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电子测量示波测试和测量技术电子测量示波测试和测量技术你现在浏览的是第一页，共132页 示波器的波形显示原理示波器的波形显示原理 模拟示波器的使用模拟示波器的使用本章重点本章重点：你现在浏览的是第二页，共132页1.1.示波器是一种基本的、示波器是一种基本的、应用最广泛应用最广泛的时域测量仪器。的时域测量仪器。2.2.示波器是一种示波器是一种全息仪器全息仪器。示波器能让人们观察到信号波形的。示波器能让人们观察到信号波形的全貌，能测量信号的幅度、频率、周期等基本参量，能测量脉全貌，能测量信号的幅度、频率、周期等基本参量，能测量脉冲信号的脉宽、占空比、上升（下降）时间、上冲、振铃等参冲信号的脉宽、占空比、上升（下降）时间、上冲、振铃等参数，还能测量两个信号的时间和相位关系。这些功能是其它电数，还能测量两个信号的时间和相位关系。这些功能是其它电子仪器难以胜任的。子仪器难以胜任的。3.3.示波器从早期的示波器从早期的定性观测定性观测，已发展到可以进行，已发展到可以进行精确测量精确测量。4.4.示波器是其它示波器是其它图式仪器的基础图式仪器的基础。对扫频仪、频谱仪、逻辑。对扫频仪、频谱仪、逻辑分析仪以及医用分析仪以及医用B B超等各种图示仪器就容易理解了。超等各种图示仪器就容易理解了。示波器概述示波器概述你现在浏览的是第三页，共132页当前常用的示波器从技术原理上可分为：当前常用的示波器从技术原理上可分为：（1 1）模拟式模拟式模拟示波器模拟示波器（采用单束示波管实现显示，当前（采用单束示波管实现显示，当前 最通用的示波器）。最通用的示波器）。（2 2）数字式数字式数字存储示波器数字存储示波器（采用（采用A/DA/D、DSPDSP等技术实现等技术实现的数字化示波器）。的数字化示波器）。（1 1）中、低档示波器，带宽在）中、低档示波器，带宽在60MHz60MHz以下。以下。（2 2）高档示波器，带宽在）高档示波器，带宽在60MHz60MHz以上，大多在以上，大多在300MHz300MHz以下。以下。更高档的有更高档的有1GHz1GHz2GHz2GHz以上。以上。从性能上，按示波器的带宽可分为：从性能上，按示波器的带宽可分为：你现在浏览的是第四页，共132页3.1 3.1 示波测试的基本原理示波测试的基本原理 3.1.1 CRT3.1.1 CRTCRTCRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，基本结构如下图所示。成，基本结构如下图所示。你现在浏览的是第五页，共132页3.1.13.1.1 示波管（示波管（CRTCRT）示波管属于电真空器件，又称为示波管属于电真空器件，又称为阴极射线管（阴极射线管（CRTCRT）。KG1G2A1A2Y2X2F6.3V-1KV0VX1亮度Ug1聚焦聚焦UA1辅助聚焦后加速极后加速极A315KV电子枪电子枪偏转系统偏转系统荧光屏荧光屏Y1真空玻璃管真空玻璃管Z Z轴轴你现在浏览的是第六页，共132页 1 1 电子枪电子枪电子枪的作用是电子枪的作用是发射电子并形成强度可控制的很细的电子束发射电子并形成强度可控制的很细的电子束。它由以下几部分组成：它由以下几部分组成：1.1.灯丝灯丝FF在交流低压在交流低压(如如6.3V)6.3V)下使钨丝烧热下使钨丝烧热,用于加热阴极。用于加热阴极。2.2.阴极阴极KK是一个表面涂有氧化钡（其逸出功小，内部自由电子容易逸出）是一个表面涂有氧化钡（其逸出功小，内部自由电子容易逸出）的金属的金属 3.3.第一栅极第一栅极G1G1调节调节G1G1的电位可以调节示波器的亮度，即进行的电位可以调节示波器的亮度，即进行“辉度辉度”调调节，常置于示波器面板上供使用。节，常置于示波器面板上供使用。当控制信号加于当控制信号加于G1G1，其，其亮度亮度可随之改变，则可以传递信息，称为示波器的可随之改变，则可以传递信息，称为示波器的Z Z轴轴电路。电路。4.4.第二栅极第二栅极G2G2隔离开隔离开G1G1和和A1A1，以减小亮度调节与聚焦调节的相互影响。，以减小亮度调节与聚焦调节的相互影响。5.5.第一阳极第一阳极A1A1与第二阳极与第二阳极A2A2构成一个电子透镜，对电子束起构成一个电子透镜，对电子束起聚焦聚焦作用。作用。6.6.第二阳极第二阳极A2A2是个更大的同轴圆筒，其上电压较高，它主要与是个更大的同轴圆筒，其上电压较高，它主要与A1A1构成构成电子透镜。调节电子透镜。调节A2A2电位的旋钮称为电位的旋钮称为“辅助聚焦辅助聚焦”。7.7.第三阳极第三阳极A3A3具有上万伏的高压，用于对电子束加速，故也称具有上万伏的高压，用于对电子束加速，故也称后加速后加速阳极阳极。你现在浏览的是第七页，共132页1 1 电子枪（续）电子枪（续）u电子束聚焦的原理是，电子从阴极电子束聚焦的原理是，电子从阴极K K发射，经发射，经G1 1、G2 2、A A1 1、A A2 2聚焦和加速后进入偏转系统。聚焦和加速后进入偏转系统。u电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。你现在浏览的是第八页，共132页你现在浏览的是第九页，共132页2 2 偏转系统偏转系统 u示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板 。u当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在偏转电场作用下，电子束打向由偏转电场作用下，电子束打向由X X、Y Y偏转板共同偏转板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置。决定的荧光屏上的某个坐标位置。u为了示波器有较高的测量灵敏度，为了示波器有较高的测量灵敏度，Y Y偏转板置于靠偏转板置于靠近电子枪的部位，而近电子枪的部位，而X X偏转板在偏转板在Y Y的右边。的右边。你现在浏览的是第十页，共132页2 偏转系统偏转系统你现在浏览的是第十一页，共132页2 2 偏转系统偏转系统uu电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电压电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电压电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电压电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电压成正比：成正比：成正比：成正比：uu示波管的示波管的示波管的示波管的Y Y Y Y轴偏转因数（单位为轴偏转因数（单位为轴偏转因数（单位为轴偏转因数（单位为cm/Vcm/Vcm/Vcm/V）：）：）：）：其倒数为示波管的其倒数为示波管的其倒数为示波管的其倒数为示波管的Y Y Y Y轴偏转灵敏度（单位是轴偏转灵敏度（单位是轴偏转灵敏度（单位是轴偏转灵敏度（单位是V/cmV/cmV/cmV/cm）。偏转）。偏转）。偏转）。偏转灵敏度越小，示波管越灵敏。灵敏度越小，示波管越灵敏。灵敏度越小，示波管越灵敏。灵敏度越小，示波管越灵敏。uu为提高为提高为提高为提高Y Y Y Y轴偏转灵敏度，一般在偏转板至荧光屏之间加轴偏转灵敏度，一般在偏转板至荧光屏之间加轴偏转灵敏度，一般在偏转板至荧光屏之间加轴偏转灵敏度，一般在偏转板至荧光屏之间加一个后加速阳极一个后加速阳极一个后加速阳极一个后加速阳极A A A A3 3 3 3(PDA(PDA(PDA(PDA，先偏转后加速系统，先偏转后加速系统，先偏转后加速系统，先偏转后加速系统)。uuX X X X轴偏转系统原理和轴偏转系统原理和轴偏转系统原理和轴偏转系统原理和Y Y Y Y轴偏转系统类似轴偏转系统类似轴偏转系统类似轴偏转系统类似 L L L L为偏转板的长度；为偏转板的长度；为偏转板的长度；为偏转板的长度；s s s s为偏转板中心到为偏转板中心到为偏转板中心到为偏转板中心到屏幕中心的距离；屏幕中心的距离；屏幕中心的距离；屏幕中心的距离；b b b b为偏转板间距；为偏转板间距；为偏转板间距；为偏转板间距；V V V Va a a a为阳极为阳极为阳极为阳极A A A A2 2 2 2上的电压。上的电压。上的电压。上的电压。在一定范围内，荧光屏上光点的在一定范围内，荧光屏上光点的偏移距离偏移距离与偏转板上与偏转板上所加电压所加电压成正比，这是用示波管观测波形的理论依据。成正比，这是用示波管观测波形的理论依据。你现在浏览的是第十二页，共132页3 3 荧光屏荧光屏 u荧光屏将电信号变为光信号，以显示波形。荧光屏将电信号变为光信号，以显示波形。u在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此在示波器开启后不使用的时间内，应将在示波器开启后不使用的时间内，应将“辉度辉度”调暗。调暗。u当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时间，这种现象称为的时间，这种现象称为“余辉效应余辉效应”。u由于由于“余辉效应余辉效应”和人眼和人眼“视觉残留视觉残留”效应，使效应，使我们能够看到动态波形。（电子束每一瞬间都只我们能够看到动态波形。（电子束每一瞬间都只击中荧光屏上的一个点）击中荧光屏上的一个点）你现在浏览的是第十三页，共132页 荧光屏荧光屏在示波管正面内壁涂上一层荧光物质，荧光物质将高速电子的在示波管正面内壁涂上一层荧光物质，荧光物质将高速电子的轰击动能转变为光能，产生亮点。轰击动能转变为光能，产生亮点。余辉时间余辉时间：当电子束从荧光屏上移去后，光点仍能在屏上保持：当电子束从荧光屏上移去后，光点仍能在屏上保持一定的时间才消失。从电子束移去到光点：亮度下降为原始值一定的时间才消失。从电子束移去到光点：亮度下降为原始值的的1010，所延续的时间称为余辉时间，所延续的时间称为余辉时间 小于小于10s10s的为极短余辉；的为极短余辉；不同荧光材料余辉时间不一样：不同荧光材料余辉时间不一样：10s10s1ms1ms为短余辉（通常是为短余辉（通常是蓝色蓝色，便于摄影感光）；，便于摄影感光）；1ms1ms0.1s0.1s为中余辉（通常为为中余辉（通常为绿色绿色，眼睛不易疲劳）；，眼睛不易疲劳）；0.1s0.1s1s1s为长余辉（通常是为长余辉（通常是黄色黄色）；）；大于大于1s1s为极长余辉（通常是为极长余辉（通常是黄色黄色）。）。你现在浏览的是第十四页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 1 1显示随时间变化的图形显示随时间变化的图形（1 1）UxUx、UyUy为固定电压时，有下面四种情况：为固定电压时，有下面四种情况：光点出现在荧光屏的中心位置。光点出现在荧光屏的中心位置。光点出现在荧光屏的中心位置。光点出现在荧光屏的中心位置。光点仅在垂直方向偏移光点仅在垂直方向偏移光点仅在垂直方向偏移光点仅在垂直方向偏移 ：UyUyUyUy为正电为正电为正电为正电压时，光点从荧光屏的中心往垂直方压时，光点从荧光屏的中心往垂直方压时，光点从荧光屏的中心往垂直方压时，光点从荧光屏的中心往垂直方向上移；向上移；向上移；向上移；UyUyUyUy为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光屏的中心往垂直方向下移。屏的中心往垂直方向下移。屏的中心往垂直方向下移。屏的中心往垂直方向下移。你现在浏览的是第十五页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 1 1显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）光点仅在水平方向偏移光点仅在水平方向偏移光点仅在水平方向偏移光点仅在水平方向偏移 ：UxUxUxUx为正电为正电为正电为正电压时，光点从荧光屏的中心往水平方压时，光点从荧光屏的中心往水平方压时，光点从荧光屏的中心往水平方压时，光点从荧光屏的中心往水平方向右移；向右移；向右移；向右移；UxUxUxUx为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光为负电压时，光点从荧光屏的中心往水平方向左移。屏的中心往水平方向左移。屏的中心往水平方向左移。屏的中心往水平方向左移。当两对偏转板上同时加固定的正当两对偏转板上同时加固定的正当两对偏转板上同时加固定的正当两对偏转板上同时加固定的正电压时，光点位置应为两电压的电压时，光点位置应为两电压的电压时，光点位置应为两电压的电压时，光点位置应为两电压的矢量合成。矢量合成。矢量合成。矢量合成。你现在浏览的是第十六页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 1 1显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）（2 2）X X、Y Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情偏转板上分别加变化电压，有下面两种情况：况：仅在垂直偏转板的仅在垂直偏转板的仅在垂直偏转板的仅在垂直偏转板的两板间加正弦变化两板间加正弦变化两板间加正弦变化两板间加正弦变化的电压，则光点只的电压，则光点只的电压，则光点只的电压，则光点只在荧光屏的垂直方在荧光屏的垂直方在荧光屏的垂直方在荧光屏的垂直方向来回移动，出现向来回移动，出现向来回移动，出现向来回移动，出现一条垂直线段。一条垂直线段。一条垂直线段。一条垂直线段。你现在浏览的是第十七页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 1 1显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）仅在水平偏转板的两板仅在水平偏转板的两板仅在水平偏转板的两板仅在水平偏转板的两板间加锯齿电压（扫描电间加锯齿电压（扫描电间加锯齿电压（扫描电间加锯齿电压（扫描电压），则光点只在荧光压），则光点只在荧光压），则光点只在荧光压），则光点只在荧光屏的水平方向来回移动，屏的水平方向来回移动，屏的水平方向来回移动，屏的水平方向来回移动，出现一条水平线段，称出现一条水平线段，称出现一条水平线段，称出现一条水平线段，称时间基线时间基线时间基线时间基线。光点自左向右的连续扫动光点自左向右的连续扫动光点自左向右的连续扫动光点自左向右的连续扫动称扫描正程，光点自右端称扫描正程，光点自右端称扫描正程，光点自右端称扫描正程，光点自右端迅速返回起扫点称，扫描迅速返回起扫点称，扫描迅速返回起扫点称，扫描迅速返回起扫点称，扫描回程。回程。回程。回程。你现在浏览的是第十八页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 1 1显示随时间变化的图形（续）显示随时间变化的图形（续）（3 3）Y Y偏转板加偏转板加正弦波信号电压，正弦波信号电压，X X偏转板加锯齿波偏转板加锯齿波电压，荧光屏上电压，荧光屏上将显示出被测信将显示出被测信号随时间变化的号随时间变化的一个周期的波一个周期的波形曲线。形曲线。由由0 0、1 1、2 2、3 3、4 4各点的显示情各点的显示情况可以理解波形显示过程况可以理解波形显示过程你现在浏览的是第十九页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 2 2扫描的概念扫描的概念 u 如果在如果在X X偏转板上加一个随时间线形变化的电压，偏转板上加一个随时间线形变化的电压，垂直偏转板不加电压，那么光点在水平方向的偏移距垂直偏转板不加电压，那么光点在水平方向的偏移距离为离为 ，比例系数，比例系数SxSx称为示波管称为示波管的的X X轴偏转因数。轴偏转因数。u 光点在锯齿波作用下扫动的过程称为光点在锯齿波作用下扫动的过程称为“扫描扫描”，能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压，光点自左向能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压，光点自左向右的连续扫动称为右的连续扫动称为“扫描正程扫描正程”，自荧光屏的右端迅，自荧光屏的右端迅速返回左端起扫点的过程称为速返回左端起扫点的过程称为“扫描回程扫描回程”。你现在浏览的是第二十页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 3 3同步的概念同步的概念（1 1）Tx=nTy(nTx=nTy(n为正整数为正整数)：荧光屏上将稳定显示：荧光屏上将稳定显示n n个个周期的被测信号波形。周期的被测信号波形。n=2n=2如果扫描电压周如果扫描电压周期期TxTx与被测电压与被测电压周期周期TyTy保持保持Tx=nTyTx=nTy的关系，的关系，则称扫描电压与则称扫描电压与被测电压被测电压“同步同步”。你现在浏览的是第二十一页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 3 3 3 3同步的概念（续）同步的概念（续）同步的概念（续）同步的概念（续）（2 2 2 2）T T T Tx x x xnTnTnTnTy y y y(n(n(n(n为正为正为正为正整数整数整数整数)，即不满足同，即不满足同，即不满足同，即不满足同步关系时，显示的步关系时，显示的步关系时，显示的步关系时，显示的波形不稳定。波形不稳定。波形不稳定。波形不稳定。你现在浏览的是第二十二页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 4 4连续扫描和触发扫描连续扫描和触发扫描u 扫描电压是连续的方式称为连续扫描。扫描电压是连续的方式称为连续扫描。u 当欲观测脉冲信号，尤其是占空比很小的脉冲时，当欲观测脉冲信号，尤其是占空比很小的脉冲时，采用连续扫描存在一些问题：选择扫描周期等于脉冲采用连续扫描存在一些问题：选择扫描周期等于脉冲重复周期时，难以看清脉冲波形的细节。重复周期时，难以看清脉冲波形的细节。你现在浏览的是第二十三页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 4 4连续扫描和触发扫描（续）连续扫描和触发扫描（续）u 选择扫描周期等于脉冲底宽选择扫描周期等于脉冲底宽时，时，观测者不易观察观测者不易观察波形，而且扫描的同步很难实现（波形，而且扫描的同步很难实现（TsTs不一定是脉冲底不一定是脉冲底宽的整数倍）。宽的整数倍）。你现在浏览的是第二十四页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 4 4连续扫描和触发扫描（续）连续扫描和触发扫描（续）u 触发扫描时，使扫描脉冲只在被测脉冲到来时才触发扫描时，使扫描脉冲只在被测脉冲到来时才扫描一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工扫描一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工作状态。作状态。你现在浏览的是第二十五页，共132页3.1.2 3.1.2 图像显示的基本原理图像显示的基本原理 5 5扫描过程的增辉扫描过程的增辉 为了使回扫产生的为了使回扫产生的波形不在荧光屏上显示，波形不在荧光屏上显示，可以设法在扫描正程可以设法在扫描正程期间，给示波器增辉。期间，给示波器增辉。若不增辉将产生如图的回扫线若不增辉将产生如图的回扫线若不增辉将产生如图的回扫线若不增辉将产生如图的回扫线你现在浏览的是第二十六页，共132页你现在浏览的是第二十七页，共132页3.2 3.2 模拟示波器（通用示波器）模拟示波器（通用示波器）3.2.1 3.2.1 通用示波器的分类和组成通用示波器的分类和组成通用示波器的分类：通用示波器的分类：1 1 模拟示波器模拟示波器 单束示波管单束示波管2 2 多束示波器多束示波器 多束示波管。屏上单独显示每个独立多束示波管。屏上单独显示每个独立波形，用于同时观测、比较两个以上的波形波形，用于同时观测、比较两个以上的波形3 3 取样示波器取样示波器 采用非实时取样将高频信号转换为低采用非实时取样将高频信号转换为低频信号，然后显示频信号，然后显示4 4 记忆、存储示波器记忆、存储示波器 具有记忆、存储被观察信号功具有记忆、存储被观察信号功能能5 5 专用示波器专用示波器 如：矢量示波器和逻辑示波器如：矢量示波器和逻辑示波器你现在浏览的是第二十八页，共132页3.2 3.2 模拟示波器模拟示波器 3.2.1 3.2.1 通用示波器的分类和组成通用示波器的分类和组成通用示波器的组成：通用示波器的组成：图图3-13 3-13 通用示波器的主要组成框图通用示波器的主要组成框图你现在浏览的是第二十九页，共132页3.2 3.2 模拟示波器模拟示波器3.2.2 3.2.2 通用示波器的垂直通道通用示波器的垂直通道1 1输入电路：包括衰减器和输入选择开关。输入电路：包括衰减器和输入选择开关。（1 1）衰减器）衰减器:保证显示在荧光屏上的信号不因过大而失真保证显示在荧光屏上的信号不因过大而失真保证显示在荧光屏上的信号不因过大而失真保证显示在荧光屏上的信号不因过大而失真 最佳补偿条件最佳补偿条件最佳补偿条件最佳补偿条件 ：过补偿过补偿过补偿过补偿：欠补偿：欠补偿：欠补偿：欠补偿：改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面板上用板上用板上用板上用“V/cm”“V/cm”“V/cm”“V/cm”标记。标记。标记。标记。你现在浏览的是第三十页，共132页3.2 3.2 模拟示波器模拟示波器（2）输入耦合方式）输入耦合方式 u输入耦合方式设有输入耦合方式设有ACAC、GNDGND、DCDC三档选择开关。三档选择开关。u观察交流信号时，置观察交流信号时，置“AC”AC”档。档。u确定零电压时，置确定零电压时，置“GND”GND”档。档。u观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号 时，置时，置“DC”DC”档。档。你现在浏览的是第三十一页，共132页3.2.2 3.2.2 模拟示波器的垂直通道模拟示波器的垂直通道2 2前置放大器前置放大器 u 前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信号，并具有灵敏度微调、校正、号，并具有灵敏度微调、校正、Y Y轴移位、极性反转轴移位、极性反转等控制作用。等控制作用。u Y Y前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直流电位，相应的流电位，相应的Y Y偏转板上的直流电位和波形在偏转板上的直流电位和波形在Y Y方向方向的位置也会改变。的位置也会改变。u 可通过调节可通过调节“Y轴位移”旋钮，调节直流电位以改旋钮，调节直流电位以改变被测波形在屏幕上的位置。变被测波形在屏幕上的位置。你现在浏览的是第三十二页，共132页3.2.2 3.2.2 模拟示波器的垂直通道模拟示波器的垂直通道3 3延迟线延迟线 触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观测脉冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完测脉冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完整地显示出来。整地显示出来。左图为没有延迟线时屏左图为没有延迟线时屏幕上显示的脉冲。幕上显示的脉冲。你现在浏览的是第三十三页，共132页3.2.2 3.2.2 模拟示波器的垂直通道模拟示波器的垂直通道3 3延迟线（续）延迟线（续）u 延迟线的作用就是把加到延迟线的作用就是把加到延迟线的作用就是把加到延迟线的作用就是把加到垂直偏转板上的脉冲信号延迟垂直偏转板上的脉冲信号延迟垂直偏转板上的脉冲信号延迟垂直偏转板上的脉冲信号延迟一段时间，以保证在屏幕上扫一段时间，以保证在屏幕上扫一段时间，以保证在屏幕上扫一段时间，以保证在屏幕上扫描出包括上升时间在内的脉冲描出包括上升时间在内的脉冲描出包括上升时间在内的脉冲描出包括上升时间在内的脉冲全过程。全过程。全过程。全过程。你现在浏览的是第三十四页，共132页3.2.2 3.2.2 模拟示波器的垂直通道模拟示波器的垂直通道4 4Y Y输出放大器输出放大器u Y Y输出放大器是将延迟线传来的被测信号放大到足输出放大器是将延迟线传来的被测信号放大到足够的幅度，用以驱动示波管的垂直偏转系统，使电子够的幅度，用以驱动示波管的垂直偏转系统，使电子束获得束获得Y Y方向的满偏转。方向的满偏转。u Y Y输出放大器应具有稳定的增益、较高的输入阻抗、输出放大器应具有稳定的增益、较高的输入阻抗、足够宽的频带、较小的谐波失真足够宽的频带、较小的谐波失真 。u Y Y输出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高输出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高共模抑制比。可采用改变负反馈的方法改变放大器的共模抑制比。可采用改变负反馈的方法改变放大器的增益增益 （面板上的（面板上的“5”5”或或“10”10”开关开关，“1”1”可以用来可以用来“校正校正”以进行定量测量以进行定量测量 ）。）。你现在浏览的是第三十五页，共132页3.2.3 3.2.3 示波器的水平通道示波器的水平通道 水平通道包括触发电路、扫描器发生环和水平通道包括触发电路、扫描器发生环和X X放大放大器等部分，其器等部分，其主要任务是主要任务是产生随时间线性变化的扫描产生随时间线性变化的扫描电压电压，再放大到足够的幅度，然后输出到水平偏转板，再放大到足够的幅度，然后输出到水平偏转板，使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。你现在浏览的是第三十六页，共132页3.2.3 3.2.3 3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道1.1.触发电路触发电路 作用作用-为扫描门提供周期与被测信号有关的触发脉冲为扫描门提供周期与被测信号有关的触发脉冲 图图3-22 3-22 触发电路及其在面板上的对应开关触发电路及其在面板上的对应开关你现在浏览的是第三十七页，共132页(1)(1)触发源选择触发源选择“内内”触发触发：利用从：利用从Y Y通道来的被测信号作触发信号，这是最通道来的被测信号作触发信号，这是最 常用的情况；常用的情况；“外外”触发触发：是用外接信号作触发信号，但触发信号的周期应：是用外接信号作触发信号，但触发信号的周期应 与被测信号有一定的关系，外触发常用在被测信号不适宜作触与被测信号有一定的关系，外触发常用在被测信号不适宜作触 发信号或比较两个信号时间关系的情况。发信号或比较两个信号时间关系的情况。“电源触发电源触发”：在观测与电源有关的信号时，可选：在观测与电源有关的信号时，可选“电源电源”触触 发，以便于与电源同步。发，以便于与电源同步。(2)(2)触发耦合方式触发耦合方式 “DC”“DC”直接耦合直接耦合：用于直流或缓慢变化的信号进行触发时；：用于直流或缓慢变化的信号进行触发时；“AC”“AC”交流耦合交流耦合：若用交流信号触发，置：若用交流信号触发，置ACAC方式，这时电容方式，这时电容 C C1 1（约（约0.47F0.47F）起隔直作用；）起隔直作用；“低频抑制低频抑制”：利用：利用C C1 1、C C2 2（约（约0.01F0.01F）串联后的电容，抑）串联后的电容，抑 制信号中大约制信号中大约2kHz2kHz以下的低频成分，主要目的是滤除信号中以下的低频成分，主要目的是滤除信号中 的低频干扰；的低频干扰；“HF”“HF”高频耦合高频耦合：利用：利用C C1 1和更小的和更小的C C3 3（约（约1000pF1000pF）串联后）串联后 只允许通过频率很高的信号。只允许通过频率很高的信号。你现在浏览的是第三十八页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道1 1触发电路（续）触发电路（续）（3 3）扫描触发方式选择（）扫描触发方式选择（TRIG MODETRIG MODE）常态（常态（NORMNORM）触发方式：指有触发源信号并产生）触发方式：指有触发源信号并产生了有效的触发脉冲时，荧光屏上才有扫描线。了有效的触发脉冲时，荧光屏上才有扫描线。自动（自动（AUTOAUTO）触发方式：有连续扫描锯齿波电压）触发方式：有连续扫描锯齿波电压输出，荧光屏上总能显示扫描线。输出，荧光屏上总能显示扫描线。电视（电视（TVTV）触发方式：是在原有放大、整形电路）触发方式：是在原有放大、整形电路基础上插入电视同步分离电路实现的，以便对电视信基础上插入电视同步分离电路实现的，以便对电视信号（如行、场同步信号）进行监测与电视设备维修。号（如行、场同步信号）进行监测与电视设备维修。你现在浏览的是第三十九页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道1 1触发电路（续）触发电路（续）（4 4）触发极性选择和触发电平调节）触发极性选择和触发电平调节u 触发极性和触发电平决定触发脉冲产生的时刻，触发极性和触发电平决定触发脉冲产生的时刻，并决定被显示信号的起始点。并决定被显示信号的起始点。u 触发极性是指触发点位于触发源信号的上升沿还触发极性是指触发点位于触发源信号的上升沿还是下降沿。是下降沿。你现在浏览的是第四十页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道（4 4）触发极性选择和触发电平调节）触发极性选择和触发电平调节现现代代示示波波器器中中设设计计了了“自自动动触触发发电电路路”，使使触触发发点点能能自自动动地地保保持持在在最最佳佳的的触触发发电电平的位置。平的位置。你现在浏览的是第四十一页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道1 1触发电路（续）触发电路（续）（5 5）比较整形电路）比较整形电路 u 比较整形电路的作用是比较整形电路的作用是对触发信号进行放大、整对触发信号进行放大、整形，以满足触发信号的要求。形，以满足触发信号的要求。u 整形电路的基本形式是电压比较器，当输入的触整形电路的基本形式是电压比较器，当输入的触发源信号与通过发源信号与通过“触发极性触发极性”和和“触发电平触发电平”选择的选择的信号之差达到某一设定值时，比较电路翻转，输出矩信号之差达到某一设定值时，比较电路翻转，输出矩形波，然后经过微分整形，变成触发脉冲。形波，然后经过微分整形，变成触发脉冲。你现在浏览的是第四十二页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道2 2扫描发生器环扫描发生器环 u 扫描发生器环又叫时基电路，常由积分器、扫描扫描发生器环又叫时基电路，常由积分器、扫描闸门及比较释抑电路组成闸门及比较释抑电路组成 。你现在浏览的是第四十三页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道2 2扫描发生器环（续）扫描发生器环（续）闸门电路产生快速上升或下降的闸门信号，闸门闸门电路产生快速上升或下降的闸门信号，闸门信号启动扫描发生器工作，产生锯齿波电压，同信号启动扫描发生器工作，产生锯齿波电压，同时把闸门信号送到增辉电路，以便在扫描正程加时把闸门信号送到增辉电路，以便在扫描正程加亮扫描的光迹。亮扫描的光迹。释抑电路起到了稳定扫描锯齿波的形成、防止干释抑电路起到了稳定扫描锯齿波的形成、防止干扰和误触发的作用，确保每次扫描都在触发源信扰和误触发的作用，确保每次扫描都在触发源信号的同样的起始电平上开始以获得稳定的图象。号的同样的起始电平上开始以获得稳定的图象。你现在浏览的是第四十四页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道2 2扫描发生器环（续）扫描发生器环（续）（1 1）扫描方式选择：包括连续扫描和触发扫描。）扫描方式选择：包括连续扫描和触发扫描。（2 2）扫描门）扫描门 1 1）控制积分器扫描。）控制积分器扫描。2 2）起正程加亮作用。）起正程加亮作用。3 3）使双踪示波器工作于交替状态。）使双踪示波器工作于交替状态。你现在浏览的是第四十五页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道2 2扫描发生器环（续）扫描发生器环（续）（2 2）扫描门）扫描门常用的闸门电路有常用的闸门电路有双稳态、施密特触双稳态、施密特触发器和隧道二极发器和隧道二极管整形电路。右图管整形电路。右图为施密特触发器构为施密特触发器构成的闸门电路。成的闸门电路。图图3-18 3-18 施施密密特特电电路路及及其其滞滞后特性后特性 u uo o 回回差差 u ub1b1 u ub1b1 E E0 0 E E0 0 释释 抑抑电压电压触发脉冲触发脉冲 u ub1b1直流电平直流电平E E0 0 释抑电压释抑电压你现在浏览的是第四十六页，共132页（3 3 3 3）积分器）积分器）积分器）积分器（锯齿扫描电压产生，密勒（锯齿扫描电压产生，密勒(Miller)(Miller)积分器）积分器）U Uu u0 0U Uu u0 0U Uu ui i图图3-17 3-17 密勒积分器密勒积分器RCRC（分档）（分档）E E（微调）（微调）改改变变锯锯齿齿波波斜斜率率，即即扫扫描描速速度度定定义义显显示示屏屏上上单单位位长长度度所所代代表表的的时时间间为为示示波波器器的的扫扫描描速速度度S Ss s(t/cm)(t/cm)按按1 1、2 2、5 5分分多多档档，例例如如分分2121档：档：0.2S1S/cm0.2S1S/cm积分器产生的锯齿波电压被送入积分器产生的锯齿波电压被送入X X放大放大器中放大，再加至水平偏转板器中放大，再加至水平偏转板你现在浏览的是第四十七页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道2 2扫描发生器环（续）扫描发生器环（续）（4 4）比较和释抑电路）比较和释抑电路 u 在比较电路中，输入电压与预置的参考电平进行在比较电路中，输入电压与预置的参考电平进行比较，当输入电压等于预置的参考电平时，输出端电比较，当输入电压等于预置的参考电平时，输出端电位产生跳变，并把它作为控制信号输出。它影响扫描位产生跳变，并把它作为控制信号输出。它影响扫描的终止时刻。的终止时刻。u 释抑电路在扫描逆程开始后，关闭或抑制扫描闸释抑电路在扫描逆程开始后，关闭或抑制扫描闸门，使门，使“抑制抑制”期间扫描电路不再受到同极性触发脉期间扫描电路不再受到同极性触发脉冲的触发。冲的触发。你现在浏览的是第四十八页，共132页（4 4 4 4）比较和释抑电路）比较和释抑电路）比较和释抑电路）比较和释抑电路图图3-19 3-19 比较和释抑电路示意图比较和释抑电路示意图-E-E充电充电放电放电你现在浏览的是第四十九页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道2 2扫描发生器环（续）扫描发生器环（续）（4 4）比较和释抑电路）比较和释抑电路 u 比较和释抑电路与扫描门、积分器构成一个闭合比较和释抑电路与扫描门、积分器构成一个闭合的扫描发生器环。的扫描发生器环。u 扫描门的输入接受三个方面的信号：扫描门的输入接受三个方面的信号：“稳定度稳定度”电位器提供的直流电位；来自释抑电路的释抑信号；电位器提供的直流电位；来自释抑电路的释抑信号；来自触发电路的触发脉冲。来自触发电路的触发脉冲。1 1）触发扫描过程：）触发扫描过程：你现在浏览的是第五十页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道2 2扫描发生器环（续）扫描发生器环（续）（4 4）比较和释抑电路）比较和释抑电路 Vr4 4 4 43 3 3 35 5 5 5你现在浏览的是第五十一页，共132页 触发扫描状态触发扫描状态欲看欲看3 3个脉冲个脉冲：1 1、5 5号脉冲触发有效号脉冲触发有效2 2、3 3号脉冲无用号脉冲无用4 4号脉冲要抑制号脉冲要抑制注意注意：三个时刻：三个时刻：t t1 1、t tp p、t t2 2三个时间：三个时间：t tb b、t th h、t tw w要求要求：t th httb b（释释抑抑放放电电时时间间大大于于回扫时间回扫时间）图图3-20 3-20 比较和释抑电路的工作比较和释抑电路的工作U UP Pu uo ou ui it tp pt tw w你现在浏览的是第五十二页，共132页3.2.3 3.2.3 通用示波器的水平通道通用示波器的水平通道2 2扫描发生器环（续）扫描发生器环（续）（4 4）比较和释抑电路）比较和释抑电路2 2）连续扫描）连续扫描(对应对应“auto”auto”扫描方式扫描方式)u 在此扫描方式下，通过在此扫描方式下