电子测量技术波形测试技术.pptx

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1、 CRT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。 FKG1G2A1A2Y偏转板X偏转板辉度聚焦辅助聚焦+E-E荧光屏电子枪偏转系统荧光屏第1页/共94页( (续) ) 电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子束，它由灯丝F、阴极K、栅极G1和G2和阳极A1、A2组成。 通过调节G1对K的负电位可控制电子束的强弱，从而调节光点的亮度，即进行“辉度”控制。 调节A1的电位器称为“聚焦”旋钮，通过对它进行调节可调节G2与A1和A1与A2之间的电位；调节A2电位的旋钮称为“辅助聚焦”。 第2页/共94页( (续) ) 电子束聚焦的原理是，电子从阴极K发射，经G1、G2、A1、A

2、2聚焦和加速后进入偏转系统。 电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。 KG1G2A1A2第3页/共94页( (续) ) 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 。 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X、Y偏转板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置。 为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于靠近电子枪的部位，而X偏转板在Y的右边。 第4页/共94页( (续) )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：示波管的Y轴偏转灵敏度（单位为cm/V）：其倒数为示波管的Y轴偏转因数。偏转灵敏度越大，示波管越灵敏。为提高Y轴

3、偏转灵敏度，可在偏转板至荧光屏之间加一个后加速阳极A3。 2yalSyVbV2yalSSbV第5页/共94页( (续) ) 荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部分 。 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。因此在示波器开启后不使用的时间内，可将“辉度”调暗。 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“余辉效应”。 第6页/共94页波形显示的基本原理1显示随时间变化的图形（1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况： (a) Ux=0、Uy=0 (b) Ux=0、Uy=常量 第7页/共94页波形显示的基本原理（续）1显示随

4、时间变化的图形（续） (d) Ux=常量、Uy=常量第8页/共94页波形显示的基本原理（续）1显示随时间变化的图形（续）（2）X、Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情况：Uy0123401324Uy-Uyt第9页/共94页波形显示的基本原理（续）1显示随时间变化的图形（续）Ux0123401324Ux-Uxt第10页/共94页波形显示的基本原理（续）1显示随时间变化的图形（续）（3）Y偏转板加正弦波信号电压，X偏转板加锯齿波电压，荧光屏上将显示出被测信号随时间变化的一个周期的波形曲线。 Uy0123401324Uy-Uyt0UxtUx-Ux第11页/共94页波形显示的基本原理（续）2显示任意

5、两个变量之间的关系 示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为李沙育（Lissajous）图形，这种图形在相位和频率测量中常会用到。 t0123401234uytux01234。 第12页/共94页波形显示的基本原理（续）2显示任意两个变量之间的关系（续）t0123401234uytux01234024。第13页/共94页 4.3 4.3 通用示波器通用示波器的组成 Y输入电路Y前置放大器触发电路延迟线Y后置放大器水平放大器扫描发生器Y输入外触发内外至X偏转板至Y偏转板校准信号发生器低压电源高压电源电源至各电路正高压负高压X输入校准信号输出第14页/共94页 通用示波器的垂直通道1输入电路

6、：包括衰减器和输入选择开关。 （1）衰减器 vivoR1R2C1C2最佳补偿过补偿欠补偿Z1Z22211CRCR ：1122RCR C1122RCR C 第15页/共94页（2）输入耦合方式 输入耦合方式设有AC、GND、DC三档选择开关。 观察交流信号时，置“AC”档。 确定零电压时，置“GND”档。 观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号 时，置“DC”档。 第16页/共94页通用示波器的垂直通道2前置放大器 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、Y轴移位、极性反转等控制作用。 Y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

7、端输入不同的直流电位，相应的Y偏转板上的直流电位和波形在Y方向的位置也会改变。 可通过调节“Y轴位移”旋钮，调节直流电位以改变被测波形在屏幕上的位置。 第17页/共94页通用示波器的垂直通道3延迟线 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整地显示出来。 左图为没有延 迟线时屏幕上 显示的脉冲。 触 发 点输 入 信 号扫 描 电 压显 示 波 形扫 描起 点tT第18页/共94页通用示波器的垂直通道3延迟线（续） 延迟线的作用就是把加到垂直偏转板上的脉冲信号延迟一段时间，以保证在屏幕上扫描出包括上升时间在内的脉冲全过程。 延迟线的输入级需采用低输

8、出阻抗电路驱动，而输出级则采用低输入阻抗的缓冲器。 触发点输入信号扫描电压显示波形输入信号延迟后td扫描起点tT第19页/共94页通用示波器的垂直通道4Y输出放大器 Y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，使电子束获得Y方向的满偏转。 Y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 。 Y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增益 （面板上的“5”或“10”开关 ）。 第20页/共94页通用示波器的水平通道水平通道包括触发电路、扫描电路和水平放大器等部分，其主要任务是产生随

9、时间线性变化的扫描电压，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。 触 发 源选 择触 发 耦 合方 式 选 择放 大 整 形电 路扫 描闸 门扫 描 电 压发 生 器水 平放 大 器比 较 和释 抑 电 路触 发 信 号触 发 电 路扫 描发 生 器 环至 X偏 转 板第21页/共94页通用示波器的水平通道1触发电路触发电路的作用是为扫描信号发生器提供符合要求的触发脉冲。包括触发源选择、触发耦合方式选择、触发方式选择、触发极性选择、触发电平选择和触发放大整形等电路。放大、整形电路内外电源C1C2C3ACAC低频抑制HF REJDC常态 自动TV触发电平调节

10、至扫描发生器环触发脉冲输出S1S2S4+-S3极性反转电路触发源选择触发耦合方式选择触发极性选择触发方式选择第22页/共94页通用示波器的水平通道1触发电路（续）（1）触发源选择 内触发（INT）：将Y前置放大器输出（延迟线前的被测信号）作为触发信号，适用于观测被测信号。 外触发（EXT）：用外接的、与被测信号有严格同步关系的信号作为触发源，用于比较两个信号的同步关系。 电源触发（LINE）：用50Hz的工频正弦信号作为触发源，适用于观测与50Hz交流有同步关系的信号。第23页/共94页通用示波器的水平通道1触发电路（续）（2）触发耦合方式 “DC”直流耦合：用于接入直流或缓慢变化的触发信号。

11、 “AC”交流耦合：用于观察从低频到较高频率的信号。 “AC低频抑制”耦合：用于观察含有低频干扰的信号。 “HF REJ”高频抑制耦合：用于抑制高频成分的耦合。 第24页/共94页通用示波器的水平通道1触发电路（续）（3）扫描触发方式选择（TRIG MODE） 常态（NORM）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。 自动（AUTO）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。 电视（TV）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，以便对电视信号（如行、场同步信号）进行监测与电视设备维修。 第25页/共94页通用示波器的水平

12、通道1触发电路（续）（4）触发极性选择和触发电平调节 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。 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。 触发电平是指触发脉冲到来时所对应的触发放大器输出电压的瞬时值。 第26页/共94页通用示波器的水平通道（4）触发极性选择和触发电平调节(a) 正电平、正极性(b) 正电平、负极性(c) 负 电 平 、 负 极 性(d) 负 电 平 、 正 极 性第27页/共94页通用示波器的水平通道1触发电路（续）（5）放大整形电路 放大整形电路的作用是对触发信号进行放大、整形，以满足触发信号的要求。 整形电路的基本形式是电压比较器，

13、当输入的触发源信号与通过“触发极性”和“触发电平”选择的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。 第28页/共94页通用示波器的水平通道2扫描发生器环 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 。扫描闸门扫描锯齿波发生器比较和释抑电路+E至X放大器+E“稳定度”调节比较电平触发脉冲输入“增辉”脉冲第29页/共94页通用示波器的水平通道2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，以便在扫描正程加亮扫描的光迹。 释抑电路起到了稳定扫描锯齿波的形

14、成、防止干扰和误触发的作用，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。第30页/共94页通用示波器的水平通道2扫描发生器环（续）（1）扫描方式选择：包括连续扫描和触发扫描。（2）扫描门 1）控制积分器扫描。 2）起正程加亮作用。 3）使双踪示波器工作于交替状态。 第31页/共94页通用示波器的水平通道2扫描发生器环（续）（2）扫描门常用的闸门电路有双稳态、施密特触发器和隧道二极管整形电路。右图为施密特触发器构成的闸门电路。 uiCRb1ReRc1Rc2Rb2V1V2uo+E第32页/共94页通用示波器的水平通道2扫描发生器环（续）（3）积分器 密勒（Miller）积分器

15、是通用示波器中应用最广的一种积分电路。 来自扫描闸门-+RC+E扫描锯齿波输出Vo01,0 oEEVdtttCRR C第33页/共94页通用示波器的水平通道2扫描发生器环（续）（3）积分器 积分器产生的锯齿波电压被送入X放大器中放大，再加至水平偏转板。 荧光屏上单位长度所代表的时间为示波器的扫描速度 （t/cm），x：光迹在水平方向偏转的距离；t：偏转x距离所对应的时间。 在示波器中通常改变R或C值作为“扫描速度”粗调，用改变E值作为“扫描速度”微调。 第34页/共94页通用示波器的水平通道2扫描发生器环（续）（4）比较和释抑电路 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

16、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。它决定扫描的终止时刻。 释抑电路在扫描逆程开始后，关闭或抑制扫描闸门，使“抑制”期间扫描电路不再受到同极性触发脉冲的触发。 第35页/共94页通用示波器的水平通道2扫描发生器环（续）（4）比较和释抑电路 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。 扫描门的输入接受三个方面的信号：“稳定度”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。 1）触发扫描过程：第36页/共94页 通用示波器的水平通道E1E0E2Er来 自 比 较 电 路的 参 考 电 平（ 比 较 电 平 ）扫 描 发 生器 输 出

17、 Vo上 触 发 电 平下 触 发 电 平通 过 “ 稳 定 度” 调 节 的 静 态工 作 电 平 E0触 发 脉 冲12345抑 制 期回 扫 期开 始 下 一次 扫 描跟 随 Vo6释 放闸 门 输 出叠 加 后 的闸 门 输 入第37页/共94页通用示波器的水平通道2扫描发生器环（续）（4）比较和释抑电路2）连续扫描。 在此扫描方式下，通过“稳定度”调节，使闸门电路的静态工作电平高于上触发电平E1，则不论是否有触发脉冲，扫描闸门都将输出闸门信号。 扫描闸门仍然受比较和释抑电路的控制，以控制扫描正程的结束，从而实现扫描电压和被测电压的同步。 第38页/共94页通用示波器的水平通道3水平放

18、大器 其基本作用是选择X轴信号，并将其放大到足以使光点在水平方向达到满偏的程度。 X放大器的输入端置于“内”时，X放大器放大扫描信号；置于“外”时，水平放大器放大由面板上X输入端直接输入的信号。 第39页/共94页通用示波器的其他电路1高、低压电源 分别用于示波器的高、中压和直流供电。2Z轴的增辉与调辉 增辉：将闸门信号放大，使显示的波形正程加亮。 调辉：加外调制信号或时标信号，使屏幕显示的波形发生相应地变化。3校准信号发生器 可产生幅度和频率准确的基准方波信号，为仪器本身提供校准信号源。 第40页/共94页示波器的多波形显示1多线示波 利用多枪电子管来实现的。 测试时各通道、各波形之间产生的

19、交叉干扰可以减少或消除，可获得较高的测量准确度。 2多踪示波 在单线示波的基础上增加了电子开关，利用分时复用的原理，分别把多个垂直通道的信号轮流接到Y偏转板上，最终实现多个波形的同时显示。 第41页/共94页2多踪示波“Y1”通道（CH1）、“Y2”通道（CH2）和叠加方式（CH1+CH2）都只显示一个波形。 示波器的多波形显示Y1输入电路Y1前置放大器Y1门电路电子开关延迟线Y后置放大器Y2输入电路Y2前置放大器Y2门电路至Y偏转板Y1输入Y2输入控制信号第42页/共94页示波器的多波形显示2多踪示波（续) 交替方式（ALT）：适合于观察高频信号。 uy1uy2ux第43页/共94页示波器的

20、多波形显示2多踪示波（续) 断续方式（CHOP）：适用于被测信号频率较低的情况。uy1uy2ux第44页/共94页双时基扫描显示双时基示波器有两个独立的触发和扫描电路，特别适用于在观察一个脉冲序列的同时，仔细观察其中一个或部分脉冲的细节。 前置放大延长线Y后置放大A触发A扫描电子开关X放大电压比较B触发选择门Y线光迹分离电路+-B扫描RPY输入A增辉B增辉1234第45页/共94页双时基扫描显示 为了能同时观测脉冲列的全貌及其中某一部分的细节，设立电子开关，把两套扫描电路的输出交替地接人X放大器。这称为A延迟B。 把A、B扫描门产生的增辉脉冲叠加起来，形成合成增辉信号，用它来给A通道增辉，则A

21、通道所显示的脉冲列中，对应B扫描期间的那个脉冲3被加亮，这称为B加亮A。 包括上两种方式的，被称为自动双扫描。 第46页/共94页双时基扫描显示1234输入信号A触发A扫描延迟触发电平B触发B扫描A增辉B增辉合成增辉第47页/共94页4.4 4.4 取样示波器概述 1取样的基本概念 取样就是从被测波形上取得样点的过程。 取样分为实时取样和非实时取样两种。 从一个信号波形中取得所有取样点，来表示一个信号波形的方法称为实时取样。 从被测信号的许多相邻波形上取得样点的方法称为非实时取样，或称为等效取样。 第48页/共94页概述1取样的基本概念实时取样示意图 取样脉冲p(t)输入信号Vi(t)取样信号

22、Vo(t)tt第49页/共94页概述1取样的基本概念非实时取样示意图tt输入信号取样脉冲取样信号经放大和延长电路后的信号（显示波形）mTt2 t3 t4 tsTmTt 12345第50页/共94页概述2取样原理 核心电路取样保持器示意图 两个取样脉冲的时间间隔为 ，由于波形包络所经历的时间变长了，故可用低频示波器显示较高频率的信号。 输入信号输出信号Vi(t)Vo(t)取样脉冲p(t)取样门RCS第51页/共94页概述2取样原理（续） 步进间隔t与信号最高频率fh应满足取样定理 非实时采样只适用于周期性信号。 顺序进行的取样称为顺序取样；否则称为随机取样。12htf 第52页/共94页概述3

23、显示原理 顺序取样示波器中的水平扫描信号为阶梯波电压，阶梯持续时间，阶梯数对应屏幕上显示的不连续的光点数。 输入信号Y放大器输出tmTt2 t 3 t4 tsTmTt12345tX放大器输出（扫描阶梯波电压）第53页/共94页取样示波器的组成及工作原理1.取样示波器的基本框图延迟线取样电路触发电路Y延长门垂直放大器水平放大器步进脉冲发生器Y输入外触发内外扫描信号发生器至X偏转板至Y偏转板第54页/共94页取样示波器的组成及工作原理2.取样示波器的垂直通道垂直通道由延迟线、延长门和Y放大器等电路组成，最关键的电路是取样电路，它产生正比于取样值的阶梯电压。下图为常用的闭环取样电路组成框图。 A反馈

24、电路CsCmui(t)S1取样门取样脉冲延长门脉冲S2延长门+-至Y放大器uo(t)跟随器交流放大器第55页/共94页取样示波器的组成及工作原理2.取样示波器的垂直通道（续） 第一个取样脉冲到来时，取样门闭合，输入的被测信号对取样电容Cs充电； 然后该电压被送到交流放大器A放大，在延长门闭合期间对保持电容Cm充电； 最后保持电压经过反馈电路送回取样电容Cs，故取样电容Cs上最终得到的电压为 （K为取样门的传输函数）。 若kA=1，则取样电路的输出电压值正比于输入电压的取样值。 1csiuKA u第56页/共94页取样示波器的组成及工作原理2.取样示波器的垂直通道（续） 第二个取样脉冲到来时，取

25、样门闭合，输入的被测信号与cs上的电压ui1之差给取样电容Cs充电，充电的电压值经过传递系数K和增益A后，将在保持电容上与前一次的输出信号叠加，得到uo2为 取样电路的输出是由离散的、与被测信号成正比的阶梯波构成的。 21212oiiiiuKAuKA uuKAu第57页/共94页取样示波器的组成及工作原理3.取样示波器的水平通道 X通道主要包括触发、放大、分频单元、快斜波发生器、比较器、阶梯波发生器和X放大器。 下图为阶梯波发生器框图：快斜波发生器水平放大器电压比较器触发脉冲阶梯波发生器取样脉冲发生器泵发生器至取样门至X偏转板第58页/共94页取样示波器的组成及工作原理3.取样示波器的水平通道

26、（续）图示波形说明了步进脉冲发生器的工作过程触发脉冲t2 t3 tsTmTt 步进延迟脉冲快斜波、阶梯波mT1234第59页/共94页取样示波器的组成及工作原理4.取样示波器的主要参数 （1）取样示波器的带宽 要提高取样示波器的带宽，取样门用元件的高频特性要足够好；其次取样脉冲本身要足够窄。 取样脉冲通常有两种形式：规则脉冲和尖三角脉冲。 取样门的最高工作频率为（为取样脉冲底宽），即与取样脉冲底边的宽度成反比。 30.44 0.64dBf第60页/共94页取样示波器的组成及工作原理4.取样示波器的主要参数（续）（2）取样密度 指电路扫描时，在示波器屏幕X轴上显示的被测信号每格所对应的取样点数，

27、常用每厘米的光点数来表示。 屏幕上的光点总数为 （Us为X方向最大偏转电压；us为阶梯波每级上升的电压）。 使Us变小，可使总点数增加，即取样密度变大；但取样点过多可能导致波形闪烁。 第61页/共94页取样示波器的组成及工作原理4.取样示波器的主要参数（续）（3）等效扫速 等效扫速定义为被测信号经历时间与水平方向展宽的距离比。 在取样示波器中，虽然在屏幕上显示n个亮点需要n（mT+t）的时间，但它等效于被测信号经过了nt的时间。 1sFFUtTN U第62页/共94页4.5 4.5 波形存储及显示技术波形模拟存储技术和记忆示波器 模拟记忆示波器是利用记忆示波管的波形记忆（存储）特性实现波形较长

28、时间的存储 ，其核心是记忆示波管： KGA1A2G11G12G21G22K1K2收集极存储介质存储栅网荧光屏YX写入电子枪偏转系统读出电子枪记忆与显示记录系统泛射系统第63页/共94页波形模拟存储技术和记忆示波器 示波管内有两种电子枪，一种称为写入枪，另一种称为读出枪。 在记录波形之前，首先对存储栅网进行清除，清除网上的电子。 写入枪发射电子束，实现了存储功能。 读出时，在那些被记录枪电子束扫描过的区域，读出枪发出的泛射电子可以通过栅网而到达荧光屏，从而显示波形。第64页/共94页数字存储示波器1数字存储示波器的组成原理 衰减器放大器触发电路A/D转换器延迟线存储器（RAM）D/A转换器地址计

29、数器D/A转换器垂直放大器水平放大器扫描发生器逻辑控制电路（微处理器）输入外触发内外实时存储实时实时存储存储至X偏转板至Y偏转板第65页/共94页数字存储示波器1数字存储示波器的组成原理（续） 当处于存储工作模式时，其工作过程一般分为存储和显示两个阶段。 在存储工作阶段，将模拟信号转换成数字化信号，在逻辑控制电路的控制下依次写入到RAM中。 在显示工作阶段，将数字信号从存储器中读出转换成模拟信号，经垂直放大器放大加到CRT的Y偏转板。同时，CPU的读地址计数脉冲加至D/A转换器，得到一个阶梯波扫描电压，驱动CRT的X偏转板， 第66页/共94页数字存储示波器2数字存储式波器的工作方式 （1）数

30、字存储器的功能 随机存储器RAM包括信号数据存储器、参考波形存储器、测量数据存储器和显示缓冲存储器四种。 （2）触发工作方式 1）常态触发 同模拟示波器基本一样。 2）预置触发 可观测触发点前后不同段落上的波形。 第67页/共94页数字存储示波器2数字存储式波器的工作方式（续）（3）测量与计算工作方式 数字存储示波器对波形参数的测量分为自动测量和手动测量两种。一般参数的测量为自动测量，特殊值的测量使用手动光标进行测量。（4）面板按键操作方式 数字存储示波器的面板按键分为立即执行键和菜单键两种。 第68页/共94页数字存储示波器3数字存储示波器的显示方式 （1）存储显示 适于一般信号的观测。 （

31、2）抹迹显示 适于观测一长串波形中在一定条件下才会发生的瞬态信号。（3）卷动显示 适于观测缓变信号中随机出现的突发信号。 第69页/共94页数字存储示波器3数字存储示波器的显示方式（4）放大显示 适于观测信号波形细节。 （5）XY显示 第70页/共94页数字存储示波器3数字存储示波器的显示方式（6）显示的内插 插入技术可以解决点显示中视觉错误的问题。 主要有线性插入和曲线插入两种方式。 第71页/共94页数字存储示波器4数字存储示波器的特点 （1）波形的采样/存储与波形的显示是独立的 因而可以无闪烁地观测极慢变化信号 ；对于观测极快信号来说，数字存储示波器可采用低速显示。（2）能长时间地保存信

32、号 便于观察单次出现的瞬变信号。 （3）先进的触发功能 不仅能显示触发后的信号，而且能显示触发前的信号。 第72页/共94页数字存储示波器4数字存储示波器的特点（续）（4）测量准确度高 采用了晶振和高分辨率A/D转换器。 （5）很强的数据处理能力 内含微处理器，能自动实现多种波形参数的测量与显示；还具有自检与自校等多种自动操作功能。 （6）外部数据通信接口 可以很方便地将存储的数据送到计算机或其他的外部设备，进行更复杂的数据运算和分析处理。 第73页/共94页数字存储示波器5数字存储示波器的主要技术指标（1）最高取样速率 指单位时间内取样的次数，用每秒钟完成的A/D转换的最高次数来衡量。 实时

33、取样速率 （N为每格的取样数；t/div为扫描一格所用的时间即扫描时间因数）。（2）存储带宽(B) 与取样速率密切相关。 /divNft第74页/共94页数字存储示波器5数字存储示波器的主要技术指标（续）（3）分辨率 包括垂直分辨率（电压分辨率）和水平分辨率（时间分辨率）。 垂直分辨率与A/D转换器的分辨率相对应，常以屏幕每格的分级数(级div)或百分数来表示。 水平分辨率由存储器的容量决定，常以屏幕每格含多少个取样点或用百分数来表示。 第75页/共94页数字存储示波器5数字存储示波器的主要技术指标（续）（4）存储容量 由采集存储器（主存储器）的最大存储容量来表示。 （5）读出速度 读出速度是

34、指将数据从存储器中读出的速度，常用(时间)/div来表示。 第76页/共94页数字存储示波器6数字存储示波器的主要部件及要求（1）高速A/D转换器 1）并行比较式ADC采用直接比较原理， 转换速度快，有闪烁式A/D（Flash A/D）之称。 +-+-+-编码逻辑电路输出寄存器ViRRR+Vr-Vr采样时钟比较器nn-11nn-11MSBLSB第77页/共94页数字存储示波器6数字存储示波器的主要部件及要求（续）（1）高速A/D转换器2）并串式ADC S/H4位并行A/D4位并行A/D4位D/A-+减法放大器b7b6b5b4b3b2b1b0(MSB)(LSB)ViV1第78页/共94页高速信号

35、采集技术（1）CCD器件和A/D相结合对被测信号进行非实时取样后借助CCD进行信号的模拟存储。然后将CCD中存储的信号读出并进行A/D转换，其结果存入RAM。 数字存储示波器YA顺序取样YB顺序取样通道转换器AB通道转换器A/DRAMViAViB第79页/共94页4.6 4.6 示波器的基本测试技术示波器的选用（1）根据要显示的信号数量，选择单踪或双踪示波器。 （2）根据被测信号的频率特点选择。 （3）根据被测信号的重现方式选择。 （4）根据被测信号是否含有交直流成分选择。 （5）根据被测信号的测试重点选择。 第80页/共94页示波器的正确使用2通用示波器的主要技术性能 （1）Y轴通道 包括偏

36、转灵敏度、频带宽度、输入阻抗、最大输入电压、工作方式及Y通道延迟时间等。 （2）X轴通道包括时基因数、工作方式、触发方式、耦合方式及外触发最大输入电压等。 （3）主机包括显示尺寸、后加速阳极电压、校准信号等。第81页/共94页示波器的正确使用通用示波器的面板示意图（续）（8）SWEEP MODE扫描方式选择开关。 （9）EXT TRIG和EXT HOR外触发和外水平共用输入端。 （10）LEVEL HOLD OFF触发电平和释抑时间双重控制旋钮。 （11）X-Y方式。 第82页/共94页示波器的正确使用3通用示波器的面板示意图（续）第83页/共94页用示波器测量电压1直流电压的测量 （1）测量

37、原理 利用被测电压在屏幕上呈现的直线偏离时间基线（零电平线）的高度与被测电压的大小成正比的关系进行的。 为被测直流电压值，h为被测直流信号线的电压偏离零电平线的高度； 为示波器的垂直灵敏度， k为探头衰减系数。DCyVhDk第84页/共94页用示波器测量电压1直流电压的测量（续）（2）测量方法 1）将示波器的垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置（CAL）。2）将待测信号送至示波器的垂直输入端。3）确定零电平线。4）将示波器的输入耦合开关拨向“DC”档，确定直流电压的极性。5）读出被测直流电压偏离零电平线的距离h。 6）计算被测直流电压值。 第85页/共94页用示波器测量电压1直流电压的测量（续）

38、例7-1 示波器测直流电压及垂直灵敏度开关示意图如图所示，h=4cm、V/cm、若k=10：1，求被测直流电压值。 0.51251025010050255VmVV/div零电平线显示波形（直流电压）40.5 1020DCyVhDk第86页/共94页用示波器测量时间和频率1测量周期和频率 （1）测量原理 被测交流信号的周期（x为被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占距离； 为示波器的扫描速度； 为X轴扩展倍率。 周期的倒数即为频率。 /xxTxDk第87页/共94页用示波器测量时间和频率1测量周期和频率（续）（2）测量方法 1）将示波器的扫描速度微调旋钮置于“校准” 位置。 2）将待测信号送

39、至示波器的垂直输入端。3）将示波器的输入耦合开关置于“AC”位置。4）调节扫描速度开关，记录 值。5）读出被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占的距离x。6）计算被测交流信号的周期。 第88页/共94页用示波器测量时间和频率1测量周期和频率（续）例7-3 荧光屏上的波形如图所示，信号一周期7cm，扫描速度开关置于“10ms/cm”位置，扫描扩展置于“拉出10”位置，求被测信号的周期。 0.20.5121010010110050Smst/div55nsx7 10/710 xxTxDk第89页/共94页用示波器测量相位1用双踪示波法测量相位 将欲测量的两个信号A和B分别接到示波器的两个输入通道

40、。 利用荧光屏上的坐标测出信号的一个周期在水平方向上所占的长度 。 再测量两波形上对应点之间的水平距离x，则两信号的相位差为 o360Txx第90页/共94页用示波器测量相位1用双踪示波法测量相位（续）用这种方法测相位差时应该注意，只能用其中一个波形去触发另一路信号。 x1x2xT第91页/共94页用示波器测量相位2用李沙育图形法测量频率或相位 （1）测量频率 示波器工作于X-Y方式下，将频率已知的信号与频率未知的信号加到示波器的两个输入端，调节已知信号的频率，使荧光屏上得到李沙育图形，由此可测出被测信号的频率。 和 分别为水平线、垂直线与李沙育图形的交点数； 、 分别为示波器Y和X信号的频率。李沙育图形存在关系第92页/共94页用示波器测量相位2用李沙育图形法测量频率或相位（续）例7-4 如图所示的李沙育图形，已知X信号频率为6MHz，问Y信号的频率是多少？ 26MHz26HyxVNffN16MHz23HyxVNffNNHNV第93页/共94页感谢您的观看！第94页/共94页