原创 有奖辩论：究竟该相信谁，示波器还是信号发生器？

在这篇文章的最后，我设计了一个和大家一起讨论的问题， 并设个奖品， 给一位讲得最有道理的工程师网友。 下图就是这个奖品， 非常流行的小音乐播放器，带低音功能，音质比水果手机的好多了！

在研发测试过程中，示波器何函数和波形发生器，就像一对夫妻，一个发送激励信号， 另一个用于测试响应。 这对夫妻在大多数情况下夫唱妇随， 保持高度的一致， 配合得非常好。 但它们有时也会闹别扭。以下就是在我们接到的几个典型的电话投诉：

     投诉1：”我把波形发生器设为5V输出，为什么用示波器测量的却是10V？“

这个问题很好回答: 示波器和波形发生器输出阻抗不匹配，这时，示波器设置的是高阻，而波形发生器的输出阻抗设为50欧姆。 如果把示波器输出阻抗改为50欧姆，或把波形发生器设为高阻， 这个问题立刻就解决。 这太简单，不作为设奖的问题。

投诉2：也就是前些天接到的一位仁兄电话。他在测试时,需要一个5Vpp, 1KHz的正弦波, 很自然的，他想到了安捷伦33220A函数发生器，在设置好波形参数后，满怀希望的跑去测试。结果发现他的系统工作异常,他用示波器观察系统两端的电压,测量到的值大概是6Vpp, 用万用表测试, 还是同样的情况,后来他又更换了函数发生器，发现情况依旧，他百思不得其解。

在了解他的情况后，发现他的系统输入阻抗为75欧姆，33220A默认设置的输出阻抗为50欧姆，这也是问题所在。

去通常函数发生器内部具有一个固定串联输出阻抗，它与负载电阻构成了一个分压器。 如图1。Rl就是负载阻抗，Vmeasured 就是我们用示波器测量到的电压值，Vdisplay就是波形发生器先生的峰峰值。 V就是波形发生器实际的发生电压。对于 50Ω的输出和输入，可按以下公式计算负载Rl上的电压：

  Vmeasured= V* Rl/(50+Rl),

这里V=2*Vdisplay，或

Vmeasured=2Vdisplay*Rl/（50+Rl），

图1；波形发生器内部

在这个例子中，其系统的阻抗是75欧姆，通过公式可以得到系统两端的电压为2*5*75/(75+50)=6Vpp，这也就是为什么他用示波器观测到系统两端的电压是6Vpp了。最后,这位仁兄把33220A的输出阻抗设置为75欧姆后,系统两端就可以得到正确的5Vpp电压了。

这个问题我也给了回答，同样不作为奖品的问题。

投诉3：“你们的波形发生器的输出为什么如此不稳定？” 这是来自一位芯片的研发工程师， 他试图利用波形发生器产生的噪声和纹波，叠加在直流偏置上，来评估DC/DC芯片的纹波和噪声抑制比。一个最简单的解释，就是当DC/DC负载发生变化时，根据上述谈到的原理，幅度也必然变化。实际上，这种测量是非常麻烦的，DC/DC是带有功率， 而信号发生器的功率非常低。关于这方面的专题，特别是仿真带有功率的电源纹波和噪声，我在将来的文章中会谈到。

因此，如果负载端在阻抗不是50Ω时，就需要考虑调整函数发生器的阻抗， 让波形发生器的阻抗和被测件的阻抗匹配， 这样波形发生器上显示的电压与期望的负载电压相一致。Agilent函数发生器的输出阻抗可以连续设置为 1Ω 至 10kΩ，或无穷大，以方便客户在不同的负载情况下，得到正确的输出。

更多了解安捷伦 Trueform 系列波形发生器，请观看视频：

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下面就是我的有奖辩论的议题：在阻抗匹配的情况下，同样利用示波器测量的波形发生器输出的峰峰值电压，多数情况下还是不一致的， 不信你可以用自己手边的示波器和波形发生器试一下。一般会相差了2-5%。 在这种情况下，你更相信示波器呢，还是波形发生器？相信答案不应该只有一个。 我将从大家的辩论回答中选出讲得最为合理的。 获奖者可以获得一个小音箱。