數(shù)字存儲(chǔ)示波器教學(xué)方式改進(jìn)與探討

鄭元

摘要：本文主要介紹了數(shù)字存儲(chǔ)示波器的組成結(jié)構(gòu)、原理及功能，闡述了數(shù)字存儲(chǔ)示波器實(shí)行表格化式操作的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)樣本，提供了一種正確快速掌握示波器的方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字存儲(chǔ)示波器；表格設(shè)計(jì)樣本；表格化式操作方式

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）29-0151-03

示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器，它能直觀、動(dòng)態(tài)地顯示電壓信號(hào)隨時(shí)間變化的波形，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程，并可直接測量信號(hào)的幅度、頻率以及信號(hào)之間相位關(guān)系等各種參數(shù)。隨著科技發(fā)展和進(jìn)步，教學(xué)儀器進(jìn)入了一個(gè)更新?lián)Q代的嶄新時(shí)代。數(shù)字處理、微處理器技術(shù)和各種換能技術(shù)的廣泛應(yīng)用與發(fā)展，也使得模似示波器逐漸升級(jí)換代為數(shù)字存儲(chǔ)示波器。

數(shù)字存儲(chǔ)示波器它是模似示波技術(shù)、數(shù)字化測量技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)綜合產(chǎn)物。數(shù)字存儲(chǔ)示波器由信號(hào)放大電路、高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、中央處理器、存儲(chǔ)器和液晶顯示器（包括驅(qū)動(dòng)電路）組成。它的內(nèi)部采用了大規(guī)模集成電路和微處理器，它是通過對(duì)被測模擬信號(hào)進(jìn)行模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換，再以數(shù)字或模擬信號(hào)方式進(jìn)行顯示的一種數(shù)據(jù)測量和分析裝置。

對(duì)于初次學(xué)習(xí)和掌握數(shù)字存儲(chǔ)示波器使用的學(xué)生來說，要在兩個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)快速掌握數(shù)字存儲(chǔ)示波器使用的操作是有難度的。問題關(guān)鍵在于，示波器面板上的開關(guān)、按鍵、旋鈕有很多個(gè)，往往無從下手，不知道如何操作。操作內(nèi)容多而廣，而在短時(shí)間內(nèi)單憑大腦記憶去完成老師講授數(shù)字存儲(chǔ)示波器的操作方法，會(huì)使學(xué)生們顯得束手無策。如何在短時(shí)間內(nèi)解決學(xué)生們快速掌握數(shù)字存儲(chǔ)示波器的使用，在不依懶老師的情況下能獨(dú)立順利地完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)中規(guī)定的內(nèi)容呢？在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，我們進(jìn)行了教學(xué)方式的改革，即實(shí)行示波器表格化式的操作方式。

設(shè)計(jì)這個(gè)表格化式的操作方式的目的是引導(dǎo)學(xué)生自行掌握面板旋鈕各個(gè)功能鍵的使用方法，將示波器使用中的操作步驟及操作思路轉(zhuǎn)化成表格式操作，讓學(xué)生們?cè)诓僮鬟^程中同時(shí)完成表格內(nèi)容的填寫，通過這種方式去體會(huì)和逐步掌握數(shù)字存儲(chǔ)示波器的使用方法。

我們以TDO1000/2000系列數(shù)字存儲(chǔ)示波器為例，首先介紹數(shù)字存儲(chǔ)示波器面板的結(jié)構(gòu)及功能，再者是各種基本圖形表格化式操作的設(shè)計(jì)樣本。

（一）數(shù)字存儲(chǔ)示波器面板結(jié)構(gòu)與功能介紹

1.示波器面板結(jié)構(gòu)圖：見圖1。

2.示波器功能介紹：TDO1000/2000系列數(shù)字存儲(chǔ)示波器有五個(gè)功能控制區(qū)和一個(gè)信號(hào)連接區(qū)，下面就分述如下。

（1）總功能控制區(qū)（MENU菜單區(qū)）：該功能區(qū)共有六個(gè)按鍵。分別對(duì)應(yīng)不同的功能，它們將決定數(shù)字存儲(chǔ)示波器的整體工作情況。

（2）執(zhí)行控制區(qū)（RUN CONTROL區(qū)）：該區(qū)有兩個(gè)按鍵。控制輸出波形的采樣、運(yùn)行或停下。

（3）垂直功能控制區(qū)（VERTIGAL區(qū)）：該區(qū)有四個(gè)按鍵和四個(gè)旋鈕。控制輸入信號(hào)波形或運(yùn)算波形或參考波形的打開、選中、關(guān)閉，并在屏幕上顯示對(duì)應(yīng)通道的操作菜單，控制波形垂直增益和垂直位置。

（4）水平功能控制區(qū)（HORIZONTAL區(qū)）：該區(qū)有一個(gè)按鍵和兩個(gè)旋鈕。使用水平控制可以改變輸入信號(hào)波形的時(shí)基，調(diào)節(jié)觸發(fā)在內(nèi)存中的位置，并可以觀察選定部分的波形細(xì)節(jié)。

（5）觸發(fā)功能控制區(qū)（TRIGGER區(qū)）：該區(qū)有三個(gè)按鍵和一個(gè)旋鈕。調(diào)整和控制觸發(fā)電平的位置，改變觸發(fā)類型的設(shè)置。

（6）信號(hào)連接區(qū)：信號(hào)連接區(qū)由三個(gè)外接信號(hào)輸入端和一個(gè)探頭補(bǔ)償器組成?！癊XTTRIG”它是外部觸發(fā)信號(hào)的輸入連接器。“探頭補(bǔ)償器”它是示波器提供的一個(gè)內(nèi)部信號(hào)源，此信號(hào)常用來檢驗(yàn)和校正探頭和輸入電路的匹配，也常用該信號(hào)來觀察和檢查示波器是否處于正常工作狀態(tài)。

（二）各種圖形操作表格設(shè)計(jì)樣本

初次掌握數(shù)字存儲(chǔ)示波器的操作主要有以下兩方面的內(nèi)容：一是熟悉和掌握示波器面板旋鈕的基本功能和使用方法（表1）。二是重點(diǎn)掌握在示波器上各種圖形操作方法和使用技巧，為后期進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)示波器的使用打下良好的基礎(chǔ)。

1.調(diào)節(jié)示波器的初始狀態(tài)。示波器測量前的準(zhǔn)備工作很重要。如果儀器沒有進(jìn)行確認(rèn)和校準(zhǔn)，將影響被測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，甚至導(dǎo)致測不出數(shù)據(jù)。用同軸電纜線將雙路數(shù)字信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的正弦波信號(hào)和數(shù)字存儲(chǔ)示波器CH1和CH2通道相連，分別打開信號(hào)發(fā)生器和示波器的電源開關(guān)，打開MNENU菜單欄，調(diào)節(jié)好示波器的初始狀態(tài)，并設(shè)置好CH1和CH2通道參數(shù)，按照表2和表2操作提示即可。

2.示波器上各種圖形的顯示。示波器上“CH1”和“CH2”分別是通道1和通道2的輸入信號(hào)連接插座，它分別對(duì)應(yīng)著X軸和Y軸。在調(diào)整好示波器的初始狀態(tài)并設(shè)置好通道參數(shù)后，如何在示波器上顯示出亮點(diǎn)、水平掃描線、垂直掃描線、正弦波、李薩如圖形呢？按照表3的操作提示即可。

綜上所述：從上述表格中我們不難發(fā)現(xiàn)，在示波器上顯示亮點(diǎn)、水平掃描線、垂直掃描線、正弦波、李薩如圖形時(shí)，對(duì)水平面板控制區(qū)的主時(shí)基和X—Y的操作是關(guān)鍵，觸發(fā)面板控制區(qū)的操作是顯示出穩(wěn)定的圖形的重要保證。示波器上顯示亮點(diǎn)、垂直掃描線、李薩如圖形時(shí)一定要將主時(shí)基關(guān)閉、X—Y開啟，顯示水平掃描線、正弦波進(jìn)一定要將主時(shí)基開啟、X—Y關(guān)閉。教學(xué)實(shí)踐表明，這種表格化式的操作方式，使得初次學(xué)習(xí)使用數(shù)字存儲(chǔ)示波器的學(xué)生們能夠快速地掌握其方法，提高了單位時(shí)間的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率，取得了較好的實(shí)際效果。

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