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1、示波器基本知识波和波形8什么是波8波的类型8波的参数8示波器是测量波的基本仪器2什么是波8 随时间变化的模式称为波，声波、脑电波、海浪、电压波形都是波8 波形能够揭示信号的许多特性0当看到波形的高度变化，则表示电压值在变化0当看到的是平坦的水平线，则表示在一段时间内，信号没有变化。0平直斜线表示线性变化，电压以恒定的斜率上升或下降。0波形中的尖角指示的是突然的变更3波的类型8 大多数波都属于如下类型：0正弦波0方波和矩形波0三角波和锯齿波0阶跃波和脉冲波0噪声波 0复杂波8 还有很多波是上述波形的组合4波的类型8周期信号和非周期信号8同步信号和异步信号5波的参数8周期8频率8正脉冲宽度8负脉冲
2、宽度8上升时间8下降时间8幅度8占空比8占空比8延迟8相位8突发宽度8峰-峰值8均值8周期均值8高 低值8最小值8最大值8过冲8过冲8均方值8周期均方值6常见波形参数8频率和周期8幅度和相位7常见波形参数8相位差8目录8波和波形8 什么是示波器8示波器的各个组成部分8示波器的类型和区别8数字示波器的工作原理8示波器的主要指标及其选择指南8数字示波器技术的发展9什么是示波器8示波器是形象地显示信号随时间变化波形地仪器，是一种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本种类。8示波器的用途：0电压表，电流表，功率计0频率计，相位计0脉冲特性，阻尼振荡8示波器的应用：0电子，电力，电工0压力，振动，声
3、，光，热，磁8以示波器为基础的仪器：0逻辑分析仪，时域反射仪，晶体管特性测试仪，心电图。10示波器的组成8水平系统8垂直系统8扫描系统8触发系统8显示系统1 1示波器的类型8模拟示波器8模拟数字混合示波器8数字示波器8数字荧光示波器8取样示波器12示波器的典型结构ARTDSODPO放大器水平放大器垂直放大器延迟线触发放大器多路分解器采集信号存储器uP显示存储器A/D放大器数字荧光器A/D uP模拟实时显示串行处理并行处理13示波器的刻度水平刻度垂直刻度触发电平刻度格线1415示波器的主要指标8示波器的带宽8数字示波器的采样率8示波器的触发和信号存储8先进的DPO技术16选 择 示 波 器 的
4、带 宽17带宽是选择示波器的第一参数8示波器的结构决定了带宽的重要性：0放大器的模拟带宽决定了示波器的带宽；放大器是信号进入示波器的大门，它的带宽决定了示波器的带宽，示波器能请进什么样的信号由这个大门来决定。8数字示波器的带宽也是模拟带宽。18带宽8测量AC波形的仪表通常有某种最大频率，超过它，测量精度就会下降，这一频率就是仪表的带宽，它由仪器的幅频特性决定。定义：在幅频特性中，仪表的灵敏度下降3dB，此时的频率为仪表的带宽。注：只能测量AC电压的仪表，必须对高频和低频带宽都加考虑。100%（0dB）71%（-3dB）仪表的带宽（BW）只能测量低频交流的仪表在处也下滑。幅频特性曲线19选择示波
5、器的带宽依据8以谐波情况为核心选择示波器；8以上升沿情况选择示波器；20谐波除绝对的正弦波之外，周期波含的一切频率分量称谐波。谐波频率是基波频的整数倍。周期波无论其波形如何都有谐波。周期波给定的频率为基波频率。方波 基波为正弦波21以方波为例8方波是由基波与无数奇次谐波叠加所构成，包含的谐波越多，波形越近似方波。0方波的质量根据包含的谐波次数，其近似程度有所不同。0每个谐波的幅度必须使波形成为方波所需要的恰当值。0此外，谐波之间的相位关系也必须正确：谐波以不等量延迟，即使谐波幅度正确，方波也会失真。叠加3次谐波 叠加5次谐波 基波 叠加7次谐波 叠加9次谐波方波22由方波为例得知8正弦波只有一
6、个基波，仪表的带宽必须至少是波形的频率。8但是，在大多数情况下，这仅仅是最基本的，如果只是这样，是不够精确的，甚至是错误的。8要对波形进行准确的测量，对于非正弦波的波形，必须考虑其谐波。假如组成波形的主要谐波分量超出仪表的带宽，那么我们就不能精确地测得波形的参数。23测量20MHz的方波在20MHz带宽示波器测试所显示的结果在200MHz带宽示波器测试所显示的结果示波器所显示的波形仪器带宽对测量波形影响24带宽对方波的影响8带宽如何在时域影响波形。0信号进入示波器首先是通过放大器，它是一个低通滤波器。0放大器的带宽很宽（和基波比较），输出方波不表现失真。0放大器的带宽变窄，波形中的某些谐波不能
7、通过，输出的方波发生畸变，产生误差。0放大器带宽很窄，输出的几乎完全不像方波，由于缺少主要的谐波分量，波形呈圆弧状。低通滤波器 高带宽时的输出 中带宽时的输出 低带宽时的输出输入 输出25波形的谐波与测量精度的关系波 形 重要谐波数（基波10）正弦波 无谐波分量 方 波 1:9 三角波 1:3脉冲波（占空比50）1:9脉冲波（占空比25）1:14脉冲波（占空比10）1:26注：列出的影响波形的谐波数是基波的倍数：269010上升时间测量*上升时间理想的方波和脉冲波的电压是有突然变化的波形，陡变有一定时间这取决于系统带宽及其他电路参数。波形从一种电压变至另一种电压的时间称为上升时间上升时间通常在
8、过渡的10至90处278 测量仪表的带宽将影响脉冲和方波的上升时间，上升时间和带宽的关系由下式决定：T上升0.35/BWBW=带宽（3dB时的频率）（单位Hz）8 波形从最小值过渡到最大值越快，所含谐波就越多，波形所含的频率量也越高。8 仪表的上升时间应小于被测量信号波形的上升时间。测量所得的上升时间 信号上升时间2测量仪表上升时间2上升延同带宽的关系28波形上升时间与测量精度的关系1:1 41%2:1 22%3:1 12%4:1 5%5:1 2%7:1 1%10:1 0.5%信号上升时间仪表上升时间之比 上升时间测量精度29总结：选择示波器的带宽波形的重要谐波列出的影响波形的谐波数是基波的倍数：波 形 重要谐波数（基波10）正弦波 1:1方 波 1:9三角波 1:3脉冲波（占空比50）1:9脉冲波（占空比25）1:14脉冲波（占空比10）1:26（正弦波基波为：1）上升时间与测量精度信号上升时间 上升时间 仪表上升时间 测量精度 之比 1:1 41%2:1 22%3:1 12%4:1 5%5:1 2%7:1 1%10:1 0.5%30采样原理及应用31采样采样点数字化需要的保持时间采样间隔 采样是等间隔地进行；采样率以“点/秒”来表示。32