示波器(oscilloscope)
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如果說三用電表告訴你一個靜止的數字,示波器則放給你看整部電影。它是把訊號畫成圖的儀器:電壓沿螢幕向上、時間沿螢幕向右——像是你電路的心電圖監視器。一瞬間,看不見的變得看得見:你能看著正弦波起落、看到數位脈衝切換、捕捉一陣振鈴的尖峰,或發現騎在電源軌上、被三用電表平均掉的漣波。許多初學者形容,第一次看到真正的示波器波形,就是電子學不再抽象的那一刻。
三個旋鈕決定你看到什麼。垂直刻度設定每格幾伏特——螢幕上每一格代表多少電壓——所以你能把微小的毫伏訊號放大,或把很大的擺幅縮進畫面。時基設定螢幕橫向每格代表多少時間,選擇你要看的時間切片是快是慢。觸發則決定每次掃描何時開始,讓重複的波形每次都畫在同一個位置、靜止不動,而不是糊成一片。第四個比較安靜的規格是頻寬:示波器能誠實顯示的最高頻率。超過它,快速邊緣看起來會變慢、高大的訊號看起來會比實際矮。
為何重要:示波器是你逐級追蹤訊號穿過電路、看出它在哪裡被扭曲、延遲、削峰或消失的方法。每個初學者都必須學會兩個誠實的提醒。第一,標準示波器以接地為參考:它探棒的接地夾連到市電大地,所以把它夾到任何不是你電路接地的點,會把那一點短路到大地——浮接或高側量測需要差動的做法。第二,你幾乎總是透過示波器探棒(通常設在 x10)來看,而一支未補償或設定錯誤的探棒,會在波形的形狀與大小上對你說謊。
在時基你選 0.2 ms/格、垂直選 1 V/格。一個正弦波佔滿螢幕高四格(峰對峰約 4 V),每五個橫格重複一次(週期約 1 ms,所以頻率約 1 kHz)。一眼就同時得到振幅與頻率——這是三用電表永遠做不到的。
電壓向上、時間向右——示波器把看不見的訊號變成你能讀的圖。
常見的誤讀:示波器設成交流耦合會把任何直流位準藏起來、讓波形置中於零,所以一個帶小漣波的 5 V 軌可能看起來像在 0 V 附近擺動的波。當你需要真正的直流位準(以及檢查電源軌)時,要用直流耦合。