DB51 T 1761-2014 混合信号示波器通用检测方法.pdf

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1、 ICS 17.220.20 L 86 DB51 四川省地方标准 DB51/T 17612014 混合信号示波器通用检测方法 2014 - 04 - 08 发布 2014 - 06 - 01 实施 四川省质量技术监督局 发布 DB51/T 17612014 I 目 次 前 言 . . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 . . 1 3 术语和定义 . . 1 4 要求 . . 1 5 检测方法 . . 2 参考文献 . . 14 DB51/T 17612014 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由中国测试技术研究院提出并归口。 本标准起草

2、单位：中国测试技术研究院。 本标准主要起草人：孟令刚，张学波。 DB51/T 17612014 1 混合信号示波器通用检测方法 1 范围 本标准规定了范围、规范性引用文件、术语和定义、要求和检测方法。 本标准适用于混合信号示波器的首次检测、使用中的检测和维修后的检测。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 6587-2012 电子测量仪器通用规范 GB/T 6592-2010 电工和电子测量设备性能表示 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本

3、文件。 3.1 平均值 mean value 直流电压的平均值。 3.2 实时上升时间 real-time rise time 在实时采样模式下，脉冲波形从幅度10%到90%所占用的时间。 3.3 重复上升时间 repetitive rise time 在重复采样模式下，脉冲波形从幅度10%到90%所占用的时间。 4 要求 4.1 外观与结构 示波器的前面板或者后面板上应有仪器名称、型号、制造商、出厂编号。示波器的结构应完整，外 观无明显的机械损伤，各控制件均应安装正确、操作灵活。 4.2 安全性 应符合 GB/T 6587 -2012 的规定。 DB51/T 17612014 2 4.3 环

4、境适应性 应符合 GB/T 6587 -2012 的规定。 4.4 电磁兼容性 应符合 GB/T 6587 -2012 的规定。 4.5 可靠性 应符合 GB/T 6587 -2012 的规定。 4.6 预热时间 应按混合信号示波器技术说明书规定的预热时间。通常情况下，预热时间一般应不小于30分钟。 4.7 工作环境条件 工作环境条件的要求如下： a) 环境温度：235； b) 相对湿度：不大于 80%； c) 大气压强：(80106) kPa； d) 供电电压：电压 (22011)V，频率 (501)Hz； e) 其他：周围环境应无影响混合信号示波器及检测系统性能的振动、冲击、电磁辐射等干扰

5、源。 4.8 检测仪器设备 检测用的仪器应符合 GB/T 6592-2010 的规定。所选检测用的仪器设备应覆盖被检混合信号示波器 的测量范围，被测仪器与检测设备的最大允许误差比一般不得低于3：1。 4.8.1 示波器校准仪 所选示波器校准仪应集成阻抗测量、直流电压源、方波信号发生器、时标信号发生器、稳幅正弦信 号发生器等功能。对于每一项性能指标的检测，被测仪器与示波器校准仪的该项指标的最大允许误差比 不得低于3：1。 4.8.2 脉冲信号发生器 上升时间应不大于被测混合信号示波器上升时间的1/3，过冲不大于5%。 4.8.3 微波信号发生器 频率能够覆盖被测混合信号示波器的带宽范围，输出功率

6、通常在-40dBm20dBm之间。 5 检测方法 5.1 检测项目 检测项目见表1。 DB51/T 17612014 3 表1 检测项目表 序号 检测项目 检测方法 出厂检测 使用中检测 1 外观与结构 5.2 + + 2 功能正常性 5.3 + + 3 输入阻抗 5.4 + + 4 直流增益 5.5 + - 5 直流偏置 5.6 + - 6 直流幅度准确度 5.7 + + 7 频带宽度 5.8 + + 8 时间周期测量准确度 5.9 + + 9 脉冲瞬态响应 5.10 + + 10 垂直幅度准确度 5.11 + + 11 触发灵敏度 5.12 + + 12 门限电平 5.13 + + 13

7、毛刺检测能力 5.14 + + 注： “+”表示检测，“-”表示不检测。 5.2 外观与结构检测 用目视法和手动法检查混合信号示波器的外观及附件，应符合4.1条的规定。 5.3 功能正常性检测 按混合信号示波器技术说明书规定的预热时间通电预热后，用目视法和手动法检查功能正常性，其 结果应符合技术说明书的要求。 5.4 输入阻抗 5.4.1 测试方框图 测试方框图如图 1 所示。 DB51/T 17612014 4 图1 输入阻抗测试方框图 5.4.2 恢复原厂设置，然后在垂直菜单中设置输入阻抗为 50M。 5.4.3 设置垂直偏转系数为 100mv/div。 5.4.4 用示波器校准仪测量示波

8、器的输入阻抗值，并作记录。 5.4.5 按示波器手册要求，针对其他每个通道的所有要求测试的垂直偏转系数，重复步骤 5.3.3， 5.3.4。 5.4.6 重新在垂直菜单中设置输入阻抗为 1M，并重复 5.3.3，5.3.4，5.3.5。 5.5 直流增益 5.5.1 测试方框图 测试方框图如图2所示。 图2 直流幅度测试方框图 5.5.2 恢复原厂设置，然后在垂直菜单中设置输入阻抗为 50。 5.5.3 设置垂直偏转系数为最小偏转系数档，并设置增益 0 G 。 5.5.4 设置校准仪直流输出为 V ，使波形显示在示波器屏幕的 20%位置上，并读取 MEAN 值为其实测 值 m V 。 5.5.

9、5 设置校准仪直流输出为 + V ，使波形显示在示波器屏幕的 80%位置上，并读取 MEAN 值为其实测 值 +m V 。 5.5.6 直流增益及增益误差的计算 直流增益 + + = VV VV G mm . (1) DB51/T 17612014 5 式中： G 直流增益； +m V 示波器实测正电压值； m V 示波器实测负电压值； + V 示波器校准仪输出正电压值； V 示波器校准仪输出负电压值。 直流增益的误差 G GG G = 0 . (2) 式中： G 直流增益误差； 0 G 直流增益标称值； G 直流增益实测值。 5.5.7 按示波器手册要求，针对每个通道的所有要求测试的垂直偏转

10、系数，重复步骤 5.4.3，5.4.4， 5.4.5，5.4.6。 5.5.7.1 重新在垂直菜单中设置输入阻抗为 1M，并重复步骤 5.4.3，5.4.4， 5.4.5，5.4.6，5.4.7。 5.6 直流偏置 5.6.1 测试方框图 测试方框图如图2所示。 5.6.2 恢复原厂设置，然后在垂直菜单中设置输入阻抗为 50。 5.6.3 设置示波器垂直偏转系数为最小偏转系数档，DC 耦合。 5.6.4 当正偏置电压在 0 电压基线上方（或下方）时，设置校准仪输出负电压（或正电压） 0 V （ 0 V 绝 对值不小于正偏置值），使波形出现在屏幕中线附近。打开示波器自动测试功能，读取 MEAN

11、值 m V 。 5.6.5 计算直流偏置误差 0 0 V VV m offset = . (3) 式中： offset 直流偏置误差； m V 直流幅度实测值； 0 V 直流幅度标准值。 DB51/T 17612014 6 5.6.6 按示波器手册的要求，针对每个通道的所有要求测试的垂直偏转系数，重复步骤 5.5.3，5.5.4， 5.5.5。 5.6.7 重新在垂直菜单中设置输入阻抗为 1M，并重复步骤 5.5.3，5.5.4，5.5.5，5.5.6。 5.7 直流幅度准确度 5.7.1 测试方框图 测试方框图如图2所示。 5.7.2 恢复原厂设置，然后在垂直菜单中设置输入阻抗为 50。 5

12、.7.3 设置垂直偏转系数为 1mv/div。 5.7.4 设置校准仪直流输出为 0 V ，并读取示波器测量菜单值的 MEAN 值(平均值) m V 。 5.7.5 直流幅度准确度误差计算 0 0 V VV m = . (4) 式中： 直流幅度准确度误差； m V 直流幅度实测值； 0 V 直流幅度标准值。 5.7.6 按示波器手册的要求，针对每个通道的所有要求测试的垂直偏转系数，重复步骤 5.6.3，5.6.4， 5.6.5。 5.7.7 重新在垂直菜单中设置输入阻抗为 1M，并重复步骤 5.6.3，5.6.4，5.6.5，5.6.6。 5.8 频带宽度 5.8.1 测试方框图 测试方框图如

13、图3所示。 图3 频带宽度测试方框图 DB51/T 17612014 7 5.8.2 恢复原厂设置，然后在垂直菜单中设置输入阻抗为 50。 5.8.3 设置垂直偏转系数为最小偏转系数档，时基扫描系数为 1ms/div 左右。 5.8.4 设置校准仪输出正弦波，频率 50kHz，设置峰峰值 pp V 使波形显示屏幕高度的 80%左右(通常为 6div)。 5.8.5 打开测量菜单，记录峰峰值实测值 ppin V 。 5.8.6 根据示波器说明书要求，设置校准仪以最大带宽频率输出，幅值不变，记录峰峰实测值 ppbw V 。 5.8.7 带宽增益计算 ppin ppbw bw V V G = . (

14、5) 式中： bw G 带宽增益； ppbw V 幅值频响值； ppin V 幅值初始值。 当 bw G 0.707时，则带宽符合技术指标要求。 5.8.8 按示波器说明书要求，针对每个通道的所有要求测试的垂直偏转系数，重复步骤 5.7.3，5.7.4， 5.7.5，5.7.6，5.7.7。 5.8.9 重新设置示波器输入阻抗为 1M，重复步骤 5.7.3，5.7.4，5. 7.5，5.7.6，5.7.7，5.7.8。 5.8.10 对于频率超过 6GHz 的混合信号示波器，进行此项性能指标的检测时，可用高频微波信号发生 器代替示波器校准仪。 注： 为了保证混合信号示波器的采样率，检测频带宽度

15、时，应使示波器显示10个周期以上。 5.9 时间周期测量准确度（时基精度） 5.9.1 测试方框图 测试方框图如图4所示。 DB51/T 17612014 8 图4 时间周期测试方框图 5.9.2 恢复原厂设置。 5.9.3 设置校准仪的时标脉冲发生器，周期为 0 t ，设置示波器时基扫描系数，使在示波器屏幕中水平 方向显示一到两个周期。 5.9.4 打开示波器测量菜单，读取周期实测值 m t 。 5.9.5 时标准确度计算 0 0 t tt t m = . (6) 式中： t 时标误差； m t 时标实测值； 0 t 时标标准值。 t 应小于示波器手册规定的时标准确度，否则不符合技术要求。

16、5.10 上升时间 5.10.1 测试方框图 测试方框图如图5所示。 DB51/T 17612014 9 图5 上升时间测试方框图 5.10.2 恢复示波器原厂设置。 5.10.3 选择校准仪的快沿脉冲发生器。 5.10.4 调整示波器的时基与触发，使波形水平方向显示一个周期或者调至脉冲前沿能准确读数，垂直 方向信号幅度底值与顶值之间的部分覆盖 80%的屏幕。 5.10.5 调查示波器测量菜单，读取上升时间 r t ，并验证其是否符合该示波器的技术指标要求。 5.10.6 当示波器设置为实时采用模式时，此时读取的上升时间为实时上升时间；当示波器设置为重复 采用模式时，此时读取的上升时间为重复上

17、升时间 5.10.7 按示波器说明书要求，针对每个通道，重复步骤 5.9.3，5.9.4，5.9.5。 5.11 垂直幅度准确度 5.11.1 测试方框图 测试方框图如图6所示。 图6 垂直幅度测试方框图 DB51/T 17612014 10 5.11.2 恢复原厂设置，然后在垂直菜单中设置输入阻抗为 50。 5.11.3 设置示波器垂直偏转系数为最小偏转系数档。设置校准仪频率为 1kHz，设置方波幅度 0 V 使波 形显示屏幕高度的 80%左右(通常为 6div)。 5.11.4 从示波器屏幕测量菜单读取幅度 Amplitude 值 m V 。 5.11.5 计算垂直幅度误差 0 0 V V

18、V m = . (7) 式中： 示波器说明书最大允许垂直幅度误差； 0 V 示波器校准仪方波幅度标准值； m V 示波器方波幅度实测值。 应小于示波器手册规定的垂直幅度最大允许误差，否则不符合技术要求。 5.11.6 按示波器说明书要求，针对每个通道的所有要求测试的垂直偏转系数，重复步骤 5.10.3， 5.10.4，5.10.5。 5.11.7 重新设置示波器输入阻抗为 1M，重复步骤 5.10.3，5.10.4，5.10.5，5.10.6。 5.12 触发灵敏度 5.12.1 测试方框图 测试方框图如图7所示。 图7 触发灵敏度测试方框图 5.12.2 脉冲信号发生器的脉冲宽度及幅度均可调

19、，并能提供适当极性以保证边缘触发测量。选定数字 存储示波器的测量通道、量程，并置非自动量程测量模式。 DB51/T 17612014 11 5.12.3 设置直流耦合方式，调节直流偏置，使输入脉冲信号居中覆盖通道的测量范围。 5.12.4 设定通道采集速率为最高。 5.12.5 设置通道采集数据个数 n1000。 5.12.6 设置外触发方式。设定触发电平位于触发脉冲幅度中间部位，设定触发边缘为上升（或下降） 沿，设定触发延迟时间为 0。设定触发脉冲宽度、频率及幅度，使其处于可有效触发和测量状况。 5.12.7 触发输入脉宽不变，仅减小触发脉冲信号幅度，找出使数字存储示波器恰好可有效触发的脉冲

20、 信号幅度，即为外触发状态在该脉冲宽度下的最小触发信号幅度，称为触发灵敏度。 5.13 门限电平 5.13.1 测试方框图 测试方框图如图8所示。 图8 门限电平测试方框图 5.13.2 恢复示波器原厂设置。 5.13.3 连接校准仪直流源到示波器数字通道 CH1。 5.13.4 设置校准仪直流低于低电平标准值0V输出， 使示波器屏幕无逻辑输出显示 （通常-500mv即可） 。 以 10mv 的步进增加电压，以至示波器显示逻辑电平 ”0”，记录此时校准仪电压 +L V 。 5.13.5 设置校准仪直流高于低电平标准值0V输出， 使示波器屏幕无逻辑输出显示 （通常+500mv即可） 。 以 10

21、mv 的步进减小电压，以至示波器显示逻辑电平 ”0”，记录此时校准仪电压 L V 。 5.13.6 计算该示波器门限电平下限值 2 + + = LL LAvg VV V . (8) DB51/T 17612014 12 式中： LAvg V 门限电平下限值； +L V 门限电平下限值的上限实测值； L V 门限电平下限值的下限实测值。 5.13.7 设置校准仪直流低于高电平标准值 VH 输出，使示波器屏幕无逻辑输出显示。以 10mv 的步进减 小电压，以至示波器显示逻辑电平 ”1”，记录此时校准仪电压 +H V 。 5.13.8 设置校准仪直流低于高电平标准值 VH 输出，使示波器屏幕无逻辑输

22、出显示。以 10mv 的步进增 加电压，以至示波器显示逻辑电平 ”1”，记录此时校准仪电压 H V 。 5.13.9 计算该示波器门限电平上限值 2 + + = HH HAvg VV V . (9) 式中： HAvg V 门限电平上限值； +H V 门限电平上限值的上限实测值； H V 门限电平上限值的下限实测值。 5.13.10 对所有数字通道，重复步骤 5.12.3，5.12.4，5.12.5，5. 12.6，5.12.7，5.12.8，5.12.9。 5.14 毛刺检测能力 5.14.1 测试方框图 测试方框图如图9所示。 DB51/T 17612014 13 图9 毛刺检测能力测试方框

23、图 5.14.2 恢复示波器原厂设置。 5.14.3 连接脉冲信号发生器到示波器的数字通道 CH1。 5.14.4 设置示波器输入门限为 TTL 电平，触发方式选择毛刺触发。 5.14.5 根据示波器说明书，设置脉冲源输出频率为示波器定时分析的最高频率，观察示波器，应为正 常的逻辑显示，毛刺的周期与脉冲信号周期相同。 5.14.6 对所有数字通道，重复步骤 5.13.5。 DB51/T 17612014 14 参 考 文 献 GB/T 9317-1988 脉冲信号发生器技术条件 GB/T 15289-1994 数字存储示波器通用技术条件和测试方法 GB/T 15471-1995 逻辑分析仪通用技术条件和测试方法 _ DB51/T 17612014