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1、第第7 7章章 信号波形测量信号波形测量 7.1 7.1 概述概述 7.2 CRT7.2 CRT显示原理显示原理 7.3 7.3 通用示波器通用示波器 7.4 7.4 取样示波器取样示波器 7.5 7.5 波形存储及显示技术波形存储及显示技术 7.6 7.6 示波器的基本测试技术示波器的基本测试技术 7.1 7.1 概述概述7.1.1 7.1.1 示波器的分类示波器的分类 根据示波器对信号的处理方式的不同可分为模拟、根据示波器对信号的处理方式的不同可分为模拟、根据示波器对信号的处理方式的不同可分为模拟、根据示波器对信号的处理方式的不同可分为模拟、数字两大类：数字两大类：数字两大类：数字两大类：
2、1 1 1 1 模拟示波器模拟示波器模拟示波器模拟示波器采用模拟方式对时间信号进行处理和显示。采用模拟方式对时间信号进行处理和显示。采用模拟方式对时间信号进行处理和显示。采用模拟方式对时间信号进行处理和显示。2 2 2 2 数字示波器数字示波器数字示波器数字示波器对信号进行数字化处理后再显示。对信号进行数字化处理后再显示。对信号进行数字化处理后再显示。对信号进行数字化处理后再显示。1 1 模拟示波器模拟示波器uu模拟示波器可分为通用示波器、多束示波器、取样示波器、模拟示波器可分为通用示波器、多束示波器、取样示波器、模拟示波器可分为通用示波器、多束示波器、取样示波器、模拟示波器可分为通用示波器、
3、多束示波器、取样示波器、记忆示波器和专用示波器等。记忆示波器和专用示波器等。记忆示波器和专用示波器等。记忆示波器和专用示波器等。uu通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双踪、多踪通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双踪、多踪通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双踪、多踪通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双踪、多踪示波器。示波器。示波器。示波器。uu多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每个波形都多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每个波形都多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每个波形都多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每个波形都由单独的电子束扫描产生。由单独的
4、电子束扫描产生。由单独的电子束扫描产生。由单独的电子束扫描产生。uu取样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信号。取样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信号。取样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信号。取样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信号。uu记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟信号的存记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟信号的存记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟信号的存记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟信号的存储、记忆和反复显示。储、记忆和反复显示。储、记忆和反复显示。储、记忆和反复显示。uu专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称特种示波专用示波器
5、是能够满足特殊用途的示波器，又称特种示波专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称特种示波专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称特种示波器。器。器。器。2 2 数字示波器数字示波器u数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量化）后，经由量化）后，经由量化）后，经由量化）后，经由D/AD/AD/AD/A转换器再重建波形。转换器再重建波形。转换器再重建波形。转换器再重建波形。u数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又数字示波
6、器具有记忆、存贮被观察信号功能，又数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又称为数字存贮示波器。称为数字存贮示波器。称为数字存贮示波器。称为数字存贮示波器。u根据取样方式不同，数字示波器又可分为实时取根据取样方式不同，数字示波器又可分为实时取根据取样方式不同，数字示波器又可分为实时取根据取样方式不同，数字示波器又可分为实时取样、随机取样和顺序取样三大类。样、随机取样和顺序取样三大类。样、随机取样和顺序取样三大类。样、随机取样和顺序取样三大类。7.1.2 7.1.2 主要技术指标主要技术指标 1 1 1 1频带宽度频带宽度频带宽度频带宽度BWBWBWBW和上升时间和上升时间和上升时间和上升时间t
7、rtrtrtr示波器的频带宽度示波器的频带宽度示波器的频带宽度示波器的频带宽度BWBWBWBW一般指一般指一般指一般指Y Y Y Y通道的频带宽度。通道的频带宽度。通道的频带宽度。通道的频带宽度。上升时间上升时间上升时间上升时间trtrtrtr是一个与频带宽度是一个与频带宽度是一个与频带宽度是一个与频带宽度BWBWBWBW相关的参数，相关的参数，相关的参数，相关的参数，表示由于示波器表示由于示波器表示由于示波器表示由于示波器Y Y Y Y通道的频带宽度的限制，反映了示通道的频带宽度的限制，反映了示通道的频带宽度的限制，反映了示通道的频带宽度的限制，反映了示波器波器波器波器Y Y Y Y通道跟随
8、输入信号快速变化的能力。通道跟随输入信号快速变化的能力。通道跟随输入信号快速变化的能力。通道跟随输入信号快速变化的能力。频带宽度频带宽度频带宽度频带宽度BWBWBWBW与上升时间与上升时间与上升时间与上升时间trtrtrtr的关系可近似表示为的关系可近似表示为的关系可近似表示为的关系可近似表示为 7.1.2 7.1.2 主要技术指标主要技术指标u2 2 2 2扫描速度扫描速度扫描速度扫描速度扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点水平移扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点水平移扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点水平移扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点水平移动的距离，单位为动的距离，单位为动的距离，单位
9、为动的距离，单位为“cm/s”“cm/s”“cm/s”“cm/s”。荧光屏上通常用间隔荧光屏上通常用间隔荧光屏上通常用间隔荧光屏上通常用间隔1cm1cm1cm1cm的坐标线作为刻度线，的坐标线作为刻度线，的坐标线作为刻度线，的坐标线作为刻度线，因此扫描速度的单位也可表示为因此扫描速度的单位也可表示为因此扫描速度的单位也可表示为因此扫描速度的单位也可表示为“cm/div”“cm/div”“cm/div”“cm/div”。扫描速度的倒数称为扫描速度的倒数称为扫描速度的倒数称为扫描速度的倒数称为“时基因素时基因素时基因素时基因素”，它表示单，它表示单，它表示单，它表示单位距离代表的时间，单位为位距离
10、代表的时间，单位为位距离代表的时间，单位为位距离代表的时间，单位为“t/cm”“t/cm”“t/cm”“t/cm”或或或或“t/div”“t/div”“t/div”“t/div”，时间时间时间时间t t t t可为可为可为可为ssss、msmsmsms或或或或s s s s，在示波器的面板上，通常按，在示波器的面板上，通常按，在示波器的面板上，通常按，在示波器的面板上，通常按“1“1“1“1、2 2 2 2、5”5”5”5”的顺序分成很多档。的顺序分成很多档。的顺序分成很多档。的顺序分成很多档。7.1.2 7.1.2 主要技术指标主要技术指标u3 3 3 3偏转因素偏转因素偏转因素偏转因素偏转
11、因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏上偏转因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏上偏转因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏上偏转因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏上的垂直（的垂直（的垂直（的垂直（Y Y Y Y）方向移动）方向移动）方向移动）方向移动1cm1cm1cm1cm（即（即（即（即1 1 1 1格）所需的电压值，格）所需的电压值，格）所需的电压值，格）所需的电压值，单位为单位为单位为单位为“V/cm”“V/cm”“V/cm”“V/cm”、“mV/cm”“mV/cm”“mV/cm”“mV/cm”（或（或（或（或“V/div”“V/div”“V/div”“V/div”、“mV/div”“m
12、V/div”“mV/div”“mV/div”）。）。）。）。偏转因素表示了示波器偏转因素表示了示波器偏转因素表示了示波器偏转因素表示了示波器Y Y Y Y通道的放大通道的放大通道的放大通道的放大/衰减能力。衰减能力。衰减能力。衰减能力。偏转因素的倒数称为偏转因素的倒数称为偏转因素的倒数称为偏转因素的倒数称为“（偏转）灵敏度（偏转）灵敏度（偏转）灵敏度（偏转）灵敏度”。7.1.2 7.1.2 主要技术指标主要技术指标u4 4 4 4输入阻抗输入阻抗输入阻抗输入阻抗当被测信号接入示波器时，输入阻抗当被测信号接入示波器时，输入阻抗当被测信号接入示波器时，输入阻抗当被测信号接入示波器时，输入阻抗ZiZ
13、iZiZi形成被形成被形成被形成被测信号的等效负载。测信号的等效负载。测信号的等效负载。测信号的等效负载。u5 5 5 5输入方式输入方式输入方式输入方式 即输入耦合方式，一般有直流（即输入耦合方式，一般有直流（即输入耦合方式，一般有直流（即输入耦合方式，一般有直流（DCDCDCDC）、交流）、交流）、交流）、交流（ACACACAC）和接地（）和接地（）和接地（）和接地（GNDGNDGNDGND）三种，可通过示波器面板选择。）三种，可通过示波器面板选择。）三种，可通过示波器面板选择。）三种，可通过示波器面板选择。u6 6 6 6触发源选择方式触发源选择方式触发源选择方式触发源选择方式 触发源是
14、指用于提供产生扫描电压的同步信号触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号来源，一般有内触发（来源，一般有内触发（来源，一般有内触发（来源，一般有内触发（INTINTINTINT）、外触发（）、外触发（）、外触发（）、外触发（EXTEXTEXTEXT）、电源）、电源）、电源）、电源触发（触发（触发（触发（LINELINELINELINE）三种。）三种。）三种。）三种。7.2 CRT7.2 CRT显示原理显示原理 7.2.1 CRT7.2.1 CRTCRTCRTCRTCRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分主要由电子
15、枪、偏转系统和荧光屏三部分主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，基本结构如下图所示。组成，基本结构如下图所示。组成，基本结构如下图所示。组成，基本结构如下图所示。1 1 电子枪电子枪 u电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子束，它由灯丝束，它由灯丝束，它由灯丝束，它由灯丝F F F F、阴极、阴极、阴极、阴极K K K K、栅极、栅极、栅极、栅极G G G G1 1 1 1和和和和G G G G2 2 2 2和阳极和阳极和阳极
16、和阳极A A A A1 1 1 1、A A A A2 2 2 2组成。组成。组成。组成。u通过调节通过调节通过调节通过调节G G G G1 1 1 1对对对对K K K K的负电位可控制电子束的强弱，从的负电位可控制电子束的强弱，从的负电位可控制电子束的强弱，从的负电位可控制电子束的强弱，从而调节光点的亮度，即进行而调节光点的亮度，即进行而调节光点的亮度，即进行而调节光点的亮度，即进行“辉度辉度辉度辉度”控制。控制。控制。控制。u调节调节调节调节A A A A1 1 1 1的电位器称为的电位器称为的电位器称为的电位器称为“聚焦聚焦聚焦聚焦”旋钮，通过对它进旋钮，通过对它进旋钮，通过对它进旋钮，
17、通过对它进行调节可调节行调节可调节行调节可调节行调节可调节G G G G2 2 2 2与与与与A A A A1 1 1 1和和和和A A A A1 1 1 1与与与与A A A A2 2 2 2之间的电位；调节之间的电位；调节之间的电位；调节之间的电位；调节A A A A2 2 2 2电位的旋钮称为电位的旋钮称为电位的旋钮称为电位的旋钮称为“辅助聚焦辅助聚焦辅助聚焦辅助聚焦”。1 1 电子枪电子枪u电子束聚焦的原理是，电子从阴极电子束聚焦的原理是，电子从阴极电子束聚焦的原理是，电子从阴极电子束聚焦的原理是，电子从阴极K K K K发射，经发射，经发射，经发射，经G G G G1 1 1 1、G
18、 G G G2 2 2 2、A A A A1 1 1 1、A A A A2 2 2 2聚焦和加速后进入偏转系统。聚焦和加速后进入偏转系统。聚焦和加速后进入偏转系统。聚焦和加速后进入偏转系统。u电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。2 2 偏转系统偏转系统 u示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏
19、转板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板 。u当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在偏转电场作用下，电子束打向由偏转电场作用下，电子束打向由偏转电场作用下，电子束打向由偏转电场作用下，电子束打向由X X X X、Y Y Y Y偏转板共同偏转板共同偏转板共同偏转板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置。决定的荧光屏上的某个坐标位置。决定的荧光屏上的某个坐标位置。决定的荧光屏上的某个坐标位置。u为了示波器有较高的测量灵敏度，为了示波器有较高
20、的测量灵敏度，为了示波器有较高的测量灵敏度，为了示波器有较高的测量灵敏度，Y Y Y Y偏转板置于靠偏转板置于靠偏转板置于靠偏转板置于靠近电子枪的部位，而近电子枪的部位，而近电子枪的部位，而近电子枪的部位，而X X X X偏转板在偏转板在偏转板在偏转板在Y Y Y Y的右边。的右边。的右边。的右边。2 2 偏转系统偏转系统u电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电压成正比：压成正比：压成正比：压成正比：u示波管的示波管的示波管的示波管的Y Y Y Y轴偏转灵敏
21、度（单位为轴偏转灵敏度（单位为轴偏转灵敏度（单位为轴偏转灵敏度（单位为cm/Vcm/Vcm/Vcm/V）：）：）：）：其倒数为示波管的其倒数为示波管的其倒数为示波管的其倒数为示波管的Y Y Y Y轴偏转因数。偏转灵敏度越大，轴偏转因数。偏转灵敏度越大，轴偏转因数。偏转灵敏度越大，轴偏转因数。偏转灵敏度越大，示波管越灵敏。示波管越灵敏。示波管越灵敏。示波管越灵敏。u为提高为提高为提高为提高Y Y Y Y轴偏转灵敏度，可在偏转板至荧光屏之间轴偏转灵敏度，可在偏转板至荧光屏之间轴偏转灵敏度，可在偏转板至荧光屏之间轴偏转灵敏度，可在偏转板至荧光屏之间加一个后加速阳极加一个后加速阳极加一个后加速阳极加一
22、个后加速阳极A A A A3 3 3 3。l l l l为偏转板的长度；为偏转板的长度；为偏转板的长度；为偏转板的长度；S S S S为偏转板中心为偏转板中心为偏转板中心为偏转板中心到屏幕中心的距离；到屏幕中心的距离；到屏幕中心的距离；到屏幕中心的距离；b b b b为偏转板间为偏转板间为偏转板间为偏转板间距；距；距；距；V V V Va a a a为阳极为阳极为阳极为阳极A A A A2 2 2 2上的电压。上的电压。上的电压。上的电压。3 3 荧光屏荧光屏 u荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显荧光屏
23、将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部分示部分示部分示部分 。u在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此在示波器开启后不使用的时间内，可将在示波器开启后不使用的时间内，可将在示波器开启后不使用的时间内，可将在示波器开启后不使用的时间内，可将“辉度辉度辉度辉度”调暗。调暗。调暗。调暗。u当电子束停止轰击
24、荧光屏时，光点仍能保持一定当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时间，这种现象称为的时间，这种现象称为的时间，这种现象称为的时间，这种现象称为“余辉效应余辉效应余辉效应余辉效应”。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理 1 1 1 1显示随时间变化的图形显示随时间变化的图形显示随时间变化的图形显示随时间变化的图形（1 1 1 1）UxUxUxUx、UyUyUyUy为固定电压时，有下面四种情况：为固定电压时，有下面四种情况：为固定电压时，有下面四种情况：为固定电压时，有下面四种情况：光
25、点出现在荧光屏的中心位置。光点出现在荧光屏的中心位置。光点出现在荧光屏的中心位置。光点出现在荧光屏的中心位置。光点仅在垂直方向偏移光点仅在垂直方向偏移光点仅在垂直方向偏移光点仅在垂直方向偏移 ：UyUyUyUy为正电为正电为正电为正电压时，光点从荧光屏的中心往垂直方压时，光点从荧光屏的中心往垂直方压时，光点从荧光屏的中心往垂直方压时，光点从荧光屏的中心往垂直方向上移；向上移；向上移；向上移；UyUyUyUy为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光屏的中心往垂直方向下移。屏的中心往垂直方向下移。屏的中心往垂直方向下移。屏的中心往垂直方向下移。7.2
26、.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理1 1 1 1显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）光点仅在水平方向偏移光点仅在水平方向偏移光点仅在水平方向偏移光点仅在水平方向偏移 ：UxUxUxUx为正电为正电为正电为正电压时，光点从荧光屏的中心往水平压时，光点从荧光屏的中心往水平压时，光点从荧光屏的中心往水平压时，光点从荧光屏的中心往水平方向右移；方向右移；方向右移；方向右移；UxUxUxUx为负电压时，光点从为负电压时，光点从为负电压时，光点从为负电压时，光点从荧光屏的中心往水平方向左移。荧光屏的中心往水平方向左移。
27、荧光屏的中心往水平方向左移。荧光屏的中心往水平方向左移。当两对偏转板上同时加固定当两对偏转板上同时加固定当两对偏转板上同时加固定当两对偏转板上同时加固定的正电压时，光点位置应为的正电压时，光点位置应为的正电压时，光点位置应为的正电压时，光点位置应为两电压的矢量合成。两电压的矢量合成。两电压的矢量合成。两电压的矢量合成。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理1 1 1 1显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）（2 2 2 2）X X X X、Y Y Y Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情偏转板上分别加变化
28、电压，有下面两种情偏转板上分别加变化电压，有下面两种情偏转板上分别加变化电压，有下面两种情况：况：况：况：仅在垂直偏转板的仅在垂直偏转板的仅在垂直偏转板的仅在垂直偏转板的两板间加正弦变化两板间加正弦变化两板间加正弦变化两板间加正弦变化的电压，则光点只的电压，则光点只的电压，则光点只的电压，则光点只在荧光屏的垂直方在荧光屏的垂直方在荧光屏的垂直方在荧光屏的垂直方向来回移动，出现向来回移动，出现向来回移动，出现向来回移动，出现一条垂直线段。一条垂直线段。一条垂直线段。一条垂直线段。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理1 1 1 1显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图
29、形（续）显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）仅在水平偏转板的仅在水平偏转板的仅在水平偏转板的仅在水平偏转板的两板间加锯齿电压，两板间加锯齿电压，两板间加锯齿电压，两板间加锯齿电压，则光点只在荧光屏则光点只在荧光屏则光点只在荧光屏则光点只在荧光屏的水平方向来回移的水平方向来回移的水平方向来回移的水平方向来回移动，出现一条水平动，出现一条水平动，出现一条水平动，出现一条水平线段。线段。线段。线段。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理1 1 1 1显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）（3 3
30、3 3）Y Y Y Y偏转板加偏转板加偏转板加偏转板加正弦波信号电压，正弦波信号电压，正弦波信号电压，正弦波信号电压，X X X X偏转板加锯齿波偏转板加锯齿波偏转板加锯齿波偏转板加锯齿波电压，荧光屏上电压，荧光屏上电压，荧光屏上电压，荧光屏上将显示出被测信将显示出被测信将显示出被测信将显示出被测信号随时间变化的号随时间变化的号随时间变化的号随时间变化的一个周期的波一个周期的波一个周期的波一个周期的波形曲线。形曲线。形曲线。形曲线。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理2 2 2 2显示任意两个变量之间的关系显示任意两个变量之间的关系显示任意两个变量之间的关系显示任意两个
31、变量之间的关系 示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为李沙育（李沙育（李沙育（李沙育（LissajousLissajousLissajousLissajous）图形，这种图形在相位和频率）图形，这种图形在相位和频率）图形，这种图形在相位和频率）图形，这种图形在相位和频率测量中常会用到。测量中常会用到。测量中常会用到。测量中常会用到。若两信号的初相相同，且在若两信号的初相相同，且在若两信号的初相相同，且在若两信号的初相相同，且在X X X X、Y Y
32、Y Y方向的偏转距离相同，方向的偏转距离相同，方向的偏转距离相同，方向的偏转距离相同，在荧光屏上画出一条与水平在荧光屏上画出一条与水平在荧光屏上画出一条与水平在荧光屏上画出一条与水平轴呈轴呈轴呈轴呈45454545度角的直线度角的直线度角的直线度角的直线。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理2 2 2 2显示任意两个变量之间的关系（续）显示任意两个变量之间的关系（续）显示任意两个变量之间的关系（续）显示任意两个变量之间的关系（续）若两信号的初相相差若两信号的初相相差若两信号的初相相差若两信号的初相相差90909090度，且在度，且在度，且在度，且在X X X X、Y Y
33、 Y Y方向的偏方向的偏方向的偏方向的偏转距离相同，在荧光屏转距离相同，在荧光屏转距离相同，在荧光屏转距离相同，在荧光屏上画出的图形为圆上画出的图形为圆上画出的图形为圆上画出的图形为圆。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理3 3 3 3扫描的概念扫描的概念扫描的概念扫描的概念 如果在如果在如果在如果在X X X X偏转板上加一个随时间线形变化的电压，偏转板上加一个随时间线形变化的电压，偏转板上加一个随时间线形变化的电压，偏转板上加一个随时间线形变化的电压，垂直偏转板不加电压，那么光点在水平方向的偏移距垂直偏转板不加电压，那么光点在水平方向的偏移距垂直偏转板不加电压，那么
34、光点在水平方向的偏移距垂直偏转板不加电压，那么光点在水平方向的偏移距离为离为离为离为 ，比例系数，比例系数，比例系数，比例系数SxSxSxSx称为示波管称为示波管称为示波管称为示波管的的的的X X X X轴偏转灵敏度。轴偏转灵敏度。轴偏转灵敏度。轴偏转灵敏度。光点在锯齿波作用下扫动的过程称为光点在锯齿波作用下扫动的过程称为光点在锯齿波作用下扫动的过程称为光点在锯齿波作用下扫动的过程称为“扫描扫描扫描扫描”，能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压，光点自左向能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压，光点自左向能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压，光点自左向能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压，光点自左向右的连
35、续扫动称为右的连续扫动称为右的连续扫动称为右的连续扫动称为“扫描正程扫描正程扫描正程扫描正程”，自荧光屏的右端迅，自荧光屏的右端迅，自荧光屏的右端迅，自荧光屏的右端迅速返回左端起扫点的过程称为速返回左端起扫点的过程称为速返回左端起扫点的过程称为速返回左端起扫点的过程称为“扫描逆程扫描逆程扫描逆程扫描逆程”。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理4 4 4 4同步的概念同步的概念同步的概念同步的概念 （1 1 1 1）Tx=nTy(nTx=nTy(nTx=nTy(nTx=nTy(n为正整数为正整数为正整数为正整数)：荧光屏上将稳定显示：荧光屏上将稳定显示：荧光屏上将稳定显示
36、：荧光屏上将稳定显示n n n n个个个个周期的被测信号波形。周期的被测信号波形。周期的被测信号波形。周期的被测信号波形。n=2n=2如果扫描电压如果扫描电压如果扫描电压如果扫描电压周期周期周期周期TxTxTxTx与被测与被测与被测与被测电压周期电压周期电压周期电压周期TyTyTyTy保保保保持持持持Tx=nTyTx=nTyTx=nTyTx=nTy的关的关的关的关系，则称扫描系，则称扫描系，则称扫描系，则称扫描电压与被测电电压与被测电电压与被测电电压与被测电压压压压“同步同步同步同步”。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理4 4 4 4同步的概念（续）同步的概念（续）同
37、步的概念（续）同步的概念（续）（2 2 2 2）T T T Tx x x xnTnTnTnTy y y y(n(n(n(n为正为正为正为正整数整数整数整数)，即不满足同，即不满足同，即不满足同，即不满足同步关系时，显示的步关系时，显示的步关系时，显示的步关系时，显示的波形不稳定。波形不稳定。波形不稳定。波形不稳定。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理5 5 5 5连续扫描和触发扫描连续扫描和触发扫描连续扫描和触发扫描连续扫描和触发扫描 扫描电压是连续的方式称为连续扫描。扫描电压是连续的方式称为连续扫描。扫描电压是连续的方式称为连续扫描。扫描电压是连续的方式称为连续扫描。
38、当欲观测脉冲信号，尤其是占空比很小的脉冲时，当欲观测脉冲信号，尤其是占空比很小的脉冲时，当欲观测脉冲信号，尤其是占空比很小的脉冲时，当欲观测脉冲信号，尤其是占空比很小的脉冲时，采用连续扫描存在一些问题：选择扫描周期等于脉冲采用连续扫描存在一些问题：选择扫描周期等于脉冲采用连续扫描存在一些问题：选择扫描周期等于脉冲采用连续扫描存在一些问题：选择扫描周期等于脉冲重复周期时，难以看清脉冲波形的细节。重复周期时，难以看清脉冲波形的细节。重复周期时，难以看清脉冲波形的细节。重复周期时，难以看清脉冲波形的细节。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理5 5 5 5连续扫描和触发扫描（续
39、）连续扫描和触发扫描（续）连续扫描和触发扫描（续）连续扫描和触发扫描（续）选择扫描周期等于脉冲底宽选择扫描周期等于脉冲底宽选择扫描周期等于脉冲底宽选择扫描周期等于脉冲底宽时，时，时，时，观测者不易观察观测者不易观察观测者不易观察观测者不易观察波形，而且扫描的同步很难实现。波形，而且扫描的同步很难实现。波形，而且扫描的同步很难实现。波形，而且扫描的同步很难实现。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理5 5 5 5连续扫描和触发扫描（续）连续扫描和触发扫描（续）连续扫描和触发扫描（续）连续扫描和触发扫描（续）触发扫描时，使扫描脉冲只在被测脉冲到来时才触发扫描时，使扫描脉冲只在
40、被测脉冲到来时才触发扫描时，使扫描脉冲只在被测脉冲到来时才触发扫描时，使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扫描一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工扫描一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工扫描一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工作状态。作状态。作状态。作状态。7.2.2 7.2.2 波形显示的基本原理波形显示的基本原理6 6 6 6扫描过程的增辉扫描过程的增辉扫描过程的增辉扫描过程的增辉 为了使回扫产生的为了使回扫产生的为了使回扫产生的为了使回扫产生的波形不在荧光屏上显示，波形不在荧光屏上显示，波形不在荧光屏上显示，波形不在荧光屏上显示，
41、可以设法在扫描正程可以设法在扫描正程可以设法在扫描正程可以设法在扫描正程期间，给示波器增辉。期间，给示波器增辉。期间，给示波器增辉。期间，给示波器增辉。若不增辉将产生如图的回扫线若不增辉将产生如图的回扫线若不增辉将产生如图的回扫线若不增辉将产生如图的回扫线7.3 7.3 通用示波器通用示波器 7.3.1 7.3.1 7.3.1 7.3.1 通用示波器的组成通用示波器的组成通用示波器的组成通用示波器的组成 7.3 7.3 通用示波器通用示波器7.3.2 7.3.2 7.3.2 7.3.2 通用示波器的垂直通道通用示波器的垂直通道通用示波器的垂直通道通用示波器的垂直通道1 1 1 1输入电路：包括
42、衰减器和输入选择开关。输入电路：包括衰减器和输入选择开关。输入电路：包括衰减器和输入选择开关。输入电路：包括衰减器和输入选择开关。（1 1 1 1）衰减器）衰减器）衰减器）衰减器 最佳补偿条件最佳补偿条件最佳补偿条件最佳补偿条件 ：过补偿过补偿过补偿过补偿：欠补偿：欠补偿：欠补偿：欠补偿：改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面板上用板上用板上用板上用“V/cm”“V/cm”“V/cm”“V/cm”标记。标记。标记。标记。7.3 7.3
43、 通用示波器通用示波器（2 2）输入耦合方式）输入耦合方式）输入耦合方式）输入耦合方式 输入耦合方式设有输入耦合方式设有输入耦合方式设有输入耦合方式设有ACACACAC、GNDGNDGNDGND、DCDCDCDC三档选择开关。三档选择开关。三档选择开关。三档选择开关。观察交流信号时，置观察交流信号时，置观察交流信号时，置观察交流信号时，置“AC”“AC”“AC”“AC”档。档。档。档。确定零电压时，置确定零电压时，置确定零电压时，置确定零电压时，置“GND”“GND”“GND”“GND”档。档。档。档。观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号观测频率
44、很低的信号或带有直流分量的交流信号观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号 时，置时，置时，置时，置“DC”“DC”“DC”“DC”档。档。档。档。7.3.2 7.3.2 通用示波器的垂直通道通用示波器的垂直通道2 2 2 2前置放大器前置放大器前置放大器前置放大器 前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信号，并具有灵敏度微调、校正、号，并具有灵敏度微调、校正、号，并具有灵敏度微调、校正、号，并具有灵敏度微调、校正、Y Y Y Y轴移位、极性反转轴移位、极性反转轴移
45、位、极性反转轴移位、极性反转等控制作用。等控制作用。等控制作用。等控制作用。Y Y Y Y前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直流电位，相应的流电位，相应的流电位，相应的流电位，相应的Y Y Y Y偏转板上的直流电位和波形在偏转板上的直流电位和波形在偏转板上的直流电位和波形在偏转板上的
46、直流电位和波形在Y Y Y Y方向方向方向方向的位置也会改变。的位置也会改变。的位置也会改变。的位置也会改变。可通过调节可通过调节可通过调节可通过调节“Y“Y“Y“Y轴位移轴位移轴位移轴位移”旋钮，调节直流电位以改旋钮，调节直流电位以改旋钮，调节直流电位以改旋钮，调节直流电位以改变被测波形在屏幕上的位置。变被测波形在屏幕上的位置。变被测波形在屏幕上的位置。变被测波形在屏幕上的位置。7.3.2 7.3.2 通用示波器的垂直通道通用示波器的垂直通道3 3 3 3延迟线延迟线延迟线延迟线 触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观触发扫描时，扫描的开始时间总是滞
47、后于被观触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观测脉冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完测脉冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完测脉冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完测脉冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完整地显示出来。整地显示出来。整地显示出来。整地显示出来。左图为没有延迟线时屏左图为没有延迟线时屏左图为没有延迟线时屏左图为没有延迟线时屏幕上显示的脉冲。幕上显示的脉冲。幕上显示的脉冲。幕上显示的脉冲。7.3.2 7.3.2 通用示波器的垂直通道通用示波器的垂直通道3 3 3 3延迟线（续）延迟线（续）延迟线（续）延迟线（续）延迟线的作用就是把加到延迟线的作用就是把加
48、到延迟线的作用就是把加到延迟线的作用就是把加到垂直偏转板上的脉冲信号延迟垂直偏转板上的脉冲信号延迟垂直偏转板上的脉冲信号延迟垂直偏转板上的脉冲信号延迟一段时间，以保证在屏幕上扫一段时间，以保证在屏幕上扫一段时间，以保证在屏幕上扫一段时间，以保证在屏幕上扫描出包括上升时间在内的脉冲描出包括上升时间在内的脉冲描出包括上升时间在内的脉冲描出包括上升时间在内的脉冲全过程。全过程。全过程。全过程。延迟线的输入级需采用延迟线的输入级需采用延迟线的输入级需采用延迟线的输入级需采用低输出阻抗电路驱动，而低输出阻抗电路驱动，而低输出阻抗电路驱动，而低输出阻抗电路驱动，而输出级则采用低输入阻抗的输出级则采用低输入
49、阻抗的输出级则采用低输入阻抗的输出级则采用低输入阻抗的缓冲器。缓冲器。缓冲器。缓冲器。7.3.2 7.3.2 通用示波器的垂直通道通用示波器的垂直通道4 4 4 4Y Y Y Y输出放大器输出放大器输出放大器输出放大器 Y Y Y Y输出放大器是将延迟线传来的被测信号放大到足输出放大器是将延迟线传来的被测信号放大到足输出放大器是将延迟线传来的被测信号放大到足输出放大器是将延迟线传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，使电子够的幅度，用以驱动示波管的垂直偏转系统，使电子够的幅度，用以驱动示波管的垂直偏转系统，使电子够的幅度，用以驱动示波管的垂直偏转系统，使电子束获得束获得束
50、获得束获得Y Y Y Y方向的满偏转。方向的满偏转。方向的满偏转。方向的满偏转。Y Y Y Y输出放大器应具有稳定的增益、较高的输入阻抗、输出放大器应具有稳定的增益、较高的输入阻抗、输出放大器应具有稳定的增益、较高的输入阻抗、输出放大器应具有稳定的增益、较高的输入阻抗、足够宽的频带、较小的谐波失真足够宽的频带、较小的谐波失真足够宽的频带、较小的谐波失真足够宽的频带、较小的谐波失真 。Y Y Y Y输出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高输出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高输出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高输出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高共模抑制比。可采用改变负反馈的方