数字示波器时基的检定

[摘 要]：随着数字化技术、集成电路的高数发展，数字示波器已应用于科研、教学、生产等方面。数字示波器采用晶振作为时间基准，时基准确度很高，可达10-5量级甚至更高。本文给出了几种检定数字示波器时基的方法。

[关键词]数字示波器 时基 检定方法

中图分类号：TM935.37 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0331-01

1、前言

数字示波器是一种时域电子测量仪器，它除了可以显示波形外，还可以用来测量各种波形参数，如信号的上升时间、时间间隔、频率、幅度等。还具有强大的数据处理功能，有的甚至带有FFT分析功能，可以从频域上来分析信号。在检定数字示波器时，时基是必检项目。

2、数字示波器时基发生原理

数字示波器采用内置晶振作为时间基准，微处理器自动计算出两扫描点之间的时间差值，换算出相应的扫描时间并显示出来。数字示波器时基误差主要包括内部时间基准误差和水平显示分辨力误差项。在实际应用中分辨力的影响可分析得出而不用检定，而晶振的准确度是最主要因素，应予以检定。经侦的准确度一般为10-4～10-6量级。

3、检定数字示波器时基误差对标准仪器的要求

数字示波器的时基准确度很高，可以达到10-5量级。按照检定要求示波器，校准仪时标最大允许误差必须要优于被检仪器的～，采用模拟示波器的水平扫描检定方法，在示波器屏幕上无法直接读出10-5量级的误差值。此问题可以这样解决，在检定时，不使用示波器校准仪的时标标称值，而使用其经过校准后的校准值。如果示波器校准仪带有外控晶振输入端口，则可以用外部的高端晶振来提高示波器校准仪的准确度。

4、数字示波器时基A检定方法

4.1 当数字示波器具有时间延迟（delay）功能时

选取周期10ms（或1ms、100ms）的时标信号，调整数字示波器各项设置，使波形在其屏幕上稳定居中显示，在选取的延迟时间内，选择水平最快扫描速度。调节波形，使上升部分标志点水平居中。调整完毕后，保持水平和垂直位置不变。打开数字示波器的延迟功能，设置延迟时间为10ms（或1ms、100ms），并使延迟时基也处于同一扫描速度下，测量并记录波形下一周期对应位置（上升部分标志点）在数字示波器上距离屏幕水平正中位置的时间，左负右正，时基相对误差为

4.2 当数字示波器无时间延迟（delay）功能时

有一部分数字示波器，既没有时间延迟功能，也没有时钟输出口，采用时基放大的方法，就可以检定出误差。以检定为例，假如输入时间间隔为1ms的时标，检定时不用档来看信号，而是采用的扫描档来看，此时时间扫描准确度被放大了1000倍，通过人眼可观察到。

检定方法：首先在1us扫描档将第一个时标脉冲与示波器的水平刻度中线对准，然后调节位移使时标向前移动，直至第二个脉冲出现在屏幕上，此时示波器所测出的时间间隔与输入时标信号之间的偏差再除以1ms所得值的百分数即为b%。

4.3合成信号发生器频率设置为10MHz，调节合成信号发生器的输出幅度使其覆盖约80%屏幕范围，调整数字示波器各项设置，使波形在屏幕上稳定居中显示。降低数字示波器水平偏转系数，使其处于欠采样方式，直至观察到屏幕上约5个周期的混叠周期波形。打开数字示波器自动测量功能，选取频率测量功能对屏幕上出现输入信号和取样时钟的差拍波形频率进行读数。，表示 示波器测得的差拍波形频率Hz。

4.4 对有时基时钟输出的数字示波器，可直接将频率计连接至数字示波器的时基时钟输出，读取并记录频率计显示的频率值 ，相对误差，f0为频率计测得的时基时钟频率Hz。

5.结论

本文给出了几种数字示波器时基的检定方法，具体选用何种方法，根据实际情况而定。

参考文献

[1] GJB7691-2012数字示波器检定规程

[2] 陆福敏，詹志强，数字示波器扫描时间的探讨，上海计量测试技术，2002

[3] 蒋新荣，数字示波器时间准确度的检定，现代计量测试zJ{1999年，第5期