示波器和万用表的基本原理，以及这些设备的优点，在这个由五部分组成的系列的第一部分中进行了介绍，改编自示波器的abc网络研讨会。或者，如果你愿意，你可以在福禄克培训中心观看完整的三部分网络研讨会，包括音频和动画。雷竞技app
测量电信号
电现象可以在三个领域进行测量:
- 振幅(它有多大?)
- 频率(变化有多快?)
- 时间(你在多长时间内检查它?)
不同的工具测量和显示信号的不同方面。
- 一个万用表测量和显示信号的振幅精确。
- 一个频谱分析仪测量并显示一个信号的幅度相对于频率。
- 一个示波器测量信号的幅度相对于时间。
在电气世界中，有许多信号的振幅随时间故意变化(通常是为了控制一个过程)。在其他情况下，一个信号的振幅应该保持不变，而不是，你需要发现原因。在这两种情况下，示波器是最好的工具选择，因为它可以用来分析信号振幅随时间的完整性。
万用表是什么?它是如何工作的?
万用表是一种以伏特、欧姆和安培为单位精确显示精确测量值的设备。
为了进行测量，典型的数字万用表使用双斜坡，集成模数转换器(ADC)。
ADC的工作原理是先将一个输入加到一个积分电容电路上，就像把一个储罐装满水一样。信号被施加到电路的确切时间，通常从几毫秒到一秒不等。
接下来，测量电路放电电容器，直到它达到零伏，同时精确测量放电时间。电容器放电所需的时间与输入信号的电平成正比，因此可以用来测量信号的大小。
再次使用水箱类比，一个水箱在一个精确的已知时间间隔内以未知的速度装满，然后将水箱排空。排空水箱所需的时间与水箱中有多少水成正比，可以用它来测量。
什么是示波器，它是如何工作的?
示波器是一种设备，它对随时间变化的信号进行采样，然后在显示器上绘制信号。信号的振幅被绘制在显示器的纵轴上，时间被显示在横轴上。
现代数字示波器可以显示长至数小时或短至十亿分之一秒的时间内发生的信号变化。因为示波器必须能够将以纳秒为单位变化的信号数字化，所以示波器中的模数转换器必须与万用表中的模数转换器工作方式非常不同。
为了进行非常快速的测量，许多示波器使用多个并行比较器测量输入信号的技术。为了进行测量，信号被同时施加到所有比较器上，每个比较器将信号电平与唯一的参考电压进行比较。如果信号等于或超过比较器的参考电压，比较器就把它的数字位从0变为1，告诉微处理器当时的信号电压。这种测量技术的优点是转换速度快;缺点是精度降低:示波器的电压测量可能只能精确到正负1.5%，而即使是基本的3.5位数万用表的精度也可以精确到大约正负0.15%。
万用表还是示波器?
万用表显示输入的精确测量值。示波器在输入随时间变化时，以图形形式显示输入的许多测量值。
一个典型的万用表可以每秒测量输入5到10次，并显示高精度的测量结果。一个典型的示波器每秒可以测量输入数十亿次，因此即使在极短的时间内，它也能准确地表示输入的变化。
虽然数字万用表可以提供非常精确，高分辨率的测量，示波器增加了一个额外的时间维度。在分析和故障排除时，绘制输入的振幅随时间的变化可以提供许多好处，包括以下信息:
- 振幅:峰到峰，峰，RMS，甚至是非常特定的兴趣点的振幅
- 时间:信号周期或频率，从一点到下一点的时间，两个不同信号之间的时间，以及各种其他与时间相关的测量
- 波形:使您能够检查正弦、平方和脉冲波形，甚至复杂波形，如视频信号、数字通信信号和许多其他波形的整体质量
- 信号质量:信号波形中的失真或干扰
本系列的后续部分将提供有关如何使用示波器分析波形的更多信息。
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