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摘 要：示波器按照其工作原理的不同包括数字示波器与模拟示波器两种，就目前来看，影响模拟示波器准确性的因素包括示波器输出信号、测量人员分辨力、电平不准确、测量重复性等因素，在这几项因素之中，电平不准确对于测量的影响很小，可以忽略不计；而影响数字示波器测量结果的因素则主要为示波器本身的因素，两者的误差约为10000倍，考虑到数字示波器自身延迟时间会对不确定度产生较大的影响，因此，在检定模拟示波器与数字示波器时需要使用不同的测量方式，分析不准确度的影响，从而达到最精确的数值。本文主要分析模拟与数字示波器时间因数检定方法的差异与结果。
关键词：模拟示波器；数字示波器；时间因数检定方法；差异；结果
一、引言
示波器是一种应用范围十分广泛的测量仪器，按照其工作原理的不同包括数字示波器与模拟示波器两种，在示波器的工作过程中，会受到时间因素的影响，模拟示波器其水平扫描参数是依照模拟示波器检定程序而制定，但是，若数字示波器也根据以上的方式进行检定，那么就难以得到最准确的结果，考虑到这一因素，数字示波器不适宜按照以上的方式来检定。
二、模拟与数字示波器时基电路原理分析
对于示波器来说，时间因素与示波器时基电路性能有着密切的关系，而模拟示波器时基电路包括扫描电压发生器、扫描门、释抑电路与电压比较器几个部分组成，能够在模拟示波器屏幕之中产生驱动扫描电压，在偏转系数的变化之下，时基电路也会发生周期性的变化，会增加斜坡，继而实现对电压的扫描，随着斜坡电压的上升，斜坡扫描电压的最大值以及最小值就会出现在屏幕上。其中，相应的水平时间因数与扫描上升的时间相对应，而扫描上升时间的变化由扫描过程中各个档位不同阻容值来决定，从这一层面而言，在扫描过程中产生的误差也会不尽相同，在对其进行检定时必须要分析到每个档位的扫描时间因数。
数字示波器一般使用数字采集原理对信号波形进行采集，数字示波器内部时基信号主要由晶体振荡器产生，经过处理的信号经过相应的处理之后就会通过分频组合得出不同的扫描时间以及采样率，此时，数字示波器就能够根据相关的扫描显示时间与采样率对信号进行相应的量化与编码，再使用二进制的形式将处理后的数据储存与储存器之中，此外，再经过触发功能电路进行判定与触发，再通过模拟的形式显示出来，将波形展示出来。
此外，要注意到，数字示波器时间轴中显示的数据由内部时间进行决定，包括延迟时间间隔与不同档位的扫描速度，可以看出，数字示波器时间因素的精度较为理想，并不需要对所有扫描时间因数进行一一检定。
三、模拟示波器时间因素检定方法与测量结果分析
模拟示波器扫描因素主要有《模拟示波器检定规程》决定，在进行工作时，需要将示波器被检通道与校准仪进行连接，在进行连接时，要保证扫描时间系数以及档位值可以保持一直，再调节旋钮，让示波器可以显示出适宜的波形幅度，在调整的过程中，应该将时标波形第九和第二尖峰与示波器水平时间轴90%与10%刻度位置保持重合，在这一时刻，示波器校准仪时标误差的读数便是档位水平时间系数的对应误差。就目前来看，影响模拟示波器准确性的因素包括示波器输出信号、测量人员分辨力、电平不准确、测量重复性等因素，在这几项因素之中，电平不准确对于测量的影响很小，可以忽略不计，因此，只要对其他几项因素进行评定即可。
1.示波器输出信号不准确导致的测量误差
示波器输出信号对于测量的误差有着较大的影响，一般情况下，示波器校准仪时间刻度是±2.5 10-7，根据示波器校准仪技术指标的评定，其时间刻度是复合均匀分布的特性的，其包含因子数值可以取 ，那么此时示波器校准仪测量结果不确定性的计算方式如下：
2.测量人员分辨力导致的测量误差
在检定的过程中，测量人员需要依靠肉眼来观察信号尖峰同示波器刻度线的相关情况，而示波器波形余迹线是有宽度的，这就容易导致观测人员的观测误差，这种由于分辨力导致的测量误差也会给检定结果带来一定的影响。在数字示波器之中，其时间轴包括10个大格，每个大格分为5个小格，因此，其视觉刻度误差就是0.2格，半宽度的视觉误差是0.1格，这也是服从正态分布的，其包含因子数值可以取3，那么此时示波器校准仪测量结果不确定性的计算方式如下：
3.测量重复性导致的测量误差
在条件许可的情况下，需要进行1次的重复测量，如果第1-10次测量误差百分比分别为1.5%、1.7%、1.3%、1.6%、1.4%、1.2%、1.5%、1.8%、1.3%、1.4%，那么根据计算，其测量结果平均值如下：
根据贝塞公式，可以得出其试验标准偏差为：
示波器校准仪测量结果不确定性的计算方式如下：
四、数字示波器时间因素检定方法与测量结果分析
数字示波器时间因素检定的原理是模拟示波器扫描因素检定方式，利用示波器储存以及延迟触发功能进行检定，在进行检定时，需要将示波器被检通道与校准仪输出进行连接，此时，就可以产生标准时标信号，在利用其延迟触发功能即可得到触发显示信号，示波器屏幕显示误差延迟时间便是其累积误差。将垂直中线作为基准，如果时标信号偏右，那么此时误差就是正值，如果时标信号偏左，那么此时误差便是负值，如果使用 表示数字示波器时间因数误差，A表示数字示波器的扫描时间因数；△表示延迟触发时时标信号尖峰同垂直中线水平各数，t为延迟时间，那么，误差公式可以表示为：
在进行检定时，需要设置好时标信号与水平扫描参数，触发点一般设置于垂直中线之中，在正常触发状态之下，将时标信号尖峰对其垂直中线，将示波器设置为延迟触发，并设置好延迟触发的时间，在屏幕中读取时标信号尖峰和垂直中线之间的水平刻度，根据上述公式就可以计算出具体的误差。
五、结语
模拟示波器与数字示波器相比而言，其检定结果不确定度约为10000倍，影响模拟示波器测量结果的因素主要是主观因素，即测定人员的分辨力，而影响数字示波器测量结果的因素则主要为示波器本身的因素。而对两者检定的原理基本上是类似的，但是，考虑到数字示波器自身延迟时间会对不确定度产生较大的影响，因此，在检定模拟示波器与数字示波器时需要使用不同的测量方式，分析不准确度的影响，从而达到最精确的数值。
参考文献：
[1]张耀镭，周春祎.模拟与数字示波器时间因数检定方法的差异与结果分析[J].计量与测试技术，2012（04）
[2]张智钧，王玉莲，黄海宇. 示波器垂直偏转因数示值误差测量结果的不确定度评定[J]. 现代测量与实验室管理. 2005（04）
[3]任景英，蔡超峰，姜利英. 基于LabVIEW的多功能虚拟示波器的设计与实现[J]. 郑州轻工业学院学报（自然科学版）. 2012（02）
[4]李宪优，王玲，阮林波，于丽娟，魏学荣.数字示波器自动检定方法与实现[J]. 装备指挥技术学院学报，2010（04）
关键词：模拟示波器；数字示波器；时间因数检定方法；差异；结果
一、引言
示波器是一种应用范围十分广泛的测量仪器，按照其工作原理的不同包括数字示波器与模拟示波器两种，在示波器的工作过程中，会受到时间因素的影响，模拟示波器其水平扫描参数是依照模拟示波器检定程序而制定，但是，若数字示波器也根据以上的方式进行检定，那么就难以得到最准确的结果，考虑到这一因素，数字示波器不适宜按照以上的方式来检定。
二、模拟与数字示波器时基电路原理分析
对于示波器来说，时间因素与示波器时基电路性能有着密切的关系，而模拟示波器时基电路包括扫描电压发生器、扫描门、释抑电路与电压比较器几个部分组成，能够在模拟示波器屏幕之中产生驱动扫描电压，在偏转系数的变化之下，时基电路也会发生周期性的变化，会增加斜坡，继而实现对电压的扫描，随着斜坡电压的上升，斜坡扫描电压的最大值以及最小值就会出现在屏幕上。其中，相应的水平时间因数与扫描上升的时间相对应，而扫描上升时间的变化由扫描过程中各个档位不同阻容值来决定，从这一层面而言，在扫描过程中产生的误差也会不尽相同，在对其进行检定时必须要分析到每个档位的扫描时间因数。
数字示波器一般使用数字采集原理对信号波形进行采集，数字示波器内部时基信号主要由晶体振荡器产生，经过处理的信号经过相应的处理之后就会通过分频组合得出不同的扫描时间以及采样率，此时，数字示波器就能够根据相关的扫描显示时间与采样率对信号进行相应的量化与编码，再使用二进制的形式将处理后的数据储存与储存器之中，此外，再经过触发功能电路进行判定与触发，再通过模拟的形式显示出来，将波形展示出来。
此外，要注意到，数字示波器时间轴中显示的数据由内部时间进行决定，包括延迟时间间隔与不同档位的扫描速度，可以看出，数字示波器时间因素的精度较为理想，并不需要对所有扫描时间因数进行一一检定。
三、模拟示波器时间因素检定方法与测量结果分析
模拟示波器扫描因素主要有《模拟示波器检定规程》决定，在进行工作时，需要将示波器被检通道与校准仪进行连接，在进行连接时，要保证扫描时间系数以及档位值可以保持一直，再调节旋钮，让示波器可以显示出适宜的波形幅度，在调整的过程中，应该将时标波形第九和第二尖峰与示波器水平时间轴90%与10%刻度位置保持重合，在这一时刻，示波器校准仪时标误差的读数便是档位水平时间系数的对应误差。就目前来看，影响模拟示波器准确性的因素包括示波器输出信号、测量人员分辨力、电平不准确、测量重复性等因素，在这几项因素之中，电平不准确对于测量的影响很小，可以忽略不计，因此，只要对其他几项因素进行评定即可。
1.示波器输出信号不准确导致的测量误差
示波器输出信号对于测量的误差有着较大的影响，一般情况下，示波器校准仪时间刻度是±2.5 10-7，根据示波器校准仪技术指标的评定，其时间刻度是复合均匀分布的特性的，其包含因子数值可以取 ，那么此时示波器校准仪测量结果不确定性的计算方式如下：
2.测量人员分辨力导致的测量误差
在检定的过程中，测量人员需要依靠肉眼来观察信号尖峰同示波器刻度线的相关情况，而示波器波形余迹线是有宽度的，这就容易导致观测人员的观测误差，这种由于分辨力导致的测量误差也会给检定结果带来一定的影响。在数字示波器之中，其时间轴包括10个大格，每个大格分为5个小格，因此，其视觉刻度误差就是0.2格，半宽度的视觉误差是0.1格，这也是服从正态分布的，其包含因子数值可以取3，那么此时示波器校准仪测量结果不确定性的计算方式如下：
3.测量重复性导致的测量误差
在条件许可的情况下，需要进行1次的重复测量，如果第1-10次测量误差百分比分别为1.5%、1.7%、1.3%、1.6%、1.4%、1.2%、1.5%、1.8%、1.3%、1.4%，那么根据计算，其测量结果平均值如下：
根据贝塞公式，可以得出其试验标准偏差为：
示波器校准仪测量结果不确定性的计算方式如下：
四、数字示波器时间因素检定方法与测量结果分析
数字示波器时间因素检定的原理是模拟示波器扫描因素检定方式，利用示波器储存以及延迟触发功能进行检定，在进行检定时，需要将示波器被检通道与校准仪输出进行连接，此时，就可以产生标准时标信号，在利用其延迟触发功能即可得到触发显示信号，示波器屏幕显示误差延迟时间便是其累积误差。将垂直中线作为基准，如果时标信号偏右，那么此时误差就是正值，如果时标信号偏左，那么此时误差便是负值，如果使用 表示数字示波器时间因数误差，A表示数字示波器的扫描时间因数；△表示延迟触发时时标信号尖峰同垂直中线水平各数，t为延迟时间，那么，误差公式可以表示为：
在进行检定时，需要设置好时标信号与水平扫描参数，触发点一般设置于垂直中线之中，在正常触发状态之下，将时标信号尖峰对其垂直中线，将示波器设置为延迟触发，并设置好延迟触发的时间，在屏幕中读取时标信号尖峰和垂直中线之间的水平刻度，根据上述公式就可以计算出具体的误差。
五、结语
模拟示波器与数字示波器相比而言，其检定结果不确定度约为10000倍，影响模拟示波器测量结果的因素主要是主观因素，即测定人员的分辨力，而影响数字示波器测量结果的因素则主要为示波器本身的因素。而对两者检定的原理基本上是类似的，但是，考虑到数字示波器自身延迟时间会对不确定度产生较大的影响，因此，在检定模拟示波器与数字示波器时需要使用不同的测量方式，分析不准确度的影响，从而达到最精确的数值。
参考文献：
[1]张耀镭，周春祎.模拟与数字示波器时间因数检定方法的差异与结果分析[J].计量与测试技术，2012（04）
[2]张智钧，王玉莲，黄海宇. 示波器垂直偏转因数示值误差测量结果的不确定度评定[J]. 现代测量与实验室管理. 2005（04）
[3]任景英，蔡超峰，姜利英. 基于LabVIEW的多功能虚拟示波器的设计与实现[J]. 郑州轻工业学院学报（自然科学版）. 2012（02）
[4]李宪优，王玲，阮林波，于丽娟，魏学荣.数字示波器自动检定方法与实现[J]. 装备指挥技术学院学报，2010（04）