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Tektronix MSO4000/DPO4000 系列数字荧光示波器
时间: 2025-11-20浏览次数：
Tektronix MSO4000/DPO4000 系列数字荧光示波器
Tektronix MSO4000/DPO4000 系列数字荧光示波器
概述
泰克 MSO4000（混合信号）与 DPO4000（数字荧光）系列示波器的官方指导文档，覆盖 2 通道（如 MSO4032/DPO4032）与 4 通道（如 MSO4054/DPO4104）型号，核心定位中高端电子设计调试（如嵌入式系统、汽车电子、通信设备），文档结构包含 11 个核心章节 + 1 个附录，兼顾新手操作与专业工程师的复杂分析需求，突出 “模拟 + 数字” 混合信号同步采集与解码能力，以及通过应用模块扩展的专业测量功能。
产品核心参数与特性
1. 型号分类与关键参数
系列 型号 模拟通道 数字通道 带宽 最高采样率 记录长度 典型应用
MSO4000 MSO4032 2 16 350MHz 2GS/s 10M 点 混合信号调试（如 I2C/SPI）
MSO4000 MSO4054 4 16 500MHz 2GS/s 10M 点 多通道时序分析
MSO4000 MSO4104 4 16 1GHz 5GS/s 10M 点 高速信号捕获（如 USB 2.0）
DPO4000 DPO4034 4 - 350MHz 2GS/s 10M 点 模拟信号波形分析
DPO4000 DPO4104 4 - 1GHz 5GS/s 10M 点 高带宽信号（如射频）测试
2. 核心特性
混合信号分析（MSO 系列专属）：16 路数字通道与模拟通道同步采集，支持 MagniVu 模式（60.6ps 时序分辨率），可捕获数字信号的窄脉冲与边缘抖动；
高 - speed 信号处理：全通道最高 5GS/s 采样率、10M 点记录长度，支持 50,000 波形 / 秒刷新率，可快速捕获瞬态异常；
灵活触发与解码：8 类触发类型覆盖边缘、脉冲宽度、逻辑模式、总线（如 I2C/CAN/RS-232），支持序列触发（A 事件 + 延迟 B 事件）；
专业扩展模块：通过 DPO4PWR（功率质量 / 开关损耗测量）、DPO4USB（USB 2.0 解码）等模块扩展功能，满足垂直领域需求；
便捷数据管理：支持 CompactFlash、USB 存储，Ethernet 远程控制（e*Scope），USBTMC 协议直连 PC。
安全操作规范
1. 电气安全
输入电压限制：
1MΩ 输入：最大 400Vpk（DF≤39.2%）、250V RMS（130kHz 以下），130kHz 以上按 20dB / 十倍频衰减；
50Ω 输入：最大 5V（峰峰值≤±20V），超压时自动切换至 1MΩ 保护；
探头安全：
P6139A 无源探头：CAT II 300V RMS、CAT III 150V RMS，2.5MHz 以上按 20dB / 十倍频衰减；
逻辑探头 P6516：最大输入 ±15V，阈值精度 ±(100mV+3% 阈值)；
接地要求：必须使用 3 脚电源 cord，设备 chassis 可靠接地，禁止浮地操作；测量时探头参考端仅接信号地，禁止接市电地。
2. 操作禁忌
禁止在潮湿（>90% RH）、爆炸环境使用，避免液体接触设备；
探头连接 / 断开前需先断开信号源，禁止带电插拔；
拆卸应用模块或 CF 卡前需关机，禁止短路电池或探头触点。
基础操作流程
1. 探头操作与校准
操作类型 步骤 关键要求
无源探头补偿（P6139A） 1. 探头接 CH1，设 10X；2. 接 PROBE COMP（2.5V@1kHz）；3. Autoset；4. 调补偿孔至方波平直 方波无过冲 / 凹陷，每次换通道需重补偿
信号路径补偿（SPC） 1. 断开所有探头，预热 20 分钟；2. 按【Utility】→【Calibration】→【Signal Path】；3. 等待 10 分钟，显示 “Pass” 环境温差超 10℃或每周 1 次，确保低量程（≤5mV/div）测量精度
固件升级 1. 官网下载 firmware.img 至 USB 根目录；2. 示波器关机插 USB，开机自动升级；3. 升级后验证版本（【Utility】→【Config】→【About】） 升级中禁止断电或拔 USB，建议用空白 USB 避免文件冲突
2. 通道设置
模拟通道：
按 CH1-CH4 按钮激活通道，按【Coupling】选择 DC/AC/GND（AC 耦合阻断 DC，GND 显示参考地）；
按【Impedance】选择 1MΩ/50Ω（50Ω 仅 DC/GND 耦合，最大 1V/div）；
按【Bandwidth】选择 Full/250MHz/20MHz（20MHz 用于滤除高频噪声）；
数字通道（MSO 系列）：
按【D15-D0】激活数字通道，按【On/Off】选择 D7-D0/D15-D8；
按【Thresholds】设置阈值（如 TTL 1.4V、3.3V CMOS 1.65V）；
按【MagniVu】→【On】，开启 60.6ps 时序分辨率（用于精确测量数字边缘）。
核心功能系统
1. 采集系统（5 种模式）
采集模式 工作原理 适用场景
Sample（采样） 等间隔采样，1 点 / 间隔 常规稳定信号（正弦波 / 方波），实时性强
Peak Detect（峰值检测） 记录每个间隔最大 / 最小值 捕获窄毛刺（≥1ns），低速时基（≥5μs/div）下有效
Hi Res（高分辨率） 计算每个间隔采样平均值 降低噪声，提升低频信号分辨率
Envelope（包络） 记录多次采集的最大 / 最小波形 观察信号幅度变化范围（如电源纹波波动）
Average（平均） 多次采集后平均（4/16/64/128 次可选） 抑制随机噪声，128 次平均可显著提升信噪比
2. 触发系统（8 类类型）
触发类型 关键参数 适用场景
Edge（边缘） 斜率（上升 / 下降）、耦合（DC/LF Reject/HF Reject） 常规信号稳定显示（如时钟、方波）
Pulse Width（脉冲宽度） 条件（> / < / = / ≠）、宽度（33ns-10s）、极性 捕获异常脉冲（如通信链路窄脉冲干扰）
Logic（逻辑） 通道状态（High/Low/Don’t Care）、时钟边缘 多通道逻辑组合触发（如 I2C SDA=1 且 SCL=0）
Setup&Hold（建立 / 保持时间） 时钟通道、数据通道、违规时间 检测总线时序违规（如 FPGA 与内存的 Setup 时间不足）
Bus（总线） 总线类型（I2C/CAN/RS-232 等）、触发条件（地址 / 数据 / 错误） 解码并触发总线特定事件（如 I2C 地址 0x7F 的 Write 操作）
3. 测量与分析功能
自动测量：支持 11 类参数，最多同时显示 8 个，关键测量如下：
测量类型 定义 精度条件
频率（Freq） 首个周期的倒数 信号幅度≥1div，无截波
上升时间（Rise Time） 10%-90% 幅度的时间 信号上升沿无噪声，水平 scale 适配（如 10ns/div）
峰峰值（Pk-Pk） 全波形最大 - 最小值 波形无截波，垂直 scale 适配（如 100mV/div）
FFT 频谱分析：
按【Math】→【FFT】，选源通道（如 CH1）；
按【Window】选择窗函数（Rectangular：频率分辨率优；Blackman-Harris：幅度精度优）；
按【Vertical Units】选择 dBV RMS/Linear RMS（dBV RMS 适合多频率对比）；
直方图分析：
按【Measure】→【Waveform Histograms】，选 Vertical（电压）/Horizontal（时间）；
设直方图框边界（Horiz. Limits/Vert. Limits），添加统计测量（如 σ1/σ2/σ3）；
垂直直方图用于测噪声（σ 值越小噪声越低），水平直方图用于测抖动。
数据管理与通信
1. 存储介质操作
存储内容 操作步骤 文件名格式 1MB 容量约存数量
波形文件 1. 按【Save/Recall】→【Save Waveform】；2. 选【To File】→【Internal File Format (.ISF)】；3. 编辑文件名 tekXXXX_CHx.ISF（x=1-4） 18 个（10M 点波形）
设置文件 1. 按【Save/Recall】→【Save Setup】；2. 选【To File】或【To Setup 1-10】；3. 确认保存 tekXXXXX.SET 250 个
屏幕图像 1. 按【Save/Recall】→【Save Screen Image】；2. 选格式（.BMP/.TIFF/.PNG）；3. 按【OK Save】 tekXXXXX.BMP 16 个
2. 远程通信设置
Ethernet（e*Scope）：
接网线至 rear-panel LAN 口，按【Utility】→【I/O】→【Ethernet Network Settings】；
设 DHCP=On（自动获取 IP）或 Off（手动设 IP）；
PC 端浏览器输入示波器 IP，访问 e*Scope 界面控制示波器；
USBTMC（PC 控制）：
用 USB 线连接示波器 rear-panel USB Device 口与 PC；
安装 VISA 驱动（官网下载），PC 端通过 LabVIEW/Excel 发送 SCPI 命令；
应用模块与案例
1. 可选应用模块
模块型号 功能 适用场景
DPO4PWR 功率分析：功率质量、开关损耗、谐波、安全工作区（SOA） 电源设计（如 AC-DC 转换器效率测试）
DPO4USB USB 2.0 解码：低速 / 全速总线触发与解码，支持 PID 错误检测 USB 设备调试（如 U 盘枚举失败排查）
DPO4AUTO 汽车总线：CAN/LIN 触发与解码，支持帧类型 / ID 过滤 汽车电子（如 CAN 总线通信故障）
DPO4VID 视频触发：HDTV（如 1080i）、自定义视频（3-4000 行） 视频设备（如监控摄像头信号测试）
2. 典型故障排查案例
案例 1：RS-232 总线异常
连接：CH1 接 TX 线，CH2 接 RX 线，按【B1】→【Bus】→【RS-232】；
设参数：波特率 9600、数据位 8、 parity None、停止位 1；
触发：按【Trigger Menu】→【Type】→【Bus】→【Trigger On】→【Tx Data】，设触发数据 0x55；
分析：按【Search】→【Bus】→【Tx Data】，标记所有 0x55 帧，用 Wave Inspector 查看异常帧的时序；
案例 2：继电器电弧捕获
设参数：CH1 接继电器两端，Vertical scale 100V/div，Horizontal scale 10μs/div；
触发：按【Trigger Menu】→【Type】→【Edge】→【Slope】→【Rising】，设触发电平 50V；
捕获：按【Single】，继电器断开时触发，观察电弧产生的尖峰（幅度 > 200V）；
优化：放大尖峰区域（Zoom×10），用光标测尖峰宽度（约 50ns）。
附录与支持
1. 关键性能参数
系统 参数 说明
模拟通道 DC 增益精度 ±1.5%（1MΩ 路径），±3%（50Ω 路径），30℃以上每℃降 0.1%
数字通道（MSO） 时序分辨率 常规 121ps，MagniVu 模式 60.6ps
触发系统 边缘触发灵敏度 DC 耦合：1div（DC-10MHz），2div（100-1GHz）
显示系统 屏幕分辨率 1024×768 像素（10.4 英寸 XGA）
2. 探头兼容性
探头型号 类型 带宽 最大电压 适用场景
P6139A（标配） 无源电压 500MHz CAT II 300V RMS 常规模拟信号测量
P6516（MSO 标配） 逻辑探头 DC-100MHz ±15V 数字通道信号采集
TCP303（可选） 电流探头 DC-15MHz 150A RMS 大电流 AC/DC 测量
P5200（可选） 差分探头 DC-200MHz 1000V RMS 高压差分信号（如电机驱动）
