汽车修理工高级技能：示波器的作用和分类

示波器是显示被测电信号瞬时值轨迹变化情况的仪器。利用示波器能观察各种不同信号幅度随着时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的参数，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等。按照工作方式的不同，可将示波器分为模拟示波器、数字示波器和混合示波器。

1.模拟示波器

模拟示波器的工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。模拟示波器的屏幕通常是示波管，即阴极射线管（CRT），依靠化学荧光物质发光。由于示波管内电子运动速度与信号频率成正比，示波管屏幕的亮度与电子束的速度成反比，所以低频波形的亮度高，高频波形的亮度低。此外，利用荧光屏幕的亮度或灰度还容易获得信号的第三维信息。若用屏幕垂直轴表示幅度，水平轴表示时间，则屏幕亮度可表示信号幅度随着时间分布的变化。这种与时间有关的荧光余辉（灰度定标）效应对观察混合波形和偶发波形十分有效。当信号频率超过CRT的写速度时，显示出来的波形过于暗淡，难于观察。

2.数字示波器

与模拟示波器不同，数字示波器通过模数转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。它捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储。存储限度是累计的样值能描绘出波形。随后，数字示波器重构波形，通过光栅屏幕或液晶屏幕显示。在数字示波器的显示范围内，可以稳定、明亮和清晰地显示任何频率的波形。常规的数字示波器是数字存储示波器（DSO）。它的显示部分更多地基于光栅屏幕而不是基于荧光屏幕。由于采用非高即低两个状态的数字处理，原则上波形也是“有”和“无”两个显示，所以常规的数字示波器缺少模拟示波器的余辉显示功能，也就不能显示波形在整个时间的幅度分布。

3.混合示波器

混合示波器（DPO）也称为数模兼合示波器或数字荧光示波器。它能把被测电信号转换为数字信息，然后重构波形，并通过示波管以荧光显示。混合示波器能实时显示、存储和分析复杂信号的三维信号信息，即幅度、时间和整个时间的幅度分布。混合示波器具有屏幕的余辉显示功能，便于观察复杂波形中的微细差别以及出现的频繁程度。

4.示波器的操作步骤

各种类型的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不完全相同外，基本的使用方法都是相同的。下面以美国Snap-On公司生产的MT3500型数字存储式汽车专用示波器为例介绍示波器的使用步骤。（1）连接仪器按图1-11所示连接仪器和需要测试的元器件。红表笔接信号线，黑表笔接地。

（2）起动仪器 在主菜单中选择“专业示波器”，按下“YES”按钮起动此功能，将在屏幕上显示出所测波形。MT3500型示波器屏幕图标的作用及含义如图1-12所示。

（3）调整电压比例 电压比例也叫量程，是指屏幕垂直方向上显示的每个格子所对应的实际电压值，单位是V/格。量程的大小决定了信号波形的高度，即幅度。量程设定值越低，显示屏上显示的波形就越高。同样信号不同量程的显示情况如图1-13所示。

图1-11MT3500型数字存储式汽车专用示波器

图1-12MT3500型示波器屏幕图标的作用及含义

按下与功能相对应的“Fn”按钮切换功能选项。按下“F1”按钮选择通道1的量程，此时“量程”标志闪动，如图1-14所示。

使用仪器右下角的左、右方向键将光标移至通道1量程设置处，通过上、下方向键选择量程。

图1-13同样信号不同量程的显示情况

（4）调整时基 时基是指屏幕水平方向上显示的每个格子所对应的实际时间值，单位是s/格。时基的选择决定了重复性信号在屏幕上显示的频数。同样信号使用不同量程的显示情况如图1-15所示。

图1-14 功能按钮F1～F4的对应功能

F1—量程 F2—零点 F3—触发F 4—分析

图1-15 同样信号使用不同量程的显示情况

使用左、右方向键将光标移至通道1的时基设置处，通过上、下方向键选择显示的时基。

（5）设置通道2的量程和时基 在将通道1的量程和时基设置好后，使用左、右方向键将光标移至关闭处，按下“YES”按钮即可关闭1通道显示。重复（3）、（4）步骤设置通道2的量程和时基。(www.xing528.com)

（6）零点设置

1）通道1的零点设置。操作前请确认通道1量程选择处于非关闭状态。使用左、右方向键将光标移至通道1零点设置处，此时可看到屏幕上的通道1“零点”标志闪动，然后通过上、下方向键移动零点在屏幕上的显示位置。通道1的零点设置如图1-16所示。

2）通道2的零点设置。其设置方法与通道1的零点设置方法相同。

（7）调整触发参数 触发参数的调整是使信号在屏幕上能稳定显示的前提。触发参数包括触发电平、触发源和触发沿。触发设置如图1-17所示。

图1-16 零点设置

1）触发沿用于确定示波器显示的波形是以大于触发电平（正触发）还是以小于触发电平（负触发）的电压变化点作为显示起始点（波形切入点）。当触发沿选择不正确时，得到的波形不同。例如，有时测量得到的喷油器波形只显示一部分，这种情况就是触发沿没有选对造成的。使用左、右方向键将光标移至触发沿设置处，通过上、下方向键选择触发沿（上升沿或下降沿）。

2）触发源用于设定以哪一通道的信号作为触发信号。使用左、右方向键将光标移至触发通道选择处，通过上、下方向键选择触发通道（1通道或2通道）。

3）触发电平用于调节波形的起始显示电压值，亦即设定屏幕上显示的信号以大于或小于（根据设定的触发沿确定）设定的触发电压为起始显示点。如图1-18a所示，由于设定的触发电平超出了信号的电平范围，示波器无法确定显示的起始位置，因此屏幕上显示的波形左右晃动，无法锁定。如图1-18b所示，由于正确设定了触发电平，因此示波器可以准确地锁定波形。

图1-17 触发设置

图1-18 同样信号不同触发电平的显示情况

a）触发电平设置不正确 b）触发电平设置正确

在所有设置完成后，屏幕上就会显示被测元件的波形。将其与标准波形对照，即可判断波形是否正常，并可分析故障产生的原因。

（8）自动触发及峰值捕捉 MT3500型示波器具有自动触发功能的可选项。当在测量过程中无法确定如何适当设定触发参数时，启用这一功能，系统将会自动分析信号的特性，自动设置触发电平、触发沿等参数。

MT3500型示波器还具有峰值捕捉功能。在实际测量中，会碰到一些间歇性的故障信号时有时无或是很长时间才会出现一次。这时启用峰值捕捉功能，MT3500型示波器就会根据用户设定的触发条件来等待故障信号的出现。一旦捕捉到符合设定条件的故障信号，MT3500型示波器就会发出蜂鸣声，提示并自动冻结画面的显示。有了这一功能，就不必为了等待一个故障脉冲的出现而长时间盯住示波器屏幕了。

5.示波器使用注意事项

1）保持仪器及测试连线与汽车的运动部件（如传动带、风扇、齿轮等）有一定距离。

2）禁止使用导电物体使电池的正负电极短路。

3）防止仪器被冷却液、水、油或其他液体弄湿。

4）在进行各种测试前，应首先连接好搭铁线。

5）禁止在没有安装防滑护套的情况下使用仪器。

6）禁止在仪器信号输入端输入超过500V的直流或交流电压。

7）在使用完毕后，应将所有的接头、测试导线及测试夹卸下，并完整保存于包装箱中。