原创 Fluke 万用示波表测量技术问题

 什么是示波表的波峰因数?

　　经常有人问到示波表的波峰因数。如果你去查一下规格，你所唯一可以找到的解释波峰因是“该读数不依赖于任何信号，即波峰因数”。这里我们将解释波峰因数是一个怎么样的数值，及该数值可以有什么用途。对于万用表而言，在非正弦波的交流电压测量的时候波峰因数应当被考虑在内。波峰因数被定义为峰值电压对有效值电压的比值。

　　典型的波峰因数是：
　　　　正弦波：1.414
　　　　方波： 1
　　　　25％的占空比的脉冲：2

　　对于万用表而言，(它可以处理很高的波峰因数)，但是因为你不能够真正处理你所测量的波形的形状，因此可能由于你的信号峰值过高而使你的读数错误。峰值数值可以使电路过载，同时读数可能过低而在测量问题上又没有显示。真有效值读数的万用表可以规定其可以真正准确处理的最大的波峰因数的数值。由于真有效值转换芯片的饱和的特性，该数值通常是在完全刻度读数的最低处附近。在半刻度附近会有更好的精确度。因此在次高量程内检查你的万用表的读数，并且验证该读数是否在同一的数量级是一个很好的习惯。Fluke 87的波峰因数可以到达3。Agilent 33401A和33970A的波峰因数是在“完全的刻度附近有最大为5的波峰因数”(刻度具有额外的0.40％的误差)

　　对于ScopeMeter的产品而言，情况则不一样。首先，在屏幕上总有波形来指示你以告知信号是否过载。另外，ScopeMeter从取样的波形数据之中计算真有效值测量数值，只要取样的数值位于A/D转换器的量程之外，则读数不再被显示，而OL则会被指示。例如，Fluke 123在峰值大于8.5V的时候会以5V的量程显示OL。这将会导致完全刻度的波峰因数为8.5/5=1.7。虽然该数值不是很显著，但对于ScopeMeter来说这并不重要，因为该设备不显示不正确的读数。另外，当使用在自动的模式的时候，它会自动地变换到下一个较高的量程。(ScopeMeter可以同时测量峰值和有效值)

　　ScopeMeter因此可以不依赖波峰因数可以正确地测量信号的真有效值数值。其所受的限制是需要较高的量程来正确捕捉到峰值信号。由于该较高的量程的缘故，对于有效值数值你只有较低量程的极限数值可以准确地测量。如果信号的有效值数值太小的话，则你可以停止使用那些精确度较小的低量程的数值。对于示波表，其有用的量程是为波峰因数最大为10的量程。例如，一个具有1％的占空度的100Hz 5V的脉冲，用Fluke 87(I)测量同样的信号会给出174.1mV的读数，当手动转换到下一个较高量程的时，则会给出一个更好的测量效果：0.483mV。

　　确保你的测量设备可以处理你所测量的信号的形状。如果你不能够确信的话，则在较高的量程内作二次检查，或者是选择那些从来不会出现错误读数的设备。


● 为何在Fluke 123上所获得读数与Fluke 190-系列或者是其他的示波器所显示的不同?

　　正如你所知道的那样，我们对ScopeMeters的准确性具有性能非常优异的规格特性。但有时你会在Fluke 123 ScopeMeter和Fluke 190-系列ScopeMeter之间发现读数不一样(例如对于高频率振幅的测量)。这种差别太大，从而不可能由设备的误差来解释。最近我们发现有时Fluke 123的读数已经没有了，而Fluke 190则有很好的读数，分析其原因，是由于不同的装载电路。

　　Fluke 123(STL 120)的测试探头是一种1:1的探头，它以兆欧//225pF来测试电路Fluke 190-系列的探头(VPS200)是一种10:1的探头，它则以10兆欧们卸F的阻抗来测试电路。和Fluke 190-系列使用VPS200的探头所不同的是，Fluke 123 ScopeMeter使用STL 120屏蔽测试头，它会以大约20倍的频率来装载电路(比如说>1MHz)。当电路的内部电阻较小的时候，则它不会影响读数，但是当电阻较大的时候则需要注意。测试会导致在被测电路上的电压的降低，从而导致不切实际的测试结果。

　　以高频率使用100:1的探头

　　在高频率的时候(>1MHz)，探头的电容性部件的电阻很大。标准的10:1探头，比如说VPS 200，其电容性电阻为14pF。而100:1的探头，比如说新的VPS 201，则具有6.5pF的电容电阻。使用100:1的探头会极大地减少测试电路的负载。

　　(带有100:1探头的Fluke 190系列ScopeMeter的最大敏感度为500mV/div)。


● 在47小时之后，Fluke190停止工作，为什么?

　　当fluke 190系列与Fluke 123或者是ScopeMeter B系列的电源适配器一起工作的时候，而不是BC190的时候，每个功能都会是非常正常地工作，但在过了一些时间了之后，Fluke 190系列会由于电池的耗尽而自动关闭。由于是在你使用Fluke 190系列的某一记录功能的时候，其他电源适配器将不能够捕捉到你所试图捕捉的重要的信息。

　　PM8907/80x不能够向Fluke 190系列提供足够的电流，Fluke 190系列的电池在使用PM8907/80x而不是BC190/80x的时候也可能被耗尽。这主要是由于PM8907/80x的有限的输出电源。PM8907/80x提供300mA的输出电流，而BC190/80x则提供840mA的输出电流。

　　操作：

• 
  
• 只使用那些由该设备所提供的电源适配器。因为该设备经过了适配器的测试和认证。
  
• 当向客户发送演示的设备的时候，确保电源适配器被包括在内，这样你可以得到很好的第一印象。

　　建议：

• 
  
• 不要使用Fluke 160系列的的PM9651/00x适配器。
  该适配器不适合测量高于30Vrms的测量

● 如何显示李萨育图形?

　　为了快速的显示李萨育图形(或者也叫X-Y显示)，使用如下方法。
　　　1 连接探头A到信号A及输入B到信号B。
　　　2 连接所有的地探头到地之中。
　　　3 转换所有的输入为AC偶合，以减去DC的偏移的影响。
　　　4 在计算菜单中选择“A vs B”。
　　　5 在屏幕上会有李萨育图形被显示。
　　　注意：使用移动健A和B健可以使位置发生改变或者你也可以使用光标来定位。

● 最优化你的李萨育图形显示

　　对于你的最优化的李萨育图形模式的波形显示，你最好是在记录中至少有一个但不少于3个周期的信号。利用模拟范围，时间基数不被使用，电子束通过输入A和B的x和Y直接控制。在一个数字化的示波器之中，就比如说ScopeMeter，时基的设定可以影响到李萨育图形显示。在数字的范围之中，首先波形被获得，紧接着微型处理器被使用来制造李萨育图形图像。

　　改变时基的设置可以改善信号的显示。

　　该图形显示了周期太小时候的显示，只有部分的信号被显示!．

　　如果时间基数被设置得太慢，则太多的信号周期会被获得，并且不是所有的信号都被平均地分布!

　　对于机械或者是低频率的运用，建议使用带宽限制器来减少不需要的噪音。在余辉功能关闭的正常的条件下使用。

● 如何用双通道的Fluke-123示波器来记录三相的电压?

　　根据Murphy法则，在你测量相位1和2的时候，三相系统的第三相位将沉积下去。一个简单的方法可以使你在两通道的趋势绘图屏幕上同时观察到3个相位。

　　设置：


　　连接通道1到A相，1通道的地线到C相。你所连接的通道2到B相，其地线到C相。(注意：正如你所知道的那样，Com A和Com B在Fluke 123之中是内部连接的!)。现在选择菜单“VAC”(或者是“VAC+DC")，你将会看到来自输入的两个正弦波。确保两个通道具有相同的输入敏感度。现在选择位于通道A之中的“趋势绘图”，你将会看到几乎具有同样电压的两个图形!

　　中断：


　　如果在A相中的电压降低的话，你将会在通道中看到这种变化(趋势图)，(上图)，如果在B相中的电压降低的话，你将会在2中看到这种变化(趋势图)，(下图)。但当C相变化的时候，你会看到两个图形以同方向在变化。

　　请记住，ScopeMeter 123的通道1的地线是自动与通道2的地线相同的，因为他们是硬件相连的!如果你的运用需要不同的地线，使用Fluke 190系列的ScopeMeter或者是DPl20差分探头。

　　(注意：你可以在Fluke43B电源质量分析仪上使用该方法，但输入2会阅读Amps而不是Volts。那么如果你设置输入2的探头来阅读1A/V，则非常容易在输入2上阅读正确的电压。)

● 我为何在我的趋势绘图上发现图形中断?

　　这就象我的Fluke 190系列ScopeMeter的无纸记录仪使用完了其墨水一样。我第一个可以想到是“我丢失了信号”，而事实上当你的信号丢失时候，TrendPlot将会绘制一个数值为零的图。图示的这种情况只有在ScopeMeter不能够执行测量的功能的时候才会发生。对于电压或者是电流的读数而言，这只有在没有触发条件的时候才会发生。为了防止此类事件的发生，你可以将你的触发条件设置为“自动”或者是在使用边界触发的时候选择“自由运行”的状态。

　　在你进行与时间相关的测量，比如说脉冲、负载、频率或者是相位的时候，至少应当有一个周期的信号应当被测量。否则测量将不会被进行，而也没有信号被显示出来。ScopeMeter 190系列也探测与时间和电源相关的量测量，如果没有相关量被探测到，则没有读数会被显示。

　　当使用FlukeView将带有中断的波形输出到电子数据表上的时候，则你会发现这些单元被#NAN所填充，这就表明没有数据。

● 如何去除在FlukeView中的双重轨迹?

　　这种双重的踪迹也叫“最小／最大”踪迹。其中一点代表了所获得的点的测量时间内的最大值／最小值。例如，如果时间的设定为5ms/div，则Flukel23的取样速度为20MS/s，并且屏幕上的每个点代表了4000个获得的样本，而其只最大和最小的数值被显示在屏幕上。通过这种方式Fluke 123可以以有限的记录空间维持较高的取样速度。

　　这就解释了为何在FlukeView中具有双线的原因。Fluke 123也以传统的方式进行取样，例如一个时间点就一个样本的方式。这些所获得的点被存储在分立的记录器之中并且用来计算有效值刻度。

　　如何去除在FlukeView中的双重轨迹?

　　Fluke 123的使用者经常说他们还是希望使用单踪迹的方式而不是双踪迹的方式。

　　单踪迹的方式的可以通过下面的两种不同的方式而获得：

　　方式一：使用EXCEL来编辑波形数据以消除其中的最大／最小数据(或者是取他们的平均数值)这里有一个例子是将最小的数据拷贝到最大的数据。这样一来FlukeView就在每个顶上显示两个波形，这样看起来就象是单个踪迹的模式
　　　?在FlukeView之中打开波形
　　　?保存为.CSV文件
　　　?打开.CSV文件，使用Excel
　　　?将栏3的数据拷贝到栏2之中(使最小波形等于最大波形)
　　　?以新的文件名称保存该文件.(也是以.CSV的文件的格式)
　　　?用记事本打开该文件
　　　?用原先的.CSV文件的头替代该.CSV文件的头(行1..19)。
　　　　(Excel从文本部分移走“引号”，而FlukeView则要求使用来打断文件the file)
　　　?保存该文件
　　　?用FlukeView打开该文件

　　(这种方式是可行的但是非常的复杂。)

　　第二种更为简单的方式是将在从Fluke 123 ScopeMeter下载的波形作另一个记录选择。在“波形的输入和记录选择”按钮之中选择“获得A记录”。

　　现在你获得了一个单踪迹的显示，最大到1000个样本的容量。这就是Fluke 123所使用的波形数据来进行真正的RMS测量。而这种“最大／最小”的踪迹是用来做闪烁捕捉、峰值测量、自动安排等等的运用的。


● 如何有效地使用余辉功能

　　模拟示波器提供了一种余辉功能，这主要是由于其荧光体的余热会被电子束所击中。这就可以使使用者在较短的时间里看到信号，而此时其实原始的信号已经消失了。在数字的示波器中该功能则被通过软件模拟来在较长的时间的里被显示在屏幕之上。尤其是在你周期性地观察变换的信号的时候，就象调制(AM，FM)或者是视频信号，此时使用余辉功能是非常的有用的。

　　为了得到最佳的模拟效果，必须最大可能地更新。为了得到高目的，关闭所有的读数(时间消耗)，并且选择手动的功能而不是自动功能，因此连接和观看触发和自动范围被消除了。

　　190万用示波表可以通过选择示波器?波形选择?余辉功能来实现。


● 在FlukeView中的基频问题

　　如果FlukeView不能够显示频谱图，通常会有下面的错误显示：“没有足够的周期来执行该频谱。波形必须具有至少是一个半的周期”。有时该信息显得有些不适当，因为在信号中显然有足够的周期可以利用。问题是在下面的原因。FlukeView通过偏移波形来决定基频而不是探测波形的零基点。牲信号的第一部分探测到的最低频率作为基频。为了防止FlukeView不能够决定基频，你可以手动将基频向空频谱窗口上移动得到基本频率。一旦你手动设定了基本频率，FlukeView将使用该设置来计算频谱。注意：你可以进入这里的频谱窗口的开始和停止频率，因此你可以改变窗口的刻度。


● 改进Fluke 190系列屏幕捕捉器的打印质量(部分1)

　　当你希望使用由FlukeView所捕捉的屏幕的时候，你可以通过在FlukeView中的“减少-选择比例4:3”来改进屏幕的打印质量。你可以通过快捷键“浏览”菜单下实现。

　　4:3的比例可以使你的PC机上的尺寸达到Scopemeter屏幕上的实际比例。在该被拉伸的图像之中，丢失的像素被使用灰色像素来进行中间插入。这就出现了影印的小效果，这在屏幕观看的时候是没有问题的，但是当使用高分辨率的打印机的时候就会有问题。如果是在报告中使用该输出图片，则最好是实用1:1的比例，并且将其在运用的范围之内进行拉伸。

● 使用Novell网络来进行打印

　　FlukeView的屏幕和波形当你使用打印按钮时可以很容易地被打印。即使是在网络的环境之中，你也可以在网络打印机上进行打印。然而，有时候，客户在使用Novell网络的时候会遇到一些问题。如果你遇到这些问题，事实上是可以很容易地被解决的。

　　解决方案：在使用的打印机端口(LPT1)和Windows 98的网络的路径之间使用一个偶合线，操作如下：
　　　1．选择“我额定计算机?打印机”
　　　2．选择你的在网络中所使用的打印机类型?如果没有的话，则使用“添加打印机”安装该打印机。
　　　3．选择“文件”
　　　4．按下“捕捉打印机端口”
　　　5．选择“驱动器名称”-->LPTl
　　　6．选择“路径”(网络路径S>

　　这样，当前的打印机在Windows98上路径=LPT1:\\<网络路径>"

● 如何使FlukeView的波形翻转

　　如果你想在你的Fluke 190系列的屏幕上使你的图形翻转的话，则在输入菜单上选择翻转极性选择则在屏幕上的踪迹会被翻转过来的。如果该波形在FlukeView上被下载，则原先的没有被翻转的波形会被重新显现。如果你只是想在FlukeView显示翻转的波形，你也可以不使用输入菜单选择而是轻易地将你探头的地和信号端进行交换即可以。这只有在Fluke 190系列的ScopeMeter上才可以这样，因为浮动输入的特点可以使你在输入上有不同的地水平。