第四章電子示波器資料

1、第四章 電子示波器 一、概念：一、概念： 電子示波器簡(jiǎn)稱電子示波器簡(jiǎn)稱“示波器示波器”，是一種用來直接顯示電信，是一種用來直接顯示電信號(hào)波形隨時(shí)間變化過程的電子儀器。號(hào)波形隨時(shí)間變化過程的電子儀器。 能夠?qū)⑷搜蹮o法直接觀察到的電信號(hào)以波形的形式顯能夠?qū)⑷搜蹮o法直接觀察到的電信號(hào)以波形的形式顯示在示波器的屏幕上。它的用途極為廣泛，可以用來觀察示在示波器的屏幕上。它的用途極為廣泛，可以用來觀察信號(hào)波形、信號(hào)的幅度、頻率、時(shí)間、相位等等，還可以信號(hào)波形、信號(hào)的幅度、頻率、時(shí)間、相位等等，還可以用來測(cè)量電路網(wǎng)絡(luò)的頻率特性和伏安特性。用來測(cè)量電路網(wǎng)絡(luò)的頻率特性和伏安特性。 1 1輸入阻抗高，對(duì)被測(cè)信號(hào)影

2、響小，有較強(qiáng)的過載能力，輸入阻抗高，對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小，有較強(qiáng)的過載能力，測(cè)量靈敏度高。測(cè)量靈敏度高。 2 2可顯示信號(hào)波形、測(cè)量信號(hào)瞬時(shí)值?？娠@示信號(hào)波形、測(cè)量信號(hào)瞬時(shí)值。 3 3工作速度快、頻帶寬，便于觀察高速變化的信號(hào)。工作速度快、頻帶寬，便于觀察高速變化的信號(hào)。 4 4可顯示任意兩個(gè)信號(hào)的電壓或電流的函數(shù)關(guān)系，故可作可顯示任意兩個(gè)信號(hào)的電壓或電流的函數(shù)關(guān)系，故可作為信號(hào)的為信號(hào)的X-YX-Y記錄儀。記錄儀。三、三、 電子示波器的分類電子示波器的分類按示波器的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類：按示波器的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類：1 1通用示波器通用示波器 ：采用單束示波管，是一種寬頻帶的示波器，：采用

3、單束示波管，是一種寬頻帶的示波器，常用的是雙蹤示波器，使用的極為廣泛，可以對(duì)一般電信號(hào)進(jìn)常用的是雙蹤示波器，使用的極為廣泛，可以對(duì)一般電信號(hào)進(jìn)行定性和定量的分析。行定性和定量的分析。2 2多束示波器多束示波器 ：采用多束示波管，通過電子開關(guān)進(jìn)行切換，：采用多束示波管，通過電子開關(guān)進(jìn)行切換，觀察兩個(gè)以上的波形，比較兩個(gè)以上的信號(hào)很方便。觀察兩個(gè)以上的波形，比較兩個(gè)以上的信號(hào)很方便。3 3取樣示波器取樣示波器 ：便于觀察和測(cè)量高頻信號(hào)。：便于觀察和測(cè)量高頻信號(hào)。4 4記憶示波器記憶示波器 ：采用記憶示波管實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)。：采用記憶示波管實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)。 5 5特種示波器特種示波器 ：具有特殊的功能

4、用途，例如：矢量示波：具有特殊的功能用途，例如：矢量示波器，高壓示波器，心電圖示波器等。器，高壓示波器，心電圖示波器等。 6 6數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器 ：能夠?qū)⒉洞俚降男盘?hào)進(jìn)行：能夠?qū)⒉洞俚降男盘?hào)進(jìn)行A/DA/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，寫入存儲(chǔ)器，需要讀出時(shí)，經(jīng)過寫入存儲(chǔ)器，需要讀出時(shí)，經(jīng)過D/AD/A轉(zhuǎn)換還原成模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換還原成模擬信號(hào)，在示波器上顯示出來。在示波器上顯示出來。 7 7邏輯示波器（邏輯分析儀邏輯示波器（邏輯分析儀）。一、組成：如圖一、組成：如圖4-14-1所示，它由示波管（所示，它由示波管（CRTCRT）、垂直偏轉(zhuǎn)系）、垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)統(tǒng)(Y(Y通道）、水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（通道）、水平偏轉(zhuǎn)

5、系統(tǒng)（X X通道），通道）， 同步控制系統(tǒng)，以同步控制系統(tǒng)，以及輝度控制電路、電源系統(tǒng)等幾部分組成。及輝度控制電路、電源系統(tǒng)等幾部分組成。 圖圖4-1 電子示波器的基本組成框圖電子示波器的基本組成框圖二、基本工作原理：二、基本工作原理： 由電子槍產(chǎn)生的高速電子束轟擊熒光屏的相應(yīng)部位產(chǎn)由電子槍產(chǎn)生的高速電子束轟擊熒光屏的相應(yīng)部位產(chǎn)生熒光，而偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)則能使電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而改變熒生熒光，而偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)則能使電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而改變熒光屏上光點(diǎn)的位置，顯示被測(cè)信號(hào)的波形。光屏上光點(diǎn)的位置，顯示被測(cè)信號(hào)的波形。 三、示波管： 結(jié)構(gòu)：電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏三個(gè)部分。E 輝度 聚焦

6、 輔助聚焦 +EFGKA1A2Y偏轉(zhuǎn)板X偏轉(zhuǎn)板熒光屏電子槍偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏圖圖4-2 4-2 示波管的結(jié)構(gòu)圖示波管的結(jié)構(gòu)圖 1 1電子槍電子槍 （1 1）作用：發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。）作用：發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。 （2 2）結(jié)構(gòu)：它是由燈絲（）結(jié)構(gòu)：它是由燈絲（F F）、陰極（）、陰極（K K）、柵極（）、柵極（G1G1）、）、前加速極（前加速極（G2G2）、第一陽極（）、第一陽極（A1A1）、第二陽極（）、第二陽極（A2A2）組成。）組成。燈絲的作用是加熱陰極，加熱后的陰極發(fā)射電子。燈絲的作用是加熱陰極，加熱后的陰極發(fā)射電子。 2 2、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對(duì)位

7、置互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成?？拷D(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對(duì)位置互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成?？拷娮訕尩囊粚?duì)是垂直偏轉(zhuǎn)板，另一對(duì)是水平偏轉(zhuǎn)板。電子電子槍的一對(duì)是垂直偏轉(zhuǎn)板，另一對(duì)是水平偏轉(zhuǎn)板。電子束靠偏轉(zhuǎn)板上加的電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。束靠偏轉(zhuǎn)板上加的電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 3 3、熒光屏、熒光屏 熒光屏是熒光粉涂在玻璃屏的內(nèi)表壁而制成。熒光屏熒光屏是熒光粉涂在玻璃屏的內(nèi)表壁而制成。熒光屏的發(fā)光顏色通常有綠色、黃色、蘭色和白色。的發(fā)光顏色通常有綠色、黃色、蘭色和白色。 電子束轟擊熒光粉時(shí)發(fā)出的熒光并不會(huì)立刻消失，而電子束轟擊熒光粉時(shí)發(fā)出的熒光并不會(huì)立刻消失，而是要延續(xù)一段時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為余輝。按余輝持續(xù)的時(shí)是要延續(xù)一段時(shí)間，這種現(xiàn)

8、象稱為余輝。按余輝持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短，示波管分為短余輝，中余輝和長(zhǎng)余輝管三種。間長(zhǎng)短，示波管分為短余輝，中余輝和長(zhǎng)余輝管三種。 四、波形顯示原理四、波形顯示原理 Y Y偏轉(zhuǎn)板：加被測(cè)信號(hào)；偏轉(zhuǎn)板：加被測(cè)信號(hào)； X X偏轉(zhuǎn)板：加掃描電壓信號(hào)（設(shè)為理想狀態(tài)）。偏轉(zhuǎn)板：加掃描電壓信號(hào)（設(shè)為理想狀態(tài)）。 1 1）設(shè)）設(shè)Ux=Uy=0Ux=Uy=0，則光點(diǎn)在垂直和水平方向都不偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)在熒，則光點(diǎn)在垂直和水平方向都不偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)在熒光屏的中心位置；光屏的中心位置；Uyt0Ux0 2 2）設(shè)）設(shè)Ux=0Ux=0，Uy=UmsintUy=Umsint。 由于由于X X偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點(diǎn)在水平方向是不偏移的，則光

9、偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點(diǎn)在水平方向是不偏移的，則光點(diǎn)只在熒光屏的垂直方向來回移動(dòng)，出現(xiàn)一條垂直線段點(diǎn)只在熒光屏的垂直方向來回移動(dòng)，出現(xiàn)一條垂直線段。Uxt0Uyt0 3)3)設(shè)設(shè)Ux=ktUx=kt，Uy=0Uy=0。 由于由于Y Y偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點(diǎn)在垂直方向是不移動(dòng)的，則光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點(diǎn)在垂直方向是不移動(dòng)的，則光點(diǎn)在熒光屏的水平方向上來回移動(dòng)，出現(xiàn)的是一條水平線段在熒光屏的水平方向上來回移動(dòng)，出現(xiàn)的是一條水平線段。Uyt0Ux0由上三種情況可看出：由上三種情況可看出： a a 、X X偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的水平運(yùn)動(dòng)；偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的水平運(yùn)動(dòng)； b b 、Y Y偏轉(zhuǎn)板上所

10、加電壓控制電子的垂直運(yùn)動(dòng)；偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的垂直運(yùn)動(dòng)； c c 、電子位移長(zhǎng)度取決于所加電壓的大小。、電子位移長(zhǎng)度取決于所加電壓的大小。 4)4)設(shè)設(shè)Y Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓U Uy y=U=Um msintsint，X X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓電壓Ux=ktUx=kt，且有，且有Tx=TyTx=Ty熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的穩(wěn)熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定波形。定波形。Uyt0Ux0t5)5)設(shè)設(shè)Y Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓U Uy y=U=Um msintsint，X X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓電壓U

11、x=ktUx=kt，且有，且有Tx=2TyTx=2Ty熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定波形。穩(wěn)定波形。Uyt0Ux0t6)6)設(shè)設(shè)Y Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓U Uy y=U=Um msintsint，X X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓壓Ux=ktUx=kt，且有，且有Tx=3/2 TyTx=3/2 Ty熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的不穩(wěn)定波形。不穩(wěn)定波形。tUyt0Ux0第一掃描周期第二掃描周期由此可見：由此可見： 當(dāng)掃描電壓的周期是被觀測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍時(shí)，即當(dāng)掃描電壓的周期是被觀測(cè)信

12、號(hào)周期的整數(shù)倍時(shí)，即Tx=nTy(nTx=nTy(n為正整數(shù)為正整數(shù)) )，每次掃描的起點(diǎn)都對(duì)應(yīng)在被測(cè)信號(hào)的同一相，每次掃描的起點(diǎn)都對(duì)應(yīng)在被測(cè)信號(hào)的同一相位點(diǎn)上，這就使得掃描的后一個(gè)周期描繪的波形與前一周期完全一位點(diǎn)上，這就使得掃描的后一個(gè)周期描繪的波形與前一周期完全一樣，每次掃描顯示的波形重疊在一起，在熒光屏上可得到清晰而穩(wěn)樣，每次掃描顯示的波形重疊在一起，在熒光屏上可得到清晰而穩(wěn)定的波形。定的波形。 當(dāng)理想掃描電壓的周期當(dāng)理想掃描電壓的周期Tx=n TyTx=n Ty(n(n為正整數(shù)為正整數(shù)) )時(shí)，波形穩(wěn)定，且時(shí)，波形穩(wěn)定，且顯示顯示n n個(gè)被測(cè)信號(hào)波形；當(dāng)此關(guān)系不成立時(shí)個(gè)被測(cè)信號(hào)波形；

13、當(dāng)此關(guān)系不成立時(shí), ,波形顯示不穩(wěn)定。波形顯示不穩(wěn)定。 一般情況下一般情況下, ,當(dāng)掃描電壓的周期當(dāng)掃描電壓的周期Ts=n TyTs=n Ty(n(n為正整數(shù)為正整數(shù)) )時(shí)，波形穩(wěn)定，時(shí)，波形穩(wěn)定，且顯示且顯示n n個(gè)被測(cè)信號(hào)波形；逆程消隱。個(gè)被測(cè)信號(hào)波形；逆程消隱。 此即此即“同步同步”原理。原理。 五、示波器的主要技術(shù)性能五、示波器的主要技術(shù)性能 1 1頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)( (頻帶寬度）頻帶寬度）B BW W：示波器的頻率響應(yīng)就是其：示波器的頻率響應(yīng)就是其Y Y軸系統(tǒng)工軸系統(tǒng)工作頻率范圍，或指作頻率范圍，或指Y Y放大器帶寬，通常以放大器帶寬，通常以-3dB-3dB處，即相對(duì)放大量下處，即

14、相對(duì)放大量下降到降到0.7070.707時(shí)的頻率范圍表示。寬帶示波器的頻率響應(yīng)低端常常從時(shí)的頻率范圍表示。寬帶示波器的頻率響應(yīng)低端常常從零開始，頻帶越寬，高頻特性越好。零開始，頻帶越寬，高頻特性越好。2 2偏轉(zhuǎn)靈敏度偏轉(zhuǎn)靈敏度 D Dy y 示波器輸入電壓與亮點(diǎn)示波器輸入電壓與亮點(diǎn)Y Y方向偏移量的比值稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度，方向偏移量的比值稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度，也稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。單位也稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。單位mV/divmV/div，度（，度（divdiv）指熒光屏刻度）指熒光屏刻度1 1大格，大格，1 1 div=1 cmdiv=1 cm。 偏轉(zhuǎn)因數(shù)數(shù)值可表示靈敏度，數(shù)值越小靈敏度越高，每一種示偏轉(zhuǎn)因數(shù)數(shù)值可表

15、示靈敏度，數(shù)值越小靈敏度越高，每一種示波器有一個(gè)最高靈敏度。波器有一個(gè)最高靈敏度。 一般示波器最高靈敏度對(duì)應(yīng)于一般示波器最高靈敏度對(duì)應(yīng)于5mV/div5mV/div或或10mV/div10mV/div。當(dāng)。當(dāng)Y Y系統(tǒng)接系統(tǒng)接入不同衰減器時(shí)偏轉(zhuǎn)因數(shù)值改變。入不同衰減器時(shí)偏轉(zhuǎn)因數(shù)值改變。3 3輸入阻抗輸入阻抗 輸入阻抗是指示波器輸入端對(duì)地的電阻輸入阻抗是指示波器輸入端對(duì)地的電阻R Ri i和分布電容和分布電容C Ci i的并的并聯(lián)阻抗。聯(lián)阻抗。 輸入阻抗越大，示波器對(duì)被測(cè)電路的影響就越小，所以要輸入阻抗越大，示波器對(duì)被測(cè)電路的影響就越小，所以要求輸入電阻求輸入電阻R Ri i大而輸入電容大而輸入

16、電容C Ci i 小。小。 輸入電容輸入電容C Ci i在頻率越高時(shí)，對(duì)被測(cè)電路的影響越大。在頻率越高時(shí)，對(duì)被測(cè)電路的影響越大。 4.最大輸入電壓:(DC+AC的峰值）。這個(gè)電壓是由元件與材料的耐壓性所決定的。示波器的輸入信號(hào)電壓不得超過此值，否則將造成示波器損壞。 5.垂直方式：CH1、CH2、ADD、DUAL四種工作方式。前兩種是單蹤顯示，第四種是雙蹤顯示，第三種是疊加。6 6掃描速度掃描速度 示波器屏幕上光點(diǎn)的水平掃描速度的高低可用掃描速度、時(shí)基示波器屏幕上光點(diǎn)的水平掃描速度的高低可用掃描速度、時(shí)基因數(shù)、掃描頻率等指標(biāo)來描述。因數(shù)、掃描頻率等指標(biāo)來描述。 掃描速度就是光點(diǎn)水平移動(dòng)的速度，

17、其單位是掃描速度就是光點(diǎn)水平移動(dòng)的速度，其單位是cmcms s或或divdivs(s(度秒度秒) )。 掃描速度的倒數(shù)稱為時(shí)基因數(shù)掃描速度的倒數(shù)稱為時(shí)基因數(shù)S SS S，它表示光點(diǎn)水平移動(dòng)單位長(zhǎng)，它表示光點(diǎn)水平移動(dòng)單位長(zhǎng)度度(cm(cm或或div)div)所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示波器在掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示波器在X X方向方向掃描頻率可由掃描頻率可由t tcmcm或或t tdivdiv分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標(biāo)注的是分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標(biāo)注的是時(shí)基因數(shù)。時(shí)基因數(shù)。 為了觀察緩慢變化的信號(hào)，則要求示波器具有較低的掃描速度，為了觀

18、察緩慢變化的信號(hào)，則要求示波器具有較低的掃描速度，因此，示波器的掃描頻率范圍越寬越好。因此，示波器的掃描頻率范圍越寬越好。 7.掃描方式：?jiǎn)螔呙?、交替掃描。單掃描是指只有一個(gè)掃描電壓，顯示的波形水平方向每格所代表的時(shí)間長(zhǎng)度只有一個(gè)。但交替掃描時(shí)，有一個(gè)低速掃描和一個(gè)高速掃描，兩個(gè)掃描各描繪出一個(gè)波形。 8.觸發(fā)方式：自動(dòng)、常態(tài)。 9.觸發(fā)源：內(nèi)、外、CH1、電源。 10.X-Y工作方式 （1）工作方式：CHI輸入是X軸信號(hào)，CH2輸入是Y軸信號(hào)。 （2）X軸帶寬：DC-500KHZ.由于此項(xiàng)限制，CH1輸入信號(hào)的頻率不易超過此值。 （3）相位差： .由于X軸與Y軸兩通道存在固有相位差，當(dāng)測(cè)量?jī)?/p>

19、通道信號(hào)的相位差時(shí)，應(yīng)考慮其影響。03 1 1 根據(jù)被測(cè)信號(hào)選擇合適的示波器根據(jù)被測(cè)信號(hào)選擇合適的示波器1 1）根據(jù)要同時(shí)顯示的信號(hào)數(shù)量，選擇單蹤或雙蹤示波器）根據(jù)要同時(shí)顯示的信號(hào)數(shù)量，選擇單蹤或雙蹤示波器2 2）當(dāng)定性分析觀察信號(hào)的波形，并且是頻率不高的正弦波，這）當(dāng)定性分析觀察信號(hào)的波形，并且是頻率不高的正弦波，這時(shí)可選用時(shí)可選用普通示波器；普通示波器；3 3）當(dāng)分析觀察被測(cè)信號(hào)的幅度或時(shí)間，信號(hào)為脈沖波或頻率較）當(dāng)分析觀察被測(cè)信號(hào)的幅度或時(shí)間，信號(hào)為脈沖波或頻率較高的正弦波，這時(shí)可選擇高的正弦波，這時(shí)可選擇寬帶示波器；寬帶示波器；4 4）當(dāng)分析觀察頻率高于）當(dāng)分析觀察頻率高于100MHz

20、100MHz的周期脈沖信號(hào)，可選用取樣示的周期脈沖信號(hào)，可選用取樣示波器；波器；5 5）當(dāng)希望將波形存貯起來以便事后進(jìn)行分析研究，可選用具有）當(dāng)希望將波形存貯起來以便事后進(jìn)行分析研究，可選用具有記憶功能的記憶示波器。記憶功能的記憶示波器。六、電子示波器的選擇六、電子示波器的選擇 2.2.根據(jù)示波器的性能選擇合適的示波器根據(jù)示波器的性能選擇合適的示波器1)1)頻帶寬度和上升的時(shí)間：一般要求頻帶寬度大于被測(cè)信頻帶寬度和上升的時(shí)間：一般要求頻帶寬度大于被測(cè)信號(hào)最高頻率的號(hào)最高頻率的3 3倍，上升時(shí)間應(yīng)小于脈沖上升時(shí)間的倍，上升時(shí)間應(yīng)小于脈沖上升時(shí)間的1/31/3。2)2)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度：如果是弱信號(hào)

21、，應(yīng)該選擇具有較高偏垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度：如果是弱信號(hào)，應(yīng)該選擇具有較高偏轉(zhuǎn)靈敏度的示波器，反之，可以用較低靈敏度的示波器。轉(zhuǎn)靈敏度的示波器，反之，可以用較低靈敏度的示波器。3)3)應(yīng)選用輸入阻抗較高的示波器。應(yīng)選用輸入阻抗較高的示波器。4.3、通用示波器的組成與控制鍵、通用示波器的組成與控制鍵 1.通用示波器的基本組成 YXC R TY前置放大器Y后置放大器Y輸入電 路觸 發(fā)電 路掃 描電 路X 軸放大器高壓電源低壓電源校準(zhǔn)信號(hào)Cz1Cz2Cz3主 機(jī)Y通道X通道圖4-14通用示波器的組成方框圖 如圖所示，通用示波器是由主機(jī)、垂直通道主機(jī)、垂直通道（Y通道）、水平通道水平通道（X通道）三大部分組成

22、。其中Y通道的作用是放大（或衰減）被測(cè)信號(hào)；X通道的主要作用是產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓。而主機(jī)部分包含有顯示波形的核心部件示波管，低壓電源（向整機(jī)中各單元電路提供所需的直流電壓），高壓電源（給示波管供電），校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器（在示波器自檢時(shí)，提供一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)）等電路。2.主機(jī)部分的主要控制鍵主機(jī)部分中的控制鍵數(shù)目不多，主要控制鍵有輝度和聚焦兩個(gè)。 輝度輝度用來調(diào)節(jié)波形的亮度。調(diào)節(jié)原理，調(diào)節(jié)示波管的控制極的電壓，從而使電子束的電子密度改變，密度大時(shí)亮度提高，反之亮度降低。聚焦聚焦用來調(diào)節(jié)波形的清晰度。調(diào)節(jié)原理，調(diào)節(jié)示波管的聚焦極的電壓，以改變電子透鏡的聚焦點(diǎn)的位置，當(dāng)焦點(diǎn)正好落在熒光屏上時(shí)，波形的清晰度最

23、高。3.垂直通道及控制鍵(1)垂直通道的組成步進(jìn)衰減Y前置放大器延遲線Y后置放大器Y偏轉(zhuǎn)板微調(diào)DCAC開關(guān)S垂直移位圖4-16垂直通道的組成 其中，開關(guān)S和衰減器即圖4-14中的Y輸入電路；Y放大器分為前置放大器和后置放大器，之間插入延遲線。前置放大器將不平衡輸入信號(hào)變換為平衡輸出信號(hào)，并且由此處分出一路信號(hào)送到X通道作內(nèi)觸發(fā)信號(hào)?？梢?，垂直通道主要由衰減器和放大器組成，其作用是放大（或衰減）被測(cè)信號(hào)，再將其送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板。 因?yàn)樽罱K從屏幕上看到的波形，是由當(dāng)前加在Y偏轉(zhuǎn)板上的電信號(hào)來決定的。而被測(cè)信號(hào)需經(jīng)過Y通道的全部電路，才能到達(dá)Y偏轉(zhuǎn)板。故而Y通道的控制鍵可以實(shí)現(xiàn)如下的控制：決定Y輸入信號(hào)

24、能否送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板；決定信號(hào)中的直流分量能否送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板；決定送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板的信號(hào)幅度大小；決定Y偏轉(zhuǎn)板的附加直流電壓大小。這些控制作用，分別體現(xiàn)在下面列舉的控制鍵中。 (2)垂直通道的主要控制鍵： 耦合方式耦合方式轉(zhuǎn)換信號(hào)的輸入耦合方式。它有AC-DC三個(gè)檔位（見上圖中的開關(guān)S）。DC檔位時(shí)，Y通道是一個(gè)直流放大器，此時(shí)被測(cè)信號(hào)中的直流分量，可改變屏上波形的垂直位置；AC檔位時(shí)，由于耦合電容C的存在，Y通道變成一個(gè)交流放大器，此時(shí)被測(cè)信號(hào)中的直流分量不影響屏上波形的垂直位置。即接地，此時(shí)Y通道放大器的輸入端被接地，而Y輸入插座上的被測(cè)信號(hào)被隔斷。偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù)調(diào)節(jié)示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度。它其實(shí)

25、是一個(gè)多檔位的衰減器，采取步進(jìn)方式變更衰減量。當(dāng)衰減量增大時(shí)，Y通道的總增益降低，屏上波形的幅度（波形的高度）減小，反之，幅度增大。偏轉(zhuǎn)因數(shù)的檔位，明確指示了垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度之值。垂直微調(diào)垂直微調(diào)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度的微調(diào)。電路中，通常采用調(diào)整負(fù)反饋量的方法，來調(diào)節(jié)放大器的增益。調(diào)節(jié)垂直微調(diào)時(shí)，屏上波形的幅度可連續(xù)變化，但不能明確指示垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度的大小。垂直移位垂直移位調(diào)整屏上波形的垂直位置。電路中，采用改變Y偏轉(zhuǎn)板上附加直流電壓的大小來實(shí)現(xiàn)。垂直移位有相當(dāng)大的調(diào)整范圍，一般宜置于中間位置。 探極探極：是連接被測(cè)電路與示波器的測(cè)試線，常用的是無源探極。目前示波器所用探極常帶有開關(guān)，有1、10兩個(gè)檔位

26、。在10檔位時(shí)，衰減比為10 1，輸入電阻為10M。在1檔位時(shí)，無衰減，輸入電阻為1M。兩個(gè)檔位不僅輸入阻抗不同，而且?guī)捯膊煌?，?0檔位時(shí)，可達(dá)滿帶寬；在1檔位時(shí)，帶寬在10MHz以下。因此，應(yīng)優(yōu)先選用10檔位，特別是測(cè)量高頻信號(hào)時(shí)。 *垂直方式垂直方式選擇Y通道的工作方式。在雙蹤示波器中才有此控制鍵。在早期生產(chǎn)的示波器中，該鍵是一個(gè)多檔位的開關(guān)；目前生產(chǎn)的示波器，常用一組（CH1,CH2,ADD）按鍵開關(guān)來控制。通過組合可有四種工作方式： 按下CH1：屏幕上僅顯示通道1的信號(hào)波形； 按下CH2：屏幕上僅顯示通道2的信號(hào)波形； 同時(shí)按下CH1,CH2按鍵：屏幕上同時(shí)顯示通道1和通道2兩個(gè)信

27、號(hào)的波形，此時(shí)為雙蹤顯示（DUAL）； 按下ADD：屏幕上顯示通道1信號(hào)和通道2信號(hào)的疊加波形。 關(guān)于此方式開關(guān)與雙蹤顯示的工作原理，將在4.3節(jié)中敘述。3、水平通道及控制鍵 (1)水平通道的組成水平通道的組成:見圖見圖4-17(2)X放大器中的控制鍵放大器中的控制鍵水平移位水平移位調(diào)整屏上波形的水平位置。電路中，采用改變X偏轉(zhuǎn)板上附加直流電壓的大小來實(shí)現(xiàn)。水平移位的調(diào)整范圍較小，一般也應(yīng)置于中間位置。掃描格式掃描格式示波器除可顯示電信號(hào)的波形外，還可顯示XY圖形。此控制鍵是這種掃描格式的轉(zhuǎn)換開關(guān)。一般情況下，此開關(guān)處在波形顯示位置，X偏轉(zhuǎn)板上所加信號(hào)是鋸齒波掃描電壓；當(dāng)此開關(guān)處在XY顯示位置

28、時(shí)，X偏轉(zhuǎn)板上所加信號(hào)是X外接信號(hào)，而Y偏轉(zhuǎn)板上所加是Y信號(hào)，所以顯示圖形是YX的函數(shù)曲線 。3.掃描電路中的控制鍵掃描電路中的控制鍵 掃描電路的典型組成是由掃描閘門電路、鋸齒波發(fā)生器、比較釋抑電路構(gòu)成一個(gè)環(huán).掃 描閘 門鋸齒波發(fā)生器比較釋抑電路掃速觸發(fā)脈沖掃描電壓穩(wěn) 定度掃描電路中的控制鍵： 時(shí)間因數(shù)時(shí)間因數(shù)調(diào)節(jié)掃描速度。電路中是用改變時(shí)間電阻R和時(shí)間電容C的方法，去改變鋸齒波的斜率，即改變掃描的正程時(shí)間Ts，從而調(diào)節(jié)掃描的速度。該鍵采用步進(jìn)調(diào)節(jié)。 掃描微調(diào)掃描微調(diào)掃描速度的微調(diào)。電路中是改變電容的充電電壓，使鋸齒波的斜率變化，從而調(diào)節(jié)掃描的速度。該鍵采用電位器進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。 穩(wěn)定度穩(wěn)定度調(diào)

29、節(jié)觸發(fā)靈敏度。電路中是調(diào)整掃描閘門的靜態(tài)輸入電平。該鍵是一個(gè)不常調(diào)整的控制鍵，只是在觸發(fā)掃描方式時(shí)，出現(xiàn)不觸發(fā)或同步不易的情況下，需調(diào)此鍵。觸發(fā)源觸發(fā)源選擇觸發(fā)信號(hào)源。該轉(zhuǎn)換開關(guān)主要為內(nèi)、外兩擋。在“內(nèi)”檔位時(shí)，觸發(fā)信號(hào)來自Y通道的前置放大器，此時(shí)除被測(cè)信號(hào)外，示波器無需外接觸發(fā)信號(hào)。在“外”檔位時(shí)，需由外觸發(fā)輸入插座引入外部觸發(fā)信號(hào)，此檔位用于被測(cè)信號(hào)為復(fù)雜信號(hào)且同步不易之時(shí)。有的示波器另設(shè)有CH2，電源檔位。“CH2”檔位是雙蹤示波器所特設(shè)的，主要用在觀測(cè)兩個(gè)信號(hào)的相位差時(shí)，用CH2的信號(hào)作觸發(fā)信號(hào)（其原因見4.3節(jié)）。“電源”檔位則是以市電信號(hào)作觸發(fā)信號(hào)，用于觀測(cè)與市電相關(guān)的信號(hào)波形。觸

30、發(fā)方式觸發(fā)方式選擇觸發(fā)方式。觸發(fā)方式主要有自動(dòng)自動(dòng)（20Hz）；常態(tài)常態(tài)兩種；YB4340型示波器還設(shè)有TV-H；TV-V兩擋，這是為觀察電視信號(hào)中的行信號(hào)與場(chǎng)信號(hào)而專門設(shè)置的。需要說明的是：常態(tài)常態(tài)即觸發(fā)掃描；而自動(dòng)自動(dòng)在無信號(hào)輸入時(shí)是連續(xù)掃描，有信號(hào)輸入時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橛|發(fā)掃描。目前生產(chǎn)的示波器都采用這兩種掃描方式。觸發(fā)電平觸發(fā)電平選擇觸發(fā)點(diǎn)的電平。用觸發(fā)信號(hào)的瞬時(shí)電平與直流比較電平進(jìn)行比較，在二者相等時(shí)刻產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，再用此觸發(fā)脈沖去啟動(dòng)掃描。故顯示的波形之起點(diǎn)即是該觸發(fā)點(diǎn)。比較電平的可選擇范圍較大，常可超過觸發(fā)信號(hào)之峰點(diǎn)電平。4.觸發(fā)電路中的控制鍵觸發(fā)電路中的控制鍵 觸發(fā)極性觸發(fā)極性選擇觸發(fā)點(diǎn)

31、的切線斜率。觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)信號(hào)的上升沿時(shí)，稱為極性；位于下降沿時(shí)，稱為極性。由觸發(fā)極性與電平來確保觸發(fā)點(diǎn)的唯一性，因此在觀測(cè)正弦波等連續(xù)信號(hào)時(shí)，極性所置位置可可。而在觀測(cè)脈沖信號(hào)時(shí)，應(yīng)酌情選擇。 以觀測(cè)正弦波為例，觸發(fā)電平和極性對(duì)顯示波形的影響如圖4-20（a）所示。 若觀測(cè)脈沖波時(shí)，觸發(fā)極性應(yīng)根據(jù)需觀測(cè)的脈沖的正負(fù)來選定。若需觀測(cè)正脈沖，觸發(fā)極性應(yīng)置于，若是負(fù)脈沖，極性應(yīng)置于。如圖4-20（b）所示。4.3示波器的多波形顯示 實(shí)際工作中常常需要同時(shí)觀測(cè)兩個(gè)或兩個(gè)以上的波形，即多波形顯示，實(shí)現(xiàn)多波形顯示的方法有兩種：一種是采用多束示波管（又稱為多線示波管）制成的多束示波器。多束示波管內(nèi)裝有兩個(gè)

32、或兩個(gè)以上的電子槍，每個(gè)電子槍能同時(shí)發(fā)出一束電子束，每一電子束都有各自獨(dú)立的Y偏轉(zhuǎn)板，有的還有獨(dú)立的多個(gè)掃描系統(tǒng)。多束示波器制造困難，成本高，性能有待提高，較少使用。 另一種方法是采用單束示波管制成的多蹤示波器。單束示波管內(nèi)只有一個(gè)電子槍，示波管內(nèi)只有一套Y偏轉(zhuǎn)板。多蹤示波器是利用Y通道上增設(shè)的電子開關(guān)控制被測(cè)信號(hào)輪流快速地接入Y偏轉(zhuǎn)板而顯示出多個(gè)波形的，即采用了時(shí)分復(fù)用技術(shù)，這一技術(shù)充分利用了電子開關(guān)的高速變換特性和人眼的視覺惰性。比較常用的是雙蹤示波器，即能夠顯示兩個(gè)波形的多蹤示波器。本節(jié)只討論雙蹤示波器的多波形顯示原理，即雙蹤顯示原理。4.3.1 雙蹤顯示原理雙蹤顯示原理電子開關(guān)又稱為通

33、道變換器，基本工作原理如圖4.18(a)所示，其輸入端接前置放大器，S1S8為模擬電子開關(guān)。電子開關(guān)有“信道1”、“信道2”、“疊加”、“交替”和“斷續(xù)”五種工作狀態(tài)。 CH1S1S2S4S3CH2S5S6S8S7+延 遲 級(jí)(a)(b)(c)圖4.18雙蹤波形顯示原理示意圖（1）信道1（CH1）開關(guān)S1、S2、S7、S8斷開，開關(guān)S3、S4、S5、S6閉合，CH1輸入的信號(hào)送到輸出端，而信道2（CH2）輸入的信號(hào)不能到達(dá)輸出端，只能顯示CH1輸入的信號(hào)。（2）信道2開關(guān)S3、S4、S5、S6斷開，開關(guān)S1、S2、S7、S8閉合，CH2輸入的信號(hào)送到輸出端，而CH1輸入的信號(hào)不能到達(dá)輸出端，只

34、能顯示CH2輸入的信號(hào)。（3）疊加開關(guān)S1、S2、S5、S6斷開，開關(guān)S3、S4、S7、S8閉合，CH1和CH2輸入的兩路信號(hào)均送到輸出端，并在負(fù)載中互相疊加，顯示疊加（ADD）后的波形。當(dāng)CH2輸入的信號(hào)未倒相時(shí)，實(shí)現(xiàn)求和（CH1+CH2），當(dāng)CH2輸入的信號(hào)被倒相后，實(shí)現(xiàn)求差（CH1CH2）。 （4）交替 交替（ALT）狀態(tài)時(shí)，開關(guān)S3、S4、S5、S6和S1、S2、S7、S8斷開或閉合的狀態(tài)受時(shí)基閘門脈沖的控制，并且每間隔一個(gè)掃描周期變換一次狀態(tài)，使得CH1和CH2輸入的信號(hào)輪流接通、輪流顯示，只要輪流顯示的間隔時(shí)間較短，就可交替顯示出兩個(gè)信號(hào)的波形。設(shè)CH1、CH2的輸入分別為梯形波、

35、三角波信號(hào)，示波器顯示的波形如圖4.18(b)所示。 交替方式適于觀測(cè)高頻信號(hào)。這是因?yàn)楸粶y(cè)信號(hào)頻率較低時(shí)，所需掃描電壓的周期長(zhǎng)，即交替顯示同一信號(hào)的間隔時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)間隔時(shí)間接近或超過人眼視覺暫留時(shí)間時(shí)，顯示波形會(huì)產(chǎn)生閃爍，不便于觀測(cè)。（5）斷續(xù) 斷續(xù)（CHOP）狀態(tài)時(shí)，在每一次掃描過程中，開關(guān)S3、S4、S5、S6和S1、S2、S7、S8的斷開或閉合受電子開關(guān)內(nèi)斷續(xù)器（自激多諧振蕩器）產(chǎn)生的高頻振蕩信號(hào)（如200kHz的方波）的控制，快速輪流接通兩個(gè)輸入信號(hào)，從而顯示出每個(gè)被測(cè)信號(hào)的某一段，以后各次掃描重復(fù)以上過程。這樣顯示出的波形是由許多線段組成的，只要開關(guān)變換頻率很快、水平掃速又較慢，這些

36、線段就很短，看起來顯示的波形好象是連續(xù)的，如圖4.18(c)所示。斷續(xù)方式時(shí)，斷續(xù)器還產(chǎn)生“斷續(xù)”消隱信號(hào)，以對(duì)信號(hào)變換過程中產(chǎn)生的掃描線進(jìn)行消隱。斷續(xù)方式適于觀測(cè)頻率較低的信號(hào)，這是因?yàn)?，被測(cè)信號(hào)頻率較高時(shí)，所需掃描電壓的周期短，亦即電子束水平移動(dòng)速度快，但顯示每一線段的時(shí)間是相等（斷續(xù)器頻率不變）的，這樣顯示出的波形的斷續(xù)感比較明顯，不便于觀測(cè)；另外，當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率很高時(shí)，要求斷續(xù)器的振蕩頻率也很高，但斷續(xù)器的頻率一般是不可調(diào)的，因此，斷續(xù)方式不適于觀測(cè)高頻信號(hào)。 4.3.2雙掃描顯示原理雙掃描顯示原理1.局部波形的展開雙掃描就是在X通道中有兩個(gè)時(shí)基電路：一個(gè)低速主掃描，稱為A掃描；另一個(gè)

37、是高速掃描，稱為B掃描。2.雙掃描顯示的工作方式具有雙掃描功能的示波器，水平工作方式常有以下幾種： （1）B加亮A掃描。（2）A延遲B掃描。 （3）A、B交替掃描 。4.4波形參數(shù)的測(cè)量波形參數(shù)的測(cè)量 4.4.1測(cè)量前的自檢測(cè)量前的自檢示波器在使用中應(yīng)遵照基本操作要領(lǐng)進(jìn)行操作，這樣既能保障儀器的安全延長(zhǎng)使用壽命，又能快速獲得所需波形。主要有以下兩方面的幾點(diǎn)要求：注意事項(xiàng)：1.亮度不宜過亮；避免顯示不動(dòng)的光點(diǎn)。2.輸入電壓不得超過400V。操作技巧：1.觸發(fā)方式盡量使用“自動(dòng)”；2.零電平線置于水平中心刻度線上 1.聚焦的檢查與調(diào)整2.示波器的自檢4.4.2 電壓的測(cè)量1直流電壓的測(cè)量（1）測(cè)量

38、原理 示波器測(cè)量直流電壓的原理是利用被測(cè)電壓在屏幕上呈現(xiàn)一條直線，該直線偏離時(shí)間基線（零電平線）的高度與被測(cè)電壓的大小成正比的關(guān)系進(jìn)行的。被測(cè)直流電壓值為：式中，A0為被測(cè)直流信號(hào)線的電壓偏離零電平線的高度(格數(shù)）；Dy為示波器的偏轉(zhuǎn)因數(shù)的標(biāo)稱值；0ADUyDC（2）測(cè)量方法1）首先應(yīng)將示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置（CAL）。2）將待測(cè)信號(hào)送至示波器的垂直輸入端。3）確定零電平線。 將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“GND”位置，調(diào)節(jié)垂直位移旋鈕，將熒光屏上的掃描基線（零電平線）移到熒光屏的中央位置。4）確定直流電壓的極性。 調(diào)整垂直靈敏度開關(guān)到適當(dāng)位置，將示波器的輸入耦合開關(guān)撥向“D

39、C”檔，觀察此時(shí)水平亮線的偏轉(zhuǎn)方向，若位于前面確定的零電平線上，則被測(cè)直流電壓為正極性；若向下偏轉(zhuǎn)，則為負(fù)極性。5）讀出被測(cè)直流電壓偏離零電平線的距離A0。6）根據(jù)公式計(jì)算被測(cè)直流電壓值。 2交流電壓的測(cè)量 （1）測(cè)量原理 使用示波器測(cè)量交流電壓的最大優(yōu)點(diǎn)是可以直接觀測(cè)到波形的形狀，還可顯示其頻率和相位。但是，只能測(cè)量交流電壓的峰-峰值。被測(cè)交流電壓值VPP（峰-峰值）為 VPP= DyA 式中：A為被測(cè)交流電壓波峰和波谷的高度或任意兩點(diǎn)間的高度(格數(shù)）；Dy為示波器的垂直靈敏度；（2）測(cè)量方法方法一：1）首先應(yīng)將示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置（CAL）。2）將待測(cè)信號(hào)送至示波器的

40、垂直輸入端。3）將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“AC”位置。4）調(diào)節(jié)掃描速度，使顯示的波形穩(wěn)定。5）調(diào)節(jié)垂直靈敏度開關(guān)，使熒光屏上顯示的波形適當(dāng)，記錄Dy值。6）讀出被測(cè)交流電壓波峰和波谷的高度或任意兩點(diǎn)間的高度A。7）根據(jù)式上計(jì)算被測(cè)交流電壓的峰-峰值。方法二：1）耦合方式先放在“”位，調(diào)定零電平線的位置；2）再轉(zhuǎn)至“DC”位，屏幕顯示如圖3-34，讀出零點(diǎn)平線與遠(yuǎn)端峰點(diǎn)之格數(shù)AP，則 UPP+UDC=DYAP讀取零點(diǎn)平線與平均電平線之格數(shù)A0,則直流分量則按式4-4計(jì)算4.4.3、時(shí)間的測(cè)量和頻率的測(cè)量1測(cè)量周期和頻率（1）測(cè)量原理 對(duì)于周期性信號(hào)，周期和頻率互為倒數(shù)，只要測(cè)出其中一個(gè)量，另一

41、個(gè)參量可通過公式求出。被測(cè)交流信號(hào)的周期T為 T=SSB式中：SS是時(shí)間因數(shù)的標(biāo)稱值。B一個(gè)周期的格數(shù)。（2）測(cè)量方法1）首先將示波器的掃描速度微調(diào)旋鈕置于“校準(zhǔn)”（CAL）位置。2）將待測(cè)信號(hào)送至示波器的垂直輸入端。3）將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“AC”位置。4）調(diào)節(jié)掃描速度開關(guān)，使顯示的波形穩(wěn)定，并記錄值。5）讀出被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)周期在熒光屏水平方向所占的距離B。6）根據(jù)上式計(jì)算被測(cè)交流信號(hào)的周期。 2.脈寬、前后沿時(shí)間的測(cè)量 適當(dāng)選擇偏轉(zhuǎn)因數(shù)以及觸發(fā)極性，使屏幕上顯示出完整的脈沖頭（如圖4-36），讀出0.5UM兩點(diǎn)的格數(shù)C，則脈寬 TP=SSCUO1的相位超前UO2 。 RC j11

42、uiUo2ui;Uo1RC+-+-+uiuo1uo2SG1631C 輸出CH1 CH24.4.4、相位差的測(cè)量 利用RC移相網(wǎng)絡(luò)形成兩路頻率相同相位不同的信號(hào)，如下圖連接測(cè)試電路。 1） 雙蹤法示波器的垂直方式選擇“交替（ALT）”或“斷續(xù)（CHOP）”雙蹤顯示方式，為顯示出原信號(hào)中的相位差，觸發(fā)源選擇相位超前的信號(hào)從屏幕上讀出兩個(gè)波形相鄰的同相點(diǎn)間的格數(shù)C,和波形一周的格數(shù)B.波形如下：BC計(jì)算公式：2BC2）單蹤法 先將A信號(hào)接到示波器的輸入端，調(diào)整時(shí)間因數(shù)和垂直、水平移位，使顯示波形如圖4-48中虛線所示；然后把A信號(hào)改接到觸發(fā)輸入端，并將B信號(hào)接到示波器輸入端，調(diào)整垂直移位，使顯示波形

43、如圖4-38中實(shí)線所示。按圖中所示讀出兩波形的零相位點(diǎn)ec間的格數(shù)C和cd間的格數(shù)B,則相位差仍按式4-9計(jì)算。 4.4.5 測(cè)量調(diào)幅系數(shù)測(cè)量調(diào)幅系數(shù) 示波器還可以用來測(cè)量調(diào)頻系數(shù)和調(diào)幅系數(shù)，在此僅討論調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量。調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量方法有直線掃描法、梯形圖法和橢圓法等三種： 1. 直線掃描法直線掃描法 直線掃描法測(cè)量調(diào)幅系數(shù)時(shí)，將被測(cè)信號(hào)加到示波器Y軸輸入端，調(diào)整示波器有關(guān)開關(guān)旋鈕，得到如圖4.28所示的調(diào)幅波波形，測(cè)出A、B長(zhǎng)度，代入式（4-10）計(jì)算得出調(diào)幅系數(shù)。 BA直線掃描法測(cè)量調(diào)幅系數(shù) （4-10） 2. 梯形圖法梯形圖法 梯形圖法測(cè)量調(diào)幅系數(shù)時(shí)，示波器工作于X-Y方式，將調(diào)幅波、調(diào)

44、制信號(hào)分別加至示波器X、Y軸輸入端，在熒光屏上顯示出如圖所示的梯形圖，測(cè)出A、B長(zhǎng)度，利用式（4-10）計(jì)算即可。 3. 橢圓法橢圓法 橢圓法是將被測(cè)已調(diào)波電壓用RC移相電路移相后加至示波器X-Y方式下的X、Y輸入端，得到如圖所示的圖形，測(cè)出A、B長(zhǎng)度，利用式（4-10）計(jì)算即可。%100aBABAmAB梯形圖法測(cè)量調(diào)幅系數(shù)uAM(t)“X”“Y”+(a)BA(b)橢圓法測(cè)量調(diào)幅系數(shù)RC掃描格式置“XY”；兩個(gè)信號(hào)必須均為正弦波。1.頻率測(cè)量操作：被測(cè)信號(hào)fy送入y通道，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)fx送入x通道，調(diào)整的頻率直至出現(xiàn)穩(wěn)定的圖形。則2.相位差測(cè)量橢圓法橢圓法3.調(diào)幅系數(shù)測(cè)量梯形法梯形法 nmffxy

45、4.4.6 運(yùn)用李沙育圖形法的測(cè)量BCarcsin4.5取樣示波器 由于受到垂直放大器通頻帶、掃描速度、圖像亮度等各種因素的影響，通用示波器一般不能觀測(cè)100MHz以上的高頻或超高頻信號(hào)。為了觀測(cè)高頻信號(hào)，在普通示波器的前面加一個(gè)專門的取樣裝置，運(yùn)用取樣技術(shù)把高頻信號(hào)變成波形與之相似的低頻或中頻信號(hào)，然后在熒光屏上以斷續(xù)的亮點(diǎn)顯示出被測(cè)信號(hào)的波形來，這樣就構(gòu)成了取樣示波器。取樣示波器可以觀測(cè)吉赫茲以上的超高頻信號(hào)。 取樣示波器與普通示波器的主要區(qū)別在于前者運(yùn)用了取樣技術(shù)。取樣技術(shù)的實(shí)質(zhì)是頻率變換，基本的取樣方式（又稱為順序取樣）有實(shí)時(shí)取樣與非實(shí)時(shí)取樣兩種方式。測(cè)量高頻信號(hào)應(yīng)采用非實(shí)時(shí)取樣技術(shù)。

46、4.5取樣示波器一、概述 1取樣的基本概念（1）取樣：就是從被測(cè)波形上取得樣點(diǎn)(取得該點(diǎn)的幅度值作樣品）的過程。取樣分為實(shí)時(shí)取樣和非實(shí)時(shí)取樣兩種。（2）實(shí)時(shí)取樣：從一個(gè)信號(hào)波形中取得所有取樣點(diǎn)，來表示一個(gè)信號(hào)波形的方法；取樣脈沖的周期小于信號(hào)的周期，不能用于高頻信號(hào)。取樣脈沖p(t)輸入信號(hào)Vi(t)取樣信號(hào)Vo(t)tttt輸入信號(hào)取樣脈沖取樣信號(hào)經(jīng)放大和延長(zhǎng)電路后的信號(hào)（顯示波形）mTt2 t3 t4 tsTmTt12345（3）非實(shí)時(shí)取樣：從被測(cè)信號(hào)的許多相鄰波形上取得樣點(diǎn)的方法，或稱為等效取樣。 輸入 信號(hào) 輸出信號(hào) ui(t) 取樣脈沖 取樣門 R C uo(t) P(t) 在t=t

47、1時(shí)，取樣脈沖p(t)到來，取樣門開關(guān)S閉合，輸入信號(hào)ui(t)被取樣，形成離散輸出信號(hào)uo(t)，uo(t)稱為“取樣信號(hào)”。若取樣脈沖寬度很窄，則可以認(rèn)為每次取樣所得離散的取樣信號(hào)幅度就等于該次取樣瞬間輸入信號(hào)的瞬時(shí)值。依次類推，可取樣點(diǎn)若干。 兩個(gè)取樣脈沖的時(shí)間間隔為 :sTmTt二、取樣原理 1.取樣原理： 在取樣技術(shù)中，取樣保持器是核心電路，取樣保持器在原理上可等效為一個(gè)取樣開關(guān)（取樣門）和保持電容的串聯(lián)。 式中：T為被測(cè)信號(hào)的周期；t為步進(jìn)延遲時(shí)間；m為兩個(gè)取樣脈沖之間被測(cè)信號(hào)周期的個(gè)數(shù)（圖中m=1）。 則所得的取樣信號(hào)的包絡(luò)可重現(xiàn)原信號(hào)波形，因?yàn)椴ㄐ伟j(luò)所經(jīng)歷的時(shí)間變長(zhǎng)了，故可用

48、低頻示波器顯示。 在實(shí)時(shí)取樣條件下，以為取樣間隔，完成一個(gè)信號(hào)周期（T）的采樣需n次，即；在非實(shí)時(shí)取樣時(shí)，設(shè)每m個(gè)信號(hào)周期取樣一次，經(jīng)過n次取樣之后完成對(duì)信號(hào)的一次取樣循環(huán)，那么，一次取樣循環(huán)的時(shí)間t和信號(hào)周期T的關(guān)系為 TmntmTnt) 1()( 即，非實(shí)時(shí)取樣后得到的n個(gè)取樣點(diǎn)形成的包絡(luò)等效為原信號(hào)的一個(gè)周期，而這n個(gè)取樣點(diǎn)來自于原信號(hào)的（mn+1）個(gè)周期，因而，取樣后比原信號(hào)頻率降低了（mn+1）倍。非實(shí)時(shí)采樣只適用于周期性信號(hào)。 sTmTt2. 波形重現(xiàn)方法波形重現(xiàn)方法 取樣示波器兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板上均加階梯波，如圖4.44所示。經(jīng)展寬、放大的階梯波uy(t)加至Y偏轉(zhuǎn)板上，每取樣一次階梯上

49、升一級(jí)、每一級(jí)持續(xù)時(shí)間為mT+t的階梯掃描電壓ux(t)信號(hào)加到 X偏轉(zhuǎn)板上，熒光屏 上得到許多單個(gè)的亮 點(diǎn)，每個(gè)亮點(diǎn)的高度 反映出樣品信號(hào)us(t) 的幅度，眾多亮點(diǎn)就 構(gòu)成了被測(cè)信號(hào)ui(t) 的波形。tuy(t)tux(t) 00圖4-44 取樣示波器的波形合成 4.5.2取樣示波器的基本組成取樣示波器的基本組成 取樣示波器的組成與通用示波器類似，主要由示波管、X通道和Y通道組成。取樣示波器的組成方框圖如圖4-45所示。 由圖可見，取樣示波器的X通道和Y通道與通用示波器有較大區(qū)別。下面分別介紹取樣示波器的Y通道和X通道。 1.取樣示波器的取樣示波器的Y通道通道 如圖4-45所示，Y通道由

50、取樣門、取樣脈沖發(fā)生器、放大器、展寬電路、展寬脈沖發(fā)生器等組成。取樣門、放大器、展寬電路組成取樣電路。取樣脈沖發(fā)生器和展寬脈沖發(fā)生器在水平通道輸出的步進(jìn)延遲脈沖的觸發(fā)下，產(chǎn)生取樣脈沖和展寬脈沖。 從圖中可見，被測(cè)信號(hào)進(jìn)入取樣門，在步進(jìn)延遲的取樣脈沖作用下被取樣，得到一串取樣信號(hào)脈沖列。取樣信號(hào)脈沖的幅度小、寬度窄，需經(jīng)放大、展寬后得到階梯波信號(hào)，再經(jīng)Y放大器放大，送至垂直偏轉(zhuǎn)板。 取樣示波器的Y通道完成波形取樣，并將取樣信號(hào)展寬，得到與被測(cè)波形相當(dāng)?shù)牧炕与妷骸＿@個(gè)量化取樣電壓的頻率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原信號(hào)的頻率。圖4-45取樣示波器的基本組成 2.取樣示波器的取樣示波器的X通道通道 如圖4-45所

51、示，X通道由觸發(fā)脈沖發(fā)生器、步進(jìn)與水平掃描電路等組成。而后者又由快斜波發(fā)生器、階梯波發(fā)生器和比較器組成。 從圖中可見，觸發(fā)信號(hào)可由機(jī)外引入，也可內(nèi)觸發(fā)。通常被測(cè)信號(hào)需先分頻，再送至觸發(fā)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。該信號(hào)送至步進(jìn)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生步進(jìn)脈沖，并送至Y通道，控制取樣脈沖發(fā)生器和展寬脈沖發(fā)生器的工作。同時(shí)，在步進(jìn)延遲脈沖的作用下，水平掃描電路產(chǎn)生一個(gè)線性上升的階梯波電壓，經(jīng)X放大器放大后送至水平偏轉(zhuǎn)板。 取樣示波器的X通道主要用來產(chǎn)生每隔mT+t上升一級(jí)的階梯波，此外還產(chǎn)生t步進(jìn)延遲脈沖。這個(gè)線性上升的階梯波電壓就是掃描電壓，它與量化取樣電壓共同作用，使屏幕上的光點(diǎn)以跳變的方式，描繪出被測(cè)信號(hào)

52、的波形。4.5.3取樣示波器的主要參數(shù)（1）取樣示波器的帶寬）取樣示波器的帶寬 對(duì)取樣門的要求是元件的高頻特性要足夠好；取樣脈沖本身要足夠窄。當(dāng)取樣門所用元件工作頻率足夠高時(shí)，取樣門的最高工作頻率與取樣脈沖底邊的寬度成反比。 可見，取樣示波器的頻帶寬度與取樣脈沖底邊的寬度成反比。目前已做到18GHZ（2）取樣密度）取樣密度 取樣密度是指電路掃描時(shí)，在示波器屏幕X軸上顯示的被測(cè)信號(hào)每格所對(duì)應(yīng)的取樣點(diǎn)數(shù)，常用每厘米的光點(diǎn)數(shù)來表示。取樣密度越大，重現(xiàn)波形的亮點(diǎn)越多。應(yīng)當(dāng)合理的選擇取樣密度。 （3）等效掃速）等效掃速 等效掃速定義為被測(cè)信號(hào)經(jīng)歷時(shí)間與水平方向展寬的距離比。 在通用示波器中掃描速度為熒光

53、屏每厘米代表的時(shí)間（t/cm）。在取樣示波器中，雖然在屏幕上顯示n個(gè)亮點(diǎn)需要n（mT+t）的時(shí)間，但它等效于被測(cè)信號(hào)經(jīng)過了nt的時(shí)間。 (4) 掃描延遲時(shí)間 掃描延遲時(shí)間是指第一個(gè)步進(jìn)脈沖相對(duì)于第一個(gè)觸發(fā)脈沖所延遲的時(shí)間。改變延遲時(shí)間可以改變顯示波形的起始點(diǎn)。4.6數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器 具有記憶存儲(chǔ)功能的示波器包括模擬存儲(chǔ)示波器（具有記憶存儲(chǔ)功能的示波器包括模擬存儲(chǔ)示波器（TSO，Tube Storage Osilloscope）和數(shù)字存儲(chǔ)示波器（）和數(shù)字存儲(chǔ)示波器（DSO，Digital Storage Osilloscope）兩種。前者利用記憶示波管進(jìn)行存儲(chǔ)，已很少使用。）兩種。前

54、者利用記憶示波管進(jìn)行存儲(chǔ)，已很少使用。后者利用數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，使用比較普遍。本節(jié)重點(diǎn)介紹數(shù)字后者利用數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，使用比較普遍。本節(jié)重點(diǎn)介紹數(shù)字存儲(chǔ)示波器的工作原理及工作方式。存儲(chǔ)示波器的工作原理及工作方式。4.6.1數(shù)字存儲(chǔ)示波器的原理數(shù)字存儲(chǔ)示波器的原理1.數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要組成數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要組成 實(shí)時(shí)取樣的數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要組成如圖實(shí)時(shí)取樣的數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要組成如圖4-46所示，有控制、所示，有控制、取樣存儲(chǔ)、讀出顯示三大部分，它們通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制取樣存儲(chǔ)、讀出顯示三大部分，它們通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制線互相聯(lián)系與交換信息。線互相聯(lián)系與交換信息。2.數(shù)字存儲(chǔ)示波器的取樣和存儲(chǔ)過程