電子工程師的「手與眼」。本章整理各種量測工具的原理、選用與使用。
一、三用電表（DMM）
量測項目
- DC 電壓、AC 電壓
- DC 電流、AC 電流
- 電阻
- 二極體
- 通斷
- 部分：電容、頻率、溫度
規格
解析度
- 3.5 digit：±1999（學生用）
- 4.5 digit：±19999
- 6.5 digit：±999999（精密）
- 8.5 digit：超精密
精度
- ±0.5%：基本
- ±0.1%：好
- ±0.01%：實驗室
True RMS
對非正弦 AC 波形（如方波、三角波、PWM）也能正確測 RMS。
推薦
- 入門：UNI-T UT61E、Mastech MS8268
- 中階：Brymen BM235/869S
- 高階：Fluke 87V、Keysight U1273A
- 桌上型：Keysight 34461A、HP 3458A（旗艦）
二、示波器（Oscilloscope）
規格
頻寬
訊號最高有效頻率的 3–5 倍： - 入門：50–100 MHz - 中階：200–500 MHz - 高階：1–4 GHz - 旗艦：4–110 GHz
取樣率
頻寬 × 2.5 以上： - 100 MHz BW → 1 GSa/s - 1 GHz BW → 5–10 GSa/s
記憶體深度
長時間量測：1 Mpts、10 Mpts、100 Mpts...
通道數
2 通道、4 通道、8 通道。
解析度
- 8-bit（一般）
- 12-bit（HD oscilloscope）
推薦
- 入門：Rigol DS1054Z、Hantek（便宜學習）
- 中階：Siglent SDS、Rigol MSO5
- 高階：Tektronix MSO4/5/6、Keysight Infiniium、Rohde & Schwarz RTO/RTP
探棒
- 被動：1×、10×、低成本
- 主動 FET：高頻寬、低負載
- 差分探棒
- 高壓探棒
- 電流探棒（霍爾感應）
量測技巧
- BW 限 20 MHz：濾除高頻雜訊
- AC 耦合：濾掉 DC（看 ripple 用）
- Ground spring：取代鱷魚夾的長地線（高頻必用）
- Trigger 設好：穩定波形
三、邏輯分析儀
用途
多通道同時記錄數位訊號： - 解碼 SPI、I²C、UART、CAN、USB - 找時序問題
規格
- 通道數：8、16、32、64+
- 取樣率：100 MHz–10 GHz
- 觸發
- 解碼器
推薦
- 入門：Saleae Logic 8 / Pro 16（USB，含解碼軟體）
- 中階：Kingst LA5016
- 高階：Tektronix Logic Analyzer、Keysight 16800
- DIY：FX2-based USB LA + sigrok（開源）
四、訊號產生器
函數產生器（FG）
- 正弦、方波、三角、PWM
- 頻率：µHz 到 100 MHz
- 學習用：UNI-T UTG932、Rigol DG1022
任意波形（AWG）
- 自訂波形
- 高速（GHz）
- 高解析（16-bit）
五、頻譜分析儀
用途
頻域分析： - 諧波量測 - EMI 預掃 - 射頻訊號分析
規格
- 頻率範圍
- RBW（解析頻寬）
- DANL（顯示平均雜訊地板）
- 雜訊指數
推薦
- 入門：Siglent SSA3015X、Rigol DSA815
- 中階：Keysight、Rohde & Schwarz、Anritsu
tinySA / spectrum analyzer DIY
便宜的入門選擇。
六、網路分析儀（VNA）
用途
- 量 S 參數
- 阻抗匹配
- 濾波器設計
- 天線量測
規格
- 頻率範圍：10 kHz–110 GHz
- 動態範圍
- 校準（SOLT, TRL）
推薦
- 入門：NanoVNA（< $100）、LiteVNA
- 中階：Pico VNA、Copper Mountain
- 高階：Keysight、R&S、Anritsu
七、電源供應器
線性電源
- 低雜訊
- 慢
開關電源
- 高效率
- 高雜訊
桌上型
- 0–30V、3–5A：學生用
- 多通道：複雜系統測試
- 高精度：Keysight、Rigol、Korad
電子負載
- 模擬負載
- CC（恆流）、CV、CR、CP 模式
- 電源測試必備
八、特殊工具
紅外熱像儀
- 找熱點
- 用於 PCB debug、認證
- FLIR ONE（手機附加）、Hikmicro
顯微鏡
- 焊接、檢查
- 立體鏡 vs 數位顯微鏡
LCR 表
- 精確量電容、電感、電阻
- 不同頻率
- ESR 量測
焊接工具
- 烙鐵：Hakko FX-888D、JBC、Weller、T12 套件
- 熱風：851 系列
- 預熱台
環境試驗
- 恆溫恆濕箱
- 振動台
- 落摔試驗機
- 鹽霧箱
九、儀器選購建議
學生 / Maker（NT$ 30,000 以內）
- 三用電表：UNI-T 或 Brymen 中階
- 示波器：Rigol DS1054Z
- 函數產生器：UNI-T
- 邏輯分析儀：Saleae Pro 8 or 國產相容
- 烙鐵：T12 套件
入門工程師（NT$ 100,000 以內）
加： - 電源供應器：Korad 或 Keysight - 電子負載 - 頻譜儀：Siglent SSA - 顯微鏡
專業實驗室
- 高階示波器（Tek MSO5）
- VNA（Keysight）
- 頻譜儀（高階）
- 真實 emi 量測天線
- 環境試驗
十、本章總結
✅ 您應該理解：
- [x] 各種儀器的用途與規格
- [x] 探棒選用
- [x] 量測技巧
- [x] 不同預算的儀器組合