多通道信号发生器模拟录入故障信号输出观测故障点

一、背景

为满足西安某电力电子企业三相系统故障诊断需求，AE团队前往西安某企业客户现场开展设备演示操作。该客户核心诉求是将实际工况中采集的三相故障信号（如过流、过压、相位异常、电路短路等故障类型）进行保存，通过专业仪器复现故障信号，并结合示波器精准观测故障点特征，为故障溯源与设备优化提供数据支撑。

通道隔离是本次应用的核心要求——三相信号作为独立回路，若通道间存在信号串扰，会导致故障信号复现失真，无法准确反映实际故障状态。本次演示选用普源精电DG5508 Pro多通道信号发生器与泰克3系示波器（MSO3 SERIES），通过二者协同实现故障信号的精准复现与故障点观测。

图AE团队赴客户现场

二、应用分析

（一）客户核心需求

数据兼容：支持*.arb/.csv/.txt格式故障文件导入，1:1复现。

通道隔离：DG5508 Pro具备8通道对地隔离，避免串扰。

参数可调：频率、幅度、相位等可独立微调。

精准观测：示波器支持多种触发模式及波形分析，锁定故障特征。

便捷操作：支持触控与远程控制。

三、演示与操作

（一）多通道信号发生器DG5508 Pro操作

（一）前期准备

设备检查

检查DG5508 Pro外观无机械损坏，输出连接器、USB接口、LAN接口无松动；确认随机附件齐全（含8根BNC线缆、电源线、USB数据线、SMB辅助插拔工具）。

检查泰克3系示波器通道接口、触发旋钮、显示屏功能正常，探头无破损，校准证书在有效期内。

客户提供的三相故障信号文件已存储至U盘（格式为*.arb，确保无文件头，波形长度≤64 Mpts）。

环境搭建

选择通风良好的操作区域，确保仪器两侧、上方、后面留出至少10厘米间隙，满足通风要求；环境温度控制在0℃~40℃，相对湿度≤80%（无冷凝）。

确保操作台面接地良好，将DG5508 Pro与泰克示波器通过电源电缆接地端可靠接地，避免电击风险。

仪器上电

连接DG5508 Pro电源线（支持100V~240V，50Hz/60Hz），按下前面板电源键开机，完成自检后设置系统语言为简体中文。

启动泰克3系示波器，进行开机自检，确认通道功能正常，设置采样模式为“实时采样”。

（二）DG5508 Pro参数配置

故障信号导入

将存储故障信号的U盘插入DG5508 Pro前面板USB HOST接口，仪器自动识别外部存储设备。

点击仪器界面“输出模式”下拉菜单，选择“高级”模式，点击“波形预览/编辑”区，在弹出的菜单中选择“存储波形”。

导航至U盘存储路径，选中三相故障信号文件（如“三相短路故障.arb”），点击“加载”，完成信号导入（导入过程中确保文件格式兼容，无带文件头的无效数据）。

通道配置（核心突出隔离特性）

点击界面下方“通道组”键，打开通道组设置菜单，选择CH1、CH2、CH3作为三相故障信号输出通道，确认三通道均启用“对地隔离”模式（默认开启，可通过“通道设置-输出阻抗”界面核实）。

利用“通道复制”功能：选中已导入故障信号的CH1（源通道），设置目标通道为CH2、CH3，点击“应用”，快速复制波形参数，减少重复配置；若三相故障信号参数不同，可分别进入各通道“波形参数设置”界面微调频率、幅度、相位等参数（频率范围1Hz500MHz，幅度范围1mVpp10Vpp，相位范围-360°~360°）。

同步与校准设置

点击界面“同相位”键，对CH1、CH2、CH3进行相位校准，建立通用内部相位零参考点，确保三相故障信号时序同步（避免因相位偏差导致故障场景失真）。

检查各通道输出模式：确认均为“高级-任意波”模式，滤波模式选择“内插”，保证故障信号无失真输出；设置采样率为2.5GSa/s（与信号发生器最高采样率匹配），输出频率自动计算为“采样率/波形点数”。

输出参数确认

进入各通道“输出设置”界面，设置输出阻抗为“负载（50Ω）”，与示波器探头阻抗匹配；关闭“反相”功能，启用“消铃”功能，抑制输出信号边缘高频振铃。

点击“同步开关”，启用各通道同步信号输出，同步极性设为“正极性”，确保示波器触发信号稳定。

（三）泰克3系示波器配置

物理连接

使用3根BNC线缆，分别连接DG5508 Pro的CH1、CH2、CH3输出连接器与泰克示波器的CH1、CH2、CH3输入探头，拧紧接头确保信号传输稳定。第四根为地信号。

示波器探头衰减比设为10:1，与探头铭牌标识一致；调整探头接地夹，确保接地良好，减少干扰。

观测参数设置

点击示波器“通道设置”，CH1、CH2、CH3均设置为“DC耦合”，带宽限制设为“500MHz”，与DG5508 Pro最高输出频率匹配。

触发设置：选择“边缘触发”，触发源设为“CH1”（三相信号参考通道），触发边沿为“上升沿”，触发电平调整至故障信号特征阈值（如客户故障信号的电压突变点对应电平）。

采样设置：采样率设为1GSa/s，记录长度设为1Mpts，确保捕捉完整的故障波形周期；时基设置根据故障信号周期调整（如故障信号周期为1ms，时基设为200μs/div）。

（四）故障信号复现与故障点观测

信号输出启动

回到DG5508 Pro界面，点击“全局通道开关”按键，同时开启CH1、CH2、CH3输出，观察各通道输出指示灯点亮，确认信号正常输出。

若需远程控制，可通过LAN接口登录Web Control（输入仪器IP地址），在远程界面实时监控输出状态，必要时微调参数。

故障点捕捉与分析

示波器界面观察三相故障信号波形，通过“自动设置”功能优化波形显示幅度与位置，确保波形无削波、无畸变。

利用示波器“光标测量”工具，测量故障点关键参数：如故障发生时的电压幅度突变值、三相信号相位差、故障持续时间等；通过“波形搜索”功能，快速定位波形畸变、幅度异常等故障特征点。

若故障点捕捉不清晰，可调整DG5508 Pro的“偏移”参数或示波器的触发电平，必要时启用示波器“故障触发”模式，仅当信号满足故障条件时触发采集。

数据保存与对比

点击示波器“保存”功能，将捕捉的故障波形数据保存为*.csv格式，存储至U盘，便于后续分析。

结合客户提供的实际故障工况说明，对比复现波形与现场采集波形的一致性，验证故障点特征的准确性，为客户故障溯源提供数据支撑。

（五）演示结束流程

关闭DG5508 Pro各通道输出，按下电源键关闭仪器，断开电源线。

关闭泰克3系示波器，断开探头与信号发生器的连接，整理BNC线缆与探头。

导出仪器配置参数与示波器观测数据，拷贝至客户电脑，完成演示资料交付。

检查仪器外观与接口，清理操作区域，确保设备无损坏、无遗漏。

四、注意事项

严禁关闭通道隔离，否则信号失真。

故障文件须无文件头且长度≤64Mpts。

设备必须可靠接地，避免干扰。

无输出时检查线缆和通道开关；无法触发时检查触发电平。

DG5508 Pro的通道隔离设计有效避免串扰，精准复现三相故障信号；泰克示波器成功捕捉故障点特征，二者协同满足客户对故障溯源和设备优化的需求。客户对通道独立性和信号复现精度高度认可，测试达到预期目标。