第3篇-時(shí)域測(cè)量課件

1、西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件第三篇 時(shí)域測(cè)量西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概述3.2 示波測(cè)試的基本原理3.3 通用示波器 3.4 取樣示波器3.5 示波器的多波形顯示3.6 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 3.7 示波器的基本測(cè)試技術(shù) 第三章 時(shí)域測(cè)量西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概述3.2 示波測(cè)試的基本原理3.3 通用示波器 3.4 取樣示波器3.5 示波器的多波形顯示3.6 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 3.7 示波器的基本測(cè)試技術(shù) 第三章 示波測(cè)試和測(cè)量技術(shù)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概 述（補(bǔ)充）3.1.1 示波器的分類 根據(jù)示波器對(duì)信號(hào)的處理方式的不同可分為模擬、數(shù)字兩大類：模擬示

2、波器：采用模擬方式對(duì)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行處理和顯示。數(shù)字示波器：對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理后再顯示。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1、模擬示波器 模擬示波器可分為通用示波器、多束示波器、取樣示波器、記憶示波器和專用示波器等。 通用示波器：采用單束示波管，又可分為單蹤、雙蹤、多蹤示波器。 多束示波器: 采用多束示波管，熒光屏上顯示的每個(gè)波形都由單獨(dú)的電子束掃描產(chǎn)生。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件取樣示波器：可以用較低頻率的示波器測(cè)量高頻信號(hào)。記憶示波器：采用有記憶功能的示波管，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的存儲(chǔ)、記憶和反復(fù)顯示。 專用示波器：是能夠滿足特殊用途的示波器，又稱特種示波器。 1、模擬示波器（續(xù)）西南民族大學(xué)電子測(cè)

3、量原理課件2、數(shù)字示波器數(shù)字示波器：將輸入信號(hào)數(shù)字化（時(shí)域取樣和幅度量化）后，經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器再重建波形。 （1）數(shù)字示波器具有記憶、存貯被觀察信號(hào)功能，又稱為數(shù)字存貯示波器。（2）根據(jù)取樣方式不同，數(shù)字示波器又可分為實(shí)時(shí)取樣、隨機(jī)取樣和順序取樣三大類。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1.2 主要技術(shù)指標(biāo) 1頻帶寬度BW和上升時(shí)間tr示波器的頻帶寬度BW：一般指Y通道的頻帶寬度。上升時(shí)間tr：是一個(gè)與頻帶寬度BW相關(guān)的參數(shù)，表示由于示波器Y通道的頻帶寬度的限制，反映示波器Y通道跟隨輸入信號(hào)快速變化的能力。 頻帶寬度BW與上升時(shí)間tr的關(guān)系可近似表示為： 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2掃描速度

4、掃描速度：是指熒光屏上單位時(shí)間內(nèi)光點(diǎn)水平移動(dòng)的距離，單位為“cm/s”。（1）熒光屏上通常用間隔1cm的坐標(biāo)線作為刻度線，因此掃描速度的單位也可表示為“cm/div”。（2）掃描速度的倒數(shù)稱為“時(shí)基因素”，它表示單位距離代表的時(shí)間，單位為“t/cm”或“t/div”，時(shí)間t可為s、ms或s，在示波器的面板上，通常分成很多檔。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3偏轉(zhuǎn)因素偏轉(zhuǎn)因素：指在輸入信號(hào)作用下，光點(diǎn)在熒光屏上的垂直（Y）方向移動(dòng)1cm（即1格）所需的電壓值，單位為“V/cm”、“mV/cm”（或“V/div”、“mV/div”）。 偏轉(zhuǎn)因素表示了示波器Y通道的放大/衰減能力。偏轉(zhuǎn)因素的倒數(shù)稱為“

5、（偏轉(zhuǎn)）靈敏度”。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件4輸入阻抗 當(dāng)被測(cè)信號(hào)接入示波器時(shí)，輸入阻抗Zi形成被測(cè)信號(hào)的等效負(fù)載。 5輸入方式 即輸入耦合方式，一般有直流（DC）、交流（AC）和接地（GND）三種，可通過示波器面板選擇。 6觸發(fā)源選擇方式 觸發(fā)源是指用于提供產(chǎn)生掃描電壓的同步信號(hào)來源，一般有內(nèi)觸發(fā)（INT）、外觸發(fā)（EXT）、電源觸發(fā)（LINE）三種。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概述3.2 示波測(cè)試的基本原理3.3 通用示波器 3.4 取樣示波器3.5 示波器的多波形顯示3.6 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 3.7 示波器的基本測(cè)試技術(shù) 第三章 示波測(cè)試和測(cè)量技術(shù)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理

6、課件3.2.1 陰極射線示波管CRT（P.124） CRT主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，基本結(jié)構(gòu)如下圖所示: 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1、電子槍 （P.125）電子槍的作用:是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束，它由燈絲F、陰極K、柵極G1和G2和陽極A1、A2組成。 (1) 通過調(diào)節(jié)G1對(duì)K的負(fù)電位可控制電子束的強(qiáng)弱，從而調(diào)節(jié)光點(diǎn)的亮度，即進(jìn)行“輝度”控制。 (2) 調(diào)節(jié)A1的電位器稱為“聚焦”旋鈕，通過對(duì)它進(jìn)行調(diào)節(jié)G2與A1和A1與A2之間的電位；調(diào)節(jié)A2電位的旋鈕稱為“輔助聚焦”。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）電子束聚焦的原理：電子從陰極K發(fā)射，經(jīng)G1、G2、A1、A2

7、聚焦和加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 電子在電子槍中的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖所示： 電子透鏡現(xiàn)象：電子穿越加/減速電場(chǎng)的匯聚和發(fā)散西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（P.127） 示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：由兩對(duì)相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為垂直偏轉(zhuǎn)板和水平偏轉(zhuǎn)板 。（1）當(dāng)有外加電壓作用時(shí)，偏轉(zhuǎn)板之間形成電場(chǎng)；在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)作用下，電子束打向由X、Y偏轉(zhuǎn)板共同決定的熒光屏上的某個(gè)坐標(biāo)位置。（2）為了示波器有較高的測(cè)量靈敏度，Y偏轉(zhuǎn)板置于靠近電子槍的部位，而X偏轉(zhuǎn)板在Y的右邊。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）電子束在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)作用下的偏轉(zhuǎn)距離與外加偏轉(zhuǎn)電壓成正比：（4）示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度（單位為cm/V）：

8、 其倒數(shù)為示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)。偏轉(zhuǎn)靈敏度越大，示波管越靈敏。l為偏轉(zhuǎn)板的長(zhǎng)度；S為偏轉(zhuǎn)板中心到屏幕中心的距離；b為偏轉(zhuǎn)板間距；Va為陽極A2上的電壓。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 說明: 在單位輸入信號(hào)作用下，光點(diǎn)在屏幕上偏移的距離稱為偏移靈敏度，這一定義對(duì)X軸和Y軸都適用。 靈敏度的倒數(shù)稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直靈敏度的單位是為cm/V，cmmV或者DIVmV，DIVV，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的單位是Vcm，mVcm或者VDIV，mVDIV。實(shí)際上因習(xí)慣用法和測(cè)量電壓讀數(shù)的方便，有時(shí)也把偏轉(zhuǎn)因數(shù)當(dāng)靈敏度。 （5）為提高Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度，可在偏轉(zhuǎn)板至熒光屏之間加一個(gè)后加速陽極A3。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課

9、件3、熒光屏（P.128） 熒光屏：將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，是示波管的波形顯示部分 。（1）在使用示波器時(shí)，應(yīng)避免電子束長(zhǎng)時(shí)間的停留在熒光屏的一個(gè)位置，否則將使熒光屏受損。因此在示波器開啟后不使用的時(shí)間內(nèi)，可將“輝度”調(diào)暗。（2）當(dāng)電子束停止轟擊熒光屏?xí)r，光點(diǎn)仍能保持一定的時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為“余輝效應(yīng)”。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.2.2 圖形顯示的基本原理（P.131） 1顯示隨時(shí)間變化的圖形（1）Ux、Uy為固定電壓時(shí)，有下面四種情況： 光點(diǎn)出現(xiàn)在熒光屏的中心位置。 （a）Ux=0，Uy=0西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件光點(diǎn)僅在垂直方向偏移 ： Uy為正電壓時(shí)，光點(diǎn)從熒光屏的中心往垂直方向

10、上移；Uy為負(fù)電壓時(shí)，光點(diǎn)從熒光屏的中心往垂直方向下移。 （b）Ux=0，Uy=常量西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 光點(diǎn)僅在水平方向偏移：Ux為正電壓時(shí)，光點(diǎn)從熒光屏的中心往水平方向右移；Ux為負(fù)電壓時(shí)，光點(diǎn)從熒光屏的中心往水平方向左移。 當(dāng)兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板上同時(shí)加固定的正電壓時(shí)，光點(diǎn)位置應(yīng)為兩電壓的矢量合成。 （a）Ux=常量，Uy=0（b）Ux=常量，Uy=常量西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1顯示隨時(shí)間變化的圖形（續(xù)）（2）X、Y偏轉(zhuǎn)板上分別加變化電壓，有兩種情況： 僅在垂直偏轉(zhuǎn)板的兩板間加正弦變化的電壓，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。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 僅在水平

11、偏轉(zhuǎn)板的兩板間加鋸齒電壓，則光點(diǎn)只在熒光屏的水平方向來回移動(dòng)，出現(xiàn)一條水平線段。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓，X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓，熒光屏上將顯示出被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的一個(gè)周期的波形曲線。 1顯示隨時(shí)間變化的圖形（續(xù)）西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2掃描的概念（P.131） 光點(diǎn)在鋸齒波作用下掃動(dòng)的過程稱為“掃描”， 能實(shí)現(xiàn)掃描的鋸齒波電壓稱為掃描電壓， 光點(diǎn)自左向右的連續(xù)掃動(dòng)稱為“掃描正程”， 自熒光屏的右端迅速返回左端起掃點(diǎn)的過程稱為“掃描逆程”。 3.2.2 圖形顯示的基本原理（續(xù)） 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3同步的概念（P.132） （1）Tx=nTy(

12、n為正整數(shù))：熒光屏上將穩(wěn)定顯示n個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。 定義：如果掃描電壓周期Tx與被測(cè)電壓周期Ty保持Tx=nTy的關(guān)系，則稱掃描電壓與被測(cè)電壓“同步”。 n=2西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）TxnTy(n為正整數(shù))，即不滿足同步關(guān)系時(shí)，顯示的波形不穩(wěn)定。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件4連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描(P.134)連續(xù)掃描:掃描電壓是連續(xù)的方式。 當(dāng)欲觀測(cè)脈沖信號(hào)，尤其是占空比很小的脈沖時(shí)，采用連續(xù)掃描存在一些問題：3.2.2 圖形顯示的基本原理（續(xù)） 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件4連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描(續(xù))(1)選擇掃描周期等于脈沖重復(fù)周期時(shí)，難以看清脈沖波形的細(xì)節(jié)。西南民族大學(xué)電

13、子測(cè)量原理課件（2）選擇掃描周期等于脈沖底寬時(shí)，觀測(cè)者不易觀察波形，而且掃描的同步很難實(shí)現(xiàn)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（4）觸發(fā)掃描時(shí)，使掃描脈沖只在被測(cè)脈沖到來時(shí)才掃描一次；沒有被測(cè)脈沖時(shí)，掃描發(fā)生器處于等待工作狀態(tài)。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件5掃描過程的增輝：為了使回掃產(chǎn)生的波形不在熒光屏上顯示，可以設(shè)法在掃描正程期間，給示波器增輝，若不增輝將產(chǎn)生如圖的回掃線。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件6顯示任意兩個(gè)變量之間的關(guān)系 示波器兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上都加正弦電壓時(shí)顯示的圖形稱為李沙育圖形，這種圖形在相位和頻率測(cè)量中常會(huì)用到。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件若兩信號(hào)的初相相差90度，且在X、Y方向的偏

14、轉(zhuǎn)距離相同，在熒光屏上畫出的圖形為圓。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概述3.2 示波測(cè)試的基本原理3.3 通用示波器 3.4 取樣示波器3.5 示波器的多波形顯示3.6 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 3.7 示波器的基本測(cè)試技術(shù) 第三章 示波測(cè)試和測(cè)量技術(shù)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.3.1 通用示波器的組成（P.139） 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.3.2 通用示波器的垂直通道(P.140)1輸入電路：包括衰減器和輸入選擇開關(guān)。 （1）衰減器 最佳補(bǔ)償條件：過補(bǔ)償 ：欠補(bǔ)償：注意：改變分壓比的開關(guān)為示波器的垂直靈敏度粗調(diào)開關(guān)，在面板上用“V/cm”標(biāo)記。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）

15、輸入耦合方式 耦合：是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路元件或電網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出之間存在緊密配合與相互影響，并通過相互作用從一側(cè)向另一側(cè)傳輸能量的現(xiàn)象；概括的說耦合就是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)體相互依賴于對(duì)方的一個(gè)量度。 例如，在低頻信號(hào)的傳遞與放大過程中，為防止前后兩級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，常采用電容藕合 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）輸入耦合方式 輸入耦合方式設(shè)有AC、GND、DC三檔選擇開關(guān)。觀察交流信號(hào)時(shí)，置“AC”檔。確定零電壓時(shí)，置“GND”檔。觀測(cè)頻率很低的信號(hào)或帶有直流分量的交流信號(hào) 時(shí)，置“DC”檔。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2前置放大器 作用：前置放大器將信號(hào)適當(dāng)放大，從中取出

16、內(nèi)觸發(fā)信號(hào)，并具有靈敏度微調(diào)、校正、Y軸移位、極性反轉(zhuǎn)等控制作用。 原理：Y前置放大器大都采用差分放大電路，輸出一對(duì)平衡的交流電壓。若在差分電路的輸入端輸入不同的直流電位，相應(yīng)的Y偏轉(zhuǎn)板上的直流電位和波形在Y方向的位置也會(huì)改變。 操作：可通過調(diào)節(jié)“Y軸位移”旋鈕，調(diào)節(jié)直流電位以改變被測(cè)波形在屏幕上的位置。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3延遲線（P.142） 觸發(fā)掃描時(shí)，掃描的開始時(shí)間總是滯后于被觀測(cè)脈沖一段時(shí)間，這樣，脈沖的上升過程就無法被完整地顯示出來，如下圖：西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 延遲線的作用：就是把加到垂直偏轉(zhuǎn)板上的脈沖信號(hào)延遲一段時(shí)間，以保證在屏幕上掃描出包括上升時(shí)間在內(nèi)的脈沖

17、全過程。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件4Y輸出放大器作用：Y輸出放大器是將延遲線傳來的被測(cè)信號(hào)放大到足夠的幅度，用以驅(qū)動(dòng)示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使電子束獲得Y方向的滿偏轉(zhuǎn)。 原理：Y輸出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高共模抑制比?？刹捎酶淖冐?fù)反饋的方法改變放大器的增益（面板上的“5”或“10”開關(guān) ）。 Y輸出放大器應(yīng)具有穩(wěn)定的增益、較高的輸入阻抗、足夠?qū)挼念l帶、較小的諧波失真 。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.3.3 通用示波器的水平通道（P.143） 水平通道包括觸發(fā)電路、掃描電路和水平放大器等部分，其主要任務(wù)是產(chǎn)生隨時(shí)間線性變化的掃描電壓，再放大到足夠的幅度，然后輸出到水平偏轉(zhuǎn)板，使光

18、點(diǎn)在熒光屏的水平方向達(dá)到滿偏轉(zhuǎn)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1觸發(fā)電路(P.150)作用：為掃描信號(hào)發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖。包括觸發(fā)源選擇、觸發(fā)耦合方式選擇、觸發(fā)方式選擇、觸發(fā)極性選擇、觸發(fā)電平選擇和觸發(fā)放大整形等電路。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（1）觸發(fā)源選擇 內(nèi)觸發(fā)（INT）：將Y前置放大器輸出（延遲線前的被測(cè)信號(hào)）作為觸發(fā)信號(hào)，適用于觀測(cè)被測(cè)信號(hào)。 外觸發(fā)（EXT）：用外接的、與被測(cè)信號(hào)有嚴(yán)格同步關(guān)系的信號(hào)作為觸發(fā)源，用于比較兩個(gè)信號(hào)的同步關(guān)系。電源觸發(fā)（LINE）：用50Hz的工頻正弦信號(hào)作為觸發(fā)源，適用于觀測(cè)與50Hz交流有同步關(guān)系的信號(hào)。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2

19、）觸發(fā)耦合方式“DC”直流耦合：用于接入直流或緩慢變化的觸發(fā)信號(hào)。“AC”交流耦合：用于觀察從低頻到較高頻率的信號(hào)。 “AC低頻抑制”耦合：用于觀察含有低頻干擾的信號(hào)。“HF REJ”高頻抑制耦合：用于抑制高頻成分的耦合。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）掃描觸發(fā)方式選擇（TRIG MODE） 常態(tài)（NORM）觸發(fā)方式：指有觸發(fā)源信號(hào)并產(chǎn)生了有效的觸發(fā)脈沖時(shí)，熒光屏上才有掃描線。自動(dòng)（AUTO）觸發(fā)方式：有連續(xù)掃描鋸齒波電壓輸出，熒光屏上總能顯示掃描線。電視（TV）觸發(fā)方式：是在原有放大、整形電路基礎(chǔ)上插入電視同步分離電路實(shí)現(xiàn)的，以便對(duì)電視信號(hào)（如行、場(chǎng)同步信號(hào)）進(jìn)行監(jiān)測(cè)與電視設(shè)備維修。 西

20、南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（4）觸發(fā)極性選擇和觸發(fā)電平調(diào)節(jié) 觸發(fā)極性和觸發(fā)電平?jīng)Q定觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，并決定被顯示信號(hào)的起始點(diǎn)。 觸發(fā)極性：是指觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿還是下降沿。觸發(fā)電平：是指觸發(fā)脈沖到來時(shí)所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)放大器輸出電壓的瞬時(shí)值。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（5）放大整形電路 作用：是對(duì)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行放大、整形，以滿足觸發(fā)信號(hào)的要求。原理：整形電路的基本形式是電壓比較器，當(dāng)輸入的觸發(fā)源信號(hào)與通過“觸發(fā)極性”和“觸發(fā)電平”選擇的信號(hào)之差達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，比較電路翻轉(zhuǎn)，輸出矩形波，然后經(jīng)過微分整形，變成觸發(fā)脈沖。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2掃描發(fā)生

21、器環(huán)(P.143) 掃描發(fā)生器環(huán)又叫時(shí)基電路，常由積分器、掃描閘門及比較釋抑電路組成 。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（1）積分器 密勒（Miller）積分器是通用示波器中應(yīng)用最廣的一種積分電路。 來自掃描閘門-+RC+E掃描鋸齒波輸出Vott西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（1）積分器(續(xù))積分器產(chǎn)生的鋸齒波電壓被送入X放大器中放大，再加至水平偏轉(zhuǎn)板。熒光屏上單位長(zhǎng)度所代表的時(shí)間為示波器的掃描速度 （t/cm），x：光跡在水平方向偏轉(zhuǎn)的距離；t：偏轉(zhuǎn)x距離所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。在示波器中通常改變R或C值作為“掃描速度”粗調(diào)，用改變E值作為“掃描速度”微調(diào)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）掃描門 1）產(chǎn)

22、生閘門信號(hào)去控制積分器。 2）把閘門信號(hào)送到增輝電路，起正程加亮作用。 3）使雙蹤示波器工作于交替狀態(tài)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件原理：常用的閘門電路有雙穩(wěn)態(tài)、施密特觸發(fā)器和隧道二極管整形電路。下圖為施密特觸發(fā)器構(gòu)成的閘門電路。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）比較和釋抑電路 作用： 穩(wěn)定掃描鋸齒波的形成、防止干擾和誤觸發(fā)，確保每次掃描都在觸發(fā)源信號(hào)的同樣的起始電平上開始,以獲得穩(wěn)定的圖像。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件在比較電路中，輸入電壓與預(yù)置的參考電平進(jìn)行比較，當(dāng)輸入電壓等于預(yù)置的參考電平時(shí)，輸出端電位產(chǎn)生跳變，并把它作為控制信號(hào)輸出。它決定掃描的終止時(shí)刻。釋抑電路在掃描逆程開始后，

23、關(guān)閉或抑制掃描閘門，使“抑制”期間掃描電路不再受到同極性觸發(fā)脈沖的觸發(fā)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1）觸發(fā)掃描過程： 注意：先抑制后釋放 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2）連續(xù)掃描在此掃描方式下，通過“穩(wěn)定度”調(diào)節(jié)，使閘門電路的靜態(tài)工作電平E0高于上觸發(fā)電平E1，則不論是否有觸發(fā)脈沖，掃描閘門都將輸出閘門信號(hào)。掃描閘門仍然受比較和釋抑電路的控制，以控制掃描正程的結(jié)束，從而實(shí)現(xiàn)掃描電壓和被測(cè)電壓的同步。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3水平放大器 作用：是選擇X軸信號(hào)，并將其放大到足以使光點(diǎn)在水平方向達(dá)到滿偏的程度。 X放大器的輸入端置于“內(nèi)”時(shí)，X放大器放大掃描信號(hào)；置于“外”時(shí)，水平放大器放

24、大由面板上X輸入端直接輸入的信號(hào)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 通用示波器由于受到本身垂直放大器頻帶和掃描速度等方面的影響，對(duì)于100MHz以上的信號(hào)，一般是不能觀測(cè)。 為了觀測(cè)100MHz以上的信號(hào)，通常是通過取樣技術(shù)，將高頻信號(hào)變換成低頻信號(hào)，再運(yùn)用通用示波器的測(cè)量原理進(jìn)行觀測(cè)和顯示，這樣就構(gòu)成了取樣示波器。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概述3.2 示波測(cè)試的基本原理3.3 通用示波器 3.4 取樣示波器3.5 示波器的多波形顯示3.6 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 3.7 示波器的基本測(cè)試技術(shù) 第三章 示波測(cè)試和測(cè)量技術(shù)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.4.1 取樣的基本概念取樣就是從被測(cè)波

25、形上取得樣點(diǎn)的過程。取樣分為實(shí)時(shí)取樣和非實(shí)時(shí)取樣兩種。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)波形的方法稱為實(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)的方法稱為非實(shí)時(shí)取樣，或稱為等效取樣、跨周期取樣。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件實(shí)時(shí)取樣示意圖 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件非實(shí)時(shí)取樣示意圖t2t3t4tTs=mT+t西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 取樣裝置加上普通示波器就構(gòu)成了取樣示波器，取樣的實(shí)質(zhì)是頻率變換技術(shù)。 實(shí)時(shí)示波器的工作頻率受以下因素的限制(P.154)：1、受示波管的上限工作頻率限制；2、受Y通道放大器帶寬的限制；3、受時(shí)基電路掃描速度的限制。 因此，測(cè)量高頻或超高頻信號(hào)一般

26、采用非實(shí)時(shí)取樣技術(shù)。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 核心電路取樣保持器示意圖3.4.2 取樣示波器的基本原理（P.154） 1.從實(shí)時(shí)取樣到非實(shí)時(shí)取樣西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件非實(shí)時(shí)取樣示意圖t2t3t4tTs=mT+t西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件(1) 兩個(gè)取樣脈沖的時(shí)間間隔為 ，由于波形包絡(luò)所經(jīng)歷的時(shí)間變長(zhǎng)了，故可用低頻示波器顯示較高頻率的信號(hào)。(2) 非實(shí)時(shí)采樣只適用于周期性信號(hào)。 (3) 順序進(jìn)行的取樣稱為順序取樣；否則稱為隨機(jī)取樣。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2.顯示信號(hào)的合成過程 順序取樣示波器中的水平掃描信號(hào)為階梯波電壓，階梯數(shù)對(duì)應(yīng)屏幕上顯示的不連續(xù)的光點(diǎn)數(shù)。 輸入信號(hào)Y放大器輸

27、出tmTtD2tD3tD4tDsTmTt=+D12345tX放大器輸出（掃描階梯波電壓）西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.4.3 取樣示波器的基本組成(P.158)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1.取樣示波器的垂直通道(P.158)垂直通道由延遲線、延長(zhǎng)門和Y放大器等電路組成，最關(guān)鍵的電路是取樣電路，它產(chǎn)生正比于取樣值的階梯電壓。下圖為常用的閉環(huán)取樣電路。B西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件(1)第一個(gè)取樣脈沖到來時(shí)，取樣門閉合，輸入的被測(cè)信號(hào)對(duì)取樣電容Cs充電；(2)然后該電壓被送到交流放大器A放大，在延長(zhǎng)門閉合期間對(duì)保持電容Cm充電；B西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件(3)最

28、后保持電壓經(jīng)過反饋電路送回取樣電容Cs，故取樣電容Cs上最終得到的電壓為 （K為取樣門的傳輸函數(shù)）。(4)若KAB=1，則取樣電路的輸出電壓值正比于輸入電壓的取樣值,且B西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（5）第二個(gè)取樣脈沖到來時(shí)，取樣門閉合，輸入的被測(cè)信號(hào)與Cs上的電壓Vi1之差給取樣電容Cs充電，充電的電壓值經(jīng)過傳遞系數(shù)K和增益A后，將在保持電容上與前一次的輸出信號(hào)疊加，得到Vo2為 因此，取樣電路的輸出是由離散且與被測(cè)信號(hào)成正比的階梯波構(gòu)成的。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2.取樣示波器的水平通道(P.161)X通道主要包括觸發(fā)、放大、分頻單元、快斜波發(fā)生器、比較器、階梯波發(fā)生器和X放大器。西

29、南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.4.4 取樣示波器的主要參數(shù)(P.163) （1）取樣示波器的帶寬要提高取樣示波器的帶寬，取樣門用元件的高頻特性要足夠好；其次取樣脈沖本身要足夠窄。取樣脈沖通常有兩種形式：規(guī)則脈沖和尖三角脈沖。 取樣門的最高工作頻率為（為取樣脈沖底寬），即與取樣脈沖底邊的寬度成反比。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）取樣密度 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cm的光點(diǎn)數(shù)來表示。屏幕上的光點(diǎn)總數(shù)為 （Vs為X方向最大偏轉(zhuǎn)電壓；Vs為階梯波每級(jí)上升的電壓）。使Vs變小，可使總點(diǎn)數(shù)增加，即取樣密度變大；但取樣點(diǎn)過多可能導(dǎo)致波形閃爍。 西南民族

30、大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）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。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概述3.2 示波測(cè)試的基本原理3.3 通用示波器 3.4 取樣示波器3.5 示波器的多波形顯示3.6 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 3.7 示波器的基本測(cè)試技術(shù) 第三章 示波測(cè)試和測(cè)量技術(shù)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.5.1 多線顯示和多蹤顯示(P.165)1多線示波 利用多槍電子管來實(shí)現(xiàn)的。 優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試時(shí)各通道、各波形之間產(chǎn)生的交叉干擾可以減少或消除，可獲得較高的測(cè)量準(zhǔn)確

31、度。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2多蹤示波 在單線示波的基礎(chǔ)上增加了電子開關(guān)，利用分時(shí)復(fù)用的原理，分別把多個(gè)垂直通道的信號(hào)輪流接到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板上，最終實(shí)現(xiàn)多個(gè)波形的同時(shí)顯示。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 根據(jù)電子開關(guān)的工作方式的不同，雙蹤示波器有五種顯示方式：（1）“Y1”通道（CH1），接入Y1通道，單蹤顯示Y1的波形；（2）“Y2”通道（CH2），接入Y2通道，單蹤顯示Y2的波形；（3）疊加方式（CH1+CH2），兩通道同時(shí)工作，兩信號(hào)在公共通道放大器中代數(shù)和后送入垂直偏轉(zhuǎn)板； 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（4）交替方式（ALT）：第一次接通Y1，第二次接通Y2，交替顯示兩個(gè)信號(hào)，適合于觀

32、察高頻信號(hào)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（5）斷續(xù)方式（CHOP）：在一個(gè)掃描周期內(nèi)，高速輪流接通兩個(gè)信號(hào)，使被測(cè)波形有由許多線段顯示出來，適用于被測(cè)信號(hào)頻率較低的情況。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.5.2 雙時(shí)基掃描顯示(P.168) 雙時(shí)基示波器有兩個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)和掃描電路，特別適用于在觀察一個(gè)脈沖序列的同時(shí)，仔細(xì)觀察其中一個(gè)或部分脈沖的細(xì)節(jié)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（1）把A、B掃描門產(chǎn)生的增輝脈沖疊加起來，形成合成增輝信號(hào)，用它來給A通道增輝，則A通道所顯示的脈沖列中，對(duì)應(yīng)B掃描期間的那個(gè)脈沖3被加亮，這稱為B加亮A。（2）為了能同時(shí)觀測(cè)脈沖列的全

33、貌及其中某一部分的細(xì)節(jié)，設(shè)立電子開關(guān)，把兩套掃描電路的輸出交替地接入X放大器。這稱為A延遲B。 包括以上兩種方式的示波器，被稱為自動(dòng)雙掃描示波器。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概述3.2 示波測(cè)試的基本原理3.3 通用示波器 3.4 取樣示波器3.5 示波器的多波形顯示3.6 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 3.7 示波器的基本測(cè)試技術(shù) 第三章 示波測(cè)試和測(cè)量技術(shù)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.6.1 波形模擬存儲(chǔ)技術(shù)和記憶示波器（P.170） 模擬記憶示波器是利用記憶示波管的波形記憶（存儲(chǔ)）特性實(shí)現(xiàn)波形較長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ) ，其核心是記憶示波管： 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1、示波管內(nèi)有兩種電子槍，

34、一種稱為寫入槍，另一種稱為讀出槍。 2、在記錄波形之前，首先對(duì)存儲(chǔ)柵網(wǎng)進(jìn)行清除，清除網(wǎng)上的電子。3、寫入槍發(fā)射電子束，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)功能。 4、讀出時(shí)，在那些被記錄槍電子束掃描過的區(qū)域，讀出槍發(fā)出的泛射電子可以通過柵網(wǎng)而到達(dá)熒光屏，從而顯示波形。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.6.2 數(shù)字存儲(chǔ)示波器（P.171）1數(shù)字存儲(chǔ)示波器的組成原理 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1數(shù)字存儲(chǔ)示波器的組成原理(續(xù))兩種工作模式：實(shí)時(shí)和存儲(chǔ)（1）當(dāng)處于實(shí)時(shí)工作模式時(shí)，組成和原理跟一般模擬示波器一樣；（2）當(dāng)處于存儲(chǔ)工作模式時(shí)，其工作過程一般分為存儲(chǔ)和顯示兩個(gè)階段。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件1）在存儲(chǔ)工作階段，將模

35、擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號(hào)，在邏輯控制電路的控制下依次寫入到RAM中。2）在顯示工作階段，將數(shù)字信號(hào)從存儲(chǔ)器中讀出轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)垂直放大器放大加到CRT的Y偏轉(zhuǎn)板。 同時(shí)，CPU的讀地址計(jì)數(shù)脈沖加至D/A轉(zhuǎn)換器，得到一個(gè)階梯波掃描電壓，驅(qū)動(dòng)CRT的X偏轉(zhuǎn)板。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2數(shù)字存儲(chǔ)式示波器的工作方式 （1）數(shù)字存儲(chǔ)器的功能 隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM包括信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、參考波形存儲(chǔ)器、測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和顯示緩沖存儲(chǔ)器四種。 （2）觸發(fā)工作方式 1）常態(tài)觸發(fā)同模擬示波器基本一樣。 2）預(yù)置觸發(fā)可觀測(cè)觸發(fā)點(diǎn)前后不同段落上的波形。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2數(shù)字存儲(chǔ)式波器的工作方式（續(xù)）（3）

36、測(cè)量與計(jì)算工作方式 數(shù)字存儲(chǔ)示波器對(duì)波形參數(shù)的測(cè)量分為自動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)測(cè)量?jī)煞N。一般參數(shù)（如波形電壓、頻率）的測(cè)量為自動(dòng)測(cè)量，特殊值的測(cè)量使用手動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。（4）面板按鍵操作方式 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的面板按鍵分為立即執(zhí)行鍵和菜單鍵兩種。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3數(shù)字存儲(chǔ)示波器的顯示方式 （1）存儲(chǔ)顯示 適于一般信號(hào)的觀測(cè)。 （2）抹跡顯示 適于觀測(cè)一長(zhǎng)串波形中在一定條件下才會(huì)發(fā)生的瞬態(tài)信號(hào)。 配合讀、寫和掃描計(jì)數(shù)器，當(dāng)某存儲(chǔ)單元有新的數(shù)據(jù)寫入時(shí)，馬上讀出并顯示出來，屏幕上在看到的波形曲線自左向右刷新變化。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）卷動(dòng)顯示 適于觀測(cè)緩變信號(hào)中隨機(jī)出現(xiàn)的突發(fā)信號(hào)。該方

37、式的特點(diǎn)是：新數(shù)據(jù)出現(xiàn)在CRT屏幕的右邊，并且從右向左連續(xù)推出顯示出來。 （4）放大顯示：適于觀測(cè)信號(hào)波形細(xì)節(jié)。它是利用延遲掃描方法實(shí)現(xiàn)的。 此時(shí)，熒光屏一分為二：上半部分顯示原波形，下半部分顯示放大了的部分，其放大位置可用光標(biāo)控制，放大比例也可調(diào)節(jié)。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（5）XY顯示，與一般示波器顯示方法相同，常用于顯示李沙育圖形。（6）顯示的內(nèi)插 在進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示時(shí)，由于取樣點(diǎn)的數(shù)量不能無限增加，要正確顯示波形需要有足夠的點(diǎn)來重新構(gòu)成信號(hào)波形。一般要求每個(gè)信號(hào)顯示2025個(gè)點(diǎn)，較少的采樣點(diǎn)會(huì)造成視覺誤差。 插入技術(shù)可以解決點(diǎn)顯示中視覺錯(cuò)誤的問題。主要有線性

38、插入和曲線插入兩種方式。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件4數(shù)字存儲(chǔ)示波器的特點(diǎn) （1）波形的采樣/存儲(chǔ)與波形的顯示是獨(dú)立的，因而可以無閃爍地觀測(cè)極慢變化信號(hào)；對(duì)于觀測(cè)極快信號(hào)來說，數(shù)字存儲(chǔ)示波器可采用低速顯示。（2）能長(zhǎng)時(shí)間地保存信號(hào)，便于觀察單次出現(xiàn)的瞬變信號(hào)。 （3）先進(jìn)的觸發(fā)功能，不僅能顯示觸發(fā)后的信號(hào)，而且能顯示觸發(fā)前的信號(hào)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（4）測(cè)量準(zhǔn)確度高，采用了晶振和高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器。 （5）很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，內(nèi)含微處理器，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種波形參數(shù)的測(cè)量與顯示；還具有自檢與自校等多種自動(dòng)操作功能。 （6）外部數(shù)據(jù)通信接口，可以很方便地將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)或其他的

39、外部設(shè)備，進(jìn)行更復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算和分析處理。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件5數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）最高取樣速率 指單位時(shí)間內(nèi)取樣的次數(shù)，用每秒鐘完成的A/D轉(zhuǎn)換的最高次數(shù)來衡量。 實(shí)時(shí)取樣速率 （N 為每格的取樣數(shù)；t/div為掃描一格所用的時(shí)間即掃描時(shí)間因數(shù)）。（2）存儲(chǔ)帶寬(B) 指以存儲(chǔ)模式工作時(shí)所具有的頻帶寬度，與取樣速率密切相關(guān)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件5數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要技術(shù)指標(biāo)（續(xù)）（3）分辨率 包括垂直分辨率（電壓分辨率）和水平分辨率（時(shí)間分辨率）。 垂直分辨率與A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率相對(duì)應(yīng)，常以屏幕每格的分級(jí)數(shù)(級(jí)div)或百分?jǐn)?shù)來表示。 水平分辨率由取樣速率和存

40、儲(chǔ)器的容量決定: 取樣速率決定了兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔,存儲(chǔ)容量決定了一屏內(nèi)包含的點(diǎn)數(shù),常以屏幕每格含多少個(gè)取樣點(diǎn)或用百分?jǐn)?shù)來表示。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）分辨率(續(xù)) 一般示波管屏幕上的坐標(biāo)刻度是8x10div(即垂直顯格為8格,水平現(xiàn)格為10格). 如果采用8位AD轉(zhuǎn)換器(256級(jí)).則垂直分辨率為: 32級(jí)/div或者百分?jǐn)?shù)表示為1/256約為0.39%;如果采用容量為1K(1024字節(jié))的RAM,則水平分辨率: 1024/10 約為100點(diǎn)/div,或者百分?jǐn)?shù)表示為1/1024約為0.1%.西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件5數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要技術(shù)指標(biāo)（續(xù)）（4）存儲(chǔ)容量 由

41、采集存儲(chǔ)器（主存儲(chǔ)器）的最大存儲(chǔ)容量來表示。 （5）讀出速度 讀出速度是指將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中讀出的速度，常用(時(shí)間)/div來表示。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件6數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要部件及要求(1) 高速A/D轉(zhuǎn)換器 (2) 存儲(chǔ)器(3) 控制系統(tǒng)?西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件6數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要部件及要求(續(xù))（1）高速A/D轉(zhuǎn)換器 1）并行比較式ADC采用直接比較原理，轉(zhuǎn)換速度快，有閃爍式A/D（Flash A/D）之稱。如右圖 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件6數(shù)字存儲(chǔ)示波器的主要部件及要求（續(xù)）2）并串式ADC 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）存儲(chǔ)器 可將高速采集的數(shù)據(jù)分路變?yōu)榈退贁?shù)據(jù)

42、進(jìn)行存儲(chǔ)以降低對(duì)存儲(chǔ)速度的要求。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）控制系統(tǒng) 單處理器系統(tǒng)：僅有一個(gè)CPU，加上在CPLD或FPGA等數(shù)字邏輯的管理下進(jìn)行工作的高速時(shí)鐘電路。 多處理器系統(tǒng)：由多個(gè)CPU完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示、人機(jī)控制等功能。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件高速信號(hào)采集技術(shù)主要有4種:（1）CCD（電荷耦合）器件和A/D相結(jié)合（2）掃描交換管和A/D相結(jié)合 （3）等效取樣和A/D相結(jié)合 （4）多通道組合 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件高速信號(hào)采集技術(shù)（1）CCD（電荷耦合）器件和A/D相結(jié)合 對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行非實(shí)時(shí)取樣后借助CCD進(jìn)行信號(hào)的模擬存儲(chǔ)。然后將CCD中存儲(chǔ)的信號(hào)讀出

43、并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，其結(jié)果存入RAM。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）掃描交換管和A/D相結(jié)合 將高速信號(hào)存儲(chǔ)在掃描變換管的靶面上，然后通過電子掃描靶面(一般可維持30S)以圖像信號(hào)輸出的形式取出存儲(chǔ)信號(hào)，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將數(shù)字化結(jié)果存入存儲(chǔ)器。 （3）等效取樣和A/D相結(jié)合 采用等效取樣的方法將高速信號(hào)變?yōu)榈退傩盘?hào)，對(duì)此低速信號(hào)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)就可能完成測(cè)量任務(wù)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（4）多通道組合 將多個(gè)通道的采集能力均用于一個(gè)通道對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集。ADC1ADC2RAM1RAM2Vifs數(shù)據(jù)輸出Vifs反相fs(a) 原理框圖(b) 采樣與存儲(chǔ)波形圖西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件

44、8、數(shù)字示波器和模擬示波器比較（1）單脈沖和周期脈沖的測(cè)量普通模擬示波器不能測(cè)量單脈沖的參數(shù)，只能測(cè)量周期脈沖信號(hào)的參數(shù)。數(shù)字存儲(chǔ)示波器對(duì)單脈沖和周期脈沖信號(hào)參數(shù)都能測(cè)量。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）數(shù)據(jù)計(jì)算和顯示數(shù)字存儲(chǔ)示波器內(nèi)部有計(jì)算功能，有些參數(shù)可直接得到測(cè)量數(shù)值，如幅度、上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈寬等。數(shù)字存儲(chǔ)示波器使用可調(diào)的水平游標(biāo)或垂直游標(biāo)，可直接得到兩游標(biāo)間的電壓差值或時(shí)間差值，比模擬示波器減少了讀數(shù)誤差。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.1 概述3.2 示波測(cè)試的基本原理3.3 通用示波器 3.4 取樣示波器3.5 示波器的多波形顯示3.6 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 3.7 示波器

45、的基本測(cè)試技術(shù) 第三章 示波測(cè)試和測(cè)量技術(shù)西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.7.1 示波器的基本測(cè)量方法（P.171） 1.電壓的測(cè)量（1）直流電壓的測(cè)量 測(cè)量原理： 利用被測(cè)電壓在屏幕上呈現(xiàn)的直線偏離時(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。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（1）直流電壓的測(cè)量（續(xù)） 為被測(cè)直流電壓值，h為被測(cè)直流信號(hào)線的電壓偏離零電平線的高度； 為示波器的垂直靈敏度，k為探頭衰減系數(shù)。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件直接測(cè)量法步驟： 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）。 將待測(cè)信號(hào)送至示波器的垂直輸入端。 確定零電平線。 將示波器的輸入耦合開關(guān)

46、撥向“DC”檔，確定直流電壓的極性。 讀出被測(cè)直流電壓偏離零電平線的距離h。 計(jì)算被測(cè)直流電壓值。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件例：示波器測(cè)直流電壓及垂直靈敏度開關(guān)示意圖如圖所示，h=4cm、V/cm、若k=10：1，求被測(cè)直流電壓值。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）交流電壓的測(cè)量 測(cè)量原理： 為被測(cè)交流電壓值（峰-峰值）；h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； 為示波器的垂直靈敏度； 為探頭衰減系數(shù)。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件直接測(cè)量法步驟： 垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置； 接入待測(cè)信號(hào)； 輸入耦合開關(guān)置于“AC” ； 調(diào)節(jié)掃描速度使波形穩(wěn)定顯示； 調(diào)節(jié)垂直靈敏度開

47、關(guān)； 讀出被測(cè)交流電壓波峰和波谷的高度； 計(jì)算被測(cè)交流電壓的峰-峰值。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件例：示波器正弦電壓如圖所示，h=8cm、V/cm、若K=1：1，求被測(cè)正弦信號(hào)的峰-峰值和有效值。正弦信號(hào)的峰-峰值為正弦信號(hào)的有效值為 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件另外兩種方法：比較測(cè)量法（P.173） 測(cè)量原理：就是用已知電壓值（一般為峰-峰值）的信號(hào)波形與被測(cè)信號(hào)電壓波形比較，并算出測(cè)量值：位移法（P.174） 測(cè)量原理：利用“垂直位移”旋鈕先后將波形的上峰頂和下峰頂移至0軸上，從電壓表獲得讀數(shù)。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件2測(cè)量周期和頻率(P.175) （1）測(cè)量原理 被測(cè)交流信號(hào)的周期

48、 （x為被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)周期在熒光屏水平方向所占距離； 為示波器的掃描速度； 為X軸擴(kuò)展倍率。 周期的倒數(shù)即為頻率。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）測(cè)量方法步驟 1）將示波器的掃描速度微調(diào)旋鈕置于“校準(zhǔn)” 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)，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x。6）計(jì)算被測(cè)交流信號(hào)的周期。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件例：熒光屏上的波形如圖所示，信號(hào)一周期7cm，掃描速度開關(guān)置于“10ms/cm”位置，掃描擴(kuò)展置于“拉出10”位置，求被測(cè)信號(hào)的周期。 西南民族大學(xué)

49、電子測(cè)量原理課件3測(cè)量時(shí)間間隔 （1）測(cè)量同一信號(hào)中任意兩點(diǎn)A與B的時(shí)間間隔的測(cè)量方法如下圖： A與B的時(shí)間間隔 （ 為A與B的時(shí)間間隔在熒光屏水平方向所占距離， 為示波器的掃描速度）西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）若A、B兩點(diǎn)分別為脈沖波前后沿的中點(diǎn)，則所測(cè)時(shí)間間隔為脈沖寬度，如下圖所示： 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（3）采用雙蹤示波器可測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的時(shí)間差。讀出兩被測(cè)信號(hào)起始點(diǎn)時(shí)間的水平距離。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（4）測(cè)量脈沖的上升和下降時(shí)間 因?yàn)槭静ㄆ鞯腨軸放大器內(nèi)安裝了延遲線，如采用內(nèi)觸發(fā)方式,則可測(cè)量脈沖波形的上升時(shí)間或下降時(shí)間。 測(cè)量方法：讀出波形幅度在10-90范圍內(nèi)

50、的前沿或后沿。按照以下公式計(jì)算：西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件4相位測(cè)量(P.177)（1）線性掃描法將欲測(cè)量的兩個(gè)信號(hào)A和B分別接到示波器的兩個(gè)輸入通道。利用熒光屏上的坐標(biāo)測(cè)出信號(hào)的一個(gè)周期在水平方向上所占的長(zhǎng)度 。再測(cè)量?jī)刹ㄐ紊蠈?duì)應(yīng)點(diǎn)之間的水平距離x，則兩信號(hào)的相位差為 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 用這種方法測(cè)相位差時(shí)，只能用其中一個(gè)波形(一般為相位超前的信號(hào))去觸發(fā)另一路信號(hào)。 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件（2）用李沙育圖形法測(cè)相位（P.178）把比較相位差的兩個(gè)頻率、同幅度的正弦信號(hào)分別送入示波器的Y通道和X通道，使示波器工作在X-Y方式，這時(shí)示波器的屏幕上

51、會(huì)顯示出橢圓波形.由橢圓上的坐標(biāo)可求得兩信號(hào)的相位差為. 西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件5測(cè)量調(diào)幅系數(shù) 調(diào)幅系數(shù)的測(cè)量，常見的測(cè)量方法有直線掃描法、梯形圖法和橢圓法等。 （1）直線掃描法 該方法是將被測(cè)信號(hào)加到示波器Y軸輸入端，選擇合適地垂直衰減和掃描速度，在熒光屏上得到穩(wěn)定地波形，如圖所示。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件加到示波器Y軸輸入端之后，測(cè)出a、b長(zhǎng)度，則：西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件(2)梯形圖法 示波器工作于X-Y方式，將調(diào)幅波、調(diào)制信號(hào)分別加至示波器X和Y軸輸入端，測(cè)出a、b長(zhǎng)度計(jì)算。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件(3）橢圓法 將被測(cè)調(diào)幅信號(hào)用RC移相電路移相后，加至示波器的X和Y輸入端，示波器工作在X-Y方式下，測(cè)量a、b長(zhǎng)度計(jì)算。西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件補(bǔ)充：信號(hào)的時(shí)域測(cè)量參數(shù)Af90%10%50%bcTtrtf理想脈沖實(shí)際脈沖Awe頂?shù)譫 1、與幅度有關(guān)的脈沖參數(shù)的定義西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件 2.與時(shí)間有關(guān)的脈沖參數(shù)的定義西南民族大學(xué)電子測(cè)量原理課件3.7.2 示波器的正確使用(P.181)1、根據(jù)被測(cè)信號(hào)選擇合適的示