使用示波器和波形发生器对元器件进行测试的方法

本文说明了使用示波器和波形发生器对元器件进行测试的方法。将展示电容、电感、二极管、双极晶体管及电缆的测试过程。这些测试方法可用于确定故障部件或识别无标注元器件的作用。

　　测试配置

　　本测试案例的基本理念是通过波形发生器在该元器件上施加一个激励，并通过示波器测量它的响应。安捷伦InfiniiVision X系列示波器采用内置波形发生器，可为元器件测试提供便利的“一体化”解决方案。应当注意的是，示波器不能完全替代专用的元器件测试仪，后者能提供更高的精度和更全面的测试。

　　图1显示了测量配置。波形发生器连接到示波器输入端，另一支路连接至被测件(DUT)。对于表贴元器件的测试，推荐使用安捷伦11060A(或相近产品)进行测试。通过波形发生器的50Ω内阻，对被测件施加电压。通过示波器输入通道测量被测件上的电压。该示波器受到波形发生器的触发。安捷伦X系列示波器内置了触发连接，无需使用额外的电缆连接和触发配置设置。用户只需选择波形发生器作为触发源即可完成触发。

　　电容和电感测试

　　图2显示了示波器在没有连接被测件时的配置和测量。取平均法可以降低噪声进而提高精度。打开Min、Rise和Fall(10-90%)自动测量，触发点的位置设在左侧。

　　图2：电容和电感的测试与测量(未连接被测件时)。

　　使用一个10Hz、100mVpp的方波作为激励。针对被测件进行低电压在线测试，无需再连接偏置半导体器件。这种低电压测试还可以最大程度减少极化电容中可能会降低测量精度的反向泄漏电流.

　　电容测试

　　电容作为被测件时，电路配置为典型的电阻-电容(R-C)结构，其中R是函数发生器的50Ω内阻。示波器的输入阻抗为1MΩ，远远超过波形发生器的50Ω内阻(可以忽略后者)。在测量上升时间(10-90%)时，根据下面公式可以算出被测件的电容值：

　　公式1

　　为了获得最精确的测量结果，必须对测试系统的电容进行测量，并考虑它对测试的影响。在确定值时，我们建议首先测量一个已知的、精确的1nF电容，随后在测量结果中减去1nF即为值。图3显示了1nF电容测量。通过上升时间测量(图3)可计算出电容值是1.24nF，因此值约为0.24nF。

　　图3：1nF电容的测试与测量。

　　必须认真调整示波器的s/div设置以便显示完整的跳变;但不能将显示速度调得过慢，否则会导致分辨率不足、无法精确地测量跳变。根据实际经验，最好将s/div设置在已测上升时间(或下降时间)的1/2~2倍之间。假设已测上升时间是175ns，则s/div应当设为100ns/div或200ns/div。

　　求出值后，可进一步对大于1nF的电容进行测试。因受到波形发生器的频率限制，可测得的电容数值上限为100uF。降低波形发生器的频率即可测试较大的电容数值。图4显示了47nF电容测量。在本例中，推算出的电容值是45.9nF。

　　图4：47nF电容的测试与测量。

　　请注意，边沿跳变开始时会出现“尖峰”。在激励边沿通过测试系统电缆到达被测件并返回的过程中会出现这个尖峰。它是导致无法精确测得低于1nF的电容值的主要原因。通过对被测件进行较短的连接(6英寸)可以降低尖峰的干扰，从而能够测试低至250pF的电容值