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文檔簡介
3.1概述
電子示波器是一種常用的電子儀器,它可以觀察電信號(hào)的波形,通過屏幕顯示直接測(cè)量信號(hào)的幅度參數(shù)、頻率參數(shù)和相位參數(shù),還可以測(cè)量脈沖信號(hào)的前后沿、脈寬等參數(shù),這是其它測(cè)量儀器很難做到的。電信號(hào)大都是時(shí)間的函數(shù)?(t)。在示波器屏幕上,可用X軸代表時(shí)間,用Y軸代表代表?(t),用掃描的方法描繪出被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間的變化過程。
研究信號(hào)隨時(shí)間變化的測(cè)試稱為時(shí)域測(cè)試或時(shí)域分析。示波器是時(shí)域分析的典型儀器。示波器又是一臺(tái)X-Y圖示儀,只要能把兩個(gè)有關(guān)系的變量轉(zhuǎn)化為電參數(shù),分別加至示波器的X、Y通道,就可以在熒光屏上顯示這兩個(gè)變量之間的關(guān)系。由于電子示波器具有直觀和快捷的優(yōu)點(diǎn),電子測(cè)量的幾個(gè)基本領(lǐng)域都要用到示波測(cè)量技術(shù)。其它非電物理量也可經(jīng)過各種傳感器轉(zhuǎn)換成電量使用示波器進(jìn)行觀測(cè),因此,示波器是一種廣泛應(yīng)用的電子測(cè)量儀器,它普遍地應(yīng)用于國防、醫(yī)學(xué)、生物科學(xué)、地質(zhì)和海洋科學(xué)、力學(xué)、地震科學(xué)等多種學(xué)科中。
3.1.1示波器分類根據(jù)不同測(cè)試領(lǐng)域的特點(diǎn),已出現(xiàn)多種不同用途的示波器。從性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)出發(fā)可分為以下幾類:(1)通用示波器采用單束示波管,應(yīng)用示波器基本原理構(gòu)成的單蹤、多蹤示波器。(2)多束示波器采用多束示波管構(gòu)成的多線示波器。(3)取樣示波器采用取樣技術(shù),將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻信號(hào)進(jìn)行測(cè)量,可擴(kuò)展Y通道帶寬。(5)數(shù)字存儲(chǔ)示波器將被測(cè)信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行數(shù)字化,然后寫入存儲(chǔ)器中,需讀出時(shí),再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換還原為原來的波形,在示波管上顯示出來。(6)特種示波器為滿足特出需要而設(shè)計(jì)的示波器,如矢量示波器、高壓示波器、螺旋掃描示波器、示波表等。
(4)記憶示波器采用記憶示波管,具有存儲(chǔ)信號(hào)的能力。3.1.2示波器的基本特點(diǎn)輸入阻抗高,對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小。能顯示信號(hào)波形,可測(cè)量瞬時(shí)值,具有直觀性。測(cè)量靈敏度高,并有較強(qiáng)的過載能力。目前示波器的最高靈敏度可達(dá)到10μV/格。工作頻帶寬,速度快,便于觀察高速變化的波形的細(xì)節(jié)。目前示波器的工作頻帶最寬可達(dá)1000MHz。3.1.3示波器的技術(shù)指標(biāo)1、頻帶寬度BW它指明Y放大器的-3dB帶寬,即指出Y放大器的工作頻率范圍。被測(cè)信號(hào)中,可能含有多種頻率成分。為了能夠不失真地顯示被測(cè)信號(hào),要求帶寬達(dá)到信號(hào)中最高頻率的3倍。換言之,BW為40MHz的示波器,可以測(cè)量的信號(hào)的最高頻率是13MHz左右。若被測(cè)信號(hào)中最高頻率超過13MHz,則顯示的波形將會(huì)出現(xiàn)失真。定量測(cè)量時(shí),誤差將超過說明書中給出的值。2、上升時(shí)間Trs它指Y放大器輸入理想矩形波后,示波器顯示的波形會(huì)發(fā)生變化。即顯示的矩形波的脈沖參數(shù),不再等于輸入矩形波的脈沖參數(shù)。其中,最主要的是上升時(shí)間tr,它將由0變?yōu)門rs。因此,當(dāng)測(cè)量矩形波的上升時(shí)間為tr時(shí),應(yīng)按下式修正上式中,Trs是示波器自身的上升時(shí)間,Tr是屏幕顯示的上升時(shí)間(即示值),tr是被測(cè)波形的上升時(shí)間(即實(shí)際值)。3、偏轉(zhuǎn)因數(shù)Dy它分擋指明Y放大器的靈敏度,其實(shí)也是指出各擋的量程。例如5V/div擋,量程為5~40V。4、輸入阻抗示波器的輸入阻抗,一般用輸入電阻和輸入電容并列表示。通用示波器的輸入電阻,一般均為1MΩ。如:1MΩ//25pF,而輸入電容與頻帶寬度相關(guān)聯(lián),帶寬越寬輸入電容越小。5、探極探極(或稱探頭)是連接示波器與被測(cè)電路的測(cè)試線。常用的無源探極,其內(nèi)部構(gòu)成是一個(gè)RC并聯(lián)電路。探極內(nèi)的RC與示波器的輸入電阻Ri、輸入電容C共同組成RC寬頻帶衰減器。6、最大輸入電壓這個(gè)電壓值是由元器件與材料的耐壓所決定的。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。7、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,而第三種是疊加顯示。該項(xiàng)指標(biāo)說明示波器,既可作為單蹤示波器使用,又能作為雙蹤示波器使用。還可進(jìn)行兩個(gè)波形的加減運(yùn)算。8、時(shí)間因數(shù)它分擋指明X軸方向的掃速,也指出了屏幕坐標(biāo)X軸所代表的時(shí)間長度。例如,0.2s/div擋,共10格,則X軸所代表的總時(shí)間為2s。9、掃描方式單掃描、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)間長度只有一個(gè)。例如,0.2s/div擋,每格所代表的時(shí)間是0.2s。若此時(shí)是雙蹤顯示兩個(gè)波形,那么兩個(gè)波形水平方向每格所代表的時(shí)間都是0.2s。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。若低速掃描描繪的波形每格時(shí)間是0.2s,則高速掃描描繪的波形每格時(shí)間為0.04s。10、觸發(fā)方式自動(dòng)、正常、單次。既可工作于連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描自動(dòng)轉(zhuǎn)換的方式,又可工作于觸發(fā)掃描方式。3.2波形顯示原理3.2.1示波管的構(gòu)造以示波管為例研究波形顯示原理
陰極射線示波管(CRT)是示波器的主要器件。示波管主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。它們都被密封在真空的玻璃殼內(nèi),基本結(jié)構(gòu)如圖所示。由電子槍射出的電子束,需穿過兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板才能到達(dá)熒光屏。若偏轉(zhuǎn)板上未外加電壓,電子束將沿管軸線打到熒光屏的中心。當(dāng)偏轉(zhuǎn)板外加電壓后,偏轉(zhuǎn)板間將形成一個(gè)電場(chǎng),其電力線與管軸線垂直。因此,在電子束通過該電場(chǎng)的時(shí)間內(nèi),電子受到電場(chǎng)力作用,運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而使電子束打在熒光屏上的位置也跟隨變化。在一定范圍內(nèi),熒光屏上光點(diǎn)偏移的距離與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓成正比,這是用示波管觀測(cè)波形的理論根據(jù)。由前面的分析已知,若x偏轉(zhuǎn)板和Y偏轉(zhuǎn)板上的電壓均為零3.2.2波形的形成過程
1.光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)與跡線光點(diǎn)處于屏幕正中心若僅在Y偏轉(zhuǎn)板加上直流電壓光點(diǎn)將向上(電壓為正極性時(shí))或向下(電壓為負(fù)極性時(shí))偏移。電壓越大,光點(diǎn)偏移的距離越大。由于X偏轉(zhuǎn)板未加電壓(即電壓為零),光點(diǎn)在水平方向沒有偏移,所以光點(diǎn)只會(huì)出現(xiàn)在屏幕的垂直中心線上,且靜止不動(dòng)。屏幕上只有一個(gè)出現(xiàn)在水平中心線上的亮點(diǎn)。其位置由電壓的極性和大小決定。在X偏轉(zhuǎn)板加上直流電壓屏幕上只有一個(gè)亮點(diǎn)。其位置由電壓的極性和大小決定。在X,Y偏轉(zhuǎn)板加上直流電壓則因電壓的瞬時(shí)值隨時(shí)間不斷變化,將使光點(diǎn)在垂直方向上不斷變化位置。此時(shí)屏幕上顯示的是一個(gè)沿垂直中心線運(yùn)動(dòng)的光點(diǎn)。當(dāng)流電壓頻率高于數(shù)赫茲之后,光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程無法看清,而只能看到一條垂直亮線。+uyTSt0234uy10-uy2341若在Y偏轉(zhuǎn)板所加電壓改為交流電壓屏幕上顯示的是一個(gè)沿水平中心線運(yùn)動(dòng)的光點(diǎn)。交流電壓頻率高于數(shù)赫茲之后,從屏幕上看到的是一條水平亮線。+ux-uxtTn0234ux102341當(dāng)在X偏轉(zhuǎn)板加上交流電壓當(dāng)X偏轉(zhuǎn)板與Y偏轉(zhuǎn)板均加上交流電壓,由于兩個(gè)電壓的瞬時(shí)值都在變化,因而光點(diǎn)在水平和垂直兩個(gè)方向的位置都將隨之不斷改變。顯然,由于熒光屏的余輝特性,光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)將在屏幕上留下一條跡線,這就是兩個(gè)電壓之間的函數(shù)曲線圖。綜上所述,在X偏轉(zhuǎn)板和Y偏轉(zhuǎn)板上所加電壓都是直流電壓時(shí),熒光屏上顯示的只是一個(gè)不動(dòng)的光點(diǎn)。而光點(diǎn)的位置,由X偏轉(zhuǎn)板和Y偏轉(zhuǎn)板上的電壓大小與極性共同決定。若一對(duì)偏轉(zhuǎn)板加上交流電壓,另一對(duì)偏轉(zhuǎn)板加直流電壓,屏幕上顯示的是一個(gè)沿垂直線或沿水平線運(yùn)動(dòng)的光點(diǎn)。一般情況下,從屏幕上看到的是一條垂直或水平亮線。當(dāng)兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板所加均為交流電壓時(shí),熒光屏上出現(xiàn)的是一個(gè)可在整個(gè)屏幕上運(yùn)動(dòng)的光點(diǎn)。而在每一個(gè)瞬間,光點(diǎn)的位置是由X偏轉(zhuǎn)板和Y偏轉(zhuǎn)板上的瞬時(shí)電壓大小與極性共同決定。顯然,該光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的跡線,就是兩個(gè)電壓的瞬時(shí)值的函數(shù)曲線。2.波形的展開---掃描所謂波形圖,是電信號(hào)的瞬時(shí)電壓與時(shí)間的函數(shù)曲線圖。這是一個(gè)在直角坐標(biāo)系中畫出的函數(shù)圖形。其中,縱軸代表電壓,橫軸代表時(shí)間。顯然,要用示波管顯示波形,應(yīng)該讓熒光屏上光點(diǎn)垂直方向的位移正比于被測(cè)信號(hào)的瞬時(shí)電壓,而光點(diǎn)水平方向的位移正比于時(shí)間。也就是說,應(yīng)將被測(cè)的電信號(hào)Uy加在Y偏轉(zhuǎn)板上。
但是,如前所述,僅將Uy加在Y偏轉(zhuǎn)板上,屏幕上顯示的只是一條垂直亮線,而不是波形。這好似將波形沿水平方向壓縮成一條垂直線。要將此垂直線展開成波形,就必須在X偏轉(zhuǎn)板加上正比于時(shí)間的電壓。在X偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓時(shí),光點(diǎn)掃動(dòng)的過程稱為掃描。這個(gè)鋸齒波電壓稱為掃描電壓。這里對(duì)鋸齒波電壓的要求是:在鋸齒波的正程期,其瞬時(shí)值Ux=at(a為常數(shù))。如果僅僅將鋸齒波電壓加在X偏轉(zhuǎn)板(Y偏轉(zhuǎn)板上不加信號(hào)),那么屏上光點(diǎn)從左端沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)到右端,然后快速返回到左端,以后重復(fù)這個(gè)過程。此時(shí),光點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的跡線是一條水平線,常稱為掃描線或時(shí)基線。因掃描線是一條直線,故稱為直線掃描。由上已知,在鋸齒波的正程期,鋸齒波電壓的瞬時(shí)值與時(shí)間成正比。屏上光點(diǎn)的水平位移X,是正比于X偏轉(zhuǎn)板所加電壓Ux的。因此,當(dāng)Ux為線性鋸齒波電壓時(shí),屏上光點(diǎn)的水平位移將與時(shí)間成正比。若將被測(cè)信號(hào)(比如正弦波)加在Y偏轉(zhuǎn)板上,同時(shí)將線性鋸齒波電壓(掃描電壓)加在X偏轉(zhuǎn)板上,則在被測(cè)信號(hào)電壓和掃描電壓的共同作用下,屏上光點(diǎn)將從左到右描繪出一條跡線。由前面的分析已知,這條跡線上的每一點(diǎn)的垂直位移,均正比于被測(cè)電壓的瞬時(shí)值;而跡線上的每一點(diǎn)的水平位移,均正比于時(shí)間。因此說,這條跡線就是被測(cè)信號(hào)的波形。至此可知,熒光屏上顯示的波形,是一個(gè)運(yùn)動(dòng)的光點(diǎn)畫出的一條跡線。而要得到代表波形的跡線,必須在X偏轉(zhuǎn)板上加線性鋸齒波電壓。當(dāng)鋸齒波電壓達(dá)到最大值時(shí),光點(diǎn)達(dá)到最右端,然后鋸齒波電壓迅速返回起始點(diǎn),光點(diǎn)也迅速返回最左端。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)掃描的鋸齒波電壓叫掃描電壓,光點(diǎn)自左向右的掃動(dòng)稱為掃描行程,光點(diǎn)自右端返回起點(diǎn)稱為掃描回程。在掃描電壓的作用的同時(shí),將一定幅度的被測(cè)信號(hào)?(t)=Vmsinωt加到Y偏轉(zhuǎn)板上,電子束就會(huì)在沿水平運(yùn)動(dòng)的同時(shí),在Y方向按信號(hào)規(guī)律變化,任一瞬間光點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)分別由這一時(shí)刻的掃描電壓和信號(hào)電壓共同決定。掃描電壓與信號(hào)電壓同時(shí)作用到X、Y偏轉(zhuǎn)板的情形如圖所示。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(Lissajous)圖形,這種圖形在相位和頻率測(cè)量中常會(huì)用到。若兩正弦信號(hào)的初相相同,頻率相同,且在X、Y方向的偏轉(zhuǎn)距離相同,在熒光屏上畫出一條與水平軸呈45度角的直線。
tuy10234tux2340101243tux23401tuy1023413042若兩正弦信號(hào)的頻率相同,初相相差90度,且在X、Y方向的偏轉(zhuǎn)距離相同,在熒光屏上畫出的圖形為圓。示波器兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上都加正弦電壓時(shí)顯示李沙育(Lissajous)圖形。3.波形的穩(wěn)定--同步當(dāng)在示波管的X偏轉(zhuǎn)板上加掃描電壓后,經(jīng)一次掃描,光點(diǎn)在熒光屏上繪出代表電信號(hào)波形的跡線。由熒光屏的特性可知,該跡線僅能短暫存留。若要想長時(shí)間看到這條跡線,必須讓光點(diǎn)不斷地重復(fù)描繪,且要求每次描繪的跡線,均能完全重合。Tn=2Ts時(shí),熒光屏顯示的波形情況TytuyTx=2Tyuxt(n為正整數(shù))當(dāng)掃描電壓的周期(Tn)是被觀察信號(hào)周期(Ts)的整數(shù)倍時(shí),即Tn=NTs(N=1、2、...),掃描的后一個(gè)周期描繪的波形與前一周期完全重合,熒光屏上得到穩(wěn)定的波形,此時(shí),掃描電壓與信號(hào)同步。0123450‘,’‘,68910Tstuy012345uxt
時(shí)熒光屏顯示的波形情況(n為正整數(shù))當(dāng)掃描電壓的周期(Tn)不等于被測(cè)信號(hào)周期(Ts)的整數(shù)倍時(shí),掃描的后一個(gè)周期描繪的波形與前一周期不重合,熒光屏上看到的是一個(gè)移動(dòng)的波形,此時(shí),掃描電壓與信號(hào)不同步。3.3實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目:示波器的組成與使用1
實(shí)訓(xùn)目的了解示波器的組成并了解其工作原理。掌握示波器基本使用方法。實(shí)訓(xùn)要求熟悉示波器面板各開關(guān)旋鈕、按鈕的作用,會(huì)使用示波器。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容熟悉示波器面板旋鈕、按鈕的名稱、位置和作用。熟悉示波器的使用方法。觀察示波器顯示波形的變化。測(cè)試數(shù)據(jù)處理。SDS1062C前面板3.3.2SDS1062C基本使用介紹SDS1062C背部接口1.Pass/Fail輸出口輸出Pass/Fail檢測(cè)脈沖2.RS-232連接口連接測(cè)試軟件或波形打印3.USBDevice接口連接測(cè)試軟件或波形打印4.電源輸入接口三孔電源輸入1、功能檢查--打開示波器電源。示波器執(zhí)行所有自檢項(xiàng)目,并確認(rèn)通過自檢,按下【DEFAULTSETUP】按鈕。--將示波器探頭上的開關(guān)設(shè)定到1X并將探頭與示波器的通道1連接。電纜插接件(BNC)上的凸鍵,按下去即可連接,然后向右旋轉(zhuǎn)以擰緊探頭。--將探頭端部和基準(zhǔn)導(dǎo)線連接到“探頭元件”連接器上。--按下【AUTO】按鈕。幾秒鐘內(nèi),您應(yīng)當(dāng)看到頻率為1kHz、電壓約為3V峰峰值的方波。--按兩次【CH1菜單】按鈕刪除通道1,按下【CH2菜單】按鈕顯示通道2,重復(fù)測(cè)試此方波。探頭主體周圍的防護(hù)裝置可保護(hù)手指以防止電擊?!褚谑褂锰筋^時(shí)避免電擊,應(yīng)使手指保持在探頭主體上防護(hù)裝置的后面。●要在使用探頭時(shí)避免電擊,在探頭連接到電壓電源時(shí)不可接觸探頭頂部的金屬部分?!袷静ㄆ鳒y(cè)量的信號(hào)是對(duì)“地”的參考電壓,接地端請(qǐng)正確接地、不可造成短路。2、自動(dòng)設(shè)置根據(jù)輸入的信號(hào),可自動(dòng)調(diào)整電壓檔位、時(shí)基、以及觸發(fā)方式至最好形態(tài)顯示。【AUTO】按鈕為自動(dòng)設(shè)置的功能按鈕。3、垂直通道打開信號(hào)源,產(chǎn)生5kHz,10V正弦波。接入CH1通道。按CH1按鈕,屏幕顯示如下畫面(1)設(shè)置通道耦合以CH1通道為例,被測(cè)信號(hào)是一個(gè)含有直流偏置的正弦信號(hào):●按【CH1】→【耦合】→【交流】,設(shè)置為交流耦合方式。被測(cè)信號(hào)含有的直流分量被阻隔,調(diào)節(jié)信號(hào)源上的直流電平,觀察顯示波形的變化,并記錄波形。●按【CH1】→【耦合】→【直流】,設(shè)置為直流耦合方式。被測(cè)信號(hào)含有的直流分量和交流分量都可以通過。調(diào)節(jié)信號(hào)源上的直流電平,觀察顯示波形的變化,并記錄波形?!癜础綜H1】→【耦合】→【接地】,設(shè)置為接地方式。被測(cè)信號(hào)含有的直流分量和交流分量都被阻隔,示波器跟測(cè)試地相連,顯示零電平信號(hào),觀察顯示波形的變化,并記錄波形。(2)設(shè)置通道帶寬限制●按【CH1】→【帶寬限制】→【開啟】設(shè)置帶寬限制為開啟狀態(tài)。被測(cè)信號(hào)含有的大于20MHZ的高頻分量幅度被限制?!癜础綜H1】→【帶寬限制】→【關(guān)閉】設(shè)置帶寬限制為關(guān)閉狀態(tài)。被測(cè)信號(hào)含有的高頻分量幅度未被限制。(3)檔位調(diào)節(jié)設(shè)置垂直檔位調(diào)節(jié)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種模式,垂直靈敏度的范圍2mV/div~5V/div。以CH1通道為例:●按【CH1】→【伏/格】→【粗調(diào)】,粗調(diào)以1-2-5方式步確定垂直靈敏度,調(diào)整【Volts/div(伏/格)】旋鈕,通過調(diào)節(jié)觀察波形變化?!癜础綜H1】→【伏/格】→【細(xì)調(diào)】,細(xì)調(diào)在當(dāng)前垂直檔位內(nèi)進(jìn)一步調(diào)整。如果輸入的波形幅度在當(dāng)前檔位略大于滿刻度,而應(yīng)用下一檔位波形顯示幅度稍低,可以應(yīng)用細(xì)調(diào)改善波形顯示幅度,以利于觀察信號(hào)細(xì)節(jié),調(diào)整【Volts/div(伏/格)】旋鈕,通過調(diào)節(jié)觀察波形變化,通過格數(shù)×檔位,計(jì)算得出Vpp(單位為V),并記錄格數(shù)、檔位、Vpp。(4)探頭比例設(shè)置為了配合探頭的衰減系數(shù),需要在通道操作菜單響應(yīng)調(diào)節(jié)探頭衰減比例系數(shù)。以CH1通道為例,改變衰減系數(shù),調(diào)節(jié)適當(dāng)檔位,記錄Vpp值:●按【CH1】→【探頭】→【1X】,觀察顯示波形的變化,并記錄?!癜础綜H1】→【探頭】→【10X】,觀察顯示波形的變化,并記錄。
(5)波形反相設(shè)置以CH1通道為例:●按【CH1】→【反相】→【開啟】。顯示的信號(hào)相對(duì)于地電位翻轉(zhuǎn)180°,觀察顯示波形的變化,并記錄。(6)垂直【POSITION】旋鈕--此旋鈕調(diào)整所有通道波形的垂直位置。這個(gè)控制鈕的分辨率根據(jù)垂直檔位而變化。--調(diào)整通道波形的垂直位置時(shí),屏幕在左下角顯示垂直位置信息。例如:“VoltsPos=24.6mV”。--按下垂直【POSITION】旋鈕可使垂直位置歸零。4、水平通道如下圖所示,在水平控制區(qū)(HORIZONTAL)有一個(gè)按鍵、兩個(gè)旋鈕。
(1)【HORIMENU】按【
HORIMENU】按鈕顯示【HORIMENU】水平菜單,在此菜單下可以“開啟/關(guān)閉”窗口模式。此外,還可以設(shè)置水平【POSITION】旋鈕的觸發(fā)位移。
靠近顯示屏右下方的讀數(shù)以秒為單位顯示當(dāng)前的水平位置。示波器還在刻度頂端用一個(gè)箭頭圖標(biāo)來表示水平位置。(2)水平【POSITION】旋鈕--調(diào)整通道波形的水平位置(觸發(fā)相對(duì)于顯示屏中心的位置)。--使用水平【POSITION】旋鈕的按下功能可以使水平位置歸零。
(3)【S/div】旋鈕--用于改變水平時(shí)間刻度,以便放大或縮小波形。--調(diào)整主時(shí)基或窗口時(shí)基,即秒/格。當(dāng)使用窗口模式時(shí),將通過改變【S/div】旋鈕改變窗口時(shí)基而改變窗口寬度。--連續(xù)按S/div旋鈕可在【主時(shí)基】,【視窗設(shè)定】,【視窗擴(kuò)展】選項(xiàng)間切換。M表示主時(shí)基,通過改變【S/div】旋鈕,改變窗口時(shí)基主時(shí)基,即秒/格。調(diào)節(jié)【S/div】旋鈕,觀察波形變化,通過格數(shù)×檔位,計(jì)算得出波形周期T(單位為s),并計(jì)算頻率f(單位為Hz),并記錄格數(shù)、檔位、T,f。視窗擴(kuò)展用來放大一段波形,以便查看圖像細(xì)節(jié)。窗口模式時(shí)基設(shè)定不能慢于主時(shí)基的設(shè)定。在窗口區(qū)可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)水平【POSITION】旋鈕左右移動(dòng),或轉(zhuǎn)動(dòng)【S/div】旋鈕擴(kuò)大和減小選擇區(qū)域。注意,窗口時(shí)基相對(duì)于主時(shí)基提高了分辨率,因此轉(zhuǎn)動(dòng)【S/div】旋鈕減小選擇區(qū)域可以提高窗口時(shí)基,即提高了波形的水平擴(kuò)展倍數(shù)。(4)視窗擴(kuò)展若要觀察局部波形的細(xì)節(jié),可執(zhí)行以下步驟:--按【HORIMENU】按鈕,顯示【水平】菜單。--按【視窗設(shè)定】選項(xiàng)按鈕或打開延遲掃描功能。--旋轉(zhuǎn)S/div旋鈕(調(diào)節(jié)窗口的大?。┖托D(zhuǎn)【水平POSITION】旋鈕(調(diào)節(jié)窗口的位置)選定您要觀察的波形的窗口。--窗口設(shè)定好后按下“視窗擴(kuò)展”按鈕。此時(shí)選定窗口的波形被擴(kuò)展到滿屏來顯示。觀察波形變化并記錄。
每位同學(xué)使用信號(hào)源產(chǎn)生任選5個(gè)不同頻率(f)、峰峰值(Vpp)的正弦波形,使用示波器的垂直通道和水平通道旋鈕、按鈕測(cè)試這5個(gè)信號(hào)Vpp和f。自己設(shè)計(jì)測(cè)試結(jié)果記錄,記錄應(yīng)包括測(cè)試項(xiàng)目名稱,使用儀器設(shè)備(包括設(shè)備名稱和型號(hào)),測(cè)試時(shí)間、測(cè)試地點(diǎn),測(cè)試人員,測(cè)試結(jié)果。其中測(cè)試結(jié)果建議以表格方式體現(xiàn),應(yīng)包括序號(hào)、垂直通道檔位(如:5V/div)、測(cè)試的格數(shù)、Vpp、水平通道檔位(如:100ms/div)、測(cè)試的格數(shù)、T、f。注意:儀器設(shè)備安全使用,保護(hù)人身和設(shè)備安全。測(cè)試過程準(zhǔn)確、高效。測(cè)試數(shù)據(jù)的讀取和計(jì)算,修約間隔100
,中間計(jì)算過程的數(shù)據(jù)處理。測(cè)試結(jié)果是由數(shù)值和單位組成,單位的填寫。示波器的組成3.4觸發(fā)掃描
示波器中,在不加被測(cè)信號(hào)的情況下,掃描電路亦可獨(dú)立地產(chǎn)生周期性的鋸齒波掃描電壓。這種掃描方式稱為連續(xù)掃描。連續(xù)掃描時(shí),產(chǎn)生掃描電壓的掃描發(fā)生器,處于自激振蕩狀態(tài),因而始終有周期性的鋸齒波產(chǎn)生。由于始終有鋸齒波加到X偏轉(zhuǎn)板,因此,連續(xù)掃描的重要特征是,不加被測(cè)信號(hào)時(shí),仍有掃描線顯示。采用連續(xù)掃描方式觀察正弦波時(shí),可將被測(cè)信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)去控制掃描電壓。從而可保證Tn=nTs。此時(shí),通過改變掃描電壓的頻率(即改變Tn),容易實(shí)現(xiàn)在屏幕上顯示一個(gè)(或多個(gè))周期的正弦波。這時(shí)顯示的波形是清晰、穩(wěn)定的,想要觀察波形的細(xì)節(jié)不存在問題。當(dāng)觀測(cè)占空比(τ/Ts)很小的脈沖信號(hào)時(shí),使用連續(xù)掃描就不能正常觀測(cè)信號(hào)。0uytTs若選擇掃描周期等于信號(hào)周期(Tn=Ts),脈沖信號(hào)被按比例壓縮到屏幕左端,無法觀測(cè)脈沖波形的細(xì)節(jié)(上升時(shí)間、下降時(shí)間、脈沖寬度等)。連續(xù)掃描Tn=Ts被測(cè)信號(hào)ux0t0uytTs若選擇掃描周期等于脈沖寬度(Tn=τ),在一個(gè)脈沖周期內(nèi),光點(diǎn)在水平方向進(jìn)行多次掃描,其中只有一次是掃描脈沖信號(hào),其他多次掃描只在水平基線上往返運(yùn)動(dòng),結(jié)果在屏幕上顯示的脈沖波形本身非常暗淡,而時(shí)間基線卻很明亮,無法正常觀測(cè)。0uytTsux0tTn連續(xù)掃描Tn=て利用觸發(fā)掃描可解決上述脈沖示波器測(cè)量的困難。觸發(fā)掃描的特點(diǎn)是,只有在被測(cè)脈沖到來時(shí)才形成一次掃描,如圖。0uytTsux0tTn觸發(fā)掃描Tn=て3.5兩個(gè)波形的同屏顯示在單蹤示波的基礎(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。
兩個(gè)被測(cè)的信號(hào)是同時(shí)但分別加到兩個(gè)前置放大器。因此,只要Y1,Y2兩信號(hào)已接入示波器的輸入,則在Y1,Y2兩門的輸入端就始終存在Y1,Y2兩個(gè)信號(hào)。而在示波管屏幕上是否顯示該波形,取決于兩門的開關(guān)狀態(tài)。根據(jù)兩個(gè)門的開關(guān)狀態(tài),示波器可有以下3種工作方式?!裰挥幸粋€(gè)門開?!駜蓚€(gè)門全開?!駜蓚€(gè)門輪流開關(guān)。(1)只有一個(gè)門開。如Y1門開Y2門關(guān),或Y2門開Y1門關(guān)。此時(shí)與單蹤示波器無異,只顯示一個(gè)信號(hào)波形(如Y1門開只顯示Y1信號(hào);如Y2門開只顯示Y2信號(hào))。
(2)兩個(gè)門全開。此時(shí)由于Y1,Y2兩個(gè)信號(hào)都被送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板,因此顯示的是兩個(gè)信號(hào)的線性疊加波形。
(3)兩個(gè)門輪流開關(guān)。此時(shí)Y1,Y2兩門按一定轉(zhuǎn)換頻率輪流開關(guān),因而Y1,Y2兩個(gè)信號(hào)將按時(shí)段顯示出來,形成雙蹤顯示。
在以上第(3)種工作方式時(shí),電子開關(guān)將輸出兩個(gè)反相的開關(guān)信號(hào),分別送至Y1門與Y2門,這將使兩個(gè)門始終處于一個(gè)門開則另一個(gè)門關(guān)的狀態(tài)。當(dāng)兩個(gè)開關(guān)信號(hào)的轉(zhuǎn)換受門控信號(hào)(即掃描閘門的輸出信號(hào))控制時(shí),稱為交替顯示。UY1UY2UXUY1UY2UX
由圖可以看出,交替顯示是在相鄰的兩個(gè)掃描期,分別地描繪Y1,Y2信號(hào)。顯然,在第1,3,…各次掃描時(shí),光點(diǎn)描繪Y1信號(hào)波形;而在第2,4,…各次掃描時(shí),光點(diǎn)描繪Y2信號(hào)波形。若將兩波形垂直位置分開(可分別調(diào)節(jié)兩個(gè)通道的垂直移位),顯示如圖所示。UY1UY2UX
雖然光點(diǎn)并沒有同時(shí)描繪Y1,Y2兩個(gè)波形,但是每個(gè)波形都被重復(fù)描繪,只要信號(hào)頻率足夠高(數(shù)百赫茲以上),由于熒光屏的余輝作用,從屏幕上看到的波形是同時(shí)顯示的。3.5實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目3:示波器的組成與使用2
實(shí)訓(xùn)目的了解示波器的觸發(fā)掃描和雙蹤顯示工作原理。掌握示波器觸發(fā)掃描系統(tǒng)和雙蹤顯示使用方法。實(shí)訓(xùn)要求掌握示波器觸發(fā)系統(tǒng)面板各開關(guān)旋鈕、按鈕的作用。會(huì)使用示波器進(jìn)行觸發(fā)掃描和雙蹤顯示。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容熟悉觸發(fā)系統(tǒng)使用方法。觀察使用觸發(fā)系統(tǒng)對(duì)示波器顯示波形的影響、顯示不同頻率和幅值的兩個(gè)波形,并進(jìn)行測(cè)量。1、觸發(fā)系統(tǒng)在觸發(fā)控制區(qū)(TRIGGER)有一個(gè)旋鈕、三個(gè)按鍵?!綯RIGMENU】按鈕:使用【TRIGMENU】按鈕調(diào)出觸發(fā)菜單【LEVEL】旋鈕:觸發(fā)電平設(shè)定觸發(fā)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓,以便進(jìn)行采樣。按下【LEVEL】旋鈕可使觸發(fā)電平歸零?!維ETTO50%】按鈕:使用此按鈕可以快速穩(wěn)定波形。示波器可以自動(dòng)將【觸發(fā)電平】設(shè)置為大約是最小和最大電壓電平間的一半。【FORCE】按鈕:無論示波器是否檢測(cè)到觸發(fā),都可以使用【FORCE】按鈕完成當(dāng)前波形采集。主要應(yīng)用于觸發(fā)方式中的【正?!亢汀締未巍俊0烟筋^元件的1kHz方波接入CH1通道。
示波器提供五種觸發(fā)類型:邊沿、脈沖、視頻、斜率和交替。邊沿觸發(fā):當(dāng)觸發(fā)輸入沿給定方向通過某一給定電平時(shí),邊沿觸發(fā)發(fā)生。
設(shè)置類型按【TRIGMENU】按鈕顯示觸發(fā)菜單?!绢愋汀窟x項(xiàng)按鈕選擇【邊沿】。設(shè)置信源根據(jù)信號(hào)輸入,按【信源】選項(xiàng)按鈕選擇【CH1】。設(shè)置觸發(fā)耦合a.按【觸發(fā)設(shè)置】按鈕進(jìn)入【觸發(fā)設(shè)置菜單】。b.按【耦合】選項(xiàng)按鈕選擇【交流】。
設(shè)置斜率按【斜率】選項(xiàng)按鈕選擇【】、【】或【】。選擇觸發(fā)信號(hào)在上升沿觸發(fā)選擇觸發(fā)信號(hào)在下降沿觸發(fā)選擇觸發(fā)信號(hào)在上升沿和下降沿觸發(fā)
設(shè)置觸發(fā)方式按【觸發(fā)方式】選項(xiàng)按鈕選擇【自動(dòng)】、【正?!炕颉締未巍孔詣?dòng):波形在不管是否滿足觸發(fā)條件下都刷新。正常:波形在滿足觸發(fā)條件下刷新,不滿足觸發(fā)條件時(shí)不刷新等待下一次觸發(fā)事件的發(fā)生。單次:在滿足觸發(fā)條件下采集一次波形,然后停止?!居|發(fā)方式】選項(xiàng)按鈕選擇【正常】【斜率】選擇【】,轉(zhuǎn)動(dòng)觸發(fā)電平旋鈕觀察波形變化,并記錄波形和此觸發(fā)電平。【斜率】分別選擇【】、【】、【】,觀察波形變化,并記錄。脈沖觸發(fā):設(shè)定一定的條件捕捉脈沖。設(shè)置類型按【TRIGMENU】按鈕顯示觸發(fā)菜單。按【類型】選項(xiàng)按鈕選擇【脈沖】。對(duì)脈沖觸發(fā)的信源的設(shè)置類似于邊沿觸發(fā)。設(shè)置條件按“條件”選項(xiàng)按鈕選擇“”(正脈寬小于)、“”(正脈寬大于)、“”(正脈寬等于)、“”(負(fù)脈寬小于)、“”(負(fù)脈寬大于)或“”(負(fù)脈寬等于)。
設(shè)置脈寬旋轉(zhuǎn)【萬能】旋鈕設(shè)置脈寬。按【下一頁】選項(xiàng)按鈕進(jìn)入脈沖觸發(fā)菜單第二頁,對(duì)觸發(fā)方式和觸發(fā)耦合的設(shè)置類似于邊沿觸發(fā)。設(shè)置信源設(shè)置觸發(fā)耦合設(shè)置觸發(fā)方式【觸發(fā)方式】選項(xiàng)按鈕選擇【正常】設(shè)置條件“條件”分別按鈕選擇“”(正脈寬小于)、“”(正脈寬大于)、“”(正脈寬等于)、“”(負(fù)脈寬小于)、“”(負(fù)脈寬大于)或“”(負(fù)脈寬等于),旋轉(zhuǎn)【萬能】旋鈕設(shè)置脈寬,觀察波形變化,并記錄。2、自動(dòng)測(cè)量如下圖所示,【MEASURE】為自動(dòng)測(cè)量的功能按鍵。自動(dòng)測(cè)量有三種測(cè)量類型:電壓測(cè)量、時(shí)間測(cè)量、延遲測(cè)量;共三十二種測(cè)量類型。一次最多可以顯示五種。若自動(dòng)測(cè)量電壓參數(shù),操作如下:--按“MEASURE”按鈕進(jìn)入“自動(dòng)測(cè)量”菜單--按頂端第一個(gè)選項(xiàng)按鈕,進(jìn)入自動(dòng)測(cè)量第二頁菜單。--選擇測(cè)量分類類型,按下“電壓”對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)按鈕進(jìn)入“電壓測(cè)量菜單”。--按“信源”選項(xiàng)按鈕,根據(jù)信號(hào)輸入通道選擇對(duì)應(yīng)的CH1/CH2通道。--按“類型”選項(xiàng)按鈕或旋轉(zhuǎn)“萬能”旋鈕選擇您要測(cè)量的電壓參數(shù)類型。相應(yīng)的圖標(biāo)和參數(shù)值會(huì)顯示在第三個(gè)選項(xiàng)按鈕對(duì)應(yīng)的菜單處。--按“返回”選項(xiàng)按鈕會(huì)返回到自動(dòng)測(cè)量的首頁,所選的參數(shù)和相應(yīng)的值會(huì)顯示在首頁的第一個(gè)選項(xiàng)位置。同樣方法可使所選參數(shù)和值顯示在相應(yīng)的位置,一次可顯示五種參數(shù)。記錄波形最大值、最小值、峰峰值、頂端值、底端值若使用全部測(cè)量功能測(cè)量時(shí)間參數(shù),操作如下:--按“MEASURE”按鈕進(jìn)入“自動(dòng)測(cè)量”菜單。--按頂端第二個(gè)選項(xiàng)按鈕,進(jìn)入自動(dòng)測(cè)量第二頁菜單。--按“全部測(cè)量”選項(xiàng)按鈕進(jìn)入“全部測(cè)量菜單”。--按“信源”選項(xiàng)按鈕選擇信號(hào)輸入通道。--按“時(shí)間測(cè)試”選項(xiàng)按鈕選擇“開啟”。此時(shí)所有的時(shí)間參數(shù)值會(huì)同時(shí)顯示在屏幕上。記錄波形上升時(shí)間、下降時(shí)間、頻率、周期、脈寬。2、雙蹤顯示CH1接探頭元件,CH2接5kHz,10V正弦波。選擇交替觸發(fā)時(shí),觸發(fā)信號(hào)來自于兩個(gè)垂直通道,此方式可用于同時(shí)觀察兩個(gè)不相關(guān)的信號(hào)。可為兩個(gè)通道信號(hào)選擇不同的觸發(fā)類型。可選擇的觸發(fā)類型為邊沿、脈沖的觸發(fā)類型及觸發(fā)電平信息顯示在屏幕的右下角。觀察波形變化,并記錄。同時(shí)觀察兩路不同頻率和幅值的波形,可執(zhí)行以下操作:--按TRIGMENU按鈕進(jìn)入觸發(fā)菜單。--按“類型”選項(xiàng)按鈕選擇“交替”。--按“信源”選項(xiàng)按鈕選擇輸入的一個(gè)垂直通道。--按其CH1按鈕,旋轉(zhuǎn)“S/div”旋鈕使通道波形正常顯示。--重復(fù)步驟按TRIGMENU按鈕,按“觸發(fā)方式”選擇“邊沿”、“脈沖”。--根據(jù)選擇類型對(duì)觸發(fā)進(jìn)行設(shè)置使其穩(wěn)定觸發(fā)。--按“信源”選項(xiàng)按鈕選擇輸入的另外一個(gè)垂直通道。--按CH2按鈕,旋轉(zhuǎn)“S/div”旋鈕使通道波形正常顯示。觀察波形變化,并記錄。
每位同學(xué)使用信號(hào)源產(chǎn)生任選5個(gè)不同頻率(f)、峰峰值(Vpp)的方波波形接入CH2,CH1接探頭元件,顯示這不同頻率和峰峰值的波形,使用示波器自動(dòng)測(cè)量功能測(cè)試CH2接入的這5個(gè)信號(hào)。自己設(shè)計(jì)測(cè)試結(jié)果記錄,記錄應(yīng)包括測(cè)試項(xiàng)目名稱,使用儀器設(shè)備(包括設(shè)備名稱和型號(hào)),測(cè)試時(shí)間、測(cè)試地點(diǎn),測(cè)試人員,測(cè)試結(jié)果。其中測(cè)試結(jié)果建議以表格方式體現(xiàn),應(yīng)包括序號(hào)、電壓最大值、電壓最小值、電壓峰峰值、上升時(shí)間、下降時(shí)間、頻率、周期。注意:儀器設(shè)備安全使用,保護(hù)人身和設(shè)備安全。測(cè)試過程準(zhǔn)確、高效。測(cè)試數(shù)據(jù)的讀取和計(jì)算,修約間隔100
,中間計(jì)算過程的數(shù)據(jù)處理。測(cè)試結(jié)果是由數(shù)值和單位組成,單位的填寫。4取樣示波器4.1取樣示波器的基本原理1.高頻率信號(hào)的波形顯示通用示波器是在信號(hào)經(jīng)歷的實(shí)際時(shí)間內(nèi)顯示信號(hào)波形的,即光點(diǎn)的一個(gè)掃描正程的時(shí)間與被測(cè)信號(hào)實(shí)際持續(xù)時(shí)間相等。因此,通用示波器屬于實(shí)時(shí)示波器。但是,實(shí)時(shí)示波器的工作頻率范圍是受到限制的。主要原因有:示波管的上限工作頻率難以提高到GHz量級(jí),Y通道放大器的帶寬不可能做得很寬,時(shí)基電路也不易產(chǎn)生過高的掃描速度并且同步變得困難。因此,目前通用示波器的工作頻率一般在500MHz以下。為了能夠觀測(cè)很高頻率信號(hào)的波形,目前都使用取樣示波器。采用取樣技術(shù)可將高頻信號(hào)降低成低頻信號(hào),從而有可能用低頻示波器顯示其波形。取樣示波器采用非實(shí)時(shí)取樣技術(shù)。它與實(shí)時(shí)取樣的主要區(qū)別在于,不是在一個(gè)信號(hào)波形上完成全部取樣過程,取樣點(diǎn)是分別取自若干個(gè)信號(hào)波形的不同位置。下面簡述波形取樣和重現(xiàn)的原理。在時(shí)間t1進(jìn)行第一次取樣,對(duì)應(yīng)于第一個(gè)波形上為取樣點(diǎn)1第二次取樣在t2進(jìn)行(t1與t2間隔m個(gè)周期),且相對(duì)于前一次取樣時(shí)間t1,第二次取樣延遲了△t(即兩次取樣的相位點(diǎn)不同),對(duì)應(yīng)于第m+1個(gè)波形上為取樣點(diǎn)2。以后每次取樣,都比前一次延遲△t。如此可得到7個(gè)取樣點(diǎn),而每個(gè)取樣點(diǎn)的周期(即跨周取樣)及相位都不同。由圖所示,由7個(gè)樣品組合拼成的波形與原波形是一樣的。而此時(shí)經(jīng)7次取樣所經(jīng)歷的時(shí)間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原信號(hào)的周期,因此這是一種非實(shí)時(shí)取樣。非實(shí)時(shí)取樣使信號(hào)波形的頻率大大降低,但是這些取樣點(diǎn)只對(duì)應(yīng)原波形上的若干不連續(xù)的光點(diǎn)。顯然,在波形重現(xiàn)時(shí),即顯示這一系列不連續(xù)光點(diǎn)。為了提高光點(diǎn)亮度,取樣所得的電壓需經(jīng)展寬后,得到如圖所示階梯波。輸入信號(hào)Y放大器輸出X放大器輸出掃描階梯波3.波形重現(xiàn)方法如前所述,屏幕上將要顯示的是不連續(xù)的光點(diǎn)構(gòu)成的波形,因此,波形重現(xiàn)的方法與前述通用示波器不同,在取樣示波器中,波形合成的過程如下圖所示。輸入信號(hào)Y放大器輸出X放大器輸出掃描階梯波加在Y偏轉(zhuǎn)板的是取樣電壓經(jīng)展寬后的階梯波,而加在X偏轉(zhuǎn)板的掃描電壓也是階梯波,而且是等距跳變的階梯波。輸入信號(hào)Y放大器輸出X放大器輸出掃描階梯波掃描階梯波的重復(fù)周期與取樣周期相同,每個(gè)階梯持續(xù)時(shí)間與取樣間隔時(shí)間相等。實(shí)際的波形顯示是每一點(diǎn)停留mT+△t,的時(shí)間,然后跳至下一點(diǎn)。如此顯示的一系列光點(diǎn),與原波形上取樣點(diǎn)一一對(duì)應(yīng),因而顯示的波形與被測(cè)的原波形相同。綜上所述,非實(shí)時(shí)取樣就是在n個(gè)信號(hào)波形的不同位置,完成一個(gè)信號(hào)波形的全部取樣過程,而且兩次取樣間隔的時(shí)間為mT+△t。雖然n個(gè)取樣信號(hào)并不是來自同一個(gè)信號(hào)波形,但是由于信號(hào)是周期性的,所以n個(gè)取樣信號(hào)的包絡(luò)波形與原波形是一樣的。而n個(gè)取樣信號(hào)的包絡(luò)波形所持續(xù)的時(shí)間,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被測(cè)波形實(shí)際經(jīng)歷的時(shí)間,于是信號(hào)波形的頻率被大大降低了。在波形重現(xiàn)時(shí),是把n個(gè)取樣點(diǎn)在屏幕上用亮點(diǎn)顯示出來,形成由一系列不連續(xù)光點(diǎn)組成的波形。顯然,這些不連續(xù)光點(diǎn)組成的波形,與原波形是一樣的。4.2取樣示波器的基本組成Y通道X通道取樣示波器的X通道和Y通道與通用示波器有較大區(qū)別。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)的波形。4.3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取決于取樣電路的最高工作頻率。這就要求取樣電路用的元器件高頻特性足夠好,取樣脈沖足夠窄。目前已做到18GHZ的帶寬。
2.取樣密度取樣密度是圖形水平方向每1cm的亮點(diǎn)數(shù)。延遲時(shí)間△t越小,步進(jìn)脈沖越密,則取樣點(diǎn)越多,取樣密度越大,重現(xiàn)波形的亮點(diǎn)數(shù)越多。應(yīng)當(dāng)合理地選擇取樣密度。3.等效掃速等效掃速是指被測(cè)信號(hào)等效經(jīng)歷的時(shí)間n△t與水平方向展寬的距離L之比。它與快斜波的上升斜率成反比,調(diào)整快斜波斜率可調(diào)整等效掃速。
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)。5數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)字存貯示波器先將輸入信號(hào)進(jìn)行A/D變換,將模擬波形變成離散的數(shù)字信息,存貯在存貯器中,需要顯示時(shí),再從存貯器中讀出,通過D/A變換器,將數(shù)字信息變換成模擬波形顯示。1.數(shù)字存儲(chǔ)示波器的取樣和存儲(chǔ)過程由取樣脈沖形成電路產(chǎn)生取樣脈沖,取樣脈沖控制取樣門對(duì)被測(cè)信號(hào)vi取樣并保持,量化電壓Uis經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字量D0,D1....Dn,然后依次將各數(shù)字量存入RAM中首地址為A0的n個(gè)存儲(chǔ)單元。2.數(shù)字存儲(chǔ)示波器的讀出和顯示過程從RAM中找到首地址A0,依次讀出所存數(shù)據(jù)D0,D1…Dn,經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換將數(shù)字量恢復(fù)成模擬量,量化電壓Vy的每個(gè)階梯的幅值與取樣存儲(chǔ)時(shí)的取樣值成正比。并與線性階梯掃描電壓共同作用,在屏幕上形成不連續(xù)的光點(diǎn)合成的被測(cè)波形。6實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目4:示波器的組成與使用3
實(shí)訓(xùn)目的了解示波器X-Y掃描和存儲(chǔ)工作原理。掌握示波器X-Y掃描系統(tǒng)和存儲(chǔ)使用方法。掌握示波器測(cè)量波形的方法。實(shí)訓(xùn)要求掌握示波器測(cè)量波形的三種方法。會(huì)使用示波器存儲(chǔ)波形。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容熟悉X-Y掃描使用方法。觀察李沙育圖形。存儲(chǔ)測(cè)量波形波形。1、示波器測(cè)量波形的3種方法。每位同學(xué)使用信號(hào)源產(chǎn)生任選6個(gè)頻率10kHz、峰峰值(Vpp)為500mV、1V、2.5V、5V、10V、20V左右的方波接入C
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