罗德与施瓦茨RTM3004数字示波器中文说明书

一、产品概述

罗德与施瓦茨（Rohde & Schwarz）RTM3004数字示波器是一款高性能、多功能的测试测量设备，专为电子工程师、研发人员和技术人员设计。其核心优势在于高精度、高带宽、多通道以及丰富的分析功能，能够满足从基础电路调试到复杂系统分析的广泛需求。RTM3004支持最高1GHz的带宽、5GSa/s的实时采样率（交织模式下）以及80Mpts的存储深度，结合10位ADC分辨率和10.1英寸电容式触摸屏，提供直观的操作体验和卓越的信号捕获能力。此外，RTM3004还集成了逻辑分析仪、协议分析仪、波形发生器等多种功能，成为电子测试领域的全能工具。

二、技术规格

1. 基础性能

• 带宽：标配100MHz，可选配至1GHz（通过B242/B243/B245/B2410选件升级）。

• 采样率：单通道最高2.5GSa/s，交织模式下可达5GSa/s。

• 存储深度：每通道标配40Mpts，交织模式下80Mpts，可选配至400Mpts分段存储。

• ADC分辨率：10位，等效垂直分辨率是传统8位ADC的4倍，显著提升信号细节捕捉能力。

• 触发系统：支持边沿、脉宽、视频、码型、串行总线等多种触发模式，可选配I2C、SPI、UART、CAN等协议触发。

2. 显示与操作

• 显示屏：10.1英寸WXGA TFT电容式触摸屏，分辨率1280×800像素，支持手势操作（缩放、平移、多点触控）。

• 波形更新率：最高64,000波形/秒，实时捕捉瞬态信号。

• 用户界面：直观的图标式菜单，支持多语言切换，操作逻辑与智能手机类似。

3. 输入与通道

• 通道数：4个模拟通道，可选配16个数字通道（通过MSO选件）。

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

• 垂直灵敏度：500μV/div至10V/div（1MΩ输入），500μV/div至1V/div（50Ω输入）。

• 最大输入电压：300V（CAT II），使用高压探头可扩展至kV级。

4. 分析功能

• 内置测量：支持电压、频率、周期、占空比、上升/下降时间、相位差等20余种自动测量。

• 高级分析：

• FFT频谱分析：最高1MHz分辨率带宽，支持加窗函数（汉宁、平顶等）。

• 数学运算：加减乘除、积分、微分、滤波等。

• 模板测试：自定义波形模板，自动判断信号是否合格。

• 直方图与趋势分析：统计信号参数分布，监测长期稳定性。

5. 扩展功能

• 波形发生器：可选配14位、250MSa/s的任意波形发生器，支持正弦波、方波、脉冲、噪声等。

• 逻辑分析仪：通过MSO选件实现16通道数字信号采集，采样率1.25GSa/s。

• 协议分析：支持I2C、SPI、UART、CAN、LIN等总线解码与分析。

• 远程控制：通过LAN、USB或Web服务器实现远程操作与数据共享。

6. 物理特性

• 尺寸：390mm（宽）×220mm（高）×152mm（深）。

• 重量：约3.3kg。

• 电源：100-240V AC，50/60Hz，功耗≤60W。

• 工作温度：0°C至+50°C，存储温度-20°C至+70°C。

三、硬件连接与配置

1. 初次使用准备

• 开箱检查：确认主机、电源线、无源探头（RT-ZP05S）、说明书及保修卡齐全。

• 探头校准：首次使用前需进行探头补偿，将探头连接至探头校准信号（通常为1kHz方波），调整探头补偿电容至方波无过冲或下冲。

• 接地连接：确保示波器与被测电路共地，避免浮地测量导致的误差或安全隐患。

2. 信号连接

• 模拟信号：将探头夹持至被测点，另一端连接至示波器通道输入端。

• 数字信号：通过逻辑探头（如RT-ZL6）连接至MSO输入端。

• 电源与触发信号：

• 外部触发：将触发信号连接至EXT TRIG输入端。

• 同步信号：如需多台示波器同步，可通过LAN或外部时钟接口连接。

3. 参数设置

• 垂直设置：

• 选择通道（CH1-CH4），设置垂直档位（如500mV/div）与耦合方式（DC/AC/GND）。

• 调整偏移量（Position）使信号居中显示。

• 水平设置：

• 设置时基（Time/Div），如10ms/div可观察50Hz交流电的完整周期。

• 调整水平位置（Horizontal Position）对齐触发点。

• 触发设置：

• 选择触发源（通道、外部或行触发）。

• 设置触发类型（边沿、脉宽等）与电平（如上升沿触发，电平设为1V）。

四、基础测量操作

1. 电压测量

• 步骤：

1. 连接探头至被测点，设置垂直档位为信号幅值的2-3倍（如220V交流电设为200V/div）。

2. 触发条件设为上升沿触发，时基设为10ms/div。

3. 观察波形，使用自动测量功能读取峰值电压（Vpp）、有效值（Vrms）等参数。

• 注意事项：

• 测量高压信号时需使用高压探头（如RT-ZH1000），并确保探头衰减比与示波器设置一致。

• 避免探头尖端短路或接触带电导体。

2. 频率与周期测量

• 步骤：

1. 捕获稳定波形后，启用自动测量中的“频率”或“周期”功能。

2. 也可手动测量：周期=1/频率，通过光标测量两个相邻上升沿的时间差。

• 示例：

• 测量50Hz交流电：周期应为20ms，频率50Hz。

3. 相位差测量

• 步骤：

1. 将两个通道分别连接至待测信号（如两相交流电）。

2. 启用“相位”自动测量，或使用光标测量两个波形过零点的时间差，计算相位差=时间差/周期×360°。

4. 频谱分析（FFT）

• 步骤：

1. 捕获时域波形后，按“FFT”键进入频谱模式。

2. 设置中心频率、跨度（Span）与分辨率带宽（RBW）。

3. 观察频谱图，分析谐波含量（如50Hz信号的3次谐波为150Hz）。

• 应用：

• 检测电源噪声、电磁干扰（EMI）或谐波失真。

五、高级应用与案例

1. 电源完整性分析

• 软启动波形捕获：

• 连接探头至电源输出端，设置触发条件为电压上升沿，时基覆盖整个启动过程（如100ms/div）。

• 测量启动时间、浪涌电流与过冲电压，评估电源稳定性。

• 纹波与噪声测量：

• 使用AC耦合，带宽限制至20MHz，垂直档位设为mV级，观察电源输出端的低频纹波与高频噪声。

2. 通信总线解码

• I2C总线分析：

• 连接逻辑探头至SCL与SDA线，启用I2C解码功能。

• 设置时钟频率与地址范围，实时显示总线数据、时钟周期与状态（起始、停止、ACK）。

• CAN总线故障排查：

• 通过CAN触发捕获异常帧，分析错误标志位与数据内容。

3. 电机驱动调试

• 三相电流与电压同步测量：

• 使用电流探头与高压探头分别测量三相电流与电压，通过MSO选件同步采集数字信号（如PWM控制信号）。

• 分析相序、电流谐波与功率因数。

4. 射频信号测试

• 脉冲信号分析：

• 设置带宽至1GHz，捕获射频脉冲的上升时间、脉宽与重复频率。

• 使用眼图模板测试判断信号质量。

六、维护与故障排除

1. 日常维护

• 清洁：使用干燥的无绒布擦拭屏幕与外壳，避免使用酒精或溶剂。

• 校准：建议每年进行一次自校准（通过菜单进入“Utility”→“Calibration”）。

• 存储：长期不使用时，断开电源并存放于干燥、无尘环境中。

2. 常见故障处理

• 无显示：

• 检查电源线连接与保险丝。

• 尝试重启示波器。

• 波形失真：

• 检查探头补偿与接地。

• 降低采样率或存储深度以避免数据溢出。

• 触发不稳定：

• 调整触发电平或改用高频抑制触发。

• 检查信号噪声，必要时启用低通滤波。

3. 错误代码与提示

• “Calibration Failed”：校准失败，需联系售后。

• “Memory Full”：存储深度不足，降低采样率或分段存储。

• “Probe Not Detected”：检查探头连接与型号匹配。

七、安全须知

1. 高压测量：

• 使用高压探头时，确保衰减比与示波器设置一致（如×100探头需将示波器档位乘以100）。

• 避免探头尖端裸露，防止触电。

2. 浮地测量：

• 禁止在未隔离的电路中进行浮地测量，可能导致示波器损坏或人员伤亡。

3. 静电防护：

• 操作前佩戴防静电手环，避免损坏敏感元件。

4. 高温环境：

• 避免在超过50°C的环境中长时间使用，防止散热不良。

八、附录

1. 术语表

• ADC分辨率：模数转换器的位数，决定垂直精度（10位ADC可分辨1024个电平）。

• 交织采样：通过多片ADC交替采样，实现高于单片ADC的采样率。

• 眼图：数字信号的叠加显示，用于评估信号质量与抖动。

2. 技术支持

• 官网：http://www.rohde-schwarz.com

• 服务热线：400-820-5835

• 保修期：3年（需注册产品）。

3. 选件与配件

• 高压探头：RT-ZH1000（1kV）、RT-ZH5000（5kV）。

• 电流探头：RT-ZC20（20A）、RT-ZC200（200A）。

• 逻辑探头：RT-ZL6（6通道）、RT-ZL16（16通道）。

九、总结

罗德与施瓦茨RTM3004数字示波器凭借其卓越的性能、丰富的功能与直观的操作界面，成为电子测试领域的标杆产品。无论是基础电压测量、复杂协议分析还是高速信号捕获，RTM3004均能提供精准可靠的解决方案。通过本说明书的详细指导，用户可快速掌握其核心功能，并在实际工作中发挥最大效能。如需进一步技术支持，请随时联系罗德与施瓦茨官方服务团队。