本文說明了使用示波器和波形發生器對元器件進行測試的方法。將展示電容、電感、二極管、雙極晶體(ti) 管及電纜的測試過程。這些測試方法可用於(yu) 確定故障部件或識別無標注元器件的作用。

　　測試配置

　　本測試案例的基本理念是通過波形發生器在該元器件上施加一個(ge) 激勵，並通過示波器測量它的響應。安捷倫(lun) InfiniiVision X係列示波器采用內(nei) 置波形發生器，可為(wei) 元器件測試提供便利的“一體(ti) 化”解決(jue) 方案。應當注意的是，示波器不能完全替代專(zhuan) 用的元器件測試儀(yi) ，後者能提供更高的精度和更全麵的測試。

　　圖1顯示了測量配置。波形發生器連接到示波器輸入端，另一支路連接至被測件(DUT)。對於(yu) 表貼元器件的測試，推薦使用安捷倫(lun) 11060A(或相近產(chan) 品)進行測試。通過波形發生器的50Ω內(nei) 阻，對被測件施加電壓。通過示波器輸入通道測量被測件上的電壓。該示波器受到波形發生器的觸發。安捷倫(lun) X係列示波器內(nei) 置了觸發連接，無需使用額外的電纜連接和觸發配置設置。用戶隻需選擇波形發生器作為(wei) 觸發源即可完成觸發。

　　電容和電感測試

　　圖2顯示了示波器在沒有連接被測件時的配置和測量。取平均法可以降低噪聲進而提高精度。打開Min、Rise和Fall(10-90%)自動測量，觸發點的位置設在左側(ce) 。

　　圖2：電容和電感的測試與(yu) 測量(未連接被測件時)。

　　使用一個(ge) 10Hz、100mVpp的方波作為(wei) 激勵。針對被測件進行低電壓在線測試，無需再連接偏置半導體(ti) 器件。這種低電壓測試還可以最大程度減少極化電容中可能會(hui) 降低測量精度的反向泄漏電流.

　　電容測試

　　電容作為(wei) 被測件時，電路配置為(wei) 典型的電阻-電容(R-C)結構，其中R是函數發生器的50Ω內(nei) 阻。示波器的輸入阻抗為(wei) 1MΩ，遠遠超過波形發生器的50Ω內(nei) 阻(可以忽略後者)。在測量上升時間(10-90%)時，根據下麵公式可以算出被測件的電容值：

　　公式1

　　為(wei) 了獲得最精確的測量結果，必須對測試係統的電容進行測量，並考慮它對測試的影響。在確定值時，我們(men) 建議首先測量一個(ge) 已知的、精確的1nF電容，隨後在測量結果中減去1nF即為(wei) 值。圖3顯示了1nF電容測量。通過上升時間測量(圖3)可計算出電容值是1.24nF，因此值約為(wei) 0.24nF。

　　圖3：1nF電容的測試與(yu) 測量。

　　必須認真調整示波器的s/p設置以便顯示完整的跳變;但不能將顯示速度調得過慢，否則會(hui) 導致分辨率不足、無法精確地測量跳變。根據實際經驗，最好將s/p設置在已測上升時間(或下降時間)的1/2~2倍之間。假設已測上升時間是175ns，則s/p應當設為(wei) 100ns/p或200ns/p。

　　求出值後，可進一步對大於(yu) 1nF的電容進行測試。因受到波形發生器的頻率限製，可測得的電容數值上限為(wei) 100uF。降低波形發生器的頻率即可測試較大的電容數值。圖4顯示了47nF電容測量。在本例中，推算出的電容值是45.9nF。

　　圖4：47nF電容的測試與(yu) 測量。

　　請注意，邊沿跳變開始時會(hui) 出現“尖峰”。在激勵邊沿通過測試係統電纜到達被測件並返回的過程中會(hui) 出現這個(ge) 尖峰。它是導致無法精確測得低於(yu) 1nF的電容值的主要原因。通過對被測件進行較短的連接(<6英寸)可以降低尖峰的幹擾，從(cong) 而能夠測試低至250pF的電容值

電感測試

　　電感作為(wei) 被測件時，電路配置為(wei) 電阻-電感(R-L)結構。本例將會(hui) 測量下降時間。通過測量可得到電感的直流電阻(DCR)。將DCR添加到波形發生器的50Ω輸出電阻中，可確定R的總值。電感與(yu) 下降時間的關(guan) 係可由下麵公式得出:

　　公式2

　　波形發生器的上升時間把可測得的最小電感值限定為(wei) 10uH，其上限取決(jue) 於(yu) 電感的DCR。DCR過高時，示波器無法自動測量下降時間。在這種情況下需要手動測量下降時間。

　　圖5顯示了1200uH電感測量。需注意的是，因為(wei) 受到電感的DCR影響，直流電壓明顯下降。電感值約為(wei) 1208uH。故障電感或電容會(hui) 得出錯誤的數值，或是顯示為(wei) 開路或短路。開路被測件的圖像如圖2所示，而短路被測件則像是一條水平線。

　　圖5：1200uF電感的測試與(yu) 測量。

　　二極管和雙極晶體(ti) 管測試

　　圖6顯示了示波器在未連接被測件時的配置和測量。對於(yu) 二極管測試，波形發生器可配置為(wei) 一個(ge) +/-2.5V的斜波信號(100Hz時)。這種低頻測試需采用高分辨率模式來降低噪聲。同時還要打開Max和Min自動測量，觸發點的位置設在中間。

　　圖6：二極管測試與(yu) 測量(未連接被測件時)。

　　這種測試方法與(yu) 傳(chuan) 統的曲線追蹤儀(yi) 不同。曲線追蹤儀(yi) 可以繪製被測件的電流與(yu) 電壓。采用這個(ge) 測試方法時，示波器的水平軸表示波形發生器的電壓，垂直軸表示被測件上的電壓。與(yu) 曲線追蹤儀(yi) 不同的是，波形發生器的幅度較低，不適合測試反向擊穿電壓。

　　該測試方法可對被測件施加大量的電流。假設二極管兩(liang) 極的電壓下降0.7V，那麽(me) 波形發生器的50Ω輸出電阻上會(hui) 存在最大1.8V的電壓。這意味著流經二極管的電流最大為(wei) 36mA。如果被測件無法容忍這個(ge) 電流電平，那麽(me) 就必須降低波形發生器的幅度