国家标准 GB/T15289一2013 代替GB/T152891994 数字存储示波器通用规范 Generalspecifieationfordigitalstorageoseilloscope 2013-12-31发布 2014-07-15实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/T15289一2013 目次前言范围规范性引用文件术语和定义要求试验方法检验规则标志包装、运输、贮存
GB/T15289一2013 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准代替GB/T152891994《数字存储示波器通用技术条件和测试方法》. 本标准与GB/T15289一1994相比,主要变化如下 -更正了部分术语名词,并增加了数字三维示波器,通道合、高分辨率模式、快速模式、波形捕获率,波形强度,余辉显示等术语定义 -增加了数字余辉显示,波形捕获率等参数的试验方法请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本标准由工业和信息化部提出本标准由全国电子测量仪器标准化技术委员会(SAC/TC153)归口本标准起草单位;电子科技大学、北京普源精电科技有限公司、,江苏绿扬电子仪器集团公司、工业和信息化部电子工业标准化研究院本标准主要起草人;田书林,叶龙、王铁军、王悦、韩谷成、黄建国、陈振宇,黄英华、曹玲、冯锦法、潘卉青本标准所代替标准的历次版本发布情况为 -GB/T152891994
GB/I15289g一2013 数字存储示波器通用规范范围本标准规定了数字存储示波器(以下简称“示波器”)的术语和定义,要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等本标准适用于数字存储示波器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)适用于本文件包装储运图示标志 GB/T191 GB4793.1一2007测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分;通用要求 GB/T6587一2012电子测量仪器通用规范 GB/T6592一2010电工和电子测量设备性能表示 GB/T11463一1989电子测量仪器可靠性试验电子测量仪器术语 GB/T11464 术语和定义 GB/T11464界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 数字存储示波器dietalstraecillscn 2ope 将被测电信号进行模数转换、存储、.处理后,再进行显示的一种示波器数字存储示波器一般应包括输人通道; 采集控制与数据存储显示装置，输出接口、适配器等附件 3.2 ensionaloseilosce 数字三维示波器digitalthrec-dime cope 不仅能捕获和显示信号的时间-幅度(事件)信息,而且能够以不同的辉度或颜色等级显示不同事件出现概率的数字存储示波器,它通常具有较高的波形捕获率 3.3输入通道 3.3.1 通道耦合 coupling channel -种决定示波器观测信号何种成分的预处理方式使用通道合可以决定信号的何种分量被传送到示波器,通道耦合一般有AC(交流)耦合、,DC(直流)耦合和GND(接地)耦合
GB/T15289一2013 3.4.6 记录长度 recordlength 表示示波器本机采集并存储采样点的能力注:通常用采样点数(pts)表示 3.5带宽 3.5.1 输入带宽bandwidth 示波器输人不同频率的等幅正弦信号时,显示屏上对应基准频率的显示幅度随频率变化而下降 3dB时,其下限到上限频率的范围注;对于实时示波器,其输人带宽就是指实时带宽;对于等效示波器,输人带宽通常就是指等效带宽 3.5.2 单次/实时带宽singleshotbandwidth 示波器单次采集时能够正确观测波形条件下的最大输人信号带宽,它取决于最高采样率和所采用的显示技术 3.5.3 重复/等效带宽repetitivebandwidth 示波器能够正确观测周期信号的最大带宽重复带宽一般等于输人带宽 3.5.4 带宽限制bandwidthlimit 限制输人通道的带宽,通常用于衰减信号的高频成分 3.6时基 3.6.1 时基timebase 示波器的水平刻度注:通常以水平方向上单位显示长度(一格)所代表的时间(s/di)来表示 3.6.2 时基扩展timebaseextension 按设定的窗口,选定信号波形中的一部分,以相对更快的时基显示,以观察当前窗口内波形细节的 -种方式 3.6.3 双时基dualtimebase 示波器具有两套不同的时基刻度用于对同一信号的概貌和细节同时进行观察 3.6.4 水平分辨率 hOrizontalresolution 水平方向所能分辨的最小时间间隔 3.7获取 3.7.1 获取模式acguisitionmode 示波器对信号进行采样、存储和处理的不同方式
GB/T15289一2013 3.7.2 峰值检测模式peak deteetionmode 在两个相邻水平显示像素所代表的时间间隔内,获取并显示信号的最大值和最小值的一种获取模式 3.7.3 平均模式averagemode 采集多幅波形,对其所有相对触发点为同一时刻的采样点计算并显示平均值的一种获取模式 3.7.4 mode 包络模式envepe 采集多幅波形,对其所有相对触发点为同一时刻的采样点计算,并显示其最大值和最小值的一种获取模式一般包络模式对每次单独的采集使用峰值检测模式 3.7.5 高分辨率模式hiehrwutimmme 在两个相邻水平显示像素所代表的时间间隔内获取信号的平均值,以减小信号的随机噪声并提高垂直分辨率的一种获取模式 3.7.6 快速模式fastmode 只采集显示所需最小采样点数进行处理和显示的一种获取模式该模式可缩短波形采集之间的停滞时间,实现高波形捕获速率 3.7.7 趋势模式trendmode 在较长时间段内捕获波形趋势的一种获取模式 3.7.8 内存分段模式memorysegmentsmode 将一个较大的内存分为多段,每段采集和存储满足触发条件的事件,以增强对目标信号的捕获能力,并减小两次触发事件死区时间 3.7.9 正弦内插sinx/xtypeinterpolation 对采样点采用sinr/r函数进行插补,以重建信号显示 3.7.10 脉冲内插pulseinterpolation 对采样点采用直线进行插补,以重建信号显示 3.8触发 3.8.1 正常触发 normaltrigger 当触发事件产生时,示波器进行一次采集、处理与显示,然后等待下一次触发 3.8.2 自动触发atotrigger 在个预置时间间隔内,如果没有出现触发事件,将自动产生一个触发事件 3.8.3 单次触发singletrigger 当触发事件产生时,示波器进行一次采集、处理与显示,然后停止
GB/T15289一2013 3.8.4 强制触发foreetrigger 由人为控制引起的触发事件 3.8.5 触发释抑triggerhodofm 在一个预置时间间隔(或事件数)内,抑制触发事件 3.8.6 预触发/延迟触发pre-trigger/delay-trigger 能够以触发点为参考,灵活移动波形存储和显示窗口的一种能力通常,预触发指能够观测触发点前的波形;延迟触发指能够观测触发点出现后延迟给定条件的(如采样点数,时间,事件)的波形 3.8.7 交替触发alternatetriger 对多路信号采用不同的触发源,用于同时稳定观察信号 3.8.8触发类型 3.8.8.1 边沿触发edgetrigger 按照边沿控制所定义的上升沿或下降沿触发边沿(edge)和触发电平(level)用于定义边沿触发边沿确定示波器是在波形的上升沿和/或下降沿查找触发点;触发电平确定波形上发生触发的电压值 3.8.8.2 脉冲宽度触发pulsewidthtrigger 基于指定脉冲宽度的相关条件来产生触发事件,如大于、小于、等于、不等于等条件 3.8.8.3 视频触发vtdetreer 以视频信号的行或场同步信号为条件产生的触发事件 3.8.8.4 斜率触发 slopetrigger 以指定斜率(时间-电压)为条件产生触发事件 3.8.9 触发耦合 triggercoupling 决定信号的何种分量被传送到触发电路触发耦合一般有交流(AC)、直流(DC)、低频抑制(LFR) 和高频抑制(HFR)等 3.8.10 触发灵敏度triggersensitivitsy 引起触发的最小触发条件 3.8.11 电源触发Aclinetrigger 以电源工频信号产生的触发事件
GB/T15289一2013 3.9显示 3.9.1 波形捕获率 waveformacquirerate 单位时间内示波器所能捕获并显示的波形幅数注:通常以波形幅数每秒(wfms/s)表示 3.9.2 点显示dotdisplay 直接由采样点构成波形的一种显示方式 3.9.3 矢量显示veetordlisplay 用直线连接采样点构成波形的一种显示方式 3.9.4 波形强度waveformintensily 数字三维示波器中用于表征波形事件出现概率注;通常用灰度等方式表示 3.9.5 余辉显示waveformpersistence 波形在屏幕上的保留时间可设定的一种显示方式如可变余辉显示、无限余辉显示等 3.9.6 X-Y显示X-Ydisplay -种由两个通道的采样值组成的二维显示方式[李萨育(Lisajous)图形显示方式],一个通道的电压确定点的X坐标(水平),而另一个通道的电压确定Y坐标(垂直) 3.9.7 滚动显示rollingdisplay 新数据出现在屏幕最右边,并从右向左连续推出,相当于观测窗口从左自右移动的一种显示方式 3.9.8 扫描显示scandisplay 屏幕上从左向右更新数据的一种显示方式,即新数据立刻被读出并显示出来,在屏幕上看到波形从左向右被刷新通常用于观测低频波形的动态变化 3.10瞬态响应 3.10.1 上升时间risetime 如图1所示,波形或选通区域的第一个脉冲的前导边沿从最终值的低值通常为脉冲幅度的10% 上升到高值(通常为脉冲幅度的90%)所需的时间 3.10.2 上冲 0versh0ot 脉冲前沿部分高于脉冲幅度顶部的最大值与脉冲幅度A的百分比(见图1) 3.10.3 阻尼ringing 上冲结束后,在10倍上升时间内的衰减振荡最大幅度(e，和ce，中的较大值)与脉冲幅度A的百分比(见图1).
GB/T15289一2013 100%幅度 90%幅度辅脉冲幅度4 中心点中心点中心线50s幅度 10%度底上升时间下降时间脉冲宽度时间轴图 3.10.4 下垂tilt 脉冲信号顶部或底部的倾斜幅度(d和d'中的较大值)与脉冲幅度A的百分比(见图2) 二图2 3.11其他 3.11.1 毛刺gliteh 窄于规定的最小脉冲宽度的干扰信号 3.11.2 探头(探极prohe 将被测信号连接到示波器的一种输人装置 3.11.3 模板测试teplatetest 将被测波形和参考波形(模板)进行比较的一种测试方式
GB/T15289一2013 要求 4.1 -般要求 4.1.1误差产品标准中各种误差应符合GB/T6592一2010的规定本标准未作规定的技术要求,在产品标准中应结合产品特性给出必要的误差和要求 4.1.2数字接口用户有要求时,示波器应提供一个或多个通用标准接口,并规定接口的类型,功能及传递的信息 4.1.3预热时间由产品标准规定,预热时间一般应不超过301 min 4.2供电电源产品标准中应标明示波器适用的供电电源类型,并给出电源电压、频率范围以及最大消耗功率 4.3外形尺寸由产品标准规定重量 4,4 由产品标准规定示波器整机的重量或主机,插人单元、,附属装置等分别的重量 4.5外观与结构示波器的结构应完整,外观无明显机械损伤和镀涂破坏现象;各控制件均须安装正确、牢固可靠、操作灵活 4.6安全性用户有要求时,示波器的安全要求应符合GB4793.1一2007的规定产品标准中应规定示波器的安全类别除非另有规定,示波器应至少进行以下的安全试验接触电流试验; 介电强度试验; 保护接地试验环境适应性应符合GB/T6587一2012中4.7及表1的规定也可在产品标准中给出具体的环境条件 4.8电磁兼容性除非另有规定,应符合GB/T6587一2012中4.9的要求 4.9可靠性应符合GB/T6587一2012中4.11的要求
GB/T15289一2013 4.10功能正常性由产品标准规定 4.11 性能特性 4.11.1输入通道数由产品标准规定示波器输人通道数目 4.11.2垂直系统 4.11.2.1输入耦合由产品标准规定示波器的耦合方式 4.11.2.2输入阻抗由产品标准规定输人电阻、电容值,同时给出其误差 4.11.2.3最大输入电压由产品标准规定示波器能安全工作的最大输人电压 4.11.2.4偏置范围由产品标准规定偏置范围、偏置误差如有需要,也可按灵敏度范围分档级给出 4.11.2.5垂直位移由产品标准规定垂直位移范围 4.11.2.6垂直灵敏度垂直灵敏度档级应优先采用12-5进制由产品标准规定范围和精度有微调范围装置时,由产品标准规定微调步进,微调范围应保证档级覆盖 4.11.2.7幅度精度(Dc精度由产品标准规定直流输人条件下的幅度测量最大容许范围有需要时,还应单独给出垂直灵敏度的幅度增益误差,通常表示为:士(垂直灵敏度误差偏置误差读数误差) 4.11.2.8幅度线性误差由产品标准规定 4.11.2.9输入带宽由产品标准规定输人带宽,或者给出实时(单次)带宽和/或等效带宽 4.11.2.10瞬态响应由产品标准规定上升时间、上冲由产品标准规定阻尼、脉冲顶部不平度、下垂、直流特性注1:在产品标准中对所有的灵敏度档级可给出其对应的上升时间注2:不同输人阻抗的情况下,可给出所对应的上升时间
GB/T15289一2013 4.11.2.11通道间延迟对多通道示波器,由产品标准规定通道间延迟 4.11.2.12通道间隔离度在多通道示波器产品标准中应给出通道间隔离度,通常用倍数或分贝数(dB)表示 4.11.2.13漂移由产品标准规定短期漂移和长期漂移 4.11.2.14噪声由产品标准规定开路噪声和短路噪声 4.11.2.15共模抑制比由产品标准规定差分输人和多通道示波器 4.11.3水平系统 4.11.3.1水平位移范围由产品标准规定水平位移范围 4.11.3.2时基范围时基档级应优先采用1-2-5进制,由产品标准规定时基范围,包括 a)微调;有此装置应给出微调比,微调器应保证档级覆盖 b)扩展;如有此装置应给出扩展倍率值产品标准可给出最高实时采样率下不进行波形插值处理的时基档级 4.11.3.3时基精度由产品标准规定时基精度 4.11.3.4双时基如具有此功能,产品标准中应标明 4.11.3.5参考时钟输出如具有此功能,由产品标准规定参考时钟信号的幅度与频率 4.11.4采集存储与处理系统 4.11.4.1最高实时采样率由产品标准规定最高实时采样率如单通道与多通道同时工作时的最高采样率有差别,应分别给出 4.11.4.2最高等效采样率如有等效采样,由产品标准规定最高等效采样率 10o
GB/T15289一2013 4.11.4.3垂直分辨率由产品标准规定模拟-数字转换器(AC)的位数 4.11.44存储深度由产品标准规定存储深度如有其他存储器利用方式,应给出对应存储深度 4.11.4.5记录长度由产品标准规定示波器记录波形数据的容量大小 4.11.4.6波形捕获率由产品标准规定最高波形捕获率 4.11.4.7波形获取模式 4.11.4.7.1实时产品应具有此获取模式 4.11.4,7.2等效如具有此获取模式,由产品标准规定等效采样率和等效带宽 4.11.4.7.3峰值检测如具有此获取模式,由产品标准规定捕捉脉冲的最小时间宽度 4.11.4.7.4平均(功能如具有此获取模式.由产品标准规定可选的平均次数 4.11.4.7.5包络如具有此获取模式,由产品标准规定具体要求 4.11.4.7.6高分辨率如具有此获取模式,由产品标准规定具体要求 4.11.4.7.7快速如具有此获取模式,由产品标准规定具体要求 4.11.4.7.8趋势如具有此获取模式,由产品标准规定具体要求 4.11.4.7.9内存分段储存如具有此获取模式,由产品标准规定具体要求 11
GB/T15289一2013 4.11.5显示 4.11.5.1显示方式由产品标准规定显示方式,如点显示,矢量显示等 4.11.5.2X-y显示如具有此功能,由产品标准规定相应的指标和要求 4.11.5.3波形强度如具有此功能,由产品标准规定具体要求 4.11.5.4余辉如具有此功能,由产品标准规定具体要求 4.11.5.5滚动如具有此功能,由产品标准规定具体要求 4.11.5.6扫描如具有此功能,由产品标准规定具体要求 4.11.5.7显示器由产品标准规定显示器的规格以及单位显示长度(一格)所占有的像素数 4.11.6触发 4.11.6.1触发源由产品标准规定触发源,如内触发、外触发等 4.11.6.2触发类型由产品标准规定触发类型,如视频触发、边沿触发、脉宽触发等 4.11.6.3触发方式由产品标准规定触发方式,如自动,单次,正常,强制等 4.11.6.4触发灵敏度由产品标准规定触发灵敏度,可根据不同的输人信号频率范围和垂直灵敏度范围分档给出 4.11.6.5触发耦合方式由产品标准规定 4.11.6.6触发释抑如具有此功能,由产品标准规定触发释抑条件范围 12
GB/I15289g一2013 4.11.6.7预触发/延迟触发如具有此功能,由产品标准规定预触发或延迟触发条件、范围 4.11.6.8触发电平范围由产品标准规定触发电平调节范围 4.11.6.9触发抖动由产品标准规定波形抖动指标,如均方根值或最大值 4.11.6.10交替触发如具有此功能,由产品标准规定具体要求 4.11.6.11外触发特性如具有此功能,由产品标准规定外触发(同步)电压范围、外触发(同步)频率范围、频率和输人阻抗产品标准中可给出衰减倍率选择 4.11.7其他功能自动设置 4.11.7.1 由产品标准规定适用的条件和范围 4.11.7.2模板测试如有此功能,由产品标准规定其具体功能和使用方法 4.11.7.3光标测量如有此功能由产品标准规定其具体功能和使用方法 4.11.7.4参数自动测量如有此功能,由产品标准规定可测的所有参数 4.11.7.5滤波功能如有此功能,由产品标准规定窗口函数或滤波丽数 4.11.7.6波形运算如有此功能,由产品标准规定进行波形运算的数学表达式 4.11.7.7FFT运算如有此功能,由产品标准规定FFT幅度值显示方式(如线性、对数),FFT点数等指标 4.11.7.8波形反相如有此功能,由产品标准规定具体要求 13
GB/T15289一2013 4.11.7.9波形和设置储存如有此功能,由产品标准规定可以保存的波形数和设置数 4.11.8记录输出有此装置时,由产品标准规定记录输出格式 4.11.9接口有此装置时,由产品标准规定接口类型 4.11.10探极调节辅助信号由产品标准规定探极调节辅助信号的频率和幅度 4.11.11探头(探极有此装置时,由产品标准规定探极的规格和相应的指标试验方法 5.1试验要求 5.1.1对示波器的性能特性进行测试时,应按照产品标准规定的额定工作条件,并在不打开机箱的情况下进行,若有特殊要求应打开机箱才能测试时,应在产品标准中说明 5.1.2试验用的标准测试仪器和设备应经过计量部门检定合格,并处于有效期内 5.1.3测试的环境条件,若无特殊规定,应在下列试验用大气条件下进行 a)温度:l1535C; b 相对湿度:25%75%; e)气压;86kPa一106kPa 5.1.4供电电源电压、频率和功率试验: 供电电源电压和频率试验;按GB/T6587一2012中5.12的规定进行 a b)电源消耗功率试验;在示波器的额定电源电压下测量其电流,求得最大消耗功率测试方法由产品标准具体规定 5.2外形尺寸的检查用相应准确度的量具测量示波器的外形尺寸 5.3重量检查用相应准确度的衡器称量示波器的重量 5.4外观与结构检查检查示波器的外观与结构时,采用观察法及手动操作法进行 5.5安全试验按GB/T6587一2012中5.8的规定进行 14
GB/T15289一2013 5.6环境条件适应性试验按GB/T6587一2012中5.9方法和试验顺序进行电磁兼容性试验 5. 按GB/T6587一2012中5.11的规定进行 5.8可靠性试验按GB/T6587一2012中5.13的规定进行 5.9功能正常性试验 5.9.1功能正常检查示波器接通电源,检查示波器是否能正常采集并显示信号;检查示波器按键旋钮等是否有效;检查示波器各菜单功能及显示是否正常等 5.9.2自诊断测试具有开机自诊断功能的示波器应进行如下测试仪器接通电源后,应通过自诊断测试若由于开机时外部干扰而引起的自诊断测试不通过,可按产品标准规定,再次启动自诊断测试,检查测试是否通过 5.9.3数字接口功能测试具有数字接口功能的示波器可按产品标准规定进行接口类型,功能及传递的信息的测试 5.10预热时间按照产品标准进行 5.11性能特性测试 5.11.1输入通道数用目测法观察示波器通道所有能够工作的输人通道和触发通道数量 5.11.2垂直系统 5.11.2.1输入耦合测试步骤 a)如图3所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道设置信号源输出有直流偏置的正弦波形在无特殊规定时,推荐信号源采用1kHz正弦波) b 信号; 设置示波器的输人羁合方式为"D”,观察显示波形,如明显偏离屏幕垂直方向中心(显示具有直流偏置),表明“DC”耦合功能正常; 设置示波器的输人榈合方式为"Ac”,观察显示波形,如波形位于屏幕垂直方向中心(显示无直流偏置),表明“AC”耦合功能正常; 设置示波器的输人耦合方式为“GND”,观察显示波形,如波形为屏幕垂直方向中心的一条直 15
GB/T15289一2013 线显示基线),表明“GND”耦合功能正常信号× 被测示波器输入端图3 5.11.2.2输入阻抗测试步骤如图4所示,连接满足测量精度的lCR测试仪(或其他阻抗测量仪器)输出到被测的示波器输人通道; b)设置示波器的垂直灵敏度于合适档级,对输人电阻和电容分别进行测试高频输人阻抗的测试,应按产品标准中规定的频率要求进行 c LCR测试仪被渊示波器输入端图4 5.11.2.3最大输入电压测试步骤，同图3所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; a 按产品标准中规定值设置信号源输出产品标准中规定的电压与频率; b 被测示波器处于工作状态,设置示波器棚合方式为"Dc",接通输人电压,并持续】nmin.断开输 c 人电压,观察示波器是否正常工作 5.11.2.4偏置范围与误差测试步骤: a 同图3所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; b设置信号源无输出(或输出为0),调整示波器,使基线位于屏幕垂直方向中心设置示波器合方式为“DC”,调整示波器至最大正偏置值,调整信号源的输出直流电压值,使 C 基线再次居中稳定显示,读取此时信号源的输出电压幅度值,即为示波器实际最大正偏范围 D 按同样的方式,测试示波器实际最大负偏范围; 与示波器给定的最大偏置比较,分别计算正偏置相对误差和负偏置相对误差,取二者较大值表示偏置精度; f 若示波器在不同通道、不同垂直灵敏度档级下有不同的偏置范围和偏置精度,应分别进行测量 16
GB/I15289g一2013 5.11.2.5垂直位移测试步骤: a)同图3所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; b设置信号源输出1kHz正弦波; 设置示波器棚合方式为"Ac",示波器的时基相垂直灵敏度于合适档级.调节信号发生器的输 C 出电压,使波形高度达到波形有效显示区的满幅100%,并居中稳定显示; d)调节示波器位移旋钮,分别读取上、下的最大可移动的幅度,即为位移范围 5.11.2.6垂直灵敏度范围与精度测试步骤 a)同图3所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; b设置信号源(在无特殊规定时.信号源采用1kHz方波)输出电压， e设置示波器输人合方式为“DC”,调节示波器,使波形显示的幅度大于显示有效区域的80%、根据读取的波形显示高度或长度(div)和相应的信号源输出电压值V,则实际垂直灵敏度值可由式(2)求得 Kd 万 2 R;" 或式中: K 垂直灵敏度的实测值,单位为伏每格(V/div); -标准电压发生器输出电压值,单位为伏(V); Ha(或l 垂直的显示高度(或长度),单位为格(div) 与设定的示波器垂直灵敏度值比较,按式(3)可计算垂直灵敏度精度 d K 一K E- 100% l H H ×100% H lo E= ×100% 或式中垂直灵敏度精度; -垂直灵敏度的实测值,单位为伏每格(V/div); K 垂直灵敏度的额定值,单位为伏每格(V/div); H或/n -垂直的额定显示高度(或长度),单位为格div); 垂直的显示高度(或长度),单位为格(div) H.或la 垂直灵敏度测试应在各垂直灵敏度档级上进行 5.11.2.7幅度精度测试步骤， a)同图3所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; 设置示波器垂直灵敏度置于相应档,耦合方式为“DC”,时基置合适档 b 在产品标准规定的输人信号幅度动态范围内.设置信号源输出标定的直流电压v c 读取此时 17
GB/T15289一2013 测量显示的电压值V,与设定的直流电压值比较,则幅度精度由式(4)求得 V一V ×100% EH= 式中; 垂直灵敏度精度; E V 测量显示的电压值,单位为伏(V); V -标准电压发生器输出电压值,单位为伏(V). 幅度精度测试应在产品标准规定的各垂直灵敏度档级上进行 D 5.11.2.8幅度线性误差测试步骤同图3所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; a 设冒示谈器垂直灵般度跟于规定档,棚合方式为",时基置合适挡 b 调节信号源输出直流电压,调节示波器,使波形显示的幅度为显示有效区域的100%,读取此 c) 时的波形显示的电压值V ,然后将信号发生器的输出电压减小一倍,读取此时测量显示的电压值V,则幅度线性误差由式(5)求得: 2V 100% (5) 2V 式中: 原波形的测量显示电压值(一般为波形显示有效区高度的100%),单位为伏(V) V 电压减小一倍时测量显示电压值,单位为伏(V). 5.11.2.9带宽测试实时带宽测试 5.11.2.9.1 测试步骤， a)如图5所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; b)设置示波器工作于“实时”采样模式(全实时示波器无此项操作),触发方式工作于“自动”,垂直灵敏度置于合适档级,然后调节信号源的输出频率为产品标准中的基准频率(如果产品测试方法没有给出的,则选择上限频率的1/20为基准频率),再调节信号源的输出幅度约为显示有效区域的80%(取整数格),并保持信号源输出电压值不变,然后根据产品标准中的带宽范围包括通道合方式),分别扫频到上限和下限频率(无扫频测试仪器的也可选择有代表性的频率点进行测试),要求在整个频带范围内的显示幅度应大于或等于基准频率幅度的 0.707倍,此带宽即为符合产品标准的实时带宽; 应对垂直灵敏度其他档级进行带宽测试,如果达不到全带宽要求,则应按档级给出带宽的技术指标信号源被测示波器输入端" 图5 18
GB/T15289一2013 5.11.2.9.2等效带宽测试测试步骤: 同图5所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; a b设置示波器工作于“等效”采样模式,测试方法同5.11.2.9.1 5.11.2.10瞬态响应测试步骤同图5所示,连接脉冲特性符合要求的矩形脉冲信号源输出到被测的示波器输人通道 a 设置示被器棚合方式为"T",垂直灵敏度置于最高带宽的最小档拨,时基登于能观察到至少 b 两个信号周期的时基档,调节信号源的输出电压,使波形显示的幅度约为显示有效区域的 R,然后再将时基置于最快档;如图6所示,上升时间应符合产 80%取整数格),并居中稳定显示品标准要求,其他参数在产品标准中有规定的则应符合其要求如果对宽带示波器测试上升时间,而信号源的上升时间对示波器的上升时间的影响不能忽略时,可根据式(6)进行计算 o =、/-3 t，式中示波器的实际上升时间; 在示波器上读取的上升时间; 信号源的上升时间 t吃在各个时间参数测试中,如果使用“自动测量”出现某参数不符合产品的技术规格,允许人工读测，应对垂直灵敏度其他档级进行瞬态测试,如果达不到全带宽要求,则应按档级给出上升时间和上冲的技术指标; 瞬态响应的各个时间参数,按图6进行读测和计算; fD 从图6b)、图6d)中读取显示波形前沿幅度的10%一90%所对应的水平方向的时间1,,即为上 g 升时间; 从图6a),图6e)中读取波形中的上冲量b以及波形幅度A,则上冲由式(7)求得 h d ×100% A 式中显示波形中的上冲量; ub 显示波形的幅度从图6a)、图6e)中,分别读取在脉冲持续的10倍t，时间范围内,波形中除上冲外最大幅度的正向阻尼量c，或负向阻尼量ca,则其阻尼由式(8),式(9)求得,取二者较大值; G ×100% A ×100% 式中: 正向阻尼量，负向阻尼量，显示波形的幅度 19
GB/T15289一2013 b 100% 100% 90%- 90s%- 10% 10% 未扩展的测试波形正脉冲扩展后的测试波形正脉冲 b 10%- 10% 90% 90% 100%- 手一 00% 未扩展的测试波形(负脉冲扩展后的测试波形(负脉冲) d 图6 从图6a),图6e)中读取显示波形中除上冲外的最大起伏量Ac,则其脉冲顶部不平度由式(10 j 求得 Ac ×100% (10 A 式中 -除上冲外的最大起伏幅度; Ac A -显示波形的幅度 k改变时基与脉冲持续时间,获得如图7a)、图7b)所示波形,从图7a)中读取显示波形中的下垂量d和d',其下垂由式(11)、式(12)求得,取二者较大值; d ×100% l1) d ×100% 12) 星式中: 正脉冲下垂量; l' 负脉冲下垂量; 显示正脉冲波形幅度; 显示负脉冲波形幅度从图7b)中读取显示波形中的上斜量e,其上斜由式(13)求得: ×100% 13) 晨式中: -显示波形的上斜量; 心
GB/T15289一2013 显示波形的幅度当显示脉冲顶部斜率的变化尚未出现或进人近似恒定前,应改变时基与脉冲持续时间直至与 m 图6相似; 下垂波形上斜波形 a 图7 注:本测试应分别在带宽的高、中,低频段进行 n)设置示波器耦合方式为“DC”,调节信号源反复“通”“断”,获得图8所示波形,其直流特性由式(14)求得 -×100% 元 14 " 或 ×100% A 式中: -直流特性上翘的最大幅度; 直流特性下弯的最大幅度; 显示波形的幅度 b 上移特性下移特性图8 5.11.2.11通道间延迟测试步骤，如图9所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; 21
GB/T15289一2013 被测示波器 Y输入信号源 Y输入图9 设置示波器时基为最快档,触发源设为cH1或CH2,调节信号源的输出电压,使示波器显示 b 的波形达到波形显示有效区高度80%,并稳定显示,从图10中读取两脉冲波形幅度50%处的时间差T, 50%A 图10 三通连接器连接到Y、Y 输人端的连接线的规格与长度应一致如果示波器具有两个以上的通道应按上述方法分别测试 5.11.2.12通道间隔离度测试步骤 a)同图3所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道; b)设置示波器干扰通道垂直灵敏度为较大档,或按产品标准规定的档级,设置被干扰通道垂直灵敏度为最易受干扰档级,并将输人端开路屏蔽; 设置信号源输出正弦信号,并馈人干扰通道,调节其输出,使显示幅度达到波形显示有效区高度的80%以上,并居中稳定显示保持信号源的输出电压不变,或按产品标准中规定的频带宽度范围内改变输出频率(一般以带宽的上限频率作为测试频率),分别读出干扰通道,被干扰通道显示的电压幅度值计算干扰通道与被干扰通道电压幅度的比值(或用对数表示),即为通道间隔离度 5.11.2.13漂移测试步骤: 将示波器输人端接地,经规定的预热时间将基线调整至屏幕居中位置后,记录在规定时间内，基线随时间在垂直(水平)偏移的位置,并从图11中所示的坐标刻度值中读取有关特性; 22
GB/I15289g一2013 div lmim 图11 本特性与环境温度突变、电网电压突变以及预热时间有关,应尽量避免外界的干扰信号,当有 b 异议时，上述测试应在规定的基准条件下进行对于多通道示波器的各个通道应分别进行测试 5.11.2.14噪声将选定的示波器输人通道开路屏蔽或短路屏蔽,设置示波器采样方式为“正常”,触发方式为“自动”,垂直灵敏度置最小档,改变时基,读取示波器显示的最大信号幅值(以电压值表示),分别进行开路噪声测量或短路噪声测量 5.11.2.15共模抑制比 5.11.2.15.1差分输入共模抑制比测试步骤如图12a)所示,连接信号源输出到被测的示波器输人通道 a) b)设置示波器垂直灵敏度于合适档,输人稠合方式为“DC”,按产品标准中规定的频率值,调节信号源的输出电压直至能清晰读出显示电压幅值Va; 信号发生器输出保持不变,按如图12b)所示连接,选择合适的垂直灵敏度,读取此时的显示电压幅值V,则共模抑制比由式(15)求得 ( 15 式中 -单端输人时的电压值,单位为伏(V); V V 双端输人时的电压值,单位为伏(V) 接到差分输人端的两连接线的规格与长度应一致多通道输入共模抑制比 5.11.2.15.2 测试步骤: 如图12c)所示,连接信号源输出到选定的示波器输人通道; 23
GB/T15289一2013 设置示波器二通道垂直灵敏度均置于合适档,输人耦合为“C”,按产品标准中所规定的频率值,调节信号源的输出电压于合适值,读取双通道电压差(V-V) 信号发生器输出保持不变,按如图12d)所示连接,选择合适的垂直灵敏度,读取此时的显示电压幅值V,则共模抑制比由式(16)求得 V一V (16 式中: V-V -双端输人时的电压差值,单位为伏(V); -单端输人时的电压值,单位为伏(V) 三通被测示波器连接器差分输入端信号源 a 三酒被渊示波器连接器差分输入燃信号源 b 三她被测示波器挖器 Y输入信号源o 安 Y输入 c 三通被测渊示波器连接器 Y输入信号源 Y输入 d 图12 24
GB/I15289g一2013 5.11.3水平系统 5.11.3.1水平位移范围测试步骤如图13所示,连接任意波信号发生器输出到被测的示波器输人通道; 任意波被测示波器信号发生器输入端图13 b)设置示波器的触发方式为自动,触发类型为边沿,斜率为上升沿,触发合方式为“Dc”,时基设置为合适档级,触发水平位置置于中心调节信号发生器输出周期为2T(丁为产品标准中给定的最大水平位移值)、占空比为50%的方波; 波形稳定触发显示后,调节示波器的水平位移,直到水平移动到产品标准给定的最大水平位置处,此时若能在示波器波形显示区的中心观察到此方波信号的下降沿,则说明被测示波器的水平位移范围为T 5.11.3.2时基范围测试步骤 a)同图13所示,连接信号发生器输出到被测的示波器输人通道; b) 设置示波器的触发方式为自动,触发耦合方式为“DC”,时基设置为最快时基档级调节信号源的输出电压与频率,使波形显示的幅度大于显示有效区域的80%,波形显示周期数不少于 1个且不大于5个,读取信号周期P,P应与信号发生器输出的周期值一致; 改变示波器时基为最慢时基档级,保持其他设置,调节信号源的输出频率,重复上述测量方法 5.11.3.3时基精度如有时基输出,可用高精度频率计/计数器测量 5.11.3.4双时基按产品标准的测试方法测试 5.11.3.5参考时钟输出测试步骤: a 连接被测示波器时基信号输出到测量示波器输人通道; b)设置测量示波器垂直灵敏度于合适档,时基系统置于合适的工作状态,在产品标准规定的负载条件下,读出参考时钟的幅度、频率 25
GB/T15289一2013 5.11.4采集、存储与处理系统 5.11.4.1最高实时采样率测试步骤 a 同图13所示,连接信号发生器输出到被测示波器输人通道; b)调节信号发生器输出周期为T的正弦波设置被测示波器垂直灵敏度于合适档,时基置于最高实时采样率且无插值档,触发方式设置为 c) 单次触发，显示方式设置为点显示; 启动示波器采集功能,待采集结束后,观察示波器采集到的信号是否为整数倍周期,若不是整数倍周期,则改变信号发生器周期丁,重新启动采集,直至采集到整数倍周期信号观测一个周期内的采样点数N;根据式(17)可计算出最高实时采样率厂max N 17 m K 式中: 最高实时采样率,单位为采样点每秒(Sa/s); me 被测信号一个周期的采样点个数 N 被测信号的周期若示波器具有接口功能,也可将采样数据传人计算机进行相同测试 5.11.4.2最高等效采样率根据显示器的分辨率和示波器最快时基来计算,见式(18) /.- 18 式中: 最高等效采样率,单位为采样点每秒(Sa/s); f 产品标准中给出的时基水平方向上每一格所包含像素的个数(pixel/div) N 最小时基档级值,单位为秒每格(s/div 例如:示波器水平像素N=25pixel/div,最小时基！=5ns/div,则最高等效采样率为5GSa/s 5.11.43垂直分辨率测试步骤， a)同图13所示,连接信号发生器的输出到示波器的输人通道; b 调节示波器到相应时基和合适的垂直灵敏度档级 e)设置信号发生器输出锯齿波,并设置幅度为示波器垂直灵敏度档级对应的最大幅度,显示波形的周期数大于或等于一个信号周期 d)将采集到的波形数据输出到计算机,检测波形数据数值最大值是否等于或接近2N一1(N为产品标准中给出的垂直分辨率的位数),若数据中有满足条件的数值,则表明垂直分辨率为N 5.11.4.4存储深度 5.11.4.4.1存储深度测试方法一测试步骤: 1同图13所示,连接信号发生器的输出到示波器的输人通道; 26
GB/T15289一2013 2 由式(19),根据产品标准中给出的最大存储深度和最高实时采样率,选定一个被测信号的周期 T,计算出被测信号周期数N(N为大于或等于1的整数); 3)设置信号发生器输出周期为T的正弦波调节示波器垂直灵敏度于合适档,时基于最高实时采样率且无插值的最快档;触发方式为单次,点显示模式,启动采集,待采集结束后,在示波器中观测采集到的信号周期个数N应与通过式(19)计算出的周期数N一致 D N= 19) K fmas 式中: 产品标准中给出的最高实时采样率,单位为采样点每秒(Sa/s); D 产品标准中给出的最大存储深度,单位为采样点数(pts); T -被测信号的周期,单位为秒(s); N 被测信号的周期个数(N=l,2,3,),N可按照存储深度的大小遵循便于观测的原则自行选定 5.11.4.4.2存储深度测试方法二如果示波器有接口功能,测试步骤: 1) 同图13所示,连接信号发生器的输出到示波器的输人通道， 2)设置信号发生器输出周期为T的正弦波 3)调节示波器垂直灵敏度于合适档,时基于最高实时采样率且无插值的最快档;触发方式为单次,点显示模式,启动采集,待采集结束后,可将采集数据通过接口送人计算机分析计算 5.11.4.5记录长度测试步骤: 同图13所示,连接信号发生器的输出到示波器的输人通道; a b)设置示波器于适当的时基和合适的垂直灵敏度档级; 设置信号发生器输出任意信号; c D 启动采集,打开被测示波器的波形记录功能,当波形记录满时,停止记录功能,并将记录的波形数据输出,检测波形数据量是否满足要求 5.11.4.6波形捕获率测试步骤 a 同图13所示,连接信号发生器的输出到示波器的输人通道 b)根据产品标准,设定被测示波器工作在最高捕获率的时基下,触发方式为正常,触发类型为边沿,斜率为上升沿,显示方式为无限余辉,调节到适当的幅度档级设定信号发生器输出单次双脉冲测试信号如图14所示,测试信号由一段较窄脉冲w，和一和t，之间的时间段较宽脉冲w 组成,两个脉冲的上升沿对应着波形的触发位置和g, 间隔T 可调节测试前先关闭信号发生器的输出启动采集,待示波器进人等待触发状态后，打开信号发生器的输出开关,观察被测示波器波形显示区首先设定较小的时间间隔T ,让示波器采集到的波形如图15b)所示,即示波器波形显示区域中只有一个窄脉冲;然后调节信号发生器,逐渐增大T ,重新进行上述测试,直到采集到的信号正好如图15a)所示,即示波器波形显示区域中有重叠在一起的两个脉冲根据此时信号源 27

数字存储示波器通用规范GB/T15289-2013解读

数字存储示波器是一种电子测试仪器，它可以将被测信号转换成数字信号，并通过存储器保存数据。由于其高精度、高速度、大容量等特点，在电子工程、通信、计算机等领域得到广泛应用。

GB/T15289-2013规范概述

GB/T15289-2013《数字存储示波器通用规范》是我国针对数字存储示波器制定的标准，于2014年1月1日正式实施。该规范规定了数字存储示波器的基本要求、性能指标、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、质量证明文件等方面的内容。

规范的主要内容

GB/T15289-2013规定了数字存储示波器的以下主要内容：

术语和定义
基本要求
性能指标
试验方法
检验规则
标志、包装、运输
质量证明文件

数字存储示波器的基本要求

GB/T15289-2013规定了数字存储示波器的基本要求，包括外形尺寸、工作环境条件、供电电源、操作面板、通道数目、信号输入电路、触发电路等方面。

数字存储示波器的性能指标

GB/T15289-2013规定了数字存储示波器的性能指标，包括带宽、垂直灵敏度、时间基准误差、采样深度、最小分辨率、噪声等方面。

数字存储示波器的试验方法

GB/T15289-2013规定了数字存储示波器的试验方法，包括常温、高温、低温、湿热、机械强度、电磁兼容、安全性等方面。

数字存储示波器的检验规则

GB/T15289-2013规定了数字存储示波器的检验规则，包括出厂检验、型式检验、定期检验等方面。

标志、包装、运输

GB/T15289-2013规定了数字存储示波器的标志、包装、运输要求。

质量证明文件

GB/T15289-2013规定了数字存储示波器的质量证明文件，包括出厂合格证、型式试验报告、定期检验报告等方面。

结语

GB/T15289-2013《数字存储示波器通用规范》的实施，有利于规范数字存储示波器的生产和使用，提高数字存储示波器的质量和可靠性。同时，也为数字存储示波器的研究和发展提供了重要参考。

总之，数字存储示波器通用规范GB/T15289-2013是我国针对数字存储示波器制定的一项重要标准，它规定了数字存储示波器的基本要求、性能指标、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、质量证明文件等方面的内容，有利于规范数字存储示波器的生产和使用，提高数字存储示波器的质量和可靠性。