羅德與施瓦茨RTM3004數字示波器中文說明書

一、產品概述

羅德與施瓦茨（Rohde & Schwarz）RTM3004數字示波器是一款高性能、多功能的測試測量設備，專為電子工程師、研發人員和技術人員設計。其核心優勢在于高精度、高帶寬、多通道以及豐富的分析功能，能夠滿足從基礎電路調試到復雜系統分析的廣泛需求。RTM3004支持最高1GHz的帶寬、5GSa/s的實時采樣率（交織模式下）以及80Mpts的存儲深度，結合10位ADC分辨率和10.1英寸電容式觸摸屏，提供直觀的操作體驗和卓越的信號捕獲能力。此外，RTM3004還集成了邏輯分析儀、協議分析儀、波形發生器等多種功能，成為電子測試領域的全能工具。

二、技術規格

1. 基礎性能

• 帶寬：標配100MHz，可選配至1GHz（通過B242/B243/B245/B2410選件升級）。

• 采樣率：單通道最高2.5GSa/s，交織模式下可達5GSa/s。

• 存儲深度：每通道標配40Mpts，交織模式下80Mpts，可選配至400Mpts分段存儲。

• ADC分辨率：10位，等效垂直分辨率是傳統8位ADC的4倍，顯著提升信號細節捕捉能力。

• 觸發系統：支持邊沿、脈寬、視頻、碼型、串行總線等多種觸發模式，可選配I2C、SPI、UART、CAN等協議觸發。

2. 顯示與操作

• 顯示屏：10.1英寸WXGA TFT電容式觸摸屏，分辨率1280×800像素，支持手勢操作（縮放、平移、多點觸控）。

• 波形更新率：最高64,000波形/秒，實時捕捉瞬態信號。

• 用戶界面：直觀的圖標式菜單，支持多語言切換，操作邏輯與智能手機類似。

3. 輸入與通道

• 通道數：4個模擬通道，可選配16個數字通道（通過MSO選件）。

• 輸入阻抗：1MΩ±1% || 14pF±1pF，或50Ω±1.5%（可選）。

• 垂直靈敏度：500μV/div至10V/div（1MΩ輸入），500μV/div至1V/div（50Ω輸入）。

• 最大輸入電壓：300V（CAT II），使用高壓探頭可擴展至kV級。

4. 分析功能

• 內置測量：支持電壓、頻率、周期、占空比、上升/下降時間、相位差等20余種自動測量。

• 高級分析：

• FFT頻譜分析：最高1MHz分辨率帶寬，支持加窗函數（漢寧、平頂等）。

• 數學運算：加減乘除、積分、微分、濾波等。

• 模板測試：自定義波形模板，自動判斷信號是否合格。

• 直方圖與趨勢分析：統計信號參數分布，監測長期穩定性。

5. 擴展功能

• 波形發生器：可選配14位、250MSa/s的任意波形發生器，支持正弦波、方波、脈沖、噪聲等。

• 邏輯分析儀：通過MSO選件實現16通道數字信號采集，采樣率1.25GSa/s。

• 協議分析：支持I2C、SPI、UART、CAN、LIN等總線解碼與分析。

• 遠程控制：通過LAN、USB或Web服務器實現遠程操作與數據共享。

6. 物理特性

• 尺寸：390mm（寬）×220mm（高）×152mm（深）。

• 重量：約3.3kg。

• 電源：100-240V AC，50/60Hz，功耗≤60W。

• 工作溫度：0°C至+50°C，存儲溫度-20°C至+70°C。

三、硬件連接與配置

1. 初次使用準備

• 開箱檢查：確認主機、電源線、無源探頭（RT-ZP05S）、說明書及保修卡齊全。

• 探頭校準：首次使用前需進行探頭補償，將探頭連接至探頭校準信號（通常為1kHz方波），調整探頭補償電容至方波無過沖或下沖。

• 接地連接：確保示波器與被測電路共地，避免浮地測量導致的誤差或安全隱患。

2. 信號連接

• 模擬信號：將探頭夾持至被測點，另一端連接至示波器通道輸入端。

• 數字信號：通過邏輯探頭（如RT-ZL6）連接至MSO輸入端。

• 電源與觸發信號：

• 外部觸發：將觸發信號連接至EXT TRIG輸入端。

• 同步信號：如需多臺示波器同步，可通過LAN或外部時鐘接口連接。

3. 參數設置

• 垂直設置：

• 選擇通道（CH1-CH4），設置垂直檔位（如500mV/div）與耦合方式（DC/AC/GND）。

• 調整偏移量（Position）使信號居中顯示。

• 水平設置：

• 設置時基（Time/Div），如10ms/div可觀察50Hz交流電的完整周期。

• 調整水平位置（Horizontal Position）對齊觸發點。

• 觸發設置：

• 選擇觸發源（通道、外部或行觸發）。

• 設置觸發類型（邊沿、脈寬等）與電平（如上升沿觸發，電平設為1V）。

四、基礎測量操作

1. 電壓測量

• 步驟：

1. 連接探頭至被測點，設置垂直檔位為信號幅值的2-3倍（如220V交流電設為200V/div）。

2. 觸發條件設為上升沿觸發，時基設為10ms/div。

3. 觀察波形，使用自動測量功能讀取峰值電壓（Vpp）、有效值（Vrms）等參數。

• 注意事項：

• 測量高壓信號時需使用高壓探頭（如RT-ZH1000），并確保探頭衰減比與示波器設置一致。

• 避免探頭尖端短路或接觸帶電導體。

2. 頻率與周期測量

• 步驟：

1. 捕獲穩定波形后，啟用自動測量中的“頻率”或“周期”功能。

2. 也可手動測量：周期=1/頻率，通過光標測量兩個相鄰上升沿的時間差。

• 示例：

• 測量50Hz交流電：周期應為20ms，頻率50Hz。

3. 相位差測量

• 步驟：

1. 將兩個通道分別連接至待測信號（如兩相交流電）。

2. 啟用“相位”自動測量，或使用光標測量兩個波形過零點的時間差，計算相位差=時間差/周期×360°。

4. 頻譜分析（FFT）

• 步驟：

1. 捕獲時域波形后，按“FFT”鍵進入頻譜模式。

2. 設置中心頻率、跨度（Span）與分辨率帶寬（RBW）。

3. 觀察頻譜圖，分析諧波含量（如50Hz信號的3次諧波為150Hz）。

• 應用：

• 檢測電源噪聲、電磁干擾（EMI）或諧波失真。

五、高級應用與案例

1. 電源完整性分析

• 軟啟動波形捕獲：

• 連接探頭至電源輸出端，設置觸發條件為電壓上升沿，時基覆蓋整個啟動過程（如100ms/div）。

• 測量啟動時間、浪涌電流與過沖電壓，評估電源穩定性。

• 紋波與噪聲測量：

• 使用AC耦合，帶寬限制至20MHz，垂直檔位設為mV級，觀察電源輸出端的低頻紋波與高頻噪聲。

2. 通信總線解碼

• I2C總線分析：

• 連接邏輯探頭至SCL與SDA線，啟用I2C解碼功能。

• 設置時鐘頻率與地址范圍，實時顯示總線數據、時鐘周期與狀態（起始、停止、ACK）。

• CAN總線故障排查：

• 通過CAN觸發捕獲異常幀，分析錯誤標志位與數據內容。

3. 電機驅動調試

• 三相電流與電壓同步測量：

• 使用電流探頭與高壓探頭分別測量三相電流與電壓，通過MSO選件同步采集數字信號（如PWM控制信號）。

• 分析相序、電流諧波與功率因數。

4. 射頻信號測試

• 脈沖信號分析：

• 設置帶寬至1GHz，捕獲射頻脈沖的上升時間、脈寬與重復頻率。

• 使用眼圖模板測試判斷信號質量。

六、維護與故障排除

1. 日常維護

• 清潔：使用干燥的無絨布擦拭屏幕與外殼，避免使用酒精或溶劑。

• 校準：建議每年進行一次自校準（通過菜單進入“Utility”→“Calibration”）。

• 存儲：長期不使用時，斷開電源并存放于干燥、無塵環境中。

2. 常見故障處理

• 無顯示：

• 檢查電源線連接與保險絲。

• 嘗試重啟示波器。

• 波形失真：

• 檢查探頭補償與接地。

• 降低采樣率或存儲深度以避免數據溢出。

• 觸發不穩定：

• 調整觸發電平或改用高頻抑制觸發。

• 檢查信號噪聲，必要時啟用低通濾波。

3. 錯誤代碼與提示

• “Calibration Failed”：校準失敗，需聯系售后。

• “Memory Full”：存儲深度不足，降低采樣率或分段存儲。

• “Probe Not Detected”：檢查探頭連接與型號匹配。

七、安全須知

1. 高壓測量：

• 使用高壓探頭時，確保衰減比與示波器設置一致（如×100探頭需將示波器檔位乘以100）。

• 避免探頭尖端裸露，防止觸電。

2. 浮地測量：

• 禁止在未隔離的電路中進行浮地測量，可能導致示波器損壞或人員傷亡。

3. 靜電防護：

• 操作前佩戴防靜電手環，避免損壞敏感元件。

4. 高溫環境：

• 避免在超過50°C的環境中長時間使用，防止散熱不良。

八、附錄

1. 術語表

• ADC分辨率：模數轉換器的位數，決定垂直精度（10位ADC可分辨1024個電平）。

• 交織采樣：通過多片ADC交替采樣，實現高于單片ADC的采樣率。

• 眼圖：數字信號的疊加顯示，用于評估信號質量與抖動。

2. 技術支持

• 官網：http://www.rohde-schwarz.com

• 服務熱線：400-820-5835

• 保修期：3年（需注冊產品）。

3. 選件與配件

• 高壓探頭：RT-ZH1000（1kV）、RT-ZH5000（5kV）。

• 電流探頭：RT-ZC20（20A）、RT-ZC200（200A）。

• 邏輯探頭：RT-ZL6（6通道）、RT-ZL16（16通道）。

九、總結

羅德與施瓦茨RTM3004數字示波器憑借其卓越的性能、豐富的功能與直觀的操作界面，成為電子測試領域的標桿產品。無論是基礎電壓測量、復雜協議分析還是高速信號捕獲，RTM3004均能提供精準可靠的解決方案。通過本說明書的詳細指導，用戶可快速掌握其核心功能，并在實際工作中發揮最大效能。如需進一步技術支持，請隨時聯系羅德與施瓦茨官方服務團隊。