù)于(yú)充電(diàn)狀态；當S1断開(kāi)时(shí)，電(diàn)容處(chù)于(yú)放(fàng)電(diàn)狀态。理(lǐ)想(xiǎng)情(qíng)况下(xià)，图(tú)2为充放(fàng)電(diàn)波(bō)形解(jiě)析，其(qí)中(zhōng)Ta为電(diàn)容充電(diàn)完成(chéng)所(suǒ)需的(de)时(shí)間(jiān)，Tb为電(diàn)容放(fàng)電(diàn)完成(chéng)所(suǒ)需的(de)时(shí)間(jiān)。

測試过(guò)程中(zhōng)使用(yòng)到(dào)致(zhì)远電(diàn)子的(de)万(wàn)用(yòng)表(biǎo)（DMM6000）和(hé)示波(bō)器（ZDS4054 Plus）。其(qí)中(zhōng)根(gēn)據(jù)官方(fāng)提(tí)供的(de)指标(biāo)可(kě)得，万(wàn)用(yòng)表(biǎo)（DMM6000）的(de)精度(dù)为0.0035 % 读(dú)數+ 0.0007%量(liàng)程，示波(bō)器（ZDS4054 Plus）的(de)精度(dù)为滿量(liàng)程的(de)2%。

图(tú)1 電(diàn)容充放(fàng)電(diàn)原理(lǐ)图(tú)

图(tú)2 電(diàn)容充放(fàng)電(diàn)波(bō)形

若需要(yào)獲得一(yī)个更(gèng)为精确的(de)電(diàn)压值，應(yìng)選擇万(wàn)用(yòng)表(biǎo)。

從精度(dù)层(céng)面(miàn)来看，万(wàn)用(yòng)表(biǎo)的(de)精度(dù)明(míng)顯是(shì)更(gèng)勝一(yī)筹的(de)。将示波(bō)器探头(tóu)或(huò)万(wàn)用(yòng)表(biǎo)的(de)紅(hóng)黑(hēi)表(biǎo)笔(bǐ)接在(zài)電(diàn)容两(liǎng)端，測試電(diàn)容充電(diàn)完成(chéng)时(shí)的(de)電(diàn)压。由(yóu)图(tú)3和(hé)图(tú)4可(kě)見(jiàn)，万(wàn)用(yòng)表(biǎo)測得電(diàn)压为2.60922V，示波(bō)器測得電(diàn)压为2.68000V（因(yīn)为接入(rù)的(de)是(shì)直(zhí)流電(diàn)源，所(suǒ)以電(diàn)压峰(fēng)峰(fēng)值=電(diàn)压有(yǒu)效值）。万(wàn)用(yòng)表(biǎo)（DMM6000）的(de)精度(dù)为0.0035 % 读(dú)數+ 0.0007%量(liàng)程，即其(qí)误差範圍是(shì)±0.0001613V；示波(bō)器（ZDS4054 Plus）的(de)精度(dù)为滿量(liàng)程的(de)2%，即其(qí)误差範圍是(shì)±0.1600000V。

图(tú)3 万(wàn)用(yòng)表(biǎo)實(shí)測

图(tú)4 示波(bō)器實(shí)測

若需要(yào)觀察電(diàn)压随时(shí)間(jiān)變(biàn)化(huà)的(de)波(bō)形或(huò)測量(liàng)充電(diàn)/放(fàng)電(diàn)完成(chéng)所(suǒ)需时(shí)間(jiān)，應(yìng)選擇示波(bō)器。

從时(shí)間(jiān)維度(dù)来看，示波(bō)器可(kě)以直(zhí)觀地(dì)觀察到(dào)電(diàn)容充放(fàng)電(diàn)的(de)过(guò)程並(bìng)可(kě)通(tòng)过(guò)光标(biāo)或(huò)者(zhě)【Measure】功能(néng)測得電(diàn)容充電(diàn)/放(fàng)電(diàn)完成(chéng)所(suǒ)需时(shí)間(jiān)。如(rú)图(tú)5所(suǒ)示，通(tòng)过(guò)自(zì)動(dòng)測量(liàng)得到(dào)上(shàng)升(shēng)时(shí)間(jiān)（即電(diàn)容充電(diàn)完成(chéng)所(suǒ)需时(shí)間(jiān)）为9.4307s，下(xià)降时(shí)間(jiān)（即電(diàn)容放(fàng)電(diàn)完成(chéng)所(suǒ)需时(shí)間(jiān)）为9.6295s。

假設使用(yòng)万(wàn)用(yòng)表(biǎo)来測量(liàng)，只(zhī)能(néng)通(tòng)过(guò)人(rén)工按間(jiān)隔时(shí)間(jiān)測量(liàng)變(biàn)化(huà)的(de)電(diàn)压值並(bìng)記(jì)录(lù)，最(zuì)終(zhōng)手(shǒu)動(dòng)繪制波(bō)形图(tú)。從示波(bō)器測量(liàng)的(de)上(shàng)升(shēng)时(shí)間(jiān)来看，时(shí)长(cháng)非(fēi)常短(duǎn)。盡管(guǎn)人(rén)工每秒(miǎo)記(jì)录(lù)一(yī)个數據(jù)，上(shàng)升(shēng)时(shí)間(jiān)最(zuì)多(duō)只(zhī)能(néng)記(jì)录(lù)到(dào)9个數據(jù)，而(ér)通(tòng)过(guò)这(zhè)9个數據(jù)還(huán)原的(de)電(diàn)压變(biàn)化(huà)情(qíng)况是(shì)没有(yǒu)參考意義的(de)。與(yǔ)万(wàn)用(yòng)表(biǎo)相比，示波(bō)器當前(qián)采样率为2MSa/s（每秒(miǎo)钟可(kě)采集2000 000个采样點(diǎn)），这(zhè)不(bù)仅還(huán)原度(dù)更(gèng)高，還(huán)更(gèng)为便捷，可(kě)以节省(shěng)大(dà)量(liàng)的(de)时(shí)間(jiān)和(hé)人(rén)力。

如(rú)何提(tí)高示波(bō)器精度(dù)

若是(shì)測單點(diǎn)電(diàn)压值，万(wàn)用(yòng)表(biǎo)的(de)精度(dù)确實(shí)是(shì)優于(yú)示波(bō)器的(de)。那(nà)麼(me)是(shì)否可(kě)以提(tí)高示波(bō)器的(de)精度(dù)呢？答(dá)案(àn)是(shì)肯定(dìng)的(de)。

在(zài)測量(liàng)过(guò)程中(zhōng)可(kě)以通(tòng)过(guò)以下(xià)两(liǎng)个方(fāng)法(fǎ)来提(tí)高示波(bō)器的(de)精度(dù)（減小示波(bō)器的(de)測量(liàng)误差）：

1.使用(yòng)合适衰減比的(de)探头(tóu)；

2.減小垂直(zhí)檔位(wèi)。

從图(tú)3、图(tú)4、图(tú)6和(hé)图(tú)7来分(fēn)析，測量(liàng)误差範圍对(duì)比如(rú)表(biǎo)1所(suǒ)示。從表(biǎo)1的(de)误差对(duì)比来看，陰影部(bù)分(fēn)为示波(bō)器不(bù)同(tóng)測量(liàng)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)允許的(de)測量(liàng)误差，万(wàn)用(yòng)表(biǎo)的(de)測量(liàng)結果(guǒ)都在(zài)示波(bō)器測量(liàng)允許的(de)误差範圍內(nèi)。但明(míng)顯可(kě)以看出(chū)，陰影面(miàn)積是(shì)②＞③＞④。因(yīn)此(cǐ)在(zài)本(běn)次(cì)實(shí)例中(zhōng)，可(kě)通(tòng)过(guò)使用(yòng)×10檔衰減比的(de)探头(tóu)和(hé)垂直(zhí)檔位(wèi)減小为500mV/div的(de)方(fāng)法(fǎ)来提(tí)高示波(bō)器的(de)精度(dù)。

图(tú)6 ×1檔探头(tóu)測量(liàng)

图(tú)7 垂直(zhí)檔位(wèi)減小为500mV/div

表(biǎo)1 測量(liàng)误差範圍对(duì)比

總(zǒng)結

當前(qián)万(wàn)用(yòng)表(biǎo)能(néng)夠實(shí)現(xiàn)的(de)測量(liàng)，示波(bō)器也(yě)是(shì)能(néng)夠滿足的(de)。除此(cǐ)以外(wài)，示波(bō)器共(gòng)提(tí)供53種(zhǒng)測量(liàng)項，還(huán)支持(chí)FFT、协議解(jiě)碼、電(diàn)源分(fēn)析、环(huán)路(lù)分(fēn)析等功能(néng)。所(suǒ)謂术业有(yǒu)專攻，万(wàn)用(yòng)表(biǎo)的(de)精度(dù)比示波(bō)器高且(qiě)體(tǐ)積小、更(gèng)方(fāng)便攜带。因(yīn)此(cǐ)，需根(gēn)據(jù)實(shí)際需求，合理(lǐ)選擇測量(liàng)設備。