电能测量是一种成熟、常用而又重要的测试技术。它与能源利用、经济效益与环境保护等重大课题都紧密相关。但是，通常所指的“电能测量”，其测试对象一般是直流或工频电能量。他们都表现为稳态信号。其数值是不随时间变化或缓慢变化或周期变化的。一般来说采用各种电能计量仪表，按工业标准规定测量某些参数数值即可。但是随着科学应用和现代工业自动化技术的发展，在许多实验研究，工业过程及产品测试中，能量的变化不再是稳态过程，而表现为随时间变化的突发性、随机性和瞬时性，是典型的动态时域过程。在实际中这样的例子很多。例如，在工业过程的自动化控制中电机运行条件日趋复杂，表现为电机运行过渡过程的大量增加。即为了执行控制程序指令，电机必须频繁的启动、停车、变速、换向、加载、卸载等等。又比如储能器件（电容、电感及电池等）能量的充填与释放，往往表现为一个单次瞬态时域过程。再一个典型例子是汽油发动机的点火能量，它是一种占空比很小，脉冲沿十分陡峭并伴随有强电磁干扰的时域过程。尽管稳态能量和动态能量的测试理论是相同的，都是电压与电流在对应时刻上相乘得到功率后再对时间积分，但测试技术的难度和设备的复杂程度却大不相同。后者要求检测系统有足够的带宽，良好的动态响应和很强的抗干扰的能力。同时对捕捉到的信息必须及时存储，然后分析、处理并获得电压、电流、功率和能量的时域波形，而不仅仅是某些时刻的参数值。要实现上述测试任务，目前没有现成的动态能量测试设备可供选择，要自己结构检测系统。在各种方法中，其首选方案是：电压、电流探头+台式智能示波器+计算机+应用测试程序。其中，示波器的正确选用是关键因素。

  美国Tektronix公司在2002年推出了TDS1000系列、TDS2000系列数字存储示波器和TDS3000B系列数字荧光示波器。它们都属于中、低档价位的智能示波器，具有实时采样速率高、智能功能较全、可配程控接口、抗电磁干扰能力强、性价比好等共同特点。经过反复的比较和实验，这些示波器在动态能量测试中都有良好的稳定性、适用性和抗干扰能力。同时，还给用户更好的提供了一个较大的价位选择空间。应该说，选择上述示波器用于动态能量时域过程测试是最佳方案之一。

  为了实验教学和工业产品测试的需要，我们构建了基于TDS1000/2000/3000B系列示波器的动态能量检测系统。经过长期测试，它已成功的用于电机过渡过程能量测试，电容、电感、电池的充放电能量测试、发动机点火能量测试。配以相应的传感器，这个检测系统还能用于某些非电量瞬态能量时域过程的测试，如相机快门的机械能、冲击温升的热能和快速运动物体的动能等等。有理由认为：这个检测系统有一定的实用价值和良好的应用前景。

  基于TDS1000/2000/3000B系列示波器的动态能量检测系统主要由电压、电流探头，TDS系列示波器，应用测试软件，计算机及其外围设备等组成。

  现以汽油机点火能量测试为例，说明检测系统的工作过程：首先高压探头将点火装置输出的脉冲高电压进行衰减后送给TDS系列示波器一个Y输入通道，而电流探头则将点火装置输出的脉冲小电流转换为相应的脉冲小电压输入到TDS系列示波器另一个Y输入通道。接着调整示波器的各项工作状态参数，及时、正确地捕获电压、电流时域波形，并存入相应的参考存储器中。最后借助应用测试软件把示波器捕获的数据传送给计算机并进行运算处理，以获得与能量相关的数据表和时域波形图。若需要，则将所需信息硬拷贝输出或进行网络传输。

  被测装置与器件主要是指产生电能量瞬时变化时域过程的被测对象。如：各类各型的汽油内燃机的点火装置；电动机过渡过程中功率、能量随时间的变化历程；各种储能器件（电容、电感、电池等）能量充填和释放过程的产品质量检验等等。其种类非常之多、性状各异，无法细述。

  电压、电流探头主要完成电压变比、阻抗变换、差分输入、电压/电流变换、初次级隔离等功能。从而给示波器提供保真度高、幅值适当的电压信号。TEK公司提供了性能齐全的电压、电流探头及其系统。除了示波器标准配置的电压探头之外，还能选用各种专用探头。如：P5200型高压差分探头、P6015A高压探头、AM503S电流探测系统、TCP202直流耦合电流探头等。

  TDS系列示波器主要是指TDS1000系列、TDS2000系列数字存储示波器和TDS3000B系列数字荧光示波器。在智能示波器中，它们属于中低档层次的仪器。其采样速率从2GS/s到5GS/s，实时带宽从60MHz到500MHz，Y通道数为2到4个，有程度不同的智能功能并可以配置程控接口。更重要的是，在工作条件比较恶劣，现场存在较强的电磁干扰时，它们仍然能够稳定可靠地工作。这在汽油机点火特性和电机过渡过程的测试实践中已得到证实。我们曾做过多次实验，发现某些智能功能很强、价位很高的示波器在电磁干扰下会常常产生乱屏、死机等现象，无法正常工作。而动态能量的测试必须在现场进行，常常伴有较强共生和环境的电磁干扰。所以，抗干扰能力的优劣是选择示波器的首要因素之一。

  应用测试软件的功能是实现示波器与计算机之间的数据传输，并对数据来进行运算、分析和处理。我们大家都知道，示波器捕获的仅仅是电压和电流波形。要获得能量信息则必须先把电压和电流波形逐点相乘，得到功率波形。然后再对时间积分，才能得到能量波形。一般的示波器测量软件虽然功能较全，但并不提供能量测试功能。为此，我们开发了具有完全自主知识产权的动态能量测试软件。其基本功能和特点是：它支持多种型号的示波器（TDS 200系列、TDS 1000系列 TDS 2000系列 TDS 3000B系列等）；使用最常用的计算机串口传输数据；它将示波器捕获的电压-时间数据传输到计算机中之后做处理，生成电压、电流、能量、功率波形图和对应的数据表，并对波形图实现光标测量；还提供对应于测试数据的专用数据库和报表打印输出功能。可适用于汽油机点火技术特性及电机过渡过程，电容、电池充放电等动态能量时域信号等方面的测试。

  计算机的软硬件资源及其外围设备是运行应用测试软件和完成数据硬拷贝的基础。不必祥述。

  使用以TDS系列示波器为基础的动态能量检测系统对汽油机点火特性、电动机过渡过程、储能器件的充放电波形完成了多次测量。对它们的能量时域过程进行了大量的实验研究。获得了众多的测试数据。下面给出几组典型的测试波形并进行简要分析。

  图（2）给出了摩托车点火线圈产生的次级高压击穿三极放电探针空气间隙，形成火花放电时捕获的电压电流波形。其电压峰值高达十几仟伏，电流峰峰值仅有四百毫安，维持的时间不到三百微妙。是一个典型的瞬态小能量时域过程。电压波形是由P6015高压探头测得，电流波形由TCP202电流探头得到。使用TDS3012B数字荧光示波器，通过本机软驱获得上述波形。

  图（3）、图（4）是用我们开发的动态能量测试软件把TDS1002数字存储示波器捕获的波形数据传输到计算机上，接着进行运算、处理得到的。前者是软件的主界面，包括由电压、电流各自的2500个数据点，运算得到的功率、能量数据组成得数据表，以及实施连接、数据存取、打开数据库等人机交互功能组成。后者则是一个典型的汽车点火能量时域波形图。它有一个陡峭的能量上升沿。在不到两毫秒的时间间隔内，能量从零上升到九十毫焦耳。可以很方便的使用光标对能量波形进行定量测试。

  图（5）是使用TDS1002数字存储示波器捕获的直流电机启动时的电压、电流波形图。它是通过Tektronix公司的WSTRO波形测量软件完成数据传输和处理的。能够正常的看到，这个直流伺服电机启动时电流高达四安培，是稳态电流的十倍。

  1．随着工业过程控制的日益复杂化和科学应用技术持续不断的发展的需要，动态电能量测试将显得逐渐重要。因此，研究动态电能量的测试方法，开发其测试设备是必要的。对于降低能源消耗，保证产品质量和提升公司经济效益都有一定的实际意义。

  2．在动态能量测试过程中，怎么样提高测试设备的抗干扰的能力，是一个十分重要的问题。实践证明，TDS1000/2000/3000B系列示波器有较强的抗干扰的能力。能够适用于诸如点火能量、电机过渡过程等有较大电磁干扰的测试中。

  3．当动态电能量测试用于产品质量检验时，如何在保证抗干扰能力的同时提高检测效率是一个要进一步解决的问题。

  关键字：编辑：什么鱼 引用地址：示波器动态电能量检测系统的构成、主要特征及怎么来实现设计

  1 引言 虚拟仪器(VI-ViItuaIInstrument)是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，用户可通过友好的图形界面操作计算机，就像在操作自己定义、自己设计的单个仪器一样，从而完成对被测量的采集、处理、分析、判断、显示、数据存储等。在这种仪器系统中，各种复杂测试功能、数据分析和结果为都完全由计算机软件完成，在很多方面较传统仪器有不能够比拟的优点，如使用灵活方便、测试功能丰富、价格低、一机多用等，这些使得虚拟仪器成为未来电子测量仪器发展的主要方向之一。 当今虚拟仪器系统开发采用的总线串行总线、GPIB通用接口总线、VXI总线、PCI总线总线即Firewire

  日前，泰克公司日前发布了DPO7000、DPO/DSA70000和DPO/DSA70000B系列示波器的最新固件，将所有采用有限脉冲响应(FIR)滤波器的测量和应用速度提高20倍。其最突出的性能改善体现在利用FIR滤波功能处理长记录长度波形时，这也是众多高速串行数据分析应用所要求的。 最新一代高速串行数据规定要求强大的性能和分析功能组合，这也在不断挑战测试仪器的功能极限。泰克提供最广泛、最完整的示波器和附件产品系列，几乎能满足各种推进数字时代发展的需求。特别是DPO/DSA70000B系列示波器提供了最高的信号保真度、业内最优秀的抖动噪底、最优的垂直噪声性能、最平坦的频响、最高的有效比特数(ENOB)和高达2

  1.引言 随着科学技术的不断地发展和进步，移动通信技术也在快速的提升，从早期的1G(FirstGeneration-第一代移动通信技术)，到前些年的2G(Second Generation-第二代移动通信技术)，再到最近几年火热的3G,以及正在布点试网的4G,移动通信系统在不断地更新换代，移动通信基站也在不断地增加扩容。从2012年中国工业与信息化部发布的通信业运行报告中移动通信用户总数首次突破10亿的数据上也可见一斑。随着移动通信技术快速的提升和移动通信用户的持续不断的增加，我们的通信系统也要持续升级以满足增加的数据传输要求，然而这些飞速的发展和升级并不是完全是积极向上的，也会带来一系列的问题出现。比如无源互调干扰，各运营商不同网络间的干扰，

  的设计（一） /

  什么是小信号？ 绝对幅度很小的信号 附加在直流信号上，变化范围很小的信号 信号幅度时大时小，动态范围超过100倍 电磁辐射信号，随距离变化而变化 如何明智的选择正确的示波器测量小信号 选择以信号保真度和完整性见长的示波器: Infiniium S 系列示波器 选择正真适合的探头：偏置范围和探头衰减/增益比两个指标最重要 • N2820A/21A 500KHz~3MHz 示波器探头可测量3uV 和50uA 的小信号 • N7020A 1:1 2 GHz 示波器探头可测量亚mV级的信号 • 普通1:1无源和各种 1:1 的探头 最大化示波器垂直分辨率的小窍门 • 要让示波器的 ADC 工作在满量程状态下 有局限性的其它窍门 • 使用高分辨率

  小信号测量 - 信号完整性Troubleshooting 好帮手 /

  本文主要介绍示波器探头不同接地方式对测量信号的影响，好的接地能使测量更加准确。 探头与示波器组成具有一定输入电阻和输入电容的测试设备，被测量信号等效为具有一定内阻与工作负载的源。理论测量的等效模型如下图所示： 而实际测量时使用的鳄鱼夹测量的等效模型如下图所示： 由于地线是一根导线，因此它有少数的分布式电感，线越长电感则越大。常规的测量方法就会由鳄鱼线引入分布电感，这一电感将与探头电容相互影响，在LG和CP值确定的某个频点上形成谐振，导致减幅振荡现象的产生。 谐振点在频域及时域的影响不同，长地线测量对应的时域响应，其特征和常规（鳄鱼线）测量的波形相似。探头地线在电路中增加了分布电感，地线越长，电感越大，与探头的电

  探头不同接地方式会对对测量信号造成哪些影响 /

  大家好，示波器作为一种通用测量仪器，其测量功能举足轻重，ZDS2022示波器具有“真正意义”的测量统计功能，不仅全硬件测量速度快，而且提供了多达51种的参数测量项！ 按下【Measure】键，在测量项选择菜单中可对所有参数项查看，今天和大家来着重看下触发计数器的参数项测量到底是怎么回事吧？ 图1 触发计数器测量 旋转旋钮B，在计数一栏中短按旋钮B选中触发计数器，长按旋钮B可查看触发计数器的帮助信息，波形的触发计数器是指在特定时间内对触发电平交叉点的计数，并已Hz为单位显示结果。返回到主界面，我们大家可以看到该正弦波的触发电平与上升沿处的触发计数为167Hz，按下频率计软键，选择CH1，可测得该正弦波的频率为12.5KHz，可知

  百集实操视频之65：触发计数器 /

  泰克示波器可拿来采集数据，以下是在DPO4032下做的实验。连接 如果不希望用U盘拷贝来拷贝去，可以找个USB电缆，再去泰克网站下载Open Choice Desktop，装好后就可以直接用USB传屏幕截图和数据了。 2.数据采样深度 回传的数据，量化误差其实不小，好像仅仅是为显示服务的。据观察，不同量程下，传回的数据量化误差是有很大差别的；另外，同一个量程 下，微调每个网格的单位（xx V/div）也会影响到量化误差。不过，对于10GS/s的采样率，其AD能做到10位已经挺不容易了。不知道有没有低采样率高采样深度的示波器，假如没有，这也是个market。 3. 存储 深度 实验室里有两种示波器，一个存储深度2k

  用于数据采集的步骤及使用注意事项 /

  专为自动化设计验证、测试和测量而设计 NI车载雷达检测系统 (VRTS) 为76至81 GHz的汽车雷达系统提供了自动化雷达测量与障碍物模拟功能。工程师可利用VRTS来测试汽车硬件及软件子系统，包括雷达传感器、ADAS子系统和嵌入式软件。VRTS具有灵活的障碍物生成功能，可模拟各种生成的场景，帮助工程师测试雷达及其他先进驾驶辅助系统 (ADAS) 的嵌入式软件。此外，高性能毫米波射频前端和PXI矢量信号收发器 (VST) 相结合，可实现精确的RF测量，帮助工程师分析和测试波束。因此，工程师可以在ADAS和雷达系统开发的各个阶段，即从研发到批量制造测试，均使用相同的测量硬件。 VRTS是平台化测试和测量方法的一部分， 因此它

  到底能干些什么 /

  检测系统

  原理和应用》孙灯亮编著

  研讨会 : Tektronix 嵌入式系统调试及混合信号系统验证测试中示波器的使用

  解锁【W5500-EVB-Pico】，探秘以太网底层，得捷电子Follow me第4期来袭！

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