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1、关于示波器测试技术关于示波器测试技术第1页，讲稿共95张，创作于星期二一一、概概述述l示波测试技术示波测试技术可将电信号作为时间的函数显示在屏幕上，能把两个有关系的变量转化为电参数，在荧光屏上显示这两个变量之间的关系。示波器还可以直接观测一个脉冲信号的前后沿、脉宽、上冲、下冲等参数，同时，示波测试还是多种电量和非电量测试中的基本技术。l示波器是时域分析的最典型仪器，也是当前电子测量领域中，品种最多、数量最大、最常用的一种仪器；示波测试技术成为一种最灵活、多用的综合性技术。第2页，讲稿共95张，创作于星期二示示波波器器的的分分类类1通用示波器：采用单束示波管,有单踪型 和多踪型,能定性、定量地观
2、测信号。2多束示波器：采用多束示波管。3取样示波器：将高频信号转换为低频传号4记忆、存储示波器：具有记忆、存储被观 测信号的功能。5特种示波器：满足特殊用途，也叫专用示 波器。第3页，讲稿共95张，创作于星期二示示波波器器的的主主要要技技术术指指标标1频带宽度BW：指Y通道的工作频率范围，即Y通道输入信号上、下限频率之差。l现代示波器的下限频率都已延伸至0 Hz，因而示波器的频带宽度可用上限频率来表示。通常要求：BW3fmax l 式中fmax为被测信号的最高频率。第4页，讲稿共95张，创作于星期二l频带宽度BW与上升时间tr之间一般有确定的内在关系，即BW tr=0.35第5页，讲稿共95张
3、，创作于星期二2垂垂直直灵灵敏敏度度l示波器可以分辨的最小信号幅度和输入信号的动态范围。l一般用V/cm、V/div、mV/cm、mV/div表示。3输入阻抗l指在示波器输入端规定的直流电阻值和并联电容值，一般用 M/pF表示。第6页，讲稿共95张，创作于星期二4扫扫描描速速度度l也称扫描时间因数，是指光点水平移动的速度 一般用cm/s、div/s表示。说明示波器能观察的时间和频率的范围。时基因数：扫描速度的倒数，单位t/cm、t/div。5同步（或触发）电压指波形稳定的最小输入电压。第7页，讲稿共95张，创作于星期二二二、示示波波测测试试的的基基本本原原理理l示波器的测试过程ViVx-VxV
4、y-VyY轴偏转系统X轴偏转系统图8.1示波器结构的框图 第8页，讲稿共95张，创作于星期二基基本本原原理理：lY轴偏转系统将输入的被测交流信号放大；X轴偏转系统提供一个与时间成线性关系的锯齿波电压；两组电压同时加到示波管的偏转板上，示波管中的电子束在偏转电压的作用下运动，在屏幕上形成与被测信号一致的波形。第9页，讲稿共95张，创作于星期二阴极射线示波管阴极射线示波管l简称示波管，用符号CRT表示。l作用：是把电信号转换为光信号而加以显示。l构造：与电视机显像管相同，主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三大部分组成，三大部分均封装在密闭呈真空的玻璃壳内。第10页，讲稿共95张，创作于星期二CRTFK
5、G1G2A1A2Y2X2Y1X1电子枪偏转系统荧光屏图8.2示波管结构示意图第11页，讲稿共95张，创作于星期二CRT第12页，讲稿共95张，创作于星期二1电子枪电子枪作用：是发射电子并形成聚束的高速电子流。作用：是发射电子并形成聚束的高速电子流。l组成：主要由灯丝F、阴极K、控制栅极G、第一阳极A1、第二阳极A2和后加速阳极A3组成。l灯丝F通电后加热阴极。l阴极K在灯丝的加热下，发射出大量的电子.l栅极G呈圆桶状，中间开孔。控制通过电子 束的数量，实现辉度调节。l第一阳极A1、第二阳极A2对电子束实现加 速和聚焦。第13页，讲稿共95张，创作于星期二2偏偏转转系系统统 作作用用：是是使使电
6、电子子束束产产生生在在垂垂直直和和水水平平方方向向上上的的位位移移。l组成：Y偏转板水平放置，控制电子束在 垂直方向产生位移。lX偏转板垂直放置，控制电子束在水平方 向产生位移。l线性偏转特性：电子束在垂直和水平方向的偏转距离分别与加在偏转板上的电压大小成正比。即：y=hyuylx=hxux=hxkt=hxt (ux=kt)第14页，讲稿共95张，创作于星期二l当示波管制成后，L、b、S均为常数，第二阳极的电压Va也基本不变，所以Y方向的偏转距离y正比于偏转板上的电压 Vy。l在一定范围内，荧光屏上光点偏移的距离与偏转板上所加电压成正比，这是用示波管观测波形的理论根据。第15页，讲稿共95张，
7、创作于星期二l式中，hy比例系数，称为示波管的偏转因数，单位为cm/V，l其倒数Dy=1/hy，称为示波管的垂直灵敏度，单位为V/cm。第16页，讲稿共95张，创作于星期二3荧荧光光屏屏：是是示示波波器器的的显显示示部部分分。l荧光屏为圆形曲面或矩形平面，其内壁涂有荧光物质，形成荧光膜。l当荧光物质受到电子枪发射的高速电子束轰击时就能产生荧光亮点，亮点的亮度取决于电子束中电子的数目、密度和速度。l余辉时间：当电子束从荧光屏上移去后，光点仍能在屏上保持一定的时间才消失。从电子束移去到光点亮度下降为原始值的10%，所延续的时间。l荧光屏余辉时间的长短随着各种荧光物质的不同而不同，一般可分为：l极短
8、余辉、短余辉、中余辉、长余辉、极长余辉。第17页，讲稿共95张，创作于星期二图图象象显显示示的的基基本本原原理理l 在电子枪中，电子运动经过聚焦形成电子束，电子束通过垂直或水平偏转板打到荧光屏上产生亮点，亮点在荧光屏上垂直或水平方向偏转的距离，正比于加在垂直或水平偏转板上的电压，即亮点在屏幕上移动的轨迹，是加到偏转板上的电压信号的波形。示波器显示图形或波形的原理就是基于电子与电场之间的相互作用原理进行的。第18页，讲稿共95张，创作于星期二1显显示示随随时时间间变变化化的的图图形形图(a)Vx=Vy=0 (b)Vx=0，Vy=常量 (c)Vx=常量，Vy=0 (d)Vx=常量，Vy=常量 图8
9、.4固定电压与光点偏移的关系图两对偏转板上不加任何电压，则光点在屏的中心；X偏转板不加电压，Y偏转板加一个固定电压，则光点在垂直方向偏移；Y偏转板不加电压，X偏转板加一个固定电压，则光点在垂直水平偏移；两对偏转板上加固定电压，则光点位置应由两电压的矢量合成；第19页，讲稿共95张，创作于星期二可变电压与光点偏移的关系图(a)Y偏转板加正弦波信号 (b)X偏转板加锯齿波信号 图8.5可变电压与光点偏移的关系图+Vx-VxtTn0234Vx1+VyTSt0234Vy10-Vy234102341第20页，讲稿共95张，创作于星期二lY偏转板加被测正弦电压uy=Umsint，X偏转板加锯齿波电压ux=
10、kt，则电子束在两个电压的同时作用下，在垂直方向和水平方向同时产生位移，屏上将显示被测信号随时间变化的波形曲线。第21页，讲稿共95张，创作于星期二2显显示示任任意意两两个个变变量量之之间间的的关关系系lXY图示仪显示图形前，先把两个变量转换成与之成比例的两个电压，分别加到X，Y转板上，屏幕上任一瞬间光点的位置都是由偏转板上两个电压的瞬时值决定。由于荧光屏有余辉时间和人眼有残留效应，从屏上可以看到全部光点构成的曲线，它反映了两个变量之间的关系。第22页，讲稿共95张，创作于星期二l分析：两对偏转板上均加正弦信号电压，如果这两个信号初相相同，则可在荧光屏上画出一条直线；若X、Y方向的偏转距离相同
11、，这条直线与水平轴呈45，如图（a）所示。如果这两个信号初相相差90，则在荧光屏上画出一个正椭圆；若X、Y方向的偏转距离相同，则在荧光屏上画出一个圆，如图（b）所示。第23页，讲稿共95张，创作于星期二李沙育（李沙育（Lissajous）图形：示波器两个偏转）图形：示波器两个偏转板上都加正弦信号电压时显示的图形。板上都加正弦信号电压时显示的图形。l在测量频率和相位时常会用到，此时示波器变为一个XY图示仪。第24页，讲稿共95张，创作于星期二3扫扫描描的的概概念念lY偏转板不加电压，X偏转板加一个随时间线性变化的电压，即锯齿波电压ux=kt，则光点在水平方向做匀速运动，出现一条水平线段，光点在水
12、平方向的偏移距离为 x=hxux=hxkt=hxt，l这样，X方向偏转距离的变化就反映了时间的变化，此时光点水平移动形成的水平亮线称为“时间基线”。第25页，讲稿共95张，创作于星期二l扫描电压：随时间线性变化的电压，即锯齿波电压。l扫描：光点在锯齿波作用下扫动的过程。l扫描正程：光点自左向右的连续扫动过程。l扫描逆程（扫描回程）：光点自右迅速返回左端起扫点的过程。l理想锯齿波电压：扫描逆程时间为0。第26页，讲稿共95张，创作于星期二l在X偏转板上加的随时间而线性变化的电压，为锯齿波电压。当锯齿波电压达到最大值时，屏上的光点亦达到最大偏转，然后锯齿波电压迅速返回起始点，光点也迅速返回屏幕最左
13、端，再重复前面的变化。光点在锯齿波作用下扫动的过程称为扫描，能实现扫描的锯齿波电压叫扫描电压，光点自左向右的连续扫动称为“扫描正程”，光点自屏的右端迅速返回起扫点的过程称为“扫描逆程”。第27页，讲稿共95张，创作于星期二4同同步步的的概概念念l一般的，如果扫描电压周期与被测电压保持 (n为正整数)l则称扫描电压与被测电压“同步”。l屏上显示稳定的波形，即每次扫描都有同一个起点，扫描的运动轨迹完全重合。第28页，讲稿共95张，创作于星期二例例如如：Tx=2Ty，则则荧荧光光屏屏显显示示被被测测信信号号两两个个周周期期的的波波形形。第29页，讲稿共95张，创作于星期二l如果没有同步关系，即l(n
14、为正整数)，则后一扫描周期描绘的图形与前一扫描周期的图形不重合，显示的波形是不稳定的。第30页，讲稿共95张，创作于星期二第31页，讲稿共95张，创作于星期二 5连连续续扫扫描描和和触触发发扫扫描描l扫描正程紧跟着逆程，逆程结束又开始新的正程，扫描是不间断的，这种扫描方式称为连续扫描。l扫描脉冲只在被测脉冲到来时才扫描一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工作状态。这种由被测信号激发扫描发生器的间断的工作方式，称为“触发扫描方式”。第32页，讲稿共95张，创作于星期二第33页，讲稿共95张，创作于星期二 6扫扫描描过过程程的的增增辉辉l在被测脉冲出现的扫描期间，由于增辉脉冲的作用，显示波形较
15、亮，便于观测；而在等待扫描期间，即波形为一个光点的情况下，由于没有增辉脉冲，光点很暗，避免了较亮的光点长久集中于荧光屏上一点。l方法：在扫描正程给示波管栅极加正脉冲或给阴极加负脉冲来实现。第34页，讲稿共95张，创作于星期二三三、通通用用示示波波器器l 通用示波器是示波器中应用最广泛的一种。它通常泛指采用单束示波管组成的示波器。通用示波器的工作原理是其它大多数类型示波器工作原理的基础，只要掌握通用示波器的结构、特性及使用方法，就可以较容易地掌握其它类型示波器的原理与应用。第35页，讲稿共95张，创作于星期二通通用用示示波波器器的的组组成成Y输入Y输入电路Y前置放大器延迟线X输入内触发电路 扫描
16、 电路外触发输入Y后置放大器增辉电路X放大电路校准信号 发生器低压电源校准信号输出各电路高压电源正高压负高压图8.11通用示波器的组成框图 图7.15 放大器幅频特性测试连线图第36页，讲稿共95张，创作于星期二l组成：主要由示波管、垂直（Y轴）通道、水平(X轴）通道三部分。校准信号发生器、高低压电源、增辉与调辉电路。第37页，讲稿共95张，创作于星期二通通用用示示波波器器的的垂垂直直通通道道l垂直通道（Y轴通道）是对被测信号处理的主要通道，它将输入的被测信号进行衰减或线性放大，并在一定范围内保持增益稳定，最后，输出符合示波管偏转要求的信号，以推动垂直偏转板，使被测信号在屏幕上显示出来。l垂直
17、通道包括输入电路、Y前置放大器、延迟线和Y后置放大器等部分。第38页，讲稿共95张，创作于星期二1输输入入电电路路l主要是由衰减器和输入选择开关构成。l衰减器l衰减器由RC组成，用来衰减输入信号，以保证显示在荧光屏上的信号不致因过大而失真。l输入耦合方式l输入耦合方式设有AC、GND、DC三档选择开关。第39页，讲稿共95张，创作于星期二第40页，讲稿共95张，创作于星期二探探极极也也称称探探头头作用：探极可以提高示波器的输入阻抗，增强抗干扰能力，扩展示波器的量程。l分类：分为有源探极衰减比为1:1，适于测试高频小信号。l无源探极衰减比分为1:1、10:1，用于高频测量。l无源探极的结构如图所
18、示：第41页，讲稿共95张，创作于星期二无无源源探探极极的的结结构构如如图图所所示示：第42页，讲稿共95张，创作于星期二2前前置置放放大大器器 l前置放大器将信号适当放大，并从中取出内触发信号，并具有灵敏度调节、校正、Y轴移位等控制作用。lY前置放大器大都采用差分放大电路，它输出一对平衡的交流电压，当被测信号的幅度改变时，偏转的基线电位保持不变。若在差分电路的输入端馈入不同的直流电位，差分输出电路的两个输出端直流电位会改变，对应的Y偏转板上的相对直流电位和波形在Y方向的位置也改变。即调节“Y轴位移”旋钮，可以改变被测波形在屏幕上的位置。第43页，讲稿共95张，创作于星期二3延延迟迟线线 l延
19、迟线是一种传输线，起延迟时间的作用。l延迟线的作用就是把加到垂直偏转板的脉冲信号延迟一段时间，使信号出现的时间滞后于扫描开始时间，这样就能够保证在屏幕上可以扫出包括上升时间在内的脉冲全过程。l 对延迟线的要求是，它只对信号起延迟时间的作用，不应产生失真。l目前延迟线主要有两种，一种是采用双股螺旋平衡式延迟电缆；另一种是利用LC非线性电路的后滞作用构成的多节LC网络。第44页，讲稿共95张，创作于星期二4Y输输出出放放大大器器l 将延迟线传输来的被测信号放大到足够的幅度，用以驱动示波管的垂直偏转系统，使电子束获得Y方向的满偏转。l Y输出放大器大都采用推挽式放大器，电路中采用一定的频率补偿电路和
20、较强的负反馈，以使得在较宽的频率范围内增益稳定。还可采用改变负反馈的方法变换放大器的增益，例如很多示波器中一般设有垂直偏转因数“5”或“10”扩展功能，它把放大器的放大量提高5倍或10倍，这对于观测微弱信号或看清波形某个局部的细节是很方便的。第45页，讲稿共95张，创作于星期二通通用用示示波波器器的的水水平平通通道道 l示波器水平通道（X轴通道）的主要任务是产生随时间线性变化的扫描电压，再放大到足够幅度，然后输出推挽信号加到水平偏转板，使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。水平通道包括触发电路、扫描电路和水平放大器等部分。第46页，讲稿共95张，创作于星期二 水平系统组成框图扫描信号发 生器 触
21、 发电路比较和释抑电路X偏 转板触 发 耦合 方 式选择 触 发源选择放 大 整形电路 扫描 闸门扫 描 电压 产 生电 路 水平放大器 图8.13水平系统组成框图第47页，讲稿共95张，创作于星期二1触触发发电电路路l触发电路的作用是为扫描信号发生器提供符合要求的触发脉冲。触发电路包括触发源选择、触发耦合方式选择、触发方式选择、触发极性选择、触发电平选择和触发放大整形等电路。第48页，讲稿共95张，创作于星期二触触发发源源选选择择l触发源的选择应根据被测信号的特点来确定，以保证荧光屏上显示的被测波形的稳定性。一般有3种类型的触发源。la.内触发（INT）lb.外触发（EXT）lc.电源触发(
22、LINE)第49页，讲稿共95张，创作于星期二触触发发耦耦合合方方式式l为了适应不同的触发信号频率，示波器一般设有4种触发耦合方式。la.“DC”直流耦合lb.“AC”交流耦合lc.“LF REJ”低频抑制耦合ld.“HF REJ”高频抑制耦合第50页，讲稿共95张，创作于星期二扫扫描描触触发发方方式式选选择择（TRIG MODE）a.常态（NORM）触发方式l只有在有触发源信号，并且产生了有效的触发脉冲时，扫描电路才能被触发，才能产生扫描锯齿波电压，荧光屏上才有扫描线。lb.自动（AUTO）触发方式l扫描电路处于自激状态，有连续扫描锯齿波电压输出，荧光屏上显示出扫描线。第51页，讲稿共95张
23、，创作于星期二触触发发极极性性选选择择和和触触发发电电平平l在电路中设置这两种控制方式，可任意选择被显示信号的起始点，便于对波形的观测和比较。l触发极性和触发电平决定触发脉冲产生的时刻，并决定扫描的起点。l触发极性是指触发点位于触发源信号的上升沿还是下降沿。第52页，讲稿共95张，创作于星期二触触发发放放大大整整形形电电路路l由于输入到触发电路的波形复杂，频率、幅度、极性都可能不同，需对触发信号进行放大、整形。l 整形电路的基本形式是电压比较器，当输入的触发源信号与通过“触发极性和电平”选择的信号之差达到某一设定值时，比较电路翻转，输出矩形波，然后经过微分整形，变成触发脉冲。第53页，讲稿共9
24、5张，创作于星期二2扫扫描描信信号号发发生生电电路路 图8.16扫描信号发生器组成框图比较和释抑电路电源 扫描 闸门扫描电压产生电路送X放大器触发脉冲触发连续第54页，讲稿共95张，创作于星期二扫扫描描方方式式选选择择l示波器应该既能连续扫描又能触发扫描，扫描方式的选择可通过开关进行。在连续扫描时，没有触发脉冲信号，扫描闸门也不受触发脉冲的控制，仍会产生门控信号，并启动扫描发生器工作；在触发扫描时，只有在触发脉冲作用下才产生门控信号。第55页，讲稿共95张，创作于星期二扫扫描描门门 la.输出时间准确的矩形开关信号，又称闸门信号，控制积分器扫描。lb.由于闸门信号和扫描正程同时开始，同时结束，
25、可利用闸门信号作为增辉脉冲控制示波管，起正程加亮作用。lc.在双踪示波器中，利用闸门信号触发电子开关，使之工作于交替状态。第56页，讲稿共95张，创作于星期二积积分分器器l 图8.19密勒积分器的电路模型CRuoui i第57页，讲稿共95张，创作于星期二比比较较和和释释抑抑电电路路l比较电路利用比较、识别电平的功能来控制锯齿波的幅度，它决定扫描的终止时刻，从而确定锯齿波的幅度，使电路产生等幅扫描。由于它控制了扫描基线的长度，也称为扫描长度电路。l释抑电路则在扫描逆程开始后，关闭或称抑制扫描闸门，使“抑制”期间扫描电路不再受到同极性触发脉冲的触发，以便扫描电路恢复到扫描的起始电平上。第58页，
26、讲稿共95张，创作于星期二3水水平平放放大大器器 l水平放大器的基本作用是选择X轴信号，并将其放大到足以使光点在水平方向达到满偏的程度。X放大器的输入端有“内”、“外”信号的选择。置于“内”时，X放大器放大扫描信号；置于“外”时，水平放大器放大由面板上X输入端直接输入的信号。l水平放大器的工作原理与垂直放大器类似，也是线性、宽带多级直接耦合放大器，改变X放大器的增益可以使光迹在水平方向得到扩展，或对扫描速度进行微调，以校准扫描速度。改变X放大器有关的直流电位也可使光迹产生水平位移。第59页，讲稿共95张，创作于星期二通通用用示示波波器器的的其其它它电电路路l1高、低压电源l2Z轴增辉与调辉l3
27、校准信号发生器第60页，讲稿共95张，创作于星期二示示波波器器的的多多波波形形显显示示l在电子测量技术中，常常需要同时观测几个信号，并对这些信号进行测试和比较，为了实现这一目的，常用的方法是多踪示波和多线示波.1多线示波多线示波l 多线示波是利用多枪电子管来实现的。如双线示波器：在示波管中有两个独立的电子枪，配备独立的偏转系统。第61页，讲稿共95张，创作于星期二2多踪示波：多踪示波：单束示波管，增加电子开关。单束示波管，增加电子开关。图8.23双踪示波器垂直系统框图延迟线电子开关Y1输入Y输入电路Y前置放大器Y1门电路Y2输入Y输入电路Y前置放大器Y2门电路Y后置放大器控制信号第62页，讲稿
28、共95张，创作于星期二双双踪踪示示波波器器5种种显显示示方方式式l“Y1”通道（CH1）：单踪显示Y1的波形。l“Y2”通道（CH2）：单踪显示Y2的波形。l叠加方式（CH1+CH2）：实现两信号的“和”或“差”的功能单踪显示l交替方式（ALT）l断续方式（CHOP）第63页，讲稿共95张，创作于星期二交交替替方方式式（ALT）：适适合合于于观观测测高高频频信信号号.l电子开关受闸门信号的控制，转换频率与扫描频率相等，每间隔一个扫描周期变换一次状态。如第一次扫描时接通Y1通道，第二次扫描时接通Y2通道，交替显示Y1、Y2通道输入的信号。第64页，讲稿共95张，创作于星期二断断续续方方式式（CH
29、OP）:适适合合于于观观测测频频率率较较低低的的信信号号。l电子开关工作于自激状态，在一个扫描周期内，高速地轮流接通两个输入信号，被测波形由许多线段时断时续地显示出来。l只要转换频率远远高于被测信号的频率,这些线段及其间隔就很短，人眼看到的波形好像是连续的。第65页，讲稿共95张，创作于星期二第66页，讲稿共95张，创作于星期二 四四、取取样样示示波波器器l概述l1 取样的基本概念l就是从被测波形上取得样点的过程。取样分为实时取样和非实时取样两种。从一个信号波形中取得所有取样点，来表示一个信号波形的方法称为实时取样；从被测信号的许多相邻波形上取得样点的方法成为非实时取样，或者称为等效取样。第6
30、7页，讲稿共95张，创作于星期二2 取取样样原原理理l欲观察一个波形，可以把这个波形在示波器上连续显示，也可以在这个波形上取很多的点，把连续波形变换成离散波形，只要取样点数足够多，显示这些离散点也能够反映原波形的形状。也就是说，既可以实时显示被测波形，也可以非实时显示被测波形。第68页，讲稿共95张，创作于星期二取取样样示示波波器器的的工工作作原原理理l1取样示波器的基本框图 图8.29取样示波器的原理框图内扫描信号发生器X放大器触发电路外步进脉冲发生器电路延迟线Y输入取样电路Y延长门Y放大器第69页，讲稿共95张，创作于星期二2取取样样示示波波器器的的垂垂直直通通道道 图8.30闭环取样电路
31、的基本组成框图uiA2uo电路反馈至Y放大器CS取样门脉冲K1取样门K2A1Cm延长门脉冲延长门第70页，讲稿共95张，创作于星期二3取取样样示示波波器器的的水水平平通通道道 图8.31步进脉冲发生器的原理框图触发脉冲阶梯波发生器X放大器电压比较器电路 快斜波发生器电路泵发生器取样脉冲发生器至取样门至X偏转板 第71页，讲稿共95张，创作于星期二4取取样样示示波波器器的的主主要要参参数数l 取样示波器的带宽 l 取样密度 l 等效扫速l 扫描延迟时间第72页，讲稿共95张，创作于星期二五五、数数字字存存储储示示波波器器l数字存储示波器的性能特点l1可长期存储波形l2可进行负延时触发l3便于观测
32、单次过程和突发事件l4具有多种显示方式l5便于数据分析和处理l6可用数字显示测量结果l7具有多种方式输出l8便于进行功能扩展第73页，讲稿共95张，创作于星期二数数字字存存储储示示波波器器的的工工作作原原理理图8.33数字存储示波器的原理框图示波管D/AXX放大器控制系统输入电路 RAMD/AYuiY放大器A/D第74页，讲稿共95张，创作于星期二工工作作原原理理：l数字存储示波器是将被测信号通过A/D转换器进行数字化，而后存入到数据存储器RAM中。读出时，将存入的数字化波形经过D/A变换恢复为模拟信号，在荧光屏上显示出来。l模拟量 数字量需要三个过程：取样、量化和编码。第75页，讲稿共95张
33、，创作于星期二数数字字存存储储示示波波器器的的显显示示方方式式l数字存储示波器的显示方式灵活多样，可适应不同情况下波形观测的需要。l1基本显示方式l2抹迹显示方式l3卷动显示方式l4显示技术的改进第76页，讲稿共95张，创作于星期二数数字字存存储储示示波波器器的的技技术术指指标标l1取样速 2存储带宽l3测量分辨率 4存储容量l5断电存储时间 6测量计算功能l7测量准确度 8触发延迟范围l9读写速度 10输出信号第77页，讲稿共95张，创作于星期二六六、示示波波器器的的基基本本测测试试技技术术l示波器的选择l1根据要显示信号数量，选择单踪或双踪示波器。l2根据被测信号的频率特点选择示波器。l3
34、根据被测信号的重现方式选择示波器。l4根据被测信号是否含有交直流成分选择示波器。l5根据被测信号测试重点选择示波器。l6根据是否需存储被测信号选择示波器。第78页，讲稿共95张，创作于星期二示示波波器器的的正正确确使使用用l1使用注意事项l使用前必须检查电网电压是否与示波器要求的电源电压一致。l通电后需预热几分钟再调整各旋钮。注意各旋钮不要马上旋在极限位置，应先大致旋在中间位置，以便找到被测信号波形。l注意示波器的亮度不宜开得过亮，且亮点不宜长期停留在固定位置，特别是暂时不观测波形时，更应该将辉度调暗，以免缩短示波管的使用寿命。l输入信号电压的幅度应控制在示波器的最大允许输入电压范围。l示波器
35、的探头有的带有衰减器，读数时需注意。l示波器进行定量测量时，一定要注意校准。第79页，讲稿共95张，创作于星期二2通通用用示示波波器器面面板板和和主主要要控控键键示示意意图图第80页，讲稿共95张，创作于星期二3探探头头的的正正确确使使用用l 由于示波器放大器的输入阻抗不够高，用它去测试电路时，会对被测电路造成影响，所以示波器一般使用探头输入。常见探头为低电容高电阻探头，它带有金属屏蔽层的塑料外壳，内装一个RC并联电路，其一端接探针，另一端通过屏蔽电缆接到示波器的输入端。第81页，讲稿共95张，创作于星期二不同补偿时的波形（a）补偿合适的波形（b）欠补偿的波形图8.36不同补偿时的波形（c）过
36、补偿的波形第82页，讲稿共95张，创作于星期二示示波波器器测测量量电电压压l1直流电压的测量（1）测量原理：利用被测电压在屏幕上呈现一条直线，该直线偏离零电平线的高度与被测电压的大小成正比的关系进行。第83页，讲稿共95张，创作于星期二（2）测测量量方方法法：l（1）置“扫描方式”开关于“AUTO”位置，选择扫描速度，以使扫描不发生闪烁现象。l（2）视所测电压的大小，置“V/div”到适当位置，将“微调”调至“CAL”位置。l（3）置“交流-地-直流”开关于“GND”位置。此时的扫描垂直位置即为零伏基准线。l（4）将被测电压加至输入端后，将“交流-地-直流”开关置于“DC”位置，此时所显示的直
37、线位置即为所测电压值。若直线位于零伏基准线之上，则所测电压为正；若直线位于零伏基准线之下，则所测电压为负。第84页，讲稿共95张，创作于星期二（5）若所测电压超出显示范围，应增大）若所测电压超出显示范围，应增大“V/div”；若所测电压数值过小，应减小；若所测电压数值过小，应减小“V/div”后重新测量，由此可得图所示的直流电后重新测量，由此可得图所示的直流电压为压为2.8 V（图中（图中V/div=1 V/div）。）。第85页，讲稿共95张，创作于星期二计计算算公公式式：l式中，h被测直流信号线的电压偏离零电平线的高度；lDy示波器的垂直灵敏度；lk探头的衰减系数。第86页，讲稿共95张，
38、创作于星期二2交交流流电电压压的的测测量量第87页，讲稿共95张，创作于星期二测测量量方方法法：l（1）置“交流-地-直流”开关于“GND”位置。调节垂直“位移”旋钮，使该扫描线准确地落在水平刻度线上。l（2）视被测电压的大小，置“V/div”到适当位置，将“微调”调至“CAL”位置。l（3）将被测电压加至输入端后，将“交流-地-直流”开关置于“AC”位置，此时所显示的波形即为所测交流电压，如下图所示。第88页，讲稿共95张，创作于星期二在在图图中中，“V/div”的的位位置置为为50 mV/div，波波形形的的峰峰值值与与谷谷值值之之间间为为3.6个个格格，由由此此可可算算出出所所测测交交流
39、流电电压压的的峰峰-峰峰值值为为180 mV。第89页，讲稿共95张，创作于星期二示示波波器器测测量量时时间间和和频频率率l当线性扫描时，若扫描电压线性变化的速率和X放大器的电压增益一定，那么扫描速度也为定值,示波管荧光屏的水平轴就是时间轴，这样，可用示波器直接测量整个波形（或波形任何部分）的时间。lDx示波器的扫描速度（时基因数）lkxX轴的扩展倍率。lx被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占距离；第90页，讲稿共95张，创作于星期二示示波波器器测测量量相相位位l相位的测量实际是指两个同频率的正弦信号之间的相位差的测量。l相位测量的原理是把一个完整的信号周期定为3600，然后将两个信号在
40、X轴上时间差换成角度值。第91页，讲稿共95张，创作于星期二李李沙沙育育图图形形法法测测频频率率或或相相位位 l李沙育图形法测相位是利用示波器X和Y通道分别输入被测信号fx和一个已知信号fy，调节已知信号的频率使屏幕上出现稳定的图形，根据已知信号的频率（或相位）便可求得被测信号的频率（或相位）。李沙育图形法既可测频率又可测量相位。第92页，讲稿共95张，创作于星期二几几种种常常用用的的李李沙沙育育图图形形 第93页，讲稿共95张，创作于星期二数数字字存存储储示示波波器器的的测测试试应应用用 l数字存储示波器的主要特点是具有良好的信号的存储和数据处理能力，可以进行模拟示波器达不到的测量，例如捕捉尖峰干扰信号；测量被测信号的平均值、频谱等；测量和处理高速数字系统的暂态信号等。l1 和 的测量l2捕捉尖峰干扰l3对机电信号进行测试第94页，讲稿共95张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第95页，讲稿共95张，创作于星期二