《万用表和示波器》课件

万用表和示波器#万用表和示波器是电子测量领域不可或缺的基本工具，广泛应用于电子工程、设备维修和教学等多个领域这两种仪器能够帮助工程师和技术人员准确测量和分析各种电子参数，为电路设计和故障诊断提供重要依据对于电子技术的学习者来说，掌握万用表和示波器的使用方法至关重要这不仅是基本的专业技能，也是进入电子世界的重要门槛通过这些工具，我们能够看见电子电路中的各种现象，理解抽象的电子理论在实际中的应用课程目标#掌握操作技能熟练使用各种测量功能理解基本原理了解万用表和示波器的工作机制学习应用场景掌握常见使用场景和注意事项培养分析能力通过实例学习数据分析和故障诊断本课程旨在帮助学生全面了解万用表和示波器这两种基本电子测量工具通过系统学习，学生将掌握从基础理论到实际操作的完整知识体系，为今后的电子技术学习和实践工作打下坚实基础第一部分万用表基础#万用表定义和分类介绍多功能电子测量仪器的基本概念与分类方法基本结构和功能讲解万用表的组成部分与各项测量功能测量原理分析不同参数测量的基本原理与方法常见类型对比比较不同种类万用表的特点与适用场景万用表作为电子测量领域的基础工具，具有操作简便、功能多样的特点在这一部分中，我们将从基本概念出发，系统讲解万用表的各个方面，帮助学习者建立对这一工具的全面认识万用表定义#多功能测量仪器基本测量参数万用表是一种集成多种测量功能于一标准万用表可以测量电压（）、电V体的电子仪器，能够满足日常电子工流（）、电阻（）等基本电参AΩ作中的基本测量需求，是电子工程师数，高级型号还可以测量电容、频和技术人员的必备工具率、温度等扩展参数两大主要类型按显示方式可分为传统的指针式（模拟式）和现代的数字式两大类，各有其优势和适用场景，在实际工作中互为补充万用表（）源于多功能测量仪表的概念，是电子测量领域最基础也是最Multimeter常用的仪器之一它通过不同的功能档位切换，可以实现多种电参数的测量，大大提高了工作效率万用表分类#按显示方式按用途指针式万用表使用机械指针显示测量结台式万用表精度高，稳定性好，体积较果大数字式万用表通过数字显示屏直接显示手持便携式体积小，便于携带，应用灵数值活按功能按精度基础型提供基本电参数测量普通精度满足一般测量需求专业型具备多种扩展功能高精度用于精密测量和校准工作汽车专用型针对汽车电路特点设计万用表可以根据不同的标准进行分类，每种类型都有其特定的适用场景和优势了解这些分类有助于我们在实际工作中选择最合适的测量工具，提高工作效率和测量准确性指针式万用表#结构特点优势与劣势指针式万用表采用机械指针显示测量结果，内部使用电磁系统将指针式万用表虽然技术较为传统，但在某些应用场景中仍具有不电信号转换为指针的机械运动其结构相对简单，维修方便，工可替代的优势同时，其固有的局限性也需要使用者了解作可靠性高•优势价格低廉，结构简单，动态响应快•机械显示系统，无需电池即可测量部分参数•劣势读数需要技巧，精度相对较低，易受外界影响•采用电磁机械原理，指针偏转角度与测量值成比例指针式万用表是最传统的万用表类型，尽管现在数字式万用表已经很普及，但指针式万用表在观察信号变化趋势方面仍有其独特优势特别是在快速变化的信号测量中，指针的动态响应更直观数字式万用表#数字显示优势数字式万用表通过或显示屏直接显示测量数值，消除了读数误差，大大提高了测量的准确性LCD LED和便捷性显示方式直观明了，适合各种技术水平的用户使用高精度测量与指针式相比，数字式万用表具有更高的测量精度，通常可达读数的甚至更高内部采用高精度

0.5%转换技术，确保测量结果的可靠性A/D自动量程功能现代数字万用表多具备自动量程转换功能，无需手动调整测量范围，简化了操作流程，防止因量程选择不当导致的测量错误或仪表损坏丰富的附加功能除基本测量外，数字万用表通常集成多种实用功能，如数据保持、最大值记录、相对值测量、蜂鸣通断测试等，大大扩展了应用范围数字式万用表已成为当前电子测量领域的主流工具，其高精度、多功能和易用性满足了现代电子技术的测量需求随着微处理器和显示技术的发展，数字万用表的功能和性能不断提升，价格也越来越亲民万用表基本结构#表头显示系统显示测量结果的核心部件功能选择开关选择测量功能和量程范围输入端子连接测试引线的接口保护电路防止过载和误操作损坏电源系统提供仪器工作所需电能万用表的基本结构虽然随着型号和功能的不同有所差异，但核心组成部分基本相似了解这些基本结构有助于我们正确使用和维护万用表，延长其使用寿命，并在必要时进行简单的故障排除万用表功能概述#基本测量功能万用表的核心功能包括电压（）、电流（）和电阻（）的测量，这些是电子电路分析中最基V AΩ本也是最常用的参数现代万用表通常能够自动识别交直流电压，提高了使用便捷性扩展测量功能随着技术发展，现代万用表增加了多种扩展功能，如电容测量（）、频率测量（）、温度测F Hz量（℃℉）等这些功能大大拓展了万用表的应用范围，使一台仪器能够满足多种测量需求/特殊测试功能除常规参数测量外，万用表还提供多种特殊测试功能，如二极管测试、三极管检测、通断测试等这些功能为电子元器件的快速检测提供了便利，是电路调试和故障排除的有力工具随着电子技术的发展，万用表的功能不断丰富，从最初的简单电压电流测量，发展到现在的多参数综合测量平台现代高端万用表甚至具备数据记录、波形分析等功能，向小型示波器的功能靠拢万用表使用准备#外观检查使用前首先检查万用表外壳是否完好，测试引线是否有破损或绝缘层老化现象确保仪器没有明显的物理损伤，这关系到使用安全电池电量确认数字万用表需要检查电池电量是否充足许多万用表具有电池电量指示功能，电量不足时会显示警告标志电池电量过低会影响测量精度功能档位选择根据测量需求，旋转功能选择开关至相应位置初次使用不熟悉的量程时，应选择较大量程，再逐步调整至合适范围，避免过载损坏测试引线检查确保测试引线插入正确的端口，通常红色引线连接正极端口，黑色引线连接端口对COM于电流测量，红色引线需插入专用电流端口指针式万用表还需要进行零位调整，确保在未连接被测对象时，指针指向零位或无穷大位置（取决于测量功能）这一步骤对于确保测量准确性非常重要，每次改变测量功能或量程后都应检查并调整电压测量原理#并联测量方法内阻影响电压测量时，万用表需要与被测电路并联连万用表内部电阻（内阻）与被测电路之间形成接这种连接方式使万用表能够直接测量电路分压电路，可能影响测量精度理想的电压表中两点之间的电位差，而不会改变原电路的工应具有无穷大的内阻，实际万用表的内阻通常作状态为几兆欧至几十兆欧正确的连接方式是将万用表的两个测试探头当被测电路阻抗较高时，万用表的内阻会显著分别连接到被测电路的两个测量点，形成并联影响测量结果，此时需选择高内阻万用表或考连接虑测量误差交直流区别测量直流电压（）和交流电压（）使用不同的测量电路和原理直流测量直接显示电压值，而DC AC交流测量通常显示有效值（）RMS交流测量还涉及频率响应问题，普通万用表适用于工频（）测量，对高频信号的测量可能50-60Hz不准确在自动量程万用表中，仪器会根据测量值自动选择最合适的量程，提高测量精度和便捷性而手动量程万用表则需要用户根据估计的电压值预先选择合适的量程，通常从大量程开始，逐步调整到合适范围电流测量原理#串联测量基本原理电流测量需要将万用表串联到被测电路中，使被测电流通过万用表内部的分流电阻通过测量分流电阻两端的电压降，万用表能够计算出流经电路的电流值这种测量方法要求断开原电路，将万用表接入电流路径，形成串联连接断开电路的重要性电流测量前必须先断开电路，这是万用表电流测量的关键步骤如果不断开电路而直接将万用表连接到电路两点，会形成短路，可能导致万用表保险丝熔断或仪器损坏正确的操作顺序是关闭电源、断开电路、连接万用表、重新接通电源、读取测量值、关闭电源、移除万用表、恢复电路量程选择与保护电流测量时，选择合适的量程尤为重要如果实际电流超过所选量程，可能导致保险丝熔断或仪表损坏初次测量时应选择较大量程，再根据读数调整到合适量程大多数万用表的电流档都设有保险丝保护，一旦电流超限，保险丝会熔断保护仪表部分高端万用表还具有过载保护电路，提供额外安全保障交流电流测量与直流不同，涉及到真有效值转换问题普通万用表通常假设被测信号为标准正弦波，对于非正弦波形可能存在测量误差真有效值（）万用表能够准确测量各种波形的交流电流TRUE RMS电阻测量原理#断电与放电测量原理测量电阻前必须确保被测电路断电，并对万用表通过内部电源向被测电阻提供已知电容等储能元件进行放电带电测量不仅电流，测量电阻两端电压，根据欧姆定律会导致读数错误，还可能损坏万用表（）计算电阻值U=IR精度考量量程选择测量高阻值时需避免人体接触和环境干扰，电阻量程应根据估计值选择，确保读数在低阻值测量则需考虑引线电阻的影响量程的中间区域，提高测量精度对未知电阻，从大量程开始测量在电阻测量中，人体并联会形成分流电路，使读数偏小因此测量时应避免手指同时接触两个测试点测量时，探头应与被测电阻两端牢固接触，减少接触电阻的影响对于精密测量，可使用四线法测量技术消除引线电阻的影响万用表的正确连接方法#引线端口及颜色规范不同测量功能的连接方式万用表的测试引线通常采用红黑两色标识，遵循电子行业的通用不同参数的测量需要采用不同的连接方式，正确的连接是准确测规范红色代表正极（），黑色代表负极或公共端（量的前提+-）/COM•电压测量万用表与被测点并联连接•黑色引线始终连接到（公共）端口COM•电流测量万用表与被测电路串联连接•红色引线根据测量功能连接到不同端口•电阻测量万用表与被测元件两端相连•电压电阻测量红线接端口/V/Ω•电容测量确保电容放电后再连接•电流测量红线接端口（不同量程可能有专用端口）A•二极管测试红表笔接阳极，黑表笔接阴极错误的连接方式不仅会导致测量结果不准确，还可能对万用表造成损坏最常见的错误是在电压档位下进行电流测量，或在低电阻档位测量高电压电路，这些错误操作可能导致万用表内部保险丝熔断甚至电路损坏万用表的应用实例一#

1.5V220V电池电压电源电压测量干电池、锂电池等电压，判断电池剩余电量检测家用电源、电子设备供电电压是否正常0Ω12V通断测试家电故障检查电路连接是否完好，导线是否断路通过测量关键点电压诊断电器故障电池电压测量是万用表最常见的应用之一一般来说，碱性电池电压低于时就应考虑更换；锂电池电压低于标称电压的时性能会明显下降通过定期测量电池电压，可以预判电

1.5V

1.2V80%池寿命，避免因电池耗尽导致设备突然停止工作万用表的应用实例二#电子元件检测是万用表的重要应用领域通过万用表的各种测量功能，我们可以快速判断电子元件的好坏和参数是否正常例如，使用二极管档测量二极管时，正向应显示导通电压（硅管约，锗管约），反向应显示开路通过这种方法可以快速判断二极

0.6V

0.2V管是否损坏万用表使用注意事项#量程选择原则测量未知参数时，始终遵循从大到小的量程选择原则先选择较大量程进行测量，确认数值范围后，再逐步调整到适合的量程，提高读数精度这样可以避免因量程过小导致的仪表损坏风险电容测量安全测量电容前必须确保电容已完全放电，特别是大容量电解电容可以用电阻或专用放电工具将电容两极短接，确保安全放电带电测量不仅读数错误，还可能损坏万用表3高压测量防护测量高压电路时（），必须采取适当的安全防护措施使用绝缘良好的测试探头，穿戴绝缘手套，36V站在绝缘垫上，尽量单手操作，避免形成通过心脏的电流路径测量完成后处理测量工作完成后，应将万用表功能开关归零或置于最高电压档位，防止下次使用时因忘记调整档位而损坏仪表对于不常使用的万用表，建议取出电池，防止电池漏液损坏仪表内部电路在测量过程中，应避免接触测试探头的金属部分，尤其是在测量高电压时手指应始终放在探头的绝缘护套后面，防止触电危险使用万用表时，应尽量避免在潮湿环境下操作，湿度过高可能导致仪表内部短路或测量误差增大第二部分示波器基础#示波器定义和分类了解示波器的基本概念和主要类型基本结构和工作原理掌握示波器的组成部分与信号处理过程主要技术指标理解带宽、采样率等关键性能参数发展历史与现状了解示波器技术的演进与最新趋势示波器是电子测量领域的核心设备，与万用表相比，它能够直观显示电信号的时间变化过程，是分析动态电信号不可或缺的工具通过示波器，我们可以看见电信号的波形，测量其频率、幅值、相位等参数，这对于电子电路的开发、调试和故障诊断至关重要示波器定义#电信号可视化工具波形显示与测量电子工程重要设备示波器是一种能够将电信号转换为可视图像的示波器不仅能显示信号波形，还可以测量信号示波器被广泛应用于电子设计、研发、制造、电子测量仪器，通过荧光屏或液晶显示屏以图的多种参数，包括电压幅值、时间周期、频率、测试和教学等领域，是电子工程中最常用的测形方式呈现电信号随时间变化的波形它让无相位关系、上升下降时间等这些测量功能量仪器之一从简单的信号观察到复杂的协议/形的电信号变得可见，是电子工程师的眼睛使示波器成为分析电路性能的强大工具分析，示波器都发挥着不可替代的作用与万用表只能显示静态数值不同，示波器能够实时显示信号的动态变化过程这种能力使其成为分析电子电路动态特性的理想工具例如，观察放大器的瞬态响应、检测电源的纹波特性、分析数字信号的时序关系等，都需要使用示波器示波器分类#按工作原理按通道数模拟示波器使用阴极射线管直接显示信号单通道只能显示一路信号数字示波器通过数字采样和处理显示信号双通道同时显示两路信号，便于比较2混合示波器结合两种技术的优点多通道四通道或更多，适合复杂系统按性能按用途3低端带宽＜，基础功能通用型适用于广泛的测量场景500MHz中端带宽，功能全面专用型为特定领域优化，如汽车、医疗500MHz-2GHz高端带宽＞，高性能，特殊功能手持型便携使用，现场测试2GHz数字存储示波器（）是当前最常见的类型，它通过高速将输入信号转换为数字数据，然后存储和处理这些数据，最后在显示屏上重建波形与DSO ADC传统模拟示波器相比，具有波形存储、自动测量、波形处理等多种优势，但在显示实时性和波形细节方面可能稍有不足DSO示波器基本结构#显示屏示波器的窗口，用于显示波形和测量结果早期示波器使用阴极射线管（），现代设备多采用液晶显示屏（）或有机发光二极管屏幕CRT LCD（），提供更高清晰度和更好的视角OLED垂直系统控制信号在垂直方向（电压轴）的显示比例和位置包括输入衰减器、前置放大器和垂直位置调节电路垂直系统决定了示波器能够显示的最小和最大电压水平系统范围控制波形在水平方向（时间轴）的显示比例和位置主要由时基电路和水平位置调节电路组成水平系统决定了波形的时间分辨率，影响观察信号细节的能4触发系统力确保波形稳定显示的关键部分通过设定特定条件（如电平、边沿、脉宽等），使示波器在信号满足条件时开始采集和显示，从而获得稳定的波形图输入通道和探头像连接被测信号的接口和附件探头是连接示波器和被测电路的桥梁，其特性（如阻抗、带宽、衰减比）直接影响测量精度数字示波器还包含采样系统和数字处理单元采样系统负责将输入模拟信号转换为数字数据，包括采样电路和模数转换器（）数字处理单元则负责对采样数据进行存储、分ADC析和处理，为用户提供各种测量功能示波器工作原理#信号输入与处理信号通过探头输入并经前置处理电子束扫描成像模拟示波器中的电子束绘制波形数字采样与重建数字示波器将信号转换为数字形式波形显示与存储处理后的信号在屏幕上显示并存储测量和分析5对显示的波形进行参数测量和分析模拟示波器工作原理基于阴极射线管技术电子枪发射的电子束首先在垂直偏转板作用下，偏转幅度与输入信号电压成比例；同时在水平偏转板的作用下，电子束从左向右均匀扫描这两种偏转的组合使电子束在荧光屏上绘制出信号波形触发电路确保每次扫描都从波形的同一点开始，使显示的波形保持稳定示波器主要技术指标#带宽示波器能够准确显示的最高信号频率，通常定义为信号幅度衰减到（点）的频率带宽是选择示波

70.7%-3dB器的首要指标，一般应选择带宽至少是被测信号最高频率的倍例如，测量的信号，示波器带宽应至5100MHz少为500MHz采样率数字示波器每秒钟对信号采样的次数，单位通常为（千兆样本秒）或（兆样本秒）根据奈奎斯特GS/s/MS/s/采样定理，采样率应至少是信号最高频率的倍，但实际应用中通常需要倍，以确保波形重建的准确性25-10垂直分辨率模数转换器（）的位数，决定了电压测量的精度位将输入范围分为个等级，而位则分ADC8ADC25612ADC为个等级，提供更精细的电压分辨能力高垂直分辨率对于观察信号中的小幅度细节尤为重要4096存储深度示波器可以存储的最大采样点数量较大的存储深度允许在高采样率下捕获更长时间的信号，或在相同时间内提供更细致的波形细节现代高端示波器的存储深度可达数百兆点甚至更多触发方式是示波器的另一个重要指标，包括边沿触发、脉宽触发、逻辑触发、视频触发等多种模式触发功能的丰富性和灵活性对于捕获特定事件和异常信号至关重要波形捕获率（每秒可以捕获和处理的波形数量）影响对罕见事件的检测能力，高端示波器可达数百万波形秒/模拟示波器特点#实时显示优势显示效果与结构特性模拟示波器最显著的特点是真正的实时显示，没有任何处理延模拟示波器的波形显示具有独特的视觉特性，亮度变化能够反映迟电子束直接受信号控制偏转，使波形显示与信号变化完全同信号出现的频率，这提供了额外的信息维度其结构相对简单，步，这在观察快速变化的信号时尤为重要可靠性高，维修成本低•零延迟显示，信号变化立即反映在屏幕上•波形亮度反映信号频率分布•能够显示瞬态信号和偶发事件•无像素限制，波形显示流畅自然•适合快速变化信号的动态观察•机械结构稳定，适合恶劣环境使用•功能相对简单，无波形存储能力模拟示波器虽然在现代电子测量中逐渐被数字示波器取代，但在某些特定应用中仍具优势例如，在需要观察真实实时信号而不接受任何延迟的场景，如射频电路调试；或在需要通过波形亮度变化观察信号概率分布的应用中，模拟示波器仍是首选工具数字示波器特点#波形存储与回放数字示波器最大的优势之一是能够捕获并存储波形数据这使用户可以保存重要测量结果，随时回放和分析，也便于波形的导出和后处理存储的波形可用于比较分析、文档记录和长期趋势观察自动测量功能现代数字示波器提供丰富的自动测量功能，能够快速获取波形的各种参数，如频率、周期、上升时间、占空比等这些自动化功能极大提高了测量效率和准确性，减少了手动测量的误差波形运算与分析数字处理技术使示波器具备强大的波形运算能力，如加减乘除、频谱分析、滤波、积分微分等这些功能使示FFT/波器不仅是显示工具，更成为信号分析平台，大大扩展了应用范围多样化触发方式数字示波器提供各种高级触发模式，如脉宽触发、斜率触发、视频触发、码型触发等这些灵活的触发选项使捕获特定信号事件变得更加容易，特别适合复杂信号的分析和故障排查数字示波器的计算机接口功能使其能够与连接，实现远程控制、数据传输和深度分析通过标准接口（如、、PC USBLAN），示波器可以集成到自动测试系统中，实现测量过程的自动化许多数字示波器还支持截图保存、波形打印和数GPIB据导出等功能，便于生成测试报告和技术文档示波器的功能概述#波形显示功能多通道显示波形存储功能示波器的核心功能是将电信号转换为可多通道示波器能够同时显示多个信号波数字示波器能够捕获和存储波形数据，视化波形无论是简单的正弦波还是复形，便于观察不同信号之间的关系和时便于后续分析和比较用户可以保存标杂的数字信号，示波器都能以图形方式序这对于分析数字系统的时钟与数据准波形作为参考，或记录异常事件进行直观呈现，帮助用户理解信号特性和电关系、比较输入输出信号特性、检查多故障诊断波形数据通常可以导出为多路行为现代示波器支持多种显示模路信号的同步性等任务尤为重要种格式，用于进一步处理或报告生成式，如矢量显示、点显示、余辉显示等参数设定功能示波器提供丰富的控制选项，用于调整显示比例、时基、触发条件等参数这些设置使用户能够优化波形显示，聚焦于关注的信号特征现代示波器多提供自动设置功能，帮助快速获得稳定波形波形资料库是现代高端示波器的特色功能，它提供了常见信号类型的标准波形模板，用户可以将测量波形与标准模板进行比较，快速判断信号质量或识别异常例如，在通信系统测试中，可以使用眼图模板判断信号的完整性；在电源测试中，可以使用标准纹波波形评估电源质量示波器附加功能#现代示波器已经发展成为多功能测试平台，除基本的波形显示外，还集成了丰富的附加功能万用表功能使示波器能够进行基本的电参数测量，如电压、电流、电阻等，减少了同时使用多种仪器的需要频谱分析功能（）将时域信号转换到频域，显示信号的频率成分分FFT布，对于分析信号频谱特性、识别噪声和干扰源非常有用示波器探头#探头类型与特点探头使用技巧示波器探头是连接被测电路和示波器的重要附件，直接影响测量精度和正确使用探头对于获得准确测量结果至关重要探头补偿、阻抗匹配、可靠性根据工作原理，探头可分为无源探头和有源探头两大类接地技术等都是需要掌握的基本技能•无源探头结构简单，价格低廉，无需供电，适合一般测量•探头补偿使用示波器前面板的校准信号调整探头，确保方波没有过冲或下垂•有源探头内置放大电路，需要供电，具有更高带宽和更低输入电容，适合高频测量•衰减比选择根据被测信号幅度选择适当的衰减比（如、）1:110:1•特殊探头电流探头（测量电流）、高压探头（测量高电压）、差•带宽匹配探头带宽应不低于示波器带宽，确保系统整体性能分探头（测量差分信号）等•接地技术使用最短的接地线，减少测量环路面积，降低噪声干扰探头补偿是使用示波器前的重要准备工作补偿不当会导致波形失真，影响测量准确性过度补偿会使方波顶部出现过冲，补偿不足则会使方波顶部下垂正确补偿的方波应有平直的顶部和底部许多示波器在前面板提供方波信号，专门用于探头补偿调节1kHz示波器操作界面#屏幕显示区域示波器的核心部分，用于显示波形和测量信息现代示波器通常采用彩色显示屏，分辨率和亮度不断提高LCD屏幕上通常显示波形、网格线、参数设置和测量结果等信息屏幕可分为主显示区和信息显示区，布局合理直观垂直控制区用于调整波形在垂直方向（电压轴）的显示通常包括垂直灵敏度（）旋钮、垂直位置VOLTS/DIV（）控制、通道选择按钮等每个输入通道都有独立的垂直控制组，通过这些控制可以调整波形大小POSITION和位置水平控制区用于调整波形在水平方向（时间轴）的显示主要包括时基（）旋钮、水平位置控制、水平放大功能TIME/DIV等通过这些控制可以拉伸或压缩波形，观察不同时间尺度下的信号特征触发控制区用于设置触发条件，确保波形稳定显示包括触发模式选择、触发源选择、触发电平调节、触发类型设置等控制合理的触发设置是获得稳定波形显示的关键，对于捕获特定信号事件尤为重要现代示波器还设有专门的测量与分析按钮区，提供快速访问常用功能的方式这些功能包括自动测量、光标测量、数学运算、保存调用、打印等高端示波器可能还配备专用的协议分析、波形搜索、频谱分析等功能按钮这些功能使复杂/的信号分析变得更加便捷示波器基本操作#开机自检与校准开启示波器电源，等待自检完成数字示波器通常会自动进行内部校准，确保测量精度若长时间未使用或环境温度变化较大，建议进行完整校准探头连接与补偿将探头连接到示波器通道，并进行探头补偿调节使用示波器前面板提供的校准信号（通常是方波），调整探头补偿电容，使方波显示没有过冲或下垂1kHz信号输入与调整将探头连接到被测电路，调整垂直灵敏度（）和水平时基VOLTS/DIV（），使波形显示在合适的大小和位置利用垂直位置和水平位置控TIME/DIV4触发设置与调整制移动波形选择合适的触发源和触发模式，调整触发电平，使波形稳定显示常用的触发模式包括自动触发、正常触发和单次触发，根据测量需求选择波形参数测量使用示波器的自动测量功能或光标测量功能，获取波形的各种参数，如电压值、频率、周期、上升时间等记录重要测量结果或保存波形数据在进行实际测量前，确保示波器和被测设备的接地连接正确接地不良可能导致测量误差、波形失真甚至设备损坏对于敏感电路，可能需要使用隔离变压器或差分探头来避免接地环路问题测量前还应检查探头的衰减比设置是否与示波器通道设置一致，不匹配会导致显示的电压值错误示波器使用方法一基本波形观察#建立测量连接正确连接示波器与信号源是观察波形的第一步选择合适的探头类型和衰减比，确保探头已正确补偿连接探头时，信号端接到被测点，接地端接到电路参考地连接完成后，检查各项设置，确保示波器已准备就绪调整显示参数根据信号特性调整垂直和水平控制参数，获得清晰的波形显示垂直控制（）决定波形的高VOLTS/DIV度，水平控制（）决定显示的时间范围合理设置这些参数，使波形既不过小也不过大，便于TIME/DIV观察细节设置触发条件触发设置是获得稳定波形显示的关键选择合适的触发源（通常是观察的信号通道）、触发类型（如边沿触发）和触发电平调整触发电平使之位于信号的有效变化区域，通常设置在波形的中间位置识别波形特征学习识别各种常见波形的特征，如正弦波、方波、三角波、锯齿波等注意观察波形的幅度、频率、相位、畸变等特性熟悉不同波形的标准形态，有助于判断实际测量波形的质量和异常观察波形时，可以利用示波器的余辉显示功能（）来捕捉信号的变化趋势短余辉适合观察稳定信Persistence号，长余辉或无限余辉则有助于发现偶发事件和信号变化范围对于复杂或不稳定的信号，可以使用单次捕获模式（）来捕获特定事件，然后详细分析Single示波器使用方法二参数测量#示波器使用方法三波形存储#波形截取与保存存储格式选择现代数字示波器可以捕获并保存波形数据使用波形数据可以多种格式保存，包括仪器专有格触发条件捕获特定事件，然后通过保存功能将波式、通用文件或图像文件（如、CSV PNG形存储到仪器内存或外部存储设备中）选择合适格式取决于后续分析需求JPG数据分析与处理波形回放与导出4利用示波器内置功能或外部软件对波形数据进行保存的波形可以在示波器上回放查看，或导出到分析，如频谱分析、统计处理、趋势图生成等，计算机进行深入分析许多示波器支持或网USB挖掘更多信号信息络连接，便于数据传输波形存储功能在多种场景下非常有价值在故障诊断中，可以捕获偶发故障波形，反复分析定位问题；在产品测试中，可以保存标准波形作为参考，用于品质控制；在研发过程中，可以记录不同设计方案的测试结果，进行比较和优化高端示波器还提供波形搜索功能，可以在长时间记录的数据中查找特定事件，如脉冲异常、上升时间超限等第三部分仪器集成应用#协同应用策略掌握多种仪器的综合运用方法仪器选择原则根据测量场景选择合适的测量工具数据分析方法3整合多源测量数据进行综合分析虚拟仪器技术了解软件定义测量的新趋势在实际电子测量中，单一仪器往往难以满足复杂的测试需求万用表和示波器作为基础测量工具，各有所长，协同使用能够提供更全面的电路信息本部分将探讨如何有效整合这些工具，发挥它们的最大价值，以及如何在不同应用场景中选择合适的测量方法万用表与示波器的区别#测量参数万用表示波器电压测量静态、平均值动态、瞬时值显示方式数值显示波形图形频率响应低频（）高频（可达）1kHz GHz测量精度高（）中（）

0.1%~

0.01%1%~3%操作复杂度简单直观较复杂专业携带便利性高（手持便携）低（台式为主）价格范围低（）高（）¥100-¥2000¥3000-¥300000+万用表和示波器在测量电子电路时扮演着互补的角色万用表专注于精确测量静态或缓变的电参数，如直流电压、电阻值等，数值显示直观明确，操作简单，是快速检测和故障初步诊断的理想工具而示波器则擅长捕捉和分析动态信号的变化过程，能够显示信号的波形、频率特性和时序关系，对于分析复杂电路的动态行为和时序关系至关重要万用表与示波器的配合使用#初步检测与深入分析结合在电路故障诊断中，通常先使用万用表进行快速的静态参数检测，找出可能的故障点然后再使用示波器对可疑节点进行动态信号分析，获取更详细的信息这种由简到繁、由表及里的检测策略，能够高效定位问题所在静态参数与动态波形互补某些测量需要同时获取静态精确值和动态变化过程例如，在电源电路测试中，万用表可以测量输出电压的精确值和稳定性，而示波器可以观察电源的启动过程、负载变化响应和纹波特性两种测量相互验证，提供全面的电路性能评估故障定位的有效策略在复杂系统的故障排查中，两种仪器的协同使用尤为重要万用表检测各点的静态参数，初步缩小故障范围；示波器则用于观察信号的完整性、时序关系和噪声情况，精确定位故障根源这种方法在数字模拟混合电路的调试中特别有效-测量结果的交叉验证在关键测量中，可以使用两种仪器对同一参数进行测量，交叉验证结果的准确性例如，测量某信号的有效值时，可以同时使用万用表的档和示波器的测量功能，比较两个结果，确保测量的可靠性和准确性AC RMS在电子产品开发的不同阶段，两种仪器的使用侧重点也有所不同在电路设计初期，示波器通常用于验证各功能模块的信号特性和时序关系；在产品调试阶段，万用表和示波器配合使用，全面检测电路性能；在生产测试阶段，则可能更多依赖万用表进行快速的参数检验示波器在汽车电子中的应用#传感器信号分析执行器控制信号检测通信网络信号分析示波器可以直观显示各种汽车传感器的输出信号波汽车执行器（如喷油器、点火线圈、电子节气门等）现代汽车广泛使用、、等总线网络CAN LINFlexRay形，如曲轴位置传感器、氧传感器、温度传感器等的控制信号通常是脉冲波形，其占空比、脉宽和时序连接各控制单元示波器特别是带有协议分析功能的通过分析波形的形状、幅值和时序特性，可以判断传直接影响发动机性能示波器能够精确测量这些控制示波器，可以显示和解码这些通信信号，检测网络通感器的工作状态和故障情况，为汽车诊断提供重要依信号的特性，帮助技术人员判断控制系统是否正常工信质量和故障情况，是诊断网络问题的强大工具据作在汽车点火系统诊断中，示波器可以显示点火线圈初级和次级电路的波形正常的次级点火波形应包含点火尖峰、燃烧线和振荡区域，通过分析这些特征，可以判断点火系统的性能和故障同样，在喷油系统检测中，观察喷油器驱动信号的脉宽和时序，可以评估燃油供应的精确性和均匀性示波器在数字电路中的应用#时钟信号测量时钟是数字系统的心脏，其质量直接影响系统性能示波器可以测量时钟信号的频率稳定性、占空比、抖动（）等关键参数，评估时钟电路的性能高性能系统对时钟信号质量要求极高，微小的时钟异常都可能Jitter导致系统故障数字脉冲分析数字信号的上升下降时间、过冲下冲、逻辑电平等参数对系统可靠性至关重要示波器能够精确测量这些参//数，帮助工程师优化电路设计，确保信号完整性在高速数字系统中，这些参数的测量尤为重要串行数据监测现代数字系统广泛使用、、等串行通信接口具有协议分析功能的示波器可以捕获并解码这些串I²C SPIUART行数据，显示通信内容和时序，便于调试通信问题和验证接口功能总线时序分析在多设备系统中，总线信号的时序关系对系统正常工作至关重要示波器可以同时显示多路信号，观察它们之间的时序关系，如建立时间、保持时间等，确保数据传输的可靠性在数字电路故障诊断中，示波器是不可或缺的工具通过观察各点的信号波形，可以快速定位故障所在例如，观察数据线上是否存在异常电平、总线争用、反射波等现象；检查地线和电源是否有过大噪声或波动；验证晶振是否正常振荡等高级示波器的触发功能允许捕获特定数据模式或异常事件，极大提高了故障检测效率示波器在模拟电路中的应用#放大电路分析滤波电路特性测试示波器是分析放大器性能的理想工具通过同时观察输入和输出信号，可以测量放大器滤波器是模拟电路中的常见元件，其频率响应特性是关键指标使用示波器和信号发生的增益、带宽、相位特性和失真情况在测试过程中，可以使用不同频率和幅度的输入器，可以测量滤波器在不同频率下的幅度和相位响应，绘制出频率响应曲线通过分析信号，全面评估放大器在各种条件下的性能多通道示波器特别适合这类应用，可以直截止频率、过渡带特性和通带纹波等参数，评估滤波器的实际性能观对比输入输出信号的关系电源纹波测量4信号完整性分析电源质量对电子设备的性能和可靠性有重大影响示波器可以精确测量电源输出的纹波在高性能模拟系统中，信号完整性是关键考量因素示波器可以检测信号中的失真、噪电压、瞬态响应和噪声水平对于开关电源，还可以观察开关波形、分析效率和稳定声、过冲、振铃等现象，帮助工程师优化电路设计和布局通过分析这些特性，可以提性这些测量通常需要使用耦合模式和适当的探头技术，以捕捉微小的纹波信号高系统的信噪比和动态范围，改善整体性能AC在音频电路分析中，示波器可以显示音频信号的波形特性和失真情况通过功能，还可以分析信号的频谱成分，检测谐波失真和噪声分布这对于音频放大器、均衡器和滤波器的调试和优化FFT非常有用同样，在视频电路测试中，示波器可以检查视频信号的同步脉冲、色彩信息和信号电平，确保视频质量中的虚拟仪器#Multisim是一款功能强大的电路仿真软件，其内置的虚拟仪器系统提供了与实际测量设备相似的操作体验虚拟万用表可以测量电路中的Multisim电压、电流和电阻等参数，操作方式与实际仪器类似，但无需担心量程选择和连接错误带来的风险虚拟示波器则提供波形显示和分析功能，支持时域和频域测量，可以方便地观察电路中任意节点的信号波形仿真实验一电路静态特性测试#电压测量实验在环境中，使用虚拟万用表测量电路中各个节点对地的电压值通过调整电路参数（如电源电压、负载电阻等），观察各点电压的变化规律，验证电路的设计是否符合预期这种测量方法特Multisim别适合检验直流工作点和偏置电路的正确性电流路径分析使用虚拟万用表的电流测量功能，分析电路中的电流分配情况通过在不同支路中插入电流表，可以直观了解电流的流向和大小，验证基尔霍夫电流定律，并检查电路的工作状态是否正常这对于理解并联电路和复杂网络的电流分配尤为重要结果与理论对比将仿真测量获得的数据与理论计算结果进行对比，分析差异原因这种对比有助于深化对电路原理的理解，也能帮助发现计算过程中可能忽略的因素（如元件的非理想特性）理论与实践的结合是工程学习的核心方法在进行电路静态特性测试时，可以设计一系列有针对性的实验，如测量不同负载条件下电源的压降，验证分压器和分流器的精确度，测定二极管的伏安特性等环境的优势在于可以轻松改变电路参数和配置，快速获得大量测试数据，进行全面的电路Multisim性能评估仿真实验二波形观察与分析#时间正弦波方波三角波ms安全使用注意事项#高压防护措施接地安全规范测量高压电路时，必须采取适当的安全防护措施正确的接地连接对于安全测量至关重要确保设使用额定电压足够的仪器和探头，穿戴绝缘手套，备使用三线接地电源，避免地线悬浮注意接地1保持安全距离，避免单独操作记住一手规则，环路问题，必要时使用隔离变压器测量不同电测量时只用一只手操作，防止电流通过心脏形成源系统时，注意共地点的选择，防止短路和设备闭合回路损坏设备维护保养过载保护意识定期检查和校准测量设备，确保测量精度保持始终注意仪器的量程和额定值，避免过载和短路仪器清洁干燥，避免灰尘和湿气侵入长期不用万用表测量前确认功能档位正确，示波器使用前的仪器应取出电池，防止电池漏液损坏内部电路检查输入衰减设置对于未知信号，先使用最大定期更换老化的测试引线和探头量程或最高衰减比进行初步测量在测量任何电路之前，应先确认电路断电状态，特别是测量电容器或高压电路时高压电容即使断电后仍可能存储大量电荷，必须通过适当的放电电阻进行安全放电对于电力电子设备和大功率设备的测量，需要特别注意感应电压和残余电荷的危险常见故障与解决方法#故障现象可能原因解决方法万用表无显示电池电量耗尽更换新电池万用表读数不稳定接触不良或干扰检查连接，远离干扰源万用表电流档不工作保险丝熔断更换指定规格保险丝示波器无法触发触发设置不当调整触发电平和模式示波器波形失真探头补偿不当重新调整探头补偿示波器带宽不足测量高频信号使用更高带宽设备测量值异常偏差仪器未校准进行校准或送检万用表显示异常是常见问题之一除电池电量不足外，显示屏损坏、内部连接松动或电路板受潮也可能导致显示问题对于精密测量异常，可能是内部参考电压漂移或校准数据丢失解决这些问题需要检查电池触点、干燥电路板或进行专业校准如果万用表在某个功能档无法工作，而其他功能正常，通常是该功能对应的电路部分出现故障，可能需要专业维修测量精度影响因素#仪器本身精度等级测量仪器的固有精度是测量结果准确性的基础不同等级的仪器具有不同的精度规格，通常以满量程的百分比表示例如，位数字万用表的精度可能为±位，而位精密万用表精度可达±位高精度仪器通常采3½

0.5%+25½

0.02%+1用更高质量的元件和更复杂的校准技术，价格也相应较高环境温湿度影响环境条件对测量精度有显著影响温度变化会导致仪器内部元件参数漂移，特别是参考电压源和电阻网络大多数仪器的精度规格是在±℃条件下给出的，超出此范围可能需要添加额外误差湿度过高则可能导致绝缘电阻下降和漏电235流增加，影响高阻抗测量电磁干扰因素外部电磁干扰是影响精密测量的重要因素电源线噪声、射频干扰、电机和变压器的磁场等都可能导致测量值波动或偏移解决方法包括使用屏蔽电缆、改善接地连接、远离干扰源，必要时采用金属屏蔽箱或差分测量技术操作方法与技巧测量技术对结果精度有直接影响正确选择量程、恰当的连接方式、适当的测量时间和次数等都是影响测量准确性的技术因素例如，测量微小电阻时，四线法可以消除引线电阻的影响；测量快速变化信号时，采样率和带宽的选择至关重要仪器的校准周期和方法也是保证测量精度的关键因素随着时间推移，测量仪器的性能会逐渐漂移，定期校准可以确保其精度符合规格要求校准通常包括零点调整、增益校正和线性度验证等步骤，应由专业校准机构或经过培训的技术人员进行不同类型的仪器有不同的推荐校准周期，通常从个月到年不等，取决于使用频率和精度要求31新技术发展趋势#便携式测量设备智能手机应用云存储与远程监控测量仪器的小型化和便携化是显著趋势现代技术使高性能智能手机和平板电脑已成为新一代测量平台通过专用传感网络连接能力已成为现代测量设备的标准功能通过、WiFi测量功能能够集成到手持设备中，例如口袋大小的数字示波器附件和应用软件，智能设备可以变身为万用表、示波器、蓝牙或以太网连接，测量数据可以实时上传到云平台，实现器、便携式频谱分析仪等这些设备虽然性能可能不及台式声级计、光强计等测量工具虽然精度和功能可能有限，但远程访问、团队协作和长期数据分析这种技术特别适用于设备，但其便携性和即时性使现场测试和故障诊断变得更加这种方案大幅降低了基本测量的门槛，使测量技术更加普及环境监测、设备健康管理和分布式测试系统，使测量不再局便捷，特别适合现场服务工程师和移动技术人员和民主化，为教育和入门级应用提供了经济实惠的选择限于特定时间和地点，为预测性维护和大数据分析提供了基础人工智能技术正在革新测量数据的分析方式机器学习算法可以从大量测量数据中识别模式和异常，提供更深入的洞察例如，辅助的电路分析可以自动识别波形中的异常特征并提供AI可能的故障诊断；预测性算法可以基于历史测量数据预测设备性能变化趋势，实现预防性维护这些技术降低了对人工经验的依赖，提高了分析效率和准确性实用技能总结一万用表#正确的测量姿势测量时应保持稳定且舒适的姿势，避免肌肉疲劳导致的抖动和误操作测量高电压时应单手操作，另一只手不要触摸任何物体，防止形成通过心脏的电流路径测试探头应握在护指档后面，确保手指不会接触金属部分，降低触电风险实用测量技巧测量未知电路时，先用高量程测量确认大致范围，再逐步降低量程提高精度电压测量前确认是交流还是直流，选择正确的功能档位测量小电阻时考虑导线电阻的影响，可使用相对值功能消除此误差观察数值波动时，可使用最大值最小值功能捕捉变化范围/数据解读与判断测量结果应结合理论预期进行判断，显著偏差可能指示电路故障或测量错误了解常见电路点的正常值范围，如二极管正向压降、晶体管基极电压等，有助于快速判断电路状态测量交流信号时，需注意区分峰值、峰峰值和有效值，避免换算错误常见错误避免避免在电流档测量电压，这会导致保险丝熔断或仪表损坏测量电阻前确保电路断电并放电，避免带电测量导致的读数错误和安全风险定期检查测试引线的完好性，磨损或断裂的引线会导致接触不良和测量不稳定使用后将档位旋钮置于最高电压档或关闭位置，防止下次误操作在实际工作中，熟练使用万用表的数据保持（）功能可以大大提高测量效率，特别是在难以同时观察仪表和测试点的情况下HOLD对于变化的信号，现代万用表的最大值最小值记录和峰值捕获功能可以自动跟踪并记录极值，无需持续观察相对值（）功能/REL则允许以当前读数为参考零点，直接显示变化量，简化相对测量过程实用技能总结二示波器#波形快速稳定方法获得稳定波形是示波器使用的基础技能选择适当的触发源（通常是观察的主要信号通道）；调整触发电平至信号有效变化区域，通常在波形振幅的中间位置；选择合适的触发模式，重复信号用自动或普通模式，单次事件用单次模式；对于复杂信号，考虑使用高级触发功能，如边沿、脉宽、欠幅、超时等复杂信号分析策略面对复杂信号时，采用系统化分析方法先观察信号整体特性（频率、幅度范围等）；调整时基查看不同时间尺度下的特征；使用功能分FFT析频域特性；对于数字信号，使用协议解码功能解释数据内容；利用数学运算功能（如积分、微分、滤波）提取特定特征；必要时使用长时间记录功能捕获罕见事件故障特征识别技巧不同类型的电路故障在波形上有特定表现电源纹波过大通常表现为叠加在直流电平上的周期性波动；接地不良导致的噪声通常表现为不规则尖峰；信号反射和阻抗不匹配表现为波形台阶上的震荡；时钟抖动在边沿处表现为模糊或多重触发；积累观察经验，建立故障波形指纹库，可以加速故障诊断过程高级功能应用案例现代示波器的高级功能能够大幅提高工作效率掩模测试可用于自动检测信号是否符合预设标准；趋势图功能可监测参数随时间变化；眼图分析适用于评估数字通信信号质量；波形搜索功能可在长记录中定位特定事件；序列采集模式可捕获多个触发事件并分析其关系；熟练掌握这些功能，能够解决复杂测量挑战在日常使用示波器时，合理设置显示参数可以提高波形观察效果调整波形亮度和对比度，使细节清晰可见；使用网格线辅助测量；根据信号特性选择合适的显示模式（点、矢量或余辉）；对于快速变化或罕见事件，余辉显示可以显示信号的变化轨迹和分布特性；波形颜色设置可以帮助区分多通道信号，提高可读性综合实训案例#电源电路故障诊断放大器工作点分析数字电路时序分析电源故障是电子设备最常见的问题之一本案例指导如何系统本案例演示如何分析晶体管放大器的静态和动态特性首先用本案例聚焦数字系统的时序测量技术使用示波器的多通道功化检测开关电源电路首先使用万用表检查输入电压和保险万用表测量各点直流电压，验证偏置电路工作状态；计算和实能同时观察时钟、数据和控制信号；测量关键时序参数如建立丝；然后测量关键点直流电压；再用示波器观察控制信测静态工作点参数，评估电路设计合理性；然后用示波器观察时间、保持时间、传播延迟等；分析时钟抖动和信号完整性问PWM号和开关波形；分析输出纹波和瞬态响应特性通过这些步小信号和大信号下的动态响应，测量增益、带宽和失真；分析题；使用协议解码功能验证串行通信数据这些测量技术对于骤，可以快速定位常见故障，如控制失效、开关管损坏或输温度变化对工作点的影响这些技能适用于各类模拟放大电路调试微控制器系统、设计和高速数字接口至关重要，帮IC FPGA出滤波电容老化等问题的设计验证和故障诊断助识别时序违例和信号完整性问题通信信号完整性检测是现代电子系统中不可或缺的一环本案例展示如何使用示波器评估各类通信接口的信号质量对于串行数据链路，使用眼图分析测量信号的开口度、抖动和噪声裕度；对于差分信号，使用差分探头测量共模抑制和差分对称性；对于射频信号，结合频谱分析功能评估信号纯度和杂散发射这些测量技术帮助工程师确保通信系统在实际环境中的可靠性总结与展望#专业测量技能成为测量专家，解决复杂问题应用与实践在实际项目中熟练应用测量技术原理理解3掌握仪器工作原理和测量方法基础操作4学习基本仪器使用和安全规范测量技术是电子工程的基础能力，也是工程师解决实际问题的重要工具通过本课程的学习，我们系统介绍了万用表和示波器这两种基本测量仪器的原理、功能和使用方法从基础操作到高级应用，从理论知识到实践技能，构建了完整的电子测量知识体系掌握这些技能不仅有助于当前的学习和工作，也为今后深入学习更复杂的测量技术奠定了基础。