2024年5月29日发(作者：巧依云)
示波器校准仪输出方波幅度校准方法的选择
戴丹
1,2
詹国钟
2
施滨
2
/ 1.上海交通大学；2.上海市计量测试技术研究院
摘 要
介绍了不同厂家和型号的示波器校准仪输出方波幅度的三种校准方法，比较了现有不同型
号的示波器校准仪和特点，指出了三种方波幅度校准方法的适用范围，通过实验使这三种示波器校
准仪输出方波幅度的校准方法更有针对性，提高日常校准工作效率。
关键词
示波器校准仪；方波幅度；校准方法
0 引言
示波器校准仪广泛应用于示波器的检定和校
准，目前的主流示波器校准仪有NF4608B/4609B，
POC-2；FLUKE的5520A；FLUKE的9500B。对示
波器校准仪方波幅度的计量检定校准主要依据示波
器校准仪检定规程（JJG 278-2002）进行，其中包含
了三种现行有效的方波幅度测量方法。这三种方法
分别是：高采样数表法、脉冲幅度比较仪法和数字
多用表交流测量法。示波器检定规程中只是给出了
这三种方法，但是针对现有的主流示波器校准仪哪
种方法更合适则无涉猎，本文针对不同型号的示波
器校准仪，通过实验和数据分析，总结出相应的结果。
的方波顶量值和底量值。
图1 高采样数表法连接图
数字多用表3458A监测精密脉冲幅度比较仪
PAC-11输出的可调直流电压，分别将示波器校准
仪输出给定方波电压的上限值与下限值（即方波的
顶量值与底量值），通过斩波器与脉冲幅度比较仪
输出的可调直流电压一起输入高灵敏示波器SR12，
经过差分放大后进行比较。通过不断粗调或者细调
PAC-11直流电压值，使得高灵敏示波器SR12上两
波形重合达到平衡。此时，读取数字多用表的实时
直流电压监测值，即为被测方波幅度的顶量值或底
量值，按照方波幅度定义，通过顶量值减去底量值
即为方波幅度
[2]
。
示波器校准仪检定规程中提出，该方法适用于
方波校准电压最大允许误差超过±0.2%的校准仪
[3]
。
按图2连接仪器。
1.3 数字多用表交流测量法（方法三）
该方法的原理是通过数字多用表在交流采样模
式下测量得到方波电压有效值，计算得到方波等效
面积，来测量得到方波幅度。但使用该方法有前提，
即通过数字存储示波器观测示波器校准仪的方波信
号为标准方波，即其顶部应当平坦，无明显上冲且
过渡时间短，要求占空比为1∶2
[5]
。
1 现有示波器校准仪方波幅度校准方法
根据相应的检定规程和现有文献
[1-4]
，并结合脉
冲无线电实验室的仪器特点，归纳为三种校准方法。
1.1 高采样数表法（方法一）
该方法的原理是通过数字多用表3458A同步示
波器校准仪的触发信号，在同步后数字多用表以积
分的方式采集示波器校准仪输出的方波的顶量值和
底量值。按图1连接仪器。
数字多用表设置为DCV档，设置积分周期为
“0.01”，合理调节触发延迟，分别测得方波信号的
顶部和底部电压值，按照方波幅度定义，顶部电压
减去底部电压即为方波幅度。
1.2 脉冲幅度比较仪法（方法二）
该方法的原理是传统的直流电压比较法。将示
波器校准仪输出的方波信号的顶部和底部电压与脉
冲幅度比较仪输出的直流电压进行比较，得到准确
2024年5月29日发(作者：巧依云)
示波器校准仪输出方波幅度校准方法的选择
戴丹
1,2
詹国钟
2
施滨
2
/ 1.上海交通大学；2.上海市计量测试技术研究院
摘 要
介绍了不同厂家和型号的示波器校准仪输出方波幅度的三种校准方法，比较了现有不同型
号的示波器校准仪和特点，指出了三种方波幅度校准方法的适用范围，通过实验使这三种示波器校
准仪输出方波幅度的校准方法更有针对性，提高日常校准工作效率。
关键词
示波器校准仪；方波幅度；校准方法
0 引言
示波器校准仪广泛应用于示波器的检定和校
准，目前的主流示波器校准仪有NF4608B/4609B，
POC-2；FLUKE的5520A；FLUKE的9500B。对示
波器校准仪方波幅度的计量检定校准主要依据示波
器校准仪检定规程（JJG 278-2002）进行，其中包含
了三种现行有效的方波幅度测量方法。这三种方法
分别是：高采样数表法、脉冲幅度比较仪法和数字
多用表交流测量法。示波器检定规程中只是给出了
这三种方法，但是针对现有的主流示波器校准仪哪
种方法更合适则无涉猎，本文针对不同型号的示波
器校准仪，通过实验和数据分析，总结出相应的结果。
的方波顶量值和底量值。
图1 高采样数表法连接图
数字多用表3458A监测精密脉冲幅度比较仪
PAC-11输出的可调直流电压，分别将示波器校准
仪输出给定方波电压的上限值与下限值（即方波的
顶量值与底量值），通过斩波器与脉冲幅度比较仪
输出的可调直流电压一起输入高灵敏示波器SR12，
经过差分放大后进行比较。通过不断粗调或者细调
PAC-11直流电压值，使得高灵敏示波器SR12上两
波形重合达到平衡。此时，读取数字多用表的实时
直流电压监测值，即为被测方波幅度的顶量值或底
量值，按照方波幅度定义，通过顶量值减去底量值
即为方波幅度
[2]
。
示波器校准仪检定规程中提出，该方法适用于
方波校准电压最大允许误差超过±0.2%的校准仪
[3]
。
按图2连接仪器。
1.3 数字多用表交流测量法（方法三）
该方法的原理是通过数字多用表在交流采样模
式下测量得到方波电压有效值，计算得到方波等效
面积，来测量得到方波幅度。但使用该方法有前提，
即通过数字存储示波器观测示波器校准仪的方波信
号为标准方波，即其顶部应当平坦，无明显上冲且
过渡时间短，要求占空比为1∶2
[5]
。
1 现有示波器校准仪方波幅度校准方法
根据相应的检定规程和现有文献
[1-4]
，并结合脉
冲无线电实验室的仪器特点，归纳为三种校准方法。
1.1 高采样数表法（方法一）
该方法的原理是通过数字多用表3458A同步示
波器校准仪的触发信号，在同步后数字多用表以积
分的方式采集示波器校准仪输出的方波的顶量值和
底量值。按图1连接仪器。
数字多用表设置为DCV档，设置积分周期为
“0.01”，合理调节触发延迟，分别测得方波信号的
顶部和底部电压值，按照方波幅度定义，顶部电压
减去底部电压即为方波幅度。
1.2 脉冲幅度比较仪法（方法二）
该方法的原理是传统的直流电压比较法。将示
波器校准仪输出的方波信号的顶部和底部电压与脉
冲幅度比较仪输出的直流电压进行比较，得到准确