電子測量儀器及應用 課件 任務五 電子示波器

任務五

電子示波器電子示波器概述數(shù)字示波器的使用數(shù)字示波器的結構與原理電子示波器概述電子示波器是電子測量中最常用的一種儀器。它可以直觀地顯示電信號的時域波形圖像，并根據(jù)波形測量信號的電壓、頻率、周期、相位、調幅系數(shù)等參數(shù)，亦可間接觀測電路的有關參數(shù)及元器件的伏安特性；利用傳感器，示波器還可測量各種非電量甚至人體的某些生理現(xiàn)象。示波器也可以工作在X-Y模式下，用來反映相互關聯(lián)的兩信號之間的關系。。根據(jù)目前發(fā)展的現(xiàn)狀，電子示波器主要分為模擬示波器和數(shù)字示波器，進一步可分為以下幾類：通用示波器（包括簡易示波器、慢掃描示波器、多線示波器和多蹤示波器等）；取樣示波器；存儲示波器；特種示波器等。模擬示波器采用的是模擬電路（示波管，其基礎是電子槍）電子槍向屏幕發(fā)射電子，發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束，并打到屏幕上，屏幕的內表面涂有熒光物質，這樣電子束打中的點就會發(fā)出光來，具有實時顯示，波形真實、結構簡單的特點。圖5-1（a）為通用單蹤模擬示波器，圖5-1（b）為通用雙蹤模擬示波器。

（a）

（b）

圖5-1模擬示波器

數(shù)字示波器在模擬示波器的基礎上不斷發(fā)展，是數(shù)據(jù)采集，A/D轉換，軟件編程等一系列的技術制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器一般支持多級菜單，能提供給用戶多種選擇，多種分析功能。還有一些示波器可以提供存儲，實現(xiàn)對波形的保存和處理。圖5-2（a）為半臺式通用數(shù)字示波器，圖5-2（b）為手持式通用數(shù)字擬示波器。

（a）

（b）

圖5-2數(shù)字示波器

特種示波器是指具有特殊用途的示波器，圖5-3（a）為手持式汽車專用示波器，圖5-3（b）為醫(yī)用心電圖儀。

（a）

（b）

圖5-3特種示波器

（一）數(shù)字示波器的使用

1、數(shù)字示波器面板功能按鈕的使用（1）示波器面板如圖5-4所示圖5-4示波器前面板（2）示波器各按鈕操作功能①電源開關（POWER），按入狀態(tài)接通電源，彈出狀態(tài)切斷電源。②菜單鍵，SUB1~SUB5共5個灰色按鍵，對應顯示屏右側5個菜單顯示區(qū)域，按動菜單鍵可以設置當前顯示區(qū)域菜單的不同選項。③校準信號，可選擇輸出0.5VP-P1KHZ、10KHZ、100KHZ方波，用于校正探頭方波和檢測垂直通道的偏轉系數(shù)。④GND，整機接地端子。⑤CH1功能鍵，該鍵用來打開或關閉CH1通道及菜單。⑥CH1通道垂直偏轉系統(tǒng)，調節(jié)衰減檔位系數(shù)，按下該鍵設置CH1通道的垂直檔位調節(jié)為粗調或微調。⑦CH1通道信號輸入插座，CH1通道的信號接入端口，X-Y工作方式時，作為X軸信號輸入端。⑧運算MATH功能鍵，按下該鍵打開或關閉運算功能及菜單。⑨CH2功能鍵，該鍵用來打開或關閉CH2通道及菜單。⑩CH2通道垂直偏轉系統(tǒng)，調節(jié)衰減檔位系數(shù)，按下該鍵設置CH2通道的垂直檔位調節(jié)為粗調或微調。11CH2通道信號輸入插座，CH2通道的信號接入端口，X-Y工作方式時，作為Y軸信號輸入端。12掃描時基開關，根據(jù)需要選擇適當?shù)膾呙钑r間檔級。13外觸發(fā)輸入端，外接同步信號的輸入插座。14CH1垂直位移旋鈕，調節(jié)CH1波形垂直位移，順時針方向旋轉，輝線上移，逆時針方向旋轉，輝線下移。按下該鍵使CH1通道波形的垂直顯示位置迅速回到屏幕中心點。15CH2垂直位移旋鈕，調節(jié)CH2波形垂直位移，順時針方向旋轉，輝線上移，逆時針方向旋轉，輝線下移。按下該鍵使CH2通道波形的垂直顯示位置迅速回到屏幕中心點。16水平位移旋鈕，改變顯示波形水平方向的位置，按下該鍵將使觸發(fā)位移或延遲掃描位移恢復到水平零點處。17掃描功能鍵（SWEEP），按下該鍵打開掃描菜單。18觸發(fā)電平調整旋鈕（LEVEL），根據(jù)觸發(fā)電平?jīng)Q定掃描開始的位置。19公共旋鈕，按下該鍵可設置選項或關閉彈出菜單。20光標測量功能鍵，光標模式允許用戶通過移動光標進行測量，可選擇手動、追蹤和自動測量。21自動測量功能鍵（MEASURE），測量功能可以對CH1和CH2通道波形進行自動測量。22顯示功能鍵，可以設置示波器的顯示信息。23采樣功能鍵，設置采樣方式為實時或等效采樣。24應用功能鍵，應用菜單可以選擇示波器的語言種類，設置通過測試和波形記錄功能，系統(tǒng)維護，自校功能以及設置時間、日期等。25存儲功能鍵，可以將當前的設置文件保存到儀器的內部存儲區(qū)或USB存儲設備上。26運行/停止功能鍵，按下該鍵使波形采樣在運行和停止之間切換。27自動功能鍵，自動設定儀器各項控制值，以產生適宜觀察的波形顯示。28觸發(fā)功能鍵，可以設置觸發(fā)方式、觸發(fā)源、觸發(fā)條件，觸發(fā)釋抑時間等參數(shù)。29單次功能鍵，按下該鍵在符合觸發(fā)條件下進行一次觸發(fā)，然后停止運行。30LCD顯示屏，顯示各種信息31USB接口，在該菜單中可以對USB存儲設備進行操作整理。32電源插座，電源輸入端。33RJ45網(wǎng)口（選配），可以利用RJ45網(wǎng)口進行信息處理。34RS232，可以利用RS232進行信息處理。35通過/失敗輸出端口，輸出通過/失敗脈沖波形（光耦隔離功能）。（3）示波器顯示界面如圖5-6所示，各部分的含義如下：圖5-6示波器顯示界面1-CH1標志2-CH2標志3-觸發(fā)位置指示4-CH1耦合及垂直檔位狀態(tài)5-CH2耦合及垂直檔位狀態(tài)6-水平時基檔位狀態(tài)7-觸發(fā)位移顯示8-觸發(fā)狀態(tài)指示9-當前顯示波形窗口在內存中的位置10-運行/停止狀態(tài)顯示2、波形的測量（1）功能檢查（2）波形顯示的自動設置（3）垂直系統(tǒng)的練習（4）CH1、CH2通道設置（5）通道帶寬限制的設置（6）探頭衰減系數(shù)的設置（7）檔位調節(jié)的設置（8）波形反相的設置（9）水平系統(tǒng)的練習（10）觸發(fā)系統(tǒng)的練習（11）觸發(fā)菜單中“觸發(fā)方式”功能設置（12）采樣系統(tǒng)的設置直流信號、交流信號的測量（1）顯示、測量直流信號的步驟從直流穩(wěn)壓電源從產生10V的直流電壓打開電源，按任意鍵退出自檢畫面示波器的輸入端CH1加上信號線，與直流穩(wěn)壓電源相連接。（示波器的輸入端CH1的地線接直流穩(wěn)壓電源地線）按下AUTO自動設置鈕按下CH1菜單，耦合方式選接“地”，調節(jié)位置旋鈕，將接地線調到適當位置。調整伏/格為5.00V/div，探頭設置為1×，反相關閉。再將耦合方式選“直流”，屏幕上的線將上跳2格。（2）顯示、測量交流信號的步驟打開電源，按任意鍵退出自檢畫面

示波器的輸入端CH1加上信號線。（示波器的輸入端CH1的地線接信號地線）按下AUTO自動設置鈕按下自動設置鈕按下CH1菜單，耦合方式選“交流”，調整伏/格為2.00V/格，探頭設置為1×，反相關閉。按下觸發(fā)（TRIG）菜單，信源選CH1調節(jié)觸發(fā)電平，可使波形穩(wěn)定下來。按下測量（MEASURE）鈕，可測量信號的頻率、周期、峰-峰值等

信源選CH1，類型依次調整為周期、頻率、峰-峰值等。按下光標（CURSOR）鈕，可用光標測量信號的電壓、周期二、仿真練一練1、數(shù)字示波器面板功能按鈕的使用

在仿真軟件中，觀察電子示波器各端鈕的作用。2、波形的仿真測量

在仿真軟件中，用電子示波器測量穩(wěn)壓電源輸出直流信號的幅度和信號發(fā)生器輸出交流信號的頻率、周期、幅度等。三、實踐量一量1、制作放大電路2、用數(shù)字示波器觀察放大波形、記錄參數(shù)。

輸入1kHz、100mV的正弦信號us，用示波器觀察輸出信號uo波形，在測試記錄對應欄目畫出波形，在下表中填入相關數(shù)據(jù)。（二）數(shù)字示波器的結構與原理一、自主學一學1、數(shù)字示波器的結構與框圖圖5-9數(shù)字示波器的結構框圖2、數(shù)字示波器的主要技術參數(shù)（1）最高取樣速度（2）存儲帶寬（3）分辨力（4）存儲容量（5）讀出速度4、數(shù)字示波器的使用注意事項（1）安全檢查及注意事項（2）使用探頭注意事項

（a）最佳

（b）容量過小

（c）容量過大圖5-10補償電容對顯示波形的影響二、拓展修一修1、短路故障的仿真維修短路故障的仿真分析：（1）故障分析導圖

由于內部短路引起的保險絲燒斷，通常是電子電壓表內部電源電路故障引起。若電路中濾波電容、開關三極管擊穿，造成內部短路，往往會燒斷保險絲，甚至燒壞整流二極管。故障分析導圖如圖5-11所示。（2）動畫顯示故障回路

打開仿真軟件，進入故障維修模塊，選擇故障一“電源指示燈不亮、顯示器無顯示”，單擊“顯示故障回路”，