數(shù) 字 存 儲 示 波 器 校 準 規(guī) 范

15上升時間(ns)0.35/(頻帶寬度GHz)28掃描時間因數(shù)誤差1×10~69△t(時間)測量誤差0.2%(0.5ns/div~5s/div)10△V(幅度)測量誤差1%(1mV/div~10V/div)供電電源：交流供電電壓：(220±11)V;頻率：(50±1)Hz相對濕度：≤80%RH大氣壓強：(86～106)kPa校準過程中，周圍無任何影響數(shù)字存儲示波器及其校準系統(tǒng)性能的振動、沖擊及電由用戶提出，或按數(shù)字存儲示波器使用說明書規(guī)定的特殊要求選取。校準中所用全部儀器設(shè)備應(yīng)在計量有效期內(nèi)，并有效溯源到國家基準。14.1校準用主要儀器設(shè)備1)直流電壓源2)正弦信號發(fā)生器3)快前沿脈沖信號發(fā)生器4)共模信號發(fā)生器5)計數(shù)器6)三角波信號發(fā)生器7)毛刺信號發(fā)生器8)方波信號發(fā)生器9)數(shù)字多用表10)電子計算機系統(tǒng)幅度校準中使用的直流電壓源，其幅度調(diào)節(jié)細度、幅度總誤差，應(yīng)分別不大于被校數(shù)字存儲示波器幅度分辨力的1/3和幅度測量誤差的1/3。其輸出直流幅度應(yīng)能覆蓋3正弦信號發(fā)生器校準頻帶寬度時，其頻率范圍應(yīng)能覆蓋被校數(shù)字存儲示波器的輸入頻帶，其幅度平坦度優(yōu)于0.5dB;校準采集速率時，其頻率誤差應(yīng)不大于被校數(shù)字存儲示波器采集速率誤差(或時基誤差)的1/3;校準數(shù)字存儲示波器動態(tài)有效位數(shù)和信噪比時，其失真度K(dB)應(yīng)符合式(1)的要求。K≥SD+20lg(2E?/E?)-10lg(10?-02×(BD-BR)10-1)E,——采集通道量程，V;Ep——輸人信號的峰值，V;BR——被校通道的動態(tài)有效位數(shù)測量結(jié)果，bits;SD(dB)——BD所對應(yīng)的等效信噪比，按式(2)計算通常要求BD的測量不確度度(BD-BR)為0,1bits,則K比被校數(shù)字存儲示波要求，按式(1)計算和選取K。校準中使用的快前沿脈沖信號發(fā)生器，上升時間應(yīng)不大于被校數(shù)字存儲示波器上升時間的1/3。用于校準共模抑制比的共模信號發(fā)生器，必須具有“浮地輸出”功能。用于校準信號頻率的計數(shù)器，其頻率測量誤差應(yīng)小于被校信號頻率誤差的1/3,頻用于觸發(fā)特性校準的三角波信號發(fā)生器，應(yīng)能提供所需的最小觸發(fā)沿斜率。該斜率的誤差應(yīng)小于被校指標誤差的1/3。用于觸發(fā)特性校準的脈沖信號發(fā)生器，應(yīng)能提供所需脈沖幅度和最窄觸發(fā)脈寬。觸發(fā)脈寬誤差應(yīng)小于被校準的最窄觸發(fā)脈寬指標誤差的1/3。其脈沖幅度誤差應(yīng)小于被校準的幅度觸發(fā)靈敏度指標誤差的1/3。毛刺信號發(fā)生器用于毛刺捕捉特性校準，應(yīng)能提供所需的脈沖幅度和最窄觸發(fā)脈寬(毛刺)。觸發(fā)脈寬的誤差應(yīng)小于被校準的最窄觸發(fā)脈寬指標誤差的1/3。數(shù)字多用表用于輸入電阻的校準，其電阻測量誤差應(yīng)優(yōu)于0.1%。15校準中使用50Ω同軸電纜，長度約1m,或按說明書規(guī)定選取。四校準項目和校準方法16工作正常性檢查被校準的數(shù)字存儲示波器，應(yīng)配有使用說明書和相應(yīng)的編程軟件資料；應(yīng)具有產(chǎn)品4合格證書以及全部必備附件。明確，外露件不應(yīng)有松動和機械損傷。其銘牌或外殼上應(yīng)標明其名稱、生產(chǎn)廠家、型號、編號和出廠日期。供電電源的標志及電壓和頻率范圍指示明確。準。按使用說明書要求作內(nèi)、外觸發(fā)同步特性檢查。將任意非零恒定信號(一般在通道測量范圍上限或下限的50%～90%以內(nèi))輸入按使用說明書要求及隨機提供的軟件，作數(shù)字存儲示波器與通用電子計算機通信功必要時，對數(shù)字存儲示波器說明書中列出的其它功能進行檢查。17頻帶寬度弦信號發(fā)生器與被校數(shù)字存儲示波器匹配連接。使正弦信號發(fā)生器輸出50kHz頻率的信號，調(diào)整被校數(shù)字存儲示波器觸發(fā)和時基，使信號穩(wěn)定顯示。調(diào)節(jié)信號電平使其居中覆蓋約80%屏幕范圍，從數(shù)字存儲示波器上讀取其幅度Um。保持正弦信號發(fā)生器輸出幅度不變，僅增加正弦信號頻率f,從數(shù)字找出使得U?/Um=0.707的頻率fH,按式(3)計算該通道式。設(shè)置通道為直流耦合。①設(shè)置通道采集數(shù)據(jù)個數(shù)n≥1000。5約80%屏幕，19.2.2按式(6)選取輸入信號頻率f:6φ居中覆蓋通道測量范圍。采集(2個以上信號周期的)數(shù)據(jù)x;(i=1,…,n),輸入19.2.5按式(9)計算等效噪聲有效值p:按式(10)、(11)計算被校數(shù)字存儲示波器通道的動態(tài)有效位數(shù)BD(bits)和信噪比將數(shù)字存儲示波器調(diào)到最高采集速率vo,執(zhí)行19.2.1～19.2.4,按式(12)~7將數(shù)字存儲示波器調(diào)到被校掃描時間因數(shù)擋，執(zhí)行第20條，按式(15)和(16)K?=(M?-1)/(M?v)(s/div)δ=(tm-MT)/(MT)甲@世23.2輸入適當幅度和頻率(推薦為1kHz)的方波脈沖信號，調(diào)節(jié)直流偏置和觸發(fā)，度)測量相對誤差δv由式(18)計算：824.1方法一(最小二乘法)P合公式(19)的信號E;(i=1,…,m): 分別將對應(yīng)E;的采集數(shù)據(jù)x;(j=1,…,n)輸入計算機。按式(21)計算各平9式中：δ;=(fo~f)/f(28)δu=±|Up-U|/U五校準結(jié)果的處理和校準時間間隔數(shù)字存儲示波器選校項目及校準方法1通道間延遲時間差接線如圖1所示，選定數(shù)字存儲示波器的兩個測量通道A與B。通道A與B的連設(shè)置測量通道的量程，置非自動量程測量模式。設(shè)置通道為實時采樣方式，調(diào)整到相應(yīng)采樣速選擇信號峰-峰值為對應(yīng)通道量程的50%～90%;頻率在頻帶中部，其值f滿足正文式(6)要求。調(diào)整觸發(fā)，使信號穩(wěn)定顯示。采集通道A與B的數(shù)據(jù)xA和xa;(i=1,…,n);輸按最小二乘法對兩個通道A與B的采集數(shù)據(jù)分別進行正弦波擬合，求出各自的擬則通道B超前通道A的時間tA;按式(1)計算。tAB=(0g-0A)/(2π·f)選定數(shù)字存儲示波器的測量通道。使該通道處于輸入開路且屏蔽(或短路屏蔽、或接匹配負載)狀態(tài)。置測量通道為最小量程擋，置非自動量程測量模式。設(shè)置直流耦合方式。調(diào)整直流偏置為零。設(shè)置通道為實時采樣，調(diào)整采樣速率為最高。采集數(shù)據(jù)xA;(i=1,…,n);輸入計算機。采集數(shù)據(jù)xg;(i=1,…,n);輸入計算機。①按式(4)～(8)計算通道；對通道A的通道隔離度CTRR,A。如圖3所示，用三通將共模信號發(fā)生器的高端與數(shù)字存儲示波器被校通道的兩個輸入端相連，連接輸人端的兩條電纜電氣特性應(yīng)一致；信號源的“低”端設(shè)置測量通道為其最小量程擋，并置非自動量程測量模式。設(shè)置直流耦合方式，設(shè)定直流偏置為零。設(shè)置通道采集數(shù)據(jù)個數(shù)n≥1000,通道增益為G。按說明書選定共模信號頻率。使共模信號源輸出為零，采集數(shù)據(jù)xo;(i=1,…,n);輸入計算機。將共模信號幅度有效值EA由小到大緩慢調(diào)節(jié)(其峰峰值不要超出示波器允許最大共模信號幅值),同時測量并觀察其數(shù)據(jù)，直到與共模信號為零時有較大變化(變動超出1個LSB以上),或共模信號峰-峰值達到最大允許值為止，采集數(shù)據(jù)按式(9)～(13)計算通道的共模抑制比CMRR:數(shù)字存儲示波器的測量可通過多種形式觸發(fā)，如被測信號觸發(fā)，外觸發(fā)脈沖觸發(fā)，軟件指令觸發(fā)，按鍵觸發(fā)，內(nèi)電路觸發(fā)等等。這里，主要校準外觸發(fā)脈沖觸發(fā)中的一些5.1觸發(fā)延時5.1.1接線與設(shè)置接線如圖4,選定數(shù)字存儲示波器的測量通道、量程，并置非自動量程測量模式。設(shè)定通道采集速率為最高。設(shè)置通道采集數(shù)據(jù)個數(shù)n≥1000。有效觸發(fā)和測量狀況。5.1.2測量及處理讀取觸發(fā)點與測量脈沖信號幅度中點的時間間隔，即為外觸發(fā)狀態(tài)下該通道觸發(fā)延5.2最窄觸發(fā)脈寬5.2.1接線與設(shè)置接線如圖4,脈沖信號發(fā)生器的脈沖寬度及幅度均可調(diào)，并能提供適當極性以保證邊緣觸發(fā)測量。選定數(shù)字存儲示波器的測量通道。設(shè)置同5.1.1。入脈沖寬度，即為外觸發(fā)狀態(tài)在該脈沖幅度下的最窄觸發(fā)脈寬。5.3.1接線與設(shè)置φ設(shè)置通道采集數(shù)據(jù)個數(shù)n≥1000。設(shè)置外觸發(fā)方式。設(shè)定觸發(fā)電平位于觸發(fā)脈沖幅度中間部位，設(shè)定觸發(fā)邊緣為上升(或下降)沿，設(shè)定觸發(fā)延遲時間為零。設(shè)定觸發(fā)脈沖寬度、頻率及幅度，使其處于可有效觸發(fā)和測量狀況。5.3.2測量及處理觸發(fā)輸入頻率不變，僅減少觸發(fā)信號幅度，找出使數(shù)字存儲示波器恰好可有效觸發(fā)的輸人三角波信號幅度，然后，稍微增大一些信號幅度(如5%)。其他不變，僅降低觸發(fā)信號頻率，找出使數(shù)字存儲示波器恰好可有效觸發(fā)的三角波信號頻率，此時三角波的斜率即為外觸發(fā)狀態(tài)在該信號幅度及極性下的最小觸發(fā)沿斜5.4觸發(fā)(幅度)靈敏度接線與設(shè)置同5.2.1。觸發(fā)輸入脈寬不變，僅減小觸發(fā)脈沖信號幅度，找出使數(shù)字存儲示波器恰好可有效觸發(fā)的脈沖信號幅度，即為外觸發(fā)狀態(tài)在該脈沖寬度下的最小觸發(fā)信號幅度，稱為觸發(fā)5.5當采用“輸入通道觸發(fā)(內(nèi)觸發(fā))”模式時，外觸發(fā)輸入端不接信號，經(jīng)過5.1~5.4相同的過程，可得到內(nèi)觸發(fā)狀態(tài)下的觸發(fā)延時、最窄觸發(fā)脈寬、最小觸發(fā)沿斜率和觸發(fā)(幅度)靈敏度。選取數(shù)字存儲示波器測量通道、增益Go,按照說明書選取正弦信號頻率，執(zhí)行正文19.2.1～19.2.4,按式(14)計算：將通道輸入電纜換成專用探極，執(zhí)行6,計算此時交流增益Gp。將式(14)代入式(15)得到探極衰減比，如正文圖1所示接線，正弦交流信號發(fā)生器輸出適當幅度信號，在數(shù)字存儲示波器上分別讀取加探極和不加探極時的信號幅度Uo和U,按式(16)計算探極衰減比。將通道輸入電纜換成專用探極，執(zhí)行正文24,計算增益Gs,將正文式(26)或式(22)代入式(17)計算探極衰減比，接線如正文圖6,直流電壓源輸出適當電壓值，在數(shù)字存儲示波器上分別讀取加探極和不加探極時的信號幅度Us和U,按式(18)計算探極衰減比，設(shè)定直流偏置d?,執(zhí)行正文19.2.1～19.2.4,計算出直流偏置d;按式(19)計設(shè)定直流偏置d?,執(zhí)行正文24.1,按式(20)～(21)計算直流偏置和偏移誤差。執(zhí)行正文24.1,按式(22)、(23)計算通道的標準差s;按式(26)、(27)計算通10毛刺(尖峰脈沖)捕捉如圖6所示，選定數(shù)字存儲示波器的測量通道、量程，置非自動量程測量模式。 設(shè)置直流耦合，設(shè)定直流偏置。設(shè)置通道為實時采樣，設(shè)定通道采集速率(時基)為最高。設(shè)置通道采集數(shù)據(jù)個數(shù)n≥1000。設(shè)置觸發(fā)，開啟毛刺(尖峰脈沖)捕捉功能。在所允許的最低幅度下，能被數(shù)字存儲示波器通道有效捕捉到的最窄脈沖寬度，為其毛刺(尖峰脈沖)捕捉測量結(jié)果。11輸入電阻如圖7所示，將數(shù)字存儲示波器輸人端接到數(shù)字多用表的電阻測量端上，被校示波器處于關(guān)機狀態(tài)，讀取數(shù)字多用表的電阻測量值Ro,甲即為數(shù)字存儲示波器輸人電阻。12垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)及誤差接線如圖8,選定數(shù)字存儲示波器的測量通道、量程。設(shè)置直流耦合方式，設(shè)置直流偏置為零、采集數(shù)據(jù)個數(shù)n≥1000,輸入適當幅度和頻率(推薦為1kHz)的方波脈沖信號，調(diào)整觸發(fā)和時基，以使兩個以上周期的輸入信號居中穩(wěn)定顯示，覆蓋80%左右(通常為6div)的垂直范圍。世φ調(diào)節(jié)輸入方波信號幅度和直流偏置，使其上下基線與示波器的水平刻度完全重合，此時方波脈沖信號源的輸出幅度為U?。垂直偏轉(zhuǎn)系數(shù)Ky