什么是示波表的波峰因數(shù)?

經(jīng)常有人問(wèn)到示波表的波峰因數(shù)。如果你去查一下規(guī)格，你所唯一可以找到的解釋波峰因是“該讀數(shù)不依賴(lài)于任何信號(hào)，即波峰因數(shù)”。這里我們將解釋波峰因數(shù)是一個(gè)怎么樣的數(shù)值，及該數(shù)值可以有什么用途。對(duì)于萬(wàn)用表而言，在非正弦波的交流電壓測(cè)量的時(shí)候波峰因數(shù)應(yīng)當(dāng)被考慮在內(nèi)。波峰因數(shù)被定義為峰值電壓對(duì)有效值電壓的比值。

典型的波峰因數(shù)是：
正弦波：1.414
方波： 1
25％的占空比的脈沖：2

對(duì)于萬(wàn)用表而言，(它可以處理很高的波峰因數(shù))，但是因?yàn)槟悴荒軌蛘嬲幚砟闼鶞y(cè)量的波形的形狀，因此可能由于你的信號(hào)峰值過(guò)高而使你的讀數(shù)錯(cuò)誤。峰值數(shù)值可以使電路過(guò)載，同時(shí)讀數(shù)可能過(guò)低而在測(cè)量問(wèn)題上又沒(méi)有顯示。真有效值讀數(shù)的萬(wàn)用表可以規(guī)定其可以真正準(zhǔn)確處理的最大的波峰因數(shù)的數(shù)值。由于真有效值轉(zhuǎn)換芯片的飽和的特性，該數(shù)值通常是在完全刻度讀數(shù)的最低處附近。在半刻度附近會(huì)有更好的精確度。因此在次高量程內(nèi)檢查你的萬(wàn)用表的讀數(shù)，并且驗(yàn)證該讀數(shù)是否在同一的數(shù)量級(jí)是一個(gè)很好的習(xí)慣。Fluke 87的波峰因數(shù)可以到達(dá)3。Agilent 33401A和33970A的波峰因數(shù)是在“完全的刻度附近有最大為5的波峰因數(shù)”(刻度具有額外的0.40％的誤差)

對(duì)于ScopeMeter的產(chǎn)品而言，情況則不一樣。首先，在屏幕上總有波形來(lái)指示你以告知信號(hào)是否過(guò)載。另外，ScopeMeter從取樣的波形數(shù)據(jù)之中計(jì)算真有效值測(cè)量數(shù)值，只要取樣的數(shù)值位于A/D轉(zhuǎn)換器的量程之外，則讀數(shù)不再被顯示，而OL則會(huì)被指示。例如，F(xiàn)luke 123在峰值大于8.5V的時(shí)候會(huì)以5V的量程顯示OL。這將會(huì)導(dǎo)致完全刻度的波峰因數(shù)為8.5/5=1.7。雖然該數(shù)值不是很顯著，但對(duì)于ScopeMeter來(lái)說(shuō)這并不重要，因?yàn)樵撛O(shè)備不顯示不正確的讀數(shù)。另外，當(dāng)使用在自動(dòng)的模式的時(shí)候，它會(huì)自動(dòng)地變換到下一個(gè)較高的量程。(ScopeMeter可以同時(shí)測(cè)量峰值和有效值)

ScopeMeter因此可以不依賴(lài)波峰因數(shù)可以正確地測(cè)量信號(hào)的真有效值數(shù)值。其所受的限制是需要較高的量程來(lái)正確捕捉到峰值信號(hào)。由于該較高的量程的緣故，對(duì)于有效值數(shù)值你只有較低量程的極限數(shù)值可以準(zhǔn)確地測(cè)量。如果信號(hào)的有效值數(shù)值太小的話，則你可以停止使用那些精確度較小的低量程的數(shù)值。對(duì)于示波表，其有用的量程是為波峰因數(shù)最大為10的量程。例如，一個(gè)具有1％的占空度的100Hz 5V的脈沖，用Fluke 87(I)測(cè)量同樣的信號(hào)會(huì)給出174.1mV的讀數(shù)，當(dāng)手動(dòng)轉(zhuǎn)換到下一個(gè)較高量程的時(shí)，則會(huì)給出一個(gè)更好的測(cè)量效果：0.483mV。

確保你的測(cè)量設(shè)備可以處理你所測(cè)量的信號(hào)的形狀。如果你不能夠確信的話，則在較高的量程內(nèi)作二次檢查，或者是選擇那些從來(lái)不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤讀數(shù)的設(shè)備。

● 為何在Fluke 123上所獲得讀數(shù)與Fluke 190-系列或者是其他的示波器所顯示的不同?

正如你所知道的那樣，我們對(duì)ScopeMeters的準(zhǔn)確性具有性能非常優(yōu)異的規(guī)格特性。但有時(shí)你會(huì)在Fluke 123 ScopeMeter和Fluke 190-系列ScopeMeter之間發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不一樣(例如對(duì)于高頻率振幅的測(cè)量)。這種差別太大，從而不可能由設(shè)備的誤差來(lái)解釋。最近我們發(fā)現(xiàn)有時(shí)Fluke 123的讀數(shù)已經(jīng)沒(méi)有了，而Fluke 190則有很好的讀數(shù)，分析其原因，是由于不同的裝載電路。

Fluke 123(STL 120)的測(cè)試探頭是一種1:1的探頭，它以兆歐//225pF來(lái)測(cè)試電路Fluke 190-系列的探頭(VPS200)是一種10:1的探頭，它則以10兆歐們卸F的阻抗來(lái)測(cè)試電路。和Fluke 190-系列使用VPS200的探頭所不同的是，F(xiàn)luke 123 ScopeMeter使用STL 120屏蔽測(cè)試頭，它會(huì)以大約20倍的頻率來(lái)裝載電路(比如說(shuō)>1MHz)。當(dāng)電路的內(nèi)部電阻較小的時(shí)候，則它不會(huì)影響讀數(shù)，但是當(dāng)電阻較大的時(shí)候則需要注意。測(cè)試會(huì)導(dǎo)致在被測(cè)電路上的電壓的降低，從而導(dǎo)致不切實(shí)際的測(cè)試結(jié)果。

以高頻率使用100:1的探頭

在高頻率的時(shí)候(>1MHz)，探頭的電容性部件的電阻很大。標(biāo)準(zhǔn)的10:1探頭，比如說(shuō)VPS 200，其電容性電阻為14pF。而100:1的探頭，比如說(shuō)新的VPS 201，則具有6.5pF的電容電阻。使用100:1的探頭會(huì)極大地減少測(cè)試電路的負(fù)載。

(帶有100:1探頭的Fluke 190系列ScopeMeter的最大敏感度為500mV/div)。

● 在47小時(shí)之后，F(xiàn)luke190停止工作，為什么?

當(dāng)fluke 190系列與Fluke 123或者是ScopeMeter B系列的電源適配器一起工作的時(shí)候，而不是BC190的時(shí)候，每個(gè)功能都會(huì)是非常正常地工作，但在過(guò)了一些時(shí)間了之后，F(xiàn)luke 190系列會(huì)由于電池的耗盡而自動(dòng)關(guān)閉。由于是在你使用Fluke 190系列的某一記錄功能的時(shí)候，其他電源適配器將不能夠捕捉到你所試圖捕捉的重要的信息。

PM8907/80x不能夠向Fluke 190系列提供足夠的電流，F(xiàn)luke 190系列的電池在使用PM8907/80x而不是BC190/80x的時(shí)候也可能被耗盡。這主要是由于PM8907/80x的有限的輸出電源。PM8907/80x提供300mA的輸出電流，而B(niǎo)C190/80x則提供840mA的輸出電流。

操作：

只使用那些由該設(shè)備所提供的電源適配器。因?yàn)樵撛O(shè)備經(jīng)過(guò)了適配器的測(cè)試和認(rèn)證。
當(dāng)向客戶(hù)發(fā)送演示的設(shè)備的時(shí)候，確保電源適配器被包括在內(nèi)，這樣你可以得到很好的第一印象。

建議：

不要使用Fluke 160系列的的PM9651/00x適配器。
該適配器不適合測(cè)量高于30Vrms的測(cè)量

● 如何顯示李薩育圖形?

為了快速的顯示李薩育圖形(或者也叫X-Y顯示)，使用如下方法。
1 連接探頭A到信號(hào)A及輸入B到信號(hào)B。
2 連接所有的地探頭到地之中。
3 轉(zhuǎn)換所有的輸入為AC偶合，以減去DC的偏移的影響。
4 在計(jì)算菜單中選擇“A vs B”。
5 在屏幕上會(huì)有李薩育圖形被顯示。
注意：使用移動(dòng)健A和B健可以使位置發(fā)生改變或者你也可以使用光標(biāo)來(lái)定位。

● 最優(yōu)化你的李薩育圖形顯示

對(duì)于你的最優(yōu)化的李薩育圖形模式的波形顯示，你最好是在記錄中至少有一個(gè)但不少于3個(gè)周期的信號(hào)。利用模擬范圍，時(shí)間基數(shù)不被使用，電子束通過(guò)輸入A和B的x和Y直接控制。在一個(gè)數(shù)字化的示波器之中，就比如說(shuō)ScopeMeter，時(shí)基的設(shè)定可以影響到李薩育圖形顯示。在數(shù)字的范圍之中，首先波形被獲得，緊接著微型處理器被使用來(lái)制造李薩育圖形圖像。

改變時(shí)基的設(shè)置可以改善信號(hào)的顯示。

該圖形顯示了周期太小時(shí)候的顯示，只有部分的信號(hào)被顯示!．

如果時(shí)間基數(shù)被設(shè)置得太慢，則太多的信號(hào)周期會(huì)被獲得，并且不是所有的信號(hào)都被平均地分布!

對(duì)于機(jī)械或者是低頻率的運(yùn)用，建議使用帶寬限制器來(lái)減少不需要的噪音。在余輝功能關(guān)閉的正常的條件下使用。

● 如何用雙通道的Fluke-123示波器來(lái)記錄三相的電壓？

根據(jù)Murphy法則，在你測(cè)量相位1和2的時(shí)候，三相系統(tǒng)的第三相位將沉積下去。一個(gè)簡(jiǎn)單的方法可以使你在兩通道的趨勢(shì)繪圖屏幕上同時(shí)觀察到3個(gè)相位。

設(shè)置：

連接通道1到A相，1通道的地線到C相。你所連接的通道2到B相，其地線到C相。(注意：正如你所知道的那樣，Com A和Com B在Fluke 123之中是內(nèi)部連接的!)。現(xiàn)在選擇菜單“VAC”(或者是“VAC+DC")，你將會(huì)看到來(lái)自輸入的兩個(gè)正弦波。確保兩個(gè)通道具有相同的輸入敏感度。現(xiàn)在選擇位于通道A之中的“趨勢(shì)繪圖”，你將會(huì)看到幾乎具有同樣電壓的兩個(gè)圖形!

中斷：

如果在A相中的電壓降低的話，你將會(huì)在通道中看到這種變化(趨勢(shì)圖)，(上圖)，如果在B相中的電壓降低的話，你將會(huì)在2中看到這種變化(趨勢(shì)圖)，(下圖)。但當(dāng)C相變化的時(shí)候，你會(huì)看到兩個(gè)圖形以同方向在變化。

請(qǐng)記住，ScopeMeter 123的通道1的地線是自動(dòng)與通道2的地線相同的，因?yàn)樗麄兪怯布噙B的!如果你的運(yùn)用需要不同的地線，使用Fluke 190系列的ScopeMeter或者是DPl20差分探頭。

(注意：你可以在Fluke43B電源質(zhì)量分析儀上使用該方法，但輸入2會(huì)閱讀Amps而不是Volts。那么如果你設(shè)置輸入2的探頭來(lái)閱讀1A/V，則非常容易在輸入2上閱讀正確的電壓。)

● 我為何在我的趨勢(shì)繪圖上發(fā)現(xiàn)圖形中斷?

這就象我的Fluke 190系列ScopeMeter的無(wú)紙記錄儀使用完了其墨水一樣。我第一個(gè)可以想到是“我丟失了信號(hào)”，而事實(shí)上當(dāng)你的信號(hào)丟失時(shí)候，TrendPlot將會(huì)繪制一個(gè)數(shù)值為零的圖。圖示的這種情況只有在ScopeMeter不能夠執(zhí)行測(cè)量的功能的時(shí)候才會(huì)發(fā)生。對(duì)于電壓或者是電流的讀數(shù)而言，這只有在沒(méi)有觸發(fā)條件的時(shí)候才會(huì)發(fā)生。為了防止此類(lèi)事件的發(fā)生，你可以將你的觸發(fā)條件設(shè)置為“自動(dòng)”或者是在使用邊界觸發(fā)的時(shí)候選擇“自由運(yùn)行”的狀態(tài)。

在你進(jìn)行與時(shí)間相關(guān)的測(cè)量，比如說(shuō)脈沖、負(fù)載、頻率或者是相位的時(shí)候，至少應(yīng)當(dāng)有一個(gè)周期的信號(hào)應(yīng)當(dāng)被測(cè)量。否則測(cè)量將不會(huì)被進(jìn)行，而也沒(méi)有信號(hào)被顯示出來(lái)。ScopeMeter 190系列也探測(cè)與時(shí)間和電源相關(guān)的量測(cè)量，如果沒(méi)有相關(guān)量被探測(cè)到，則沒(méi)有讀數(shù)會(huì)被顯示。

當(dāng)使用FlukeView將帶有中斷的波形輸出到電子數(shù)據(jù)表上的時(shí)候，則你會(huì)發(fā)現(xiàn)這些單元被#NAN所填充，這就表明沒(méi)有數(shù)據(jù)。

● 如何去除在FlukeView中的雙重軌跡?

這種雙重的蹤跡也叫“最小／最大”蹤跡。其中一點(diǎn)代表了所獲得的點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間內(nèi)的最大值／最小值。例如，如果時(shí)間的設(shè)定為5ms/div，則Flukel23的取樣速度為20MS/s，并且屏幕上的每個(gè)點(diǎn)代表了4000個(gè)獲得的樣本，而其只最大和最小的數(shù)值被顯示在屏幕上。通過(guò)這種方式Fluke 123可以以有限的記錄空間維持較高的取樣速度。

這就解釋了為何在FlukeView中具有雙線的原因。Fluke 123也以傳統(tǒng)的方式進(jìn)行取樣，例如一個(gè)時(shí)間點(diǎn)就一個(gè)樣本的方式。這些所獲得的點(diǎn)被存儲(chǔ)在分立的記錄器之中并且用來(lái)計(jì)算有效值刻度。

如何去除在FlukeView中的雙重軌跡?

Fluke 123的使用者經(jīng)常說(shuō)他們還是希望使用單蹤跡的方式而不是雙蹤跡的方式。

單蹤跡的方式的可以通過(guò)下面的兩種不同的方式而獲得：

方式一：使用EXCEL來(lái)編輯波形數(shù)據(jù)以消除其中的最大／最小數(shù)據(jù)(或者是取他們的平均數(shù)值)這里有一個(gè)例子是將最小的數(shù)據(jù)拷貝到最大的數(shù)據(jù)。這樣一來(lái)FlukeView就在每個(gè)頂上顯示兩個(gè)波形，這樣看起來(lái)就象是單個(gè)蹤跡的模式

·在FlukeView之中打開(kāi)波形
·保存為.CSV文件
·打開(kāi).CSV文件，使用Excel
·將欄3的數(shù)據(jù)拷貝到欄2之中(使最小波形等于最大波形)
·以新的文件名稱(chēng)保存該文件.(也是以.CSV的文件的格式)
·用記事本打開(kāi)該文件
·用原先的.CSV文件的頭替代該.CSV文件的頭(行1..19)。
(Excel從文本部分移走“引號(hào)”，而FlukeView則要求使用來(lái)打斷文件the file)
·保存該文件
·用FlukeView打開(kāi)該文件

(這種方式是可行的但是非常的復(fù)雜。)

第二種更為簡(jiǎn)單的方式是將在從Fluke 123 ScopeMeter下載的波形作另一個(gè)記錄選擇。在“波形的輸入和記錄選擇”按鈕之中選擇“獲得A記錄”。

現(xiàn)在你獲得了一個(gè)單蹤跡的顯示，最大到1000個(gè)樣本的容量。這就是Fluke 123所使用的波形數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行真正的RMS測(cè)量。而這種“最大／最小”的蹤跡是用來(lái)做閃爍捕捉、峰值測(cè)量、自動(dòng)安排等等的運(yùn)用的。

● 如何有效地使用余輝功能

模擬示波器提供了一種余輝功能，這主要是由于其熒光體的余熱會(huì)被電子束所擊中。這就可以使使用者在較短的時(shí)間里看到信號(hào)，而此時(shí)其實(shí)原始的信號(hào)已經(jīng)消失了。在數(shù)字的示波器中該功能則被通過(guò)軟件模擬來(lái)在較長(zhǎng)的時(shí)間的里被顯示在屏幕之上。尤其是在你周期性地觀察變換的信號(hào)的時(shí)候，就象調(diào)制(AM，F(xiàn)M)或者是視頻信號(hào)，此時(shí)使用余輝功能是非常的有用的。

為了得到最佳的模擬效果，必須最大可能地更新。為了得到高目的，關(guān)閉所有的讀數(shù)(時(shí)間消耗)，并且選擇手動(dòng)的功能而不是自動(dòng)功能，因此連接和觀看觸發(fā)和自動(dòng)范圍被消除了。

190萬(wàn)用示波表可以通過(guò)選擇示波器—波形選擇—余輝功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。