示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上，就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)(這是傳統(tǒng)的模擬示波器的工作原理)。在被測(cè)信號(hào)的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，可以在屏面上描繪出被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的波形曲線，還可以用它測(cè)試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。

示波器的使用誤差分析

示波器顯示的曲線數(shù)據(jù)，一般包括頻率、幅值、相位關(guān)系，分析時(shí)可以分別展開(kāi)討論。討論又可以從以下幾方面來(lái)考慮：首先是實(shí)驗(yàn)方法上，是不是存在缺陷，使得結(jié)果必然存在一個(gè)誤差，比如設(shè)計(jì)電路不夠合理，使輸出幅值不夠，或者相位超前或滯后;另外從實(shí)驗(yàn)過(guò)程看，由于讀取數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)等，可能造成的人為的或偶然誤差;還有就是示波器的本身可能存在一些跟蹤信號(hào)能力不夠精確，導(dǎo)致存在系統(tǒng)誤差等。

系統(tǒng)誤差可以通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、完善實(shí)驗(yàn)方法來(lái)減小，但是幾乎不可能消除;偶然誤差可以通過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)求均值的方法來(lái)減小，但是也不可能完全消除。事實(shí)上，只要是在誤差允許的范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)就是有效的，實(shí)驗(yàn)就是可靠的。

系統(tǒng)誤差

首先示波器本身就有比較大的數(shù)據(jù)誤差，因?yàn)槭静ㄆ魇怯脕?lái)看波形的，只可以用于定性測(cè)試，數(shù)據(jù)定量測(cè)試誤差比較大。

信號(hào)完整性與示波器及其輸入有關(guān)。大多數(shù)DSO的增益不準(zhǔn)確度是1%至5%，這是對(duì)直流來(lái)說(shuō)的。對(duì)于高頻的絕對(duì)增益很少有所規(guī)定，但是示波器的整個(gè)高斯型滾降特性保證瞬態(tài)響應(yīng)是良好的。DSO顯示的相對(duì)增益準(zhǔn)確度受前置放大器、衰減器和模傲轉(zhuǎn)換器(ADC)的影響，除非采用模擬示波器的靜電偏轉(zhuǎn)或陰極射線示波管，準(zhǔn)確度不受顯示系統(tǒng)的影響。模擬示波器由于偏轉(zhuǎn)放大器和陰極射線示波管有誤差引入，總的增益誤差達(dá)到2%至3%。

主要有以下幾種：

1、機(jī)器系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差;

2、采樣率，采樣率不夠，無(wú)法正確還原波形;

3、示波器圖像有厚度，使結(jié)果有誤差;

4、示波器帶寬，帶寬不夠，高頻信號(hào)進(jìn)不來(lái)，自然會(huì)產(chǎn)生很大誤差;

5、示波器記錄長(zhǎng)度，記錄長(zhǎng)度不夠無(wú)法顯示完整信號(hào);

6、探頭精度;

7、示波器垂直精度，也就是垂直位數(shù)不夠，幅值測(cè)量精度也就會(huì)有誤差;

8、示波器通道阻抗，如果阻抗不匹配，幅值測(cè)量會(huì)有很大誤差;

9、兩臺(tái)信號(hào)發(fā)生器不協(xié)調(diào)。

人為(偶然)誤差

測(cè)試波形時(shí)，最常見(jiàn)造成示波器測(cè)試波形不對(duì)是因?yàn)閮x器沒(méi)有接地造成的。除此之外還有以下幾種因素：

1、觀察時(shí)未使振幅達(dá)到最大就進(jìn)行讀數(shù);

2、桌面振動(dòng)造成的影響;

3、示波器上顯示的熒光線較粗，取電壓值時(shí)的熒光線間寬度不準(zhǔn)，使電壓值不準(zhǔn);

4、取正弦周期時(shí)肉眼調(diào)節(jié)兩熒光線間寬度不準(zhǔn)，導(dǎo)致周期不準(zhǔn);

5、fy選取時(shí)上下跳動(dòng)，可能取值不準(zhǔn);

6、示波器觸發(fā)設(shè)置不正確同樣會(huì)產(chǎn)生誤差;

7、示波器中探頭的衰減倍數(shù)設(shè)置如果不正確，同樣也會(huì)產(chǎn)生誤差;

8、探頭接地位置不正確或者地線過(guò)長(zhǎng)都會(huì)引起測(cè)量值的誤差。

人為誤差可以通過(guò)改進(jìn)方式方法來(lái)消除，偶然誤差則可以通過(guò)多次重復(fù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析來(lái)減少。

總結(jié)

經(jīng)過(guò)以上誤差分析，我們可以通過(guò)選擇精度高、采集率高、帶寬足夠的示波器和設(shè)置合適的接地方式以及正確的讀數(shù)方法來(lái)減少誤差，提高實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)度。