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Tektronix 2440 数字示波器
时间: 2025-11-20浏览次数：
Tektronix 2440 数字示波器
Tektronix 2440 数字示波器
概述
Tektronix 2440 数字示波器的快速参考指南，首次印刷于 1987 年，核心定位为 “实操性操作手册”—— 不替代完整的《2440 操作手册》（070-6695-00），但聚焦仪器核心功能的分步操作与菜单逻辑解析。文档结构以 “前控制面板按钮” 为核心索引，按 “基础开机→功能模块→数据输出” 的流程展开，覆盖 19 个关键功能章节，包含 19 幅硬件示意图与菜单截图，明确各按钮的层级菜单关系、参数调节范围及典型应用场景，适用于已了解示波器基本原理、需快速上手操作的工程师，尤其侧重双触发系统、多模式采集、GPIB 通信等特色功能的实操指导。
仪器核心参数与硬件布局
2.1 核心技术参数
系统 关键参数 细节说明
垂直系统 通道配置 2 个模拟通道（CH1/CH2），支持 ADD/MULT/XY 组合模式
灵敏度范围 2mV/div - 5V/div（10X 探头适配后等效 20mV/div - 50V/div）
耦合方式 AC/DC/GND，AC 耦合与 50Ω 终端互斥
带宽限制 20MHz/100MHz/FULL 三档可调，Repet 模式下扩展至 300MHz（仅重复波形）
水平系统 时基范围 A/B 双时基，5ns/div - 100ms/div，≤100ms/div 自动切换为 ROLL 模式
触发位置 1/8、1/4、1/2、3/4、7/8 共 5 个预设位置，支持 GPIB 自定义位置
触发系统 触发类型 A/B 双触发，支持 Edge/Video/Word/Pulse 触发（Video/Word 需选件）
耦合方式 DC/AC/Noise Reject/LF Reject/HF Reject，适配不同信号噪声环境
采集系统 采集模式 Normal/Average/Envelope/Repet/Save-On-Delta 共 5 种
平均次数 2/4/8/16/32/64/128/256 次可选
存储系统 参考内存 4 个独立参考内存（REF1-REF4），支持波形冻结与调用
通信接口 GPIB 功能 支持 Talk/Listen 模式，兼容打印机 / 绘图仪数据输出
2.2 前控制面板核心布局（按功能分区）
（1）显示控制区
INTENSITY 旋钮：连续调节 4 类屏幕元素亮度（读数 readout、波形 display、A INTEN 区域、刻度 graticule），默认控制最后一次选中的元素；
SELECT 按钮：切换亮度调节对象（readout↔display）；
STATUS/HELP 按钮：按一次显示 “仪器状态菜单”（含触发状态、采集模式、参数配置），再按一次进入 HELP 模式（操作任意按钮显示对应功能说明）。
（2）快捷操作区
AUTO SETUP 按钮：一键优化垂直 / 水平 / 触发参数，使信号稳定显示（默认激活 CH1，已选通道则不切换）；
PRGM 按钮：进入 “AutoStep Sequencer” 菜单，支持存储 / 调用 50-200 个面板设置，可命名 40 个测试流程；
MEASURE 按钮：启动波形参数提取功能，支持连续测量或单次快照；
OUTPUT 按钮：配置 GPIB 通信参数，控制数据发送 / 打印 / 绘图。
（3）垂直控制区
CH1/CH2 独立控制：
POSITION 旋钮：调节通道波形垂直位置；
VARIABLE 按钮：解锁非校准调节（CH1 影响 ADD 模式读数，CH2 不影响）；
VOLTS/DIV 旋钮：调节灵敏度（2mV-5V/div），自动适配 1X/10X/100X/1000X Tek 编码探头；
COUPLING/INVERT 按钮：切换耦合方式、反转波形极性；
BANDWIDTH 按钮：选择带宽限制档位。
MODE 按钮：切换垂直模式（CH1/CH2/ADD/MULT/YT:XY），ADD 与 MULT 互斥，XY 模式下 CH1 为 X 轴、CH2 为 Y 轴。
（4）水平控制区
A/B 按钮：切换 A/B 时基模式（A 为常规时基，B 为延迟扫描）；
A INTEN 按钮：激活 A 增强模式，SEC/DIV 旋钮切换控制 B 时基；
A AND B SEC/DIV 旋钮：调节时基（5ns-100ms/div）；
POSITION 旋钮：调节波形水平位置，XY 模式下控制 CH1（X 轴）位置。
（5）触发与延迟控制区
A/B TRIG 按钮：切换 A/B 触发菜单，共享触发斜率、模式、源选择等控件；
TRIGGER LEVEL 旋钮：调节触发电平；
INIT @50% 按钮：自动将触发电平设为信号峰峰值的 50%；
DELAY 区：EVENTS（事件延迟）、TIME（时间延迟）按钮，CURSOR/DELAY 旋钮（调节延迟参数或光标位置）。
（6）采集与存储控制区
ACQUIRE 按钮：启动 / 重启采集，切换采集模式；
SAVE 按钮：冻结波形，进入存储菜单；
DISPLAY REF 按钮：调用参考波形（REF1-REF4），切换水平位置调节模式。
基础操作流程（从开机到信号显示）
3.1 开机与自检流程
开机准备：连接 3 脚电源（确保接地），按 front-panel 下方的 POWER 键；
自检过程：仪器自动执行开机自检，屏幕显示 “RUNNING SELF TEST”，完成后提示消失；
自检通过：直接进入示波器模式，CAL/DIAG 菜单显示 “PASS”；
自检失败：进入扩展诊断模式，屏幕显示故障区域，按 MENU OFF 可退出并进入示波器模式（故障不影响测量时可临时使用）；
预热等待：开机后 10 分钟内，CAL/DIAG 菜单显示 “NOT WARMED UP”，期间不建议执行校准或高精度测量；
参数初始化：
连接探头：10X 探头接 CH1 BNC，探头尖端接仪器 CALIBRATOR 回路（2.5V@1kHz 方波），地线接示波器地；
调用初始设置：按 PRGM SETUP→按 bezel 键（屏幕下方无标识按钮）选择 “INIT PANEL”，加载默认参数（CH1 激活、1V/div、1ms/div、AUTO LEVEL 触发、1MΩ DC 耦合）；
验证通道：确认 CH1 VOLT/DIV 读数在 CRT 左上角显示，未显示则按 Vertical MODE→选 CH1。
3.2 信号捕获与优化
信号连接：将探头尖端接被测信号，地线接信号参考地（尽量缩短地线长度，减少噪声）；
自动优化：按 AUTO SETUP 按钮，仪器自动调节垂直灵敏度、水平时基、触发电平，显示 2-5 个信号周期；
手动微调：
垂直调节：若波形截波，顺时针转 VOLTS/DIV 旋钮（降低灵敏度）；若波形过小，逆时针调节；
水平调节：若信号周期显示过多 / 过少，调节 SEC/DIV 旋钮（快时基显示少周期，慢时基显示多周期）；
触发优化：若触发不稳定，按 INIT @50%，或手动转 TRIGGER LEVEL 旋钮，确保触发点在信号稳定边缘。
核心功能详细解析
4.1 垂直系统（信号幅值控制）
4.1. 关键功能操作
耦合方式选择：按 CH1/CH2 的 COUPLING 按钮，循环切换 AC/DC/GND：
DC 耦合：保留信号 AC+DC 分量（如测量含 DC 偏移的纹波）；
AC 耦合：阻断 DC 分量，仅显示 AC 信号（如测量交流信号幅值）；
GND 耦合：断开信号输入，显示接地参考线（用于校准垂直位置）；
ADD/MULT 模式使用：
ADD 模式：CH1 与 CH2 信号叠加，CH1 VARIABLE 旋钮可调节 CH2 信号幅值以抵消干扰（如消除电源噪声）；
MULT 模式：CH1 与 CH2 信号相乘，结果自动缩小 5.12 倍以适应屏幕范围（如测量功率信号）；
带宽限制应用：高频噪声干扰时，按 BANDWIDTH 按钮选择 20MHz/100MHz 限制，滤除高频噪声（如测量 50Hz 电源信号时选择 20MHz 带宽）。
4.1.2 常见问题排查
波形无显示：检查耦合方式是否为 GND→切换至 AC/DC；检查探头是否连接牢固→重新插拔探头；
波形截波：VOLTS/DIV 灵敏度过高→顺时针调节增大档位；
波形噪声大：切换至 AC 耦合→启用带宽限制→缩短探头地线长度。
4.2 水平系统（信号时序控制）
4.2.1 A/B 双时基操作
A 时基（常规模式）：按 A 按钮激活，SEC/DIV 旋钮调节时基，≤100ms/div 时 AUTO 触发模式自动切换为 ROLL 模式（波形从左向右滚动显示，适用于慢信号）；
B 时基（延迟扫描）：
按 B 按钮激活，SEC/DIV 旋钮切换控制 B 时基；
调节 A 时基显示完整信号，调节 B 时基放大信号局部（如放大脉冲上升沿）；
按 A INTEN 按钮，屏幕显示 A 增强区域（B 时基放大的局部信号），便于观察细节。
4.2.2 触发位置调节
按 TRIG POSITION 按钮，循环选择触发位置（1/8、1/4、1/2、3/4、7/8）：
触发位置为 1/8：更多显示触发后信号（如观察脉冲触发后的衰减过程）；
触发位置为 7/8：更多显示触发前信号（如捕获触发前的干扰脉冲）；
GPIB 自定义：通过 GPIB 命令设置非预设位置，无屏幕下划线标识。
4.3 触发系统（稳定信号显示核心）
4.3.1 A/B 双触发系统逻辑
A 触发为 “主触发”（启动采集的初始条件），B 触发为 “延迟触发”（主触发后进一步筛选信号），支持 “主触发 + 延迟事件 / 时间” 的组合触发，适用于捕获特定时序关系的信号。
4.3.2 触发模式详解
触发模式 功能说明 适用场景
AUTO LEVEL 自动调节触发电平，确保稳定显示，信号消失时仍有扫描 常规信号（正弦波 / 方波）快速调试
AUTO 信号存在时稳定触发，信号消失时停止扫描 需明确信号有无的场景
NORMAL 仅当满足触发条件时触发，无信号时屏幕空白 捕获稀有事件（如偶发脉冲）
SINGLE SEQ 单次采集，完成后自动进入 SAVE 模式 捕获单次瞬态信号（如继电器动作）
4.3.3 特殊触发功能（需选件支持）
Video 触发：
按 SET VIDEO 按钮，进入 A VIDEO COUPLING 菜单；
选择同步模式（FIELD 1/FIELD 2/ALT/TVLINE），仅对隔行信号有效；
调节 TVLINE 选择触发线号，CLAMP ON/OFF 控制是否钳位同步信号；
Word 触发：
按 SET WORD 按钮，进入 Word Recognizer 配置菜单；
选择编码（OCT/HEX）、时钟信号（CLK）、触发字（如 0x1234）；
仅支持 Word 识别探头，无探头时显示 “WORD PROBE FAULT”。
4.4 延迟功能（捕获触发后特定信号）
4.4.1 DELAY by EVENTS（事件延迟）
功能：A 触发后，等待指定次数的 B 触发事件再完成采集；
操作步骤：
按 DELAY→EVENTS 按钮，激活事件延迟；
转动 CURSOR/DELAY 旋钮，设置事件计数（如 10，即 A 触发后第 10 个 B 事件触发采集）；
按 TRIG STATUS 按钮，确认触发状态为 “ARMED”；
适用场景：捕获总线通信中 “主时钟后的第 N 个数据位”。
4.4.2 DELAY by TIME（时间延迟）
功能：A 触发后，延迟指定时间再完成采集，支持 “主延迟” 与 “Δ 延迟” 切换；
操作步骤：
按 DELAY→TIME 按钮，激活时间延迟；
转动 CURSOR/DELAY 旋钮，设置延迟时间（如 100μs）；
按 ΔTIME 按钮，切换至 Δ 延迟模式，可调节延迟时间增量；
适用场景：捕获触发后延迟出现的故障信号（如电源关闭后的电压衰减）。
4.5 采集系统（信号采样与处理）
4.5.1 5 种采集模式对比
采集模式 工作原理 关键参数 适用场景
Normal 常规采样，每间隔取 1 个样本点 - 稳定信号（正弦波 / 方波），追求实时性
Average 多次采集后取平均值，降低随机噪声 平均次数：2-256 次 含噪声的信号（电源纹波、传感器输出）
Envelope 记录多次采集的最大 / 最小样本点，生成包络 包络次数：1-256 次 / CONT 观察信号幅度波动范围（如射频信号幅度调制）
Repet 仅对重复波形有效，扩展带宽至 300MHz - 高速重复信号（时钟信号、高频脉冲）
Save-On-Delta 实时对比 live 波形与参考包络，超界时自动存储 参考内存：REF1-REF4 长期监控偶发异常（如纹波突变、脉冲畸变）
4.5.2 采集模式切换与重启条件
切换方式：按 ACQUIRE 按钮，在菜单中选择模式及相关参数（如平均次数、包络次数）；
重启条件：以下操作会重启 Average/Envelope 采集：
垂直 / 水平模式改变；
通道 VOLTS/DIV 或垂直位置调节；
输入耦合方式改变；
触发模式或斜率改变；
按 MENU OFF 关闭菜单；
延迟参数改变（仅 Average 模式）。
4.6 存储系统（波形保存与调用）
4.6.1 波形存储（SAVE 按钮）
存储对象：CH1/CH2/ADD/MULT 波形、延迟波形；
操作步骤：
按 SAVE 按钮，进入 SAVEREF SOURCE 菜单；
选择存储源（如 CH1）；
进入 SAVEREF DESTINATION 菜单，选择存储目标（REF1-REF4）；
确认存储，屏幕显示 “STORED” 提示；
特殊功能：按 STACK REF 按钮，波形按预设顺序自动存储至 REF1-REF4（如 CH1→REF1、CH2→REF2）。
4.6.2 波形调用（DISPLAY REF 按钮）
调用步骤：
按 DISPLAY REF 按钮，进入 DISPLAY REF 菜单；
选择要调用的参考内存（REF1-REF4），无波形时显示 “EMPTY”；
调用后可按 HORIZ POS REF 调节参考波形水平位置；
XY 模式调用：选择 XYREF，调用 REF1-REF4 中的 XY 组合波形。
4.7 测量系统（波形参数提取）
4.7.1 测量功能总览
测量类型：17 项参数，覆盖幅度、时间、特殊三类：
幅度参数：峰峰值（Pk-Pk）、最大值（Max）、最小值（Min）、均值（Mean）、RMS、过冲（Ovrsht）、下冲（Undrsht）、面积（Area）；
时间参数：周期（Period）、频率（Freq）、上升时间（Rise）、下降时间（Fall）、脉冲宽度（Width）、占空比（Duty）、延迟（Delay）；
特殊参数：触发事件计数（Events）、斜率（Slope）、1/TIME（频率倒数）；
测量方式：连续测量（MEAS TYPE）、单次快照（SNAPSHOT）。
4.7.2 典型测量操作（以 “上升时间” 为例）
准备工作：确保信号稳定触发，上升沿无明显噪声，水平时基适配（如测量 ns 级上升时间用 5ns/div）；
进入测量菜单：按 MEASURE 按钮；
选择测量类型：按 MEAS TYPE→在参数矩阵中勾选 “RISE”；
设置测量标准（默认 10%-90%，自定义需按 SETUP→LEVEL）：
转动旋钮调节 DISTAL（对应 10%）、PROXIMAL（对应 90%）电平；
按 MARK ON 按钮，屏幕显示测量标记（X 形），指示 10% 和 90% 电平位置；
读取结果：屏幕测量读数区显示上升时间数值（如 28.4ns）；
单次快照：按 SNAPSHOT→选择目标通道（如 CH1），仪器捕获当前波形的所有参数并冻结显示。
4.8 GPIB 通信与数据输出（OUTPUT 按钮）
4.8.1 GPIB 参数配置
进入配置菜单：按 OUTPUT→SETUP；
核心参数设置：
模式（MODE）：T/ONLY（仅发送数据）、L/ONLY（仅接收命令）、T/L（收发）、DEVICES（连接打印机 / 绘图仪）、OFF BUS（关闭 GPIB）；
地址（ADDR）：设置 GPIB 地址（如 3），需与控制器地址匹配；
终止符（TERM）：EOI（默认）、LF/EOI，确保与接收设备一致；
编码（ENCDG）：ASCII、RP（正整数）、RI（默认），正整数数据需设为 RP；
设备适配：按 DEVICES→选择设备类型（HPGL 绘图仪、THINKJET 打印机）→设置纸张大小（US:A4）、是否显示刻度（GRAT ON/OFF）。
4.8.2 数据发送与状态监控
发送数据：按 TRANSMIT/PRINT 按钮，发送当前波形（CURVE）、面板设置（PRGM）或测量结果至外部设备；
状态监控：按 OUTPUT→STATUS，查看 GPIB 状态（如地址、模式、错误信息）， underscored 项为当前生效设置；
故障排查：若数据发送失败，检查：
GPIB 电缆连接是否牢固；
地址、终止符、编码是否与接收设备一致；
设备是否支持所选数据格式（如 WHOLE WFMS/PARTIAL WFMS）。
安全操作与注意事项
5.1 安全前提
必须参考《2440 操作手册》中的 “操作员安全摘要”，重点关注：
输入电压限制：1MΩ 耦合时最大 400Vpk，50Ω 耦合时最大 5Vrms；
探头使用：仅使用 Tek 推荐探头（如 10X 无源探头），探头地线不得接市电；
接地要求：仪器必须通过 3 脚电源接地，禁止断开接地引脚；
禁止在潮湿、爆炸环境使用，禁止带电插拔探头或信号线缆。
5.2 维护与校准
信号路径补偿（SPC）：环境温差超 10℃或每周 1 次，按 Utility→Calibration→Signal Path，耗时约 10 分钟，确保低量程（≤5mV/div）测量精度；
探头补偿：每次更换探头或通道，需连接 CALIBRATOR 回路（2.5V@1kHz），调节探头补偿孔至方波平直；
校准提示：若扩展诊断显示 “UNCALD”，需待仪器预热后执行 SELF CAL，仍无效则联系专业人员校准，此时仪器使用前次校准参数，测量精度可能下降。
5.3 常见故障排查
故障现象 可能原因 排查步骤
无波形显示 1. 通道未激活；2. 耦合方式为 GND；3. 触发未稳定；4. 亮度设置过低 1. 按 MODE 激活对应通道；2. 切换耦合至 AC/DC；3. 按 AUTO SETUP 或 INIT @50%；4. 调节 INTENSITY 旋钮
触发不稳定 1. 触发电平不当；2. 耦合方式未适配；3. 信号噪声过大 1. 手动调节 TRIGGER LEVEL；2. 启用 Noise Reject 耦合；3. 切换至 Average 采集模式
测量结果异常 1. 波形截波；2. 时基 / 灵敏度适配不当；3. 测量标准错误 1. 调节 VOLTS/DIV 避免截波；2. 适配时基 / 灵敏度；3. 按 MEASURE→SETUP 调整测量电平
GPIB 通信失败 1. 地址 / 编码不匹配；2. 电缆故障；3. 设备未就绪 1. 核对 GPIB 参数；2. 更换电缆；3. 确认外部设备处于就绪状态
