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PicoScope汽车示波器入门指导(一)

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发表于 2015-5-21 15:48:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
PicoScope入门指导
——By Steve Smith -Pico Technology


PICOScope给工程师提供了一个能够揭示深藏汽车内部的控制电路详情的工具,所能达到的层次在20年之前是无法想象的。

回想一下上世纪80年代末和90年代初期,看着在如此小的屏幕上显示的几乎没有任何颜色的波形,我在想当时的人们是如何根据合理的推测去诊断故障与对故障进行判定的。

而如今,我们的示波器发展到了极致,我们拥有了宽屏、彩色显示器、多通道、高速采集、自动对焦缩放以及其他很多最新的功能。因为具有了保存,分享,储藏捕捉到的数据的功能,并且能够为将来测试提供技术参考,这就是我们工具最突出的优势。

所有的这些特性都表明汽车示波器是用户友好型的,更重要的是我们扫描工具齐全的配件,这些配件在全世界汽车车间都能找到。那么我们该如何有效的利用这个必不可少的工具呢,不仅仅是协助诊断,还包括加深我们对于控制电路和系统的认识?

有一件可以确定的事情是,由于各种细节都被展示在你的屏幕上,在使用示波器寻求想要的答案时,它最初总会带给你更多的问题。这本身就是一个挑战,但你会发觉,在你熟悉了示波器的各种设置和参数之后,你自己的知识和对知识的理解也会有所突破。

这里有个小技巧,把你的示波器连接到没有错误和运行故障的车上。你可以检测你所选择任何一个电路,并在屏幕上观察相应的波形以及它们之间的联系(例如曲轴和凸轮轴)。

使用示波器连接车辆和获取测量量时没有必要担心或害怕任何事情。我们已经使用了很多年的万用表,示波器从根本上来讲是同样的工具,只在一个更大的有刻度的屏幕上显示测量到的电压随着时间变化的波形。

回想起在学校使用图表纸的日子,我们在图表上描绘不同变量之间的关系并相应标记一个点,逐步建立起一个模型。同样的,软件在网格中显示数据。PicoScope示波器的网格由10条垂直线和10条水平线相交组成,使你能跟踪和检测任何一点上的信号。X轴显示的是时间,Y轴显示的是电压。

QQ截图20150521152707.png


检测一个量
PicoScope配备各种功能使你能够轻易的获取并显示一个测量波形,并且几乎不需要任何示波器知识。只要你掌握了以下四个要点,你就能够成功的驾驭这部示波器:

1、 探头

选择合适的探头是必不可少的,这相当于告诉示波器你将要检测的量的类型。探头的设置是告诉示波器你要用什么探头去检测数据以及如何去显示这个数据。X1探头通常是大多数电压测量的标准,所以为了方便,设置为默认的探头选项。选择了X1探头,示波器会为电压测量设定转换比例和单位值。同样,我们从下拉菜单选择60A current clamp的电流钳可以调整转换比例和单位值来正确地显示电流测量。

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2、 电压

对于电压我们必须记住1V=1000mV。在电压的选择范围上,电压的设置和万用表没什么两样。正如你会旋转万用表的刻度盘以选择合适的量程一样。点击输入范围的下拉菜单选择你需要的电压范围(对于12V的系统,通常是±20V)。这样设置示波器屏幕就会显示任何介于+20V和-20V之间的电压。Y轴上的每个区间的电压是4V(-20到+20的范围是40V,被分成10个区间,每个区间为40÷10=4V)。

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3、时间

为检测选择一个时基是你在使用万用表时不会考虑到的,因为在万用表屏幕上显示的是预先设好的时间里的平均值。这是万用表在测量变化很快的电压时的一个基本缺陷。

依照一般经验,在检测车辆电路采用20/20法则即±20v和20ms/div。点击时基选择下拉菜单并选择20ms/div。选定之后,x轴上每个区间为20ms,即示波器屏会显示时基200ms的波形。(时基200ms,被分成10个区间,每个区间20ms)。20ms/div作为常规的设定时基能使示波器捕捉到4个冲程循环里发生的所有事件并显示在一个屏幕上。这能确保不会遗漏从喷油到点火之间的任何一个事件。记住两点:达到800转时,4冲程循环需要150ms,1s=1000ms。

要观察单个事件的更多细节,则减少时基。相反,要观察更多的事件,则增加时基。

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4、触发

触发功能能在信号捕捉过程中使你的波形稳定并在固定的时间轴上显示出来。

示波器有众多的触发功能供你使用,涵盖:自动触发模式,单边模式和触发阈值选择。当电压变化过快时,看上去想要发生转向或者在屏幕上跳动,使得很难进行实时观察和分析。为了克服这个问题,你可以在信号显示在屏幕上之前,指定必须满足的条件。下面的波形为方波,占空比控制信号。

    1、第一个触发条件是触发模式,在这个例子中我们将选择自动模式。选择自动模式会使示波器在波形显示在屏幕上之前等待触发条件满足。但是,在设定的时间内条件没有满足,示波器依然会毫无保留的输出波形。这是一个很好的特性,即在你第一次使用了触发器时,即使你设置的条件在被测值的范围之外,示波器依然能够输出相应的波形。

    2、第二个触发条件是触发的方向。你想使你的触发器在信号增加时(上升沿)或者减少时(下降沿)捕捉到它吗?当信号为方波时不成问题,我们知道方波既有上升沿又有下降沿。

    3、第三个触发条件是阈值,即在步骤B中设定的方向上所指定的必须穿过的触发电压值。点击触发工具栏上的阈值箭头可在波形显示出来之前增加或减少要达到的电平。选择的阈值电压会显示在邻近阈值箭头的地方,并会出现一个黄色菱形标志在设置好的阈值电压处。

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经过了解上面的知识,你已经有了一个坚实的基础来设置你的示波器来捕捉几乎任何信号,另外我们软件上有很多帮助文档和帮助建议,所以我们不用担心这些信息过多而让我们难以消化。

在PicoScope的屏幕上你会找到一个汽车菜单。这个菜单涵盖了几乎任何你想要测试的车辆元器件的预测试设置。预设的帮助文件将会为你解释所有的被测信号和如何连接你的示波器。更重要的是,预设置会配置好PicoScope去捕捉相关的信号,包括探头,电压,时间,触发条件都已预先设置好。如果你想自己独立操作,手动设置Picoscope,但没有出现预期的波形,或更糟的是,没有任何波形出现,这时候我们的帮助文档就派上了用场。单击“自动设置”按钮将自动选择设置捕捉被测信号。或者单击“首页”按钮将Picoscope设置为默认启动设置,或自己预定的启动设置。(更多的说明见PicoScope汽车示波器入门指导(二)Scope School Part 2).

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