示波器使用中的常见问题

图1.1.24低频方波信号在AC耦合下的显示
模拟示波器是利用被测信号的周期性，在荧光屏上重复扫描获得稳定波形的。当被测信号频率较低时，用于扫描的锯齿波，其周期也会相应变长。这就造成观察者可以在屏幕上看到光点的缓慢 移动，而不是波形连续的曲线。图1.1.24所示的波形，更确切地说，应该是光点移动的轨迹。但是，有些观察者可以通过大脑的记忆，而在大脑中形成这样的波形。因此，应该说，模拟示波器可以显示低频信号，但是效果不好。
有一种被称为“长余辉”的示波器，利用一种特殊的荧光粉——这种荧光粉，在电子束轰击并停止轰击后，会继续发出较长时间的余辉，余辉时间的长短，也是示波器的一个指标——可以使模拟示波器稳定显示更加低频的被测信号。
10．将一个信号源的正弦波输出直接接到示波器的通道1，却看到一条直线。这是为什么？
这是教师在指导实验时，最常遇到的问题，只要同学们认真分析，就不难解决。可能造成这种现象的主要原因有：
?信号源本身就是损坏的；
?信号源没有使用正确；
?信号源存在过量的衰减，输出值太小；
?信号源的输出线断了；
?示波器是损坏的；
?示波器的通道选择错误（常见）；
?示波器的输入耦合开关错误地置于GND上（常见）；
?示波器扫速太快（常见）；
?示波器通道1的电缆线断了；
?其它可能的错误。
很显然，同学们遇到这样的问题，立即叫老师，是错误地认为，不是信号源坏了，就是示波器坏了，而仪器损坏自己是无能为力的，只好叫老师。实际上，以我们的经验，多数情况下，发生这种现象的原因是仪器损坏之外的。
正确的处理方法是：将信号源和示波器断开，用示波器的校准信号单独测试示波器，以保证示波器工作良好，然后用替换的方法，按照上述可能的故障，逐步查找，很快就可以找到故障所在。
11．孙同学发现了一个奇怪的现象：他将信号源输出电缆线的红线和示波器电缆线的红线连接在一起，却忘记将这两根电缆线的地线（黑线）接在一起。可是，他却在示波器上看到了清晰的信号源输出。这是为什么？
出于安全和抗干扰的要求，许多仪器设备都将机壳、信号地和电源引线中的大地相连（仪器的大地来源于建筑物就近的接地点，并且通过墙内的交流电源线，出现在电源插板上）。因此，当信号源和示波器共用一个电源插板，它们的信号地实际上已经连接在一起了。这就造成了张同学发现的奇怪现象：信号的单线传输。
12．许同学明白了问题11后，心想，既然信号源的地线和示波器的地线已经在电源插板上连接在一起，以后只需要连接信号线就可以了，地线可以不接了。这样做，对吗？
这样做不对。不管外部连接与否，正确的使用规定的接地线是必须的。
13．钱同学希望将输入信号反相后接入，于是他将信号源的黑线和示波器的红线连接，信号源红线与示波器黑线连接，这样做，可以吗，有危险吗？
由于问题11已经解释的原因，信号源和示波器的地线实际上已经连接在一起。当将信号源的红线和示波器的黑线连接在一起，实际上就等于将信号源的红线和自己的地线连接在一起，肯定会造成信号源的输出短路。轻则烧毁保险，重则引发更大的故障或者危险。
14．何同学也发现了一个奇怪的现象：他用手接触示波器探头中的红线，发现示波器上显示出高达几十伏的，频率大约是50Hz的，很难看的信号。难道自己是一个信号源吗？或者自己的身体可以发电吗？
人体类似于一个大天线，在目前的环境中，接收50Hz交流电引起电磁场变化产生的干扰信号，是一种客观存在。这种干扰信号的特点是：电压幅度较大，高达几十伏，但是输出电阻也很大。因此，这种高电压干扰，既不能电击别人，也不能提供功率输出——点亮灯泡，或者电炉子。但是，这种信号在遇到高输入阻抗的仪器时，却能够将电压体现在仪器的输入端。示波器的输入电阻为1MΩ，接收并显示这个电压是正常的。
多数电路设计中，信号都具有较小的输出电阻，这些信号即便幅度很小，当它们与人体接触时，就类似于一个小幅度、低输出电阻的信号与一个大幅度、高输出电阻的信号的连接，实际的输出值几乎不会受到人体的干扰。这就是很多电路中，用手指接触电路的裸露部分，几乎不会影响电路工作的原因。而一旦电路设计中，出现某个裸露部分，具有较高的输出电阻，并且被人体接触，则电路有可能出现故障。这就是为什么有些仪器的内部电路，不允许随意触摸的原因。
这种特性，也被应用于一些检测领域：比如有一种触摸台灯，台灯表面有一个金属片，连接一个高输入电阻的检测部分——通常用高阻的场效应管实现，当人体感应的干扰信号通过手指接触到金属片，则放大电路就接受到一个比较大的电压信号，利用这个电压信号作为人体接触台灯的标识，来点亮或者关闭台灯。
15．在双踪显示中，如何选择使用ALT（交替）或者CHOP（断续）？
在被测信号频率较低时，不宜使用ALT。
在被测信号频率较高时，不宜使用CHOP。
在大多数情况下，ALT和CHOP没有明显区别，可以随意使用。
16．胡同学将探头校准信号引入通道1，却显示两个光点在屏幕上移动，是怎么回事？
是扫速不合适引起的。将扫速开关由原先的0.2s/div改为0.5ms/div，显示正常。
17．示波器出现图1.1.25A所示的波形，是怎么回事？