模拟示波器显示波形的原理知识讲解.ppt

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1、电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学模拟示波器显示波形的原理电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学第5章时域测量在电子技术领域里，各种电信号多为在电子技术领域里，各种电信号多为时间的函时间的函数数。对于非周期性的、变化复杂的信号无法用简。对于非周期性的、变化复杂的信号无法用简单的几个参数去描述它们。最好的办法是使用示单的几个参数去描述它们。最好的办法是使用示波器去观察测量和研究各种时域信号。示波器不波器

2、去观察测量和研究各种时域信号。示波器不仅能仅能定性观察定性观察电信号的电信号的动态过程动态过程，还可以，还可以定量地定量地测量测量表征电信号特性的所有表征电信号特性的所有电参数电参数。示波器除了。示波器除了测量电量之外，通过各种传感器还可以测量测量电量之外，通过各种传感器还可以测量非电非电量量。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学第5章时域测量示波器示波器复现电信号复现电信号时变时变规律，是用途广泛规律，是用途广泛的综合性仪器。的综合性仪器。1、示波器可示波器可代替代替一大堆仪表。理由是：一大堆仪

3、表。理由是：基本电信号基本电信号V、I、P 等都表现为幅度的大小；等都表现为幅度的大小；基本电参数基本电参数T、f、以及调制特性、失真情况等都以及调制特性、失真情况等都是时变规律。是时变规律。2、示波器是示波器是唯一唯一可选仪可选仪器（对某些参数）。如：器（对某些参数）。如：阻尼振荡，脉冲的上冲、阻尼振荡，脉冲的上冲、下冲、上升、下降，重合下冲、上升、下降，重合等。等。tVO电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学第5章时域测量示波器示波器复现电信号复现电信号时变时变规律，是用途广泛规律，是用途广泛的

4、综合性仪器。的综合性仪器。1、示波器可示波器可代替代替一大堆仪表。理由是：一大堆仪表。理由是：基本电信号基本电信号V、I、P 等都表现为幅度的大小；等都表现为幅度的大小；基本电参数基本电参数T、f、以及调制特性、失真情况等都以及调制特性、失真情况等都是时变规律。是时变规律。2、示波器是示波器是唯一唯一可选仪器（对某些参数）。如：可选仪器（对某些参数）。如：阻尼振荡，脉冲的上冲、下冲、上升、下降，重合等。阻尼振荡，脉冲的上冲、下冲、上升、下降，重合等。3、配合有关电路配合有关电路组成组成测试系统。如：测试系统。如：晶体管特性图示仪，阻抗、频率、网络测试仪等。晶体管特性图示仪，阻抗、频率、网络测试

5、仪等。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学第5章时域测量5.1 示波器的分类示波器的分类5.2 模拟示波器模拟示波器5.3 多波形显示多波形显示5.4 取样示波器取样示波器5.5 数字存储示波器数字存储示波器5.6 示波器的应用示波器的应用电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学第5章时域测量重点：重点：模拟示波器模拟示波器模拟示波器的基本构成模拟示波器的基本构成模拟示波器显示波形的原理模拟示波器显示波形

6、的原理示波器的应用示波器的应用难点：难点：模拟示波器显示波形的原理模拟示波器显示波形的原理电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学第5章时域测量示波器的示波器的应用应用：电信号的时域测量电信号的时域测量非电信号（如非电信号（如温度、压力温度、压力等）的变化测量等）的变化测量示波器的示波器的特点特点：速度快，工作频率宽，可测速度快，工作频率宽，可测高速脉冲高速脉冲电子束惯性小电子束惯性小灵敏度高，可观察灵敏度高，可观察微弱信号微弱信号变化变化 配有高增益放大器配有高增益放大器过载能力强过载能力强 非指针

7、指示非指针指示输入阻抗高输入阻抗高电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.1 示波器的分类示波器的分类数字示波器数字示波器数字示波器数字示波器模拟示波器模拟示波器模拟示波器模拟示波器模拟示波器模拟示波器模拟示波器模拟示波器多束示波器多束示波器多束示波器多束示波器取样示波器取样示波器取样示波器取样示波器记忆示波器记忆示波器记忆示波器记忆示波器专用示波器专用示波器专用示波器专用示波器实时取样实时取样实时取样实时取样 随机取样随机取样随机取样随机取样顺序取样顺序取样顺序取样顺序取样A/D，D/A中低档中

8、低档中低档中低档B 100MHz电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2 模拟示波器模拟示波器5.2.1 模拟示波器的基本构成模拟示波器的基本构成5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理5.2.3 垂直系统垂直系统5.2.4 水平系统水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2.1 模拟示波器的基本构成由五部分构成。由五部分构成。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic

9、 Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2.1 模拟示波器的基本构成示波管示波管信号波形显示信号波形显示，将电信号转换为光信号。，将电信号转换为光信号。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2.1 模拟示波器的基本构成垂直系统（垂直系统（Y通道）通道）使示波管荧光屏上光点的位置使示波管荧光屏上光点的位置在垂直（在垂直（Y）方向上线性地反映被测信号幅度。）方向上线性地反映被测信号幅度。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measure

10、ment and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2.1 模拟示波器的基本构成水平系统（水平系统（X通道）通道）产生与被测信号相适应的扫描锯产生与被测信号相适应的扫描锯齿波，控制齿波，控制荧光屏上光点的位置在水平（荧光屏上光点的位置在水平（X）方向上由左向右循）方向上由左向右循环移动，或在水平（环移动，或在水平（X）方向上线性地反映）方向上线性地反映X输入信号幅度。输入信号幅度。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2.1 模拟示波器的基本构成Z轴电路轴电路增辉增辉：将闸门信

11、号放大，使显示的波形正：将闸门信号放大，使显示的波形正程加亮，程加亮，回扫光迹消隐回扫光迹消隐。调辉调辉：加外调制信号或时标信：加外调制信号或时标信号，使屏幕显示波形的亮度发生相应地变化。号，使屏幕显示波形的亮度发生相应地变化。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2.1 模拟示波器的基本构成电源与校准源电源与校准源电源电源：为其他电路提供高、低压工：为其他电路提供高、低压工作电源，其中高压提供给示波管。作电源，其中高压提供给示波管。校准源校准源：产生幅度和：产生幅度和频率准确的方波，作为仪器的

12、校准信号。频率准确的方波，作为仪器的校准信号。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2.2 示波器显示波形的原理uu由电子枪、偏转系统、荧光屏组成由电子枪、偏转系统、荧光屏组成由电子枪、偏转系统、荧光屏组成由电子枪、偏转系统、荧光屏组成uu密封在玻璃壳内，形成大型的电真空器件密封在玻璃壳内，形成大型的电真空器件密封在玻璃壳内，形成大型的电真空器件密封在玻璃壳内，形成大型的电真空器件uu用途：电信号用途：电信号用途：电信号用途：电信号光信号光信号光信号光信号 1.示波管示波管(CRT-Cathod

13、e Ray Tube，阴极射线管，阴极射线管)的结构的结构电子枪电子枪栅极栅极G1阴极阴极K灯丝灯丝F偏转系统偏转系统第一阳极第一阳极A1第二阳极第二阳极A2Y1Y2X1X2后加速极后加速极A3荧光屏荧光屏偏转板偏转板辅助聚焦辅助聚焦聚焦聚焦辉度辉度+RP1RP2RP3前加速极前加速极G2电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学发射电子并形成很细的高速电子束发射电子并形成很细的高速电子束灯丝灯丝F、阴极、阴极K、栅极、栅极G1、前加速极、前加速极G2、第一阳、第一阳极极A1、第二阳极、第二阳极A2灯丝

14、灯丝F 加热加热阴极阴极K，K产生产生电子束电子束负电位栅极负电位栅极G1控制控制电子束的强弱电子束的强弱辉度辉度调节调节A1、A2构成电子束的构成电子束的聚焦聚焦A1聚焦调节聚焦调节 A2辅助聚焦调节辅助聚焦调节(1)电子枪作用：作用：组成：组成：原理：原理：5.2.2 示波器显示波形的原理1.示波管（示波管（CRT）的结构）的结构电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学栅极栅极G1阴极阴极K第一阳极第一阳极A1第二阳极第二阳极A2荧光屏荧光屏前加速极前加速极G2电子束在电子枪内的运动轨迹：电子束在

15、电子枪内的运动轨迹：电子束在电子枪内的运动轨迹：电子束在电子枪内的运动轨迹：(1)电子枪为增加聚焦效果：为增加聚焦效果：为增加聚焦效果：为增加聚焦效果：G G2 2加隔板，加隔板，加隔板，加隔板，截获偏离轴线远的电子截获偏离轴线远的电子截获偏离轴线远的电子截获偏离轴线远的电子 A A2 2中心有一个小孔，中心有一个小孔，中心有一个小孔，中心有一个小孔，利于聚束利于聚束利于聚束利于聚束5.2.2 示波器显示波形的原理1.示波管（示波管（CRT）的结构）的结构电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学(2)

16、偏转系统垂直偏转板水平偏转板垂直偏转板水平偏转板垂直偏转板水平偏转板垂直偏转板水平偏转板外加电压在偏转板之间形成外加电压在偏转板之间形成外加电压在偏转板之间形成外加电压在偏转板之间形成电场电场电场电场；使电子束打向；使电子束打向；使电子束打向；使电子束打向荧光屏上的某个坐标位置。荧光屏上的某个坐标位置。荧光屏上的某个坐标位置。荧光屏上的某个坐标位置。Y Y偏转板置于靠近电子枪的部位，而偏转板置于靠近电子枪的部位，而偏转板置于靠近电子枪的部位，而偏转板置于靠近电子枪的部位，而X X偏转板则更偏转板则更偏转板则更偏转板则更靠近荧光屏。为了示波器有靠近荧光屏。为了示波器有靠近荧光屏。为了示波器有靠近

17、荧光屏。为了示波器有较高的灵敏度较高的灵敏度较高的灵敏度较高的灵敏度。组成：组成：组成：组成：放置：放置：放置：放置：原理：原理：原理：原理：5.2.2 示波器显示波形的原理1.示波管（示波管（CRT）的结构）的结构电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学(2)偏转系统 以垂直偏转板为例以垂直偏转板为例偏转板距离偏转板距离偏转板距离偏转板距离y y与偏转电压与偏转电压与偏转电压与偏转电压U Uy y的关系：的关系：的关系：的关系：板长板长板间距板间距偏转灵敏度偏转灵敏度 V/cm提高灵敏度措施：提高灵

18、敏度措施：增大增大增大增大S S，垂直偏转置于水平偏转左边（垂直偏转置于水平偏转左边（垂直偏转置于水平偏转左边（垂直偏转置于水平偏转左边（远离荧光屏远离荧光屏远离荧光屏远离荧光屏）减小减小减小减小U UA2A2，增加后加速（增加后加速（增加后加速（增加后加速（PDAPDA）系统）系统）系统）系统加屏蔽层，加屏蔽层，加屏蔽层，加屏蔽层，消除偏转板间交叉干扰及外界电磁场作用消除偏转板间交叉干扰及外界电磁场作用消除偏转板间交叉干扰及外界电磁场作用消除偏转板间交叉干扰及外界电磁场作用5.2.2 示波器显示波形的原理1.示波管（示波管（CRT）的结构）的结构板屏距板屏距电子测量与仪表（电子测量与仪表（E

19、lectronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学(3)荧光屏余辉时间余辉时间余辉时间余辉时间光点亮度下降为最大值的光点亮度下降为最大值的光点亮度下降为最大值的光点亮度下降为最大值的1010的时间的时间的时间的时间 荧光粉荧光粉荧光粉荧光粉将电信号将电信号将电信号将电信号 光信号光信号光信号光信号 大部分转化成热能，少部分转化成光能。因此：大部分转化成热能，少部分转化成光能。因此：大部分转化成热能，少部分转化成光能。因此：大部分转化成热能，少部分转化成光能。因此：不能长不能长不能长不能长时间停时间停时间停时间停在一处，否则易损坏荧光粉而形成斑点

20、。在一处，否则易损坏荧光粉而形成斑点。在一处，否则易损坏荧光粉而形成斑点。在一处，否则易损坏荧光粉而形成斑点。铝膜铝膜铝膜铝膜短余辉短余辉短余辉短余辉1010 s s 1ms1ms中余辉中余辉中余辉中余辉1ms1ms 0.1s0.1s长余辉长余辉长余辉长余辉0.1s0.1s 1s1s一般示波器一般示波器一般示波器一般示波器 高频信号高频信号高频信号高频信号超低频信号超低频信号超低频信号超低频信号5.2.2 示波器显示波形的原理1.示波管（示波管（CRT）的结构）的结构11 mm位于荧光屏内侧位于荧光屏内侧位于荧光屏内侧位于荧光屏内侧电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Meas

21、urement and Instruments）西南科技大学西南科技大学A A、U Ux x=U Uy y=0=0A A、U Ux x=U Uy y=0=0A A、U Ux x=U Uy y=0=02.示波管波形显示原理示波管波形显示原理(1)显示随时间变化的波形U Ux x、U Uy y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：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：光点出现在荧光光点出现在荧光光点出现在荧光光点出现在荧光屏的屏的屏的屏的中心中心中心中心位置位置位置位置 A A、U Ux x=U Uy y=0=0B B、U Ux x=0=0，U Uy y

22、=常量常量常量常量光点仅在光点仅在光点仅在光点仅在垂直垂直垂直垂直方方方方向偏移。向偏移。向偏移。向偏移。U Uy y00，上上上上移；移；移；移；U Uy y000，右右右右移；移；移；移；U Ux x0 R R2 2 C C2 2过补偿：过补偿：过补偿：过补偿：R R1 1 C C1 1 t tT T），从），从），从），从而保证屏幕上显示处被测而保证屏幕上显示处被测而保证屏幕上显示处被测而保证屏幕上显示处被测信号的全过程。信号的全过程。信号的全过程。信号的全过程。5.2.3 垂直系统触发点触发点输入信号输入信号扫描电压扫描电压显示波形显示波形输入信号输入信号延迟后延迟后扫描扫描起点起点t

23、Ttd电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学四、后置放大器四、后置放大器目的：目的：目的：目的：要求：要求：要求：要求：电路：电路：电路：电路：将经延迟线的被测信号放大到将经延迟线的被测信号放大到将经延迟线的被测信号放大到将经延迟线的被测信号放大到足够的幅度足够的幅度足够的幅度足够的幅度，以驱动垂，以驱动垂，以驱动垂，以驱动垂直偏转系统，使电子束获得直偏转系统，使电子束获得直偏转系统，使电子束获得直偏转系统，使电子束获得Y Y方向的满偏转。方向的满偏转。方向的满偏转。方向的满偏转。具有稳定的具有稳定

24、的具有稳定的具有稳定的增益增益增益增益、较高的输入、较高的输入、较高的输入、较高的输入阻抗阻抗阻抗阻抗、足够宽的、足够宽的、足够宽的、足够宽的频带频带频带频带、较小的谐波较小的谐波较小的谐波较小的谐波失真失真失真失真采用采用采用采用推挽式放大器推挽式放大器推挽式放大器推挽式放大器，有利于提高共模抑制比，有利于提高共模抑制比，有利于提高共模抑制比，有利于提高共模抑制比5.2.3 垂直系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学形成、控制并放大锯齿波扫描电压，以在形成、控制并放大锯齿波扫描电压，以在形成、

25、控制并放大锯齿波扫描电压，以在形成、控制并放大锯齿波扫描电压，以在屏幕上显示稳定、准确的波形。屏幕上显示稳定、准确的波形。屏幕上显示稳定、准确的波形。屏幕上显示稳定、准确的波形。1、作用、作用5.2.5 水平系统2、组成、组成电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学一、触发电路一、触发电路1 1、作用、作用、作用、作用 为扫描电路提供一定幅度和宽度的正触发脉冲为扫描电路提供一定幅度和宽度的正触发脉冲2 2、组成、组成、组成、组成放大、整形放大、整形电路电路内内外外电源电源C1C3ACTVHF REJD

26、C常态常态自动自动 单次单次触发电平调节触发电平调节至扫描至扫描发生器环发生器环触发脉触发脉冲输出冲输出S1S2 S4 +-S3极性反极性反转电路转电路触发源触发源选择选择触发耦合方式选择触发耦合方式选择触发极触发极选择性选择性触发方式选择触发方式选择电视同步电视同步分离电路分离电路5.2.4 水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学 将将将将Y Y Y Y前置放大器输出（延迟线前的被前置放大器输出（延迟线前的被前置放大器输出（延迟线前的被前置放大器输出（延迟线前的被测信号）作为触发信号，适用

27、于观测被测信号。测信号）作为触发信号，适用于观测被测信号。测信号）作为触发信号，适用于观测被测信号。测信号）作为触发信号，适用于观测被测信号。用外接的、与被测信号有严格同步关用外接的、与被测信号有严格同步关用外接的、与被测信号有严格同步关用外接的、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。系的信号作为触发源，用于比较两个信号的同步关系。系的信号作为触发源，用于比较两个信号的同步关系。系的信号作为触发源，用于比较两个信号的同步关系。用用用用50Hz50Hz的工频正弦信号作为触发的工频正弦信号作为触发的工频正弦信号作为触发的工频正弦信号作为触发源，适用于观测与源，适用于

28、观测与源，适用于观测与源，适用于观测与50Hz50Hz交流有同步关系的信号。交流有同步关系的信号。交流有同步关系的信号。交流有同步关系的信号。一、触发电路一、触发电路（1 1）触发源选择）触发源选择）触发源选择）触发源选择内触发（内触发（内触发（内触发（INTINT）外触发（外触发（外触发（外触发（EXTEXT）电源触发（电源触发（电源触发（电源触发（LINELINE）5.2.4 水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学一、触发电路一、触发电路（2 2）触发耦合方式）触发耦合方式）触发耦合方式

29、）触发耦合方式DCDC直流耦合直流耦合直流耦合直流耦合HF REJHF REJ高频抑制高频抑制高频抑制高频抑制电视电视电视电视TVTV接入直流或缓慢变化的触发接入直流或缓慢变化的触发接入直流或缓慢变化的触发接入直流或缓慢变化的触发ACAC交流耦合交流耦合交流耦合交流耦合观察从低频到较高频率的信号观察从低频到较高频率的信号观察从低频到较高频率的信号观察从低频到较高频率的信号 观察抑制高频成分的交流信号观察抑制高频成分的交流信号观察抑制高频成分的交流信号观察抑制高频成分的交流信号 观察视频观察视频观察视频观察视频TVTV信号，以便对电视信号（如行、信号，以便对电视信号（如行、信号，以便对电视信号（

30、如行、信号，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。场同步信号）进行监测与电视设备维修。场同步信号）进行监测与电视设备维修。场同步信号）进行监测与电视设备维修。5.2.4 水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学一、触发电路一、触发电路（3 3）触发方式选择）触发方式选择）触发方式选择）触发方式选择自动自动自动自动单次单次单次单次有连续扫描锯齿波电压输出，荧光屏上总能有连续扫描锯齿波电压输出，荧光屏上总能有连续扫描锯齿波电压输出，荧光屏上总能有连续扫描锯齿波电压输出，荧光屏上

31、总能显示扫描线。显示扫描线。显示扫描线。显示扫描线。常态常态常态常态指有触发源信号并产生了有效的触发脉冲时，荧指有触发源信号并产生了有效的触发脉冲时，荧指有触发源信号并产生了有效的触发脉冲时，荧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。光屏上才有扫描线。光屏上才有扫描线。光屏上才有扫描线。自动和常态均不用，按下自动和常态均不用，按下自动和常态均不用，按下自动和常态均不用，按下“复位复位复位复位”按钮，扫描按钮，扫描按钮，扫描按钮，扫描一次。一次。一次。一次。5.2.4 水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instrum

32、ents）西南科技大学西南科技大学一、触发电路一、触发电路（4 4）触发极性和触发电平）触发极性和触发电平）触发极性和触发电平）触发极性和触发电平触发极性触发极性触发极性触发极性触发电平触发电平触发电平触发电平指触发脉冲到来时所对应的触发放大器输指触发脉冲到来时所对应的触发放大器输指触发脉冲到来时所对应的触发放大器输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。出电压的瞬时值。出电压的瞬时值。出电压的瞬时值。+触发点位于触发信号的触发点位于触发信号的上升上升沿沿-触发点位于触发信号的触发点位于触发信号的下降下降沿沿二者共同决定触发脉冲产生的时刻，并决定二者共同决定触发脉冲产生的时刻，并决

33、定二者共同决定触发脉冲产生的时刻，并决定二者共同决定触发脉冲产生的时刻，并决定被显示信号的被显示信号的被显示信号的被显示信号的起始点起始点起始点起始点。总体作用：总体作用：总体作用：总体作用：5.2.4 水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学一、触发电路一、触发电路（4 4）触发极性和触发电平）触发极性和触发电平）触发极性和触发电平）触发极性和触发电平(a)正电平、正极性正电平、正极性(b)正电平、负极性正电平、负极性(c)负电平、负极性负电平、负极性(d)负电平、正极性负电平、正极性5.2

34、.4 水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学二、扫描发生器环二、扫描发生器环至至X X放大器放大器稳定度稳定度调节调节比较电平比较电平触发脉触发脉冲输入冲输入扫描闸门扫描闸门积分器积分器比较释抑比较释抑电路电路增辉脉冲增辉脉冲 +E+E5.2.4 水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学二、扫描发生器环二、扫描发生器环1 1、扫描闸门、扫描闸门、扫描闸门、扫描闸门产生快速上升或下降的闸门信号

35、产生快速上升或下降的闸门信号产生快速上升或下降的闸门信号产生快速上升或下降的闸门信号作用：作用：作用：作用：目的：目的：目的：目的：控制正程增辉控制正程增辉控制正程增辉控制正程增辉控制积分器扫描控制积分器扫描控制积分器扫描控制积分器扫描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5.2.4 水平系统电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.2.4 水平系统二、扫描发生器环二、扫描发生器环2 2、密勒积分器、密勒积分器、密勒积分器、密勒积分器

36、产生线性变化的锯齿波电压产生线性变化的锯齿波电压产生线性变化的锯齿波电压产生线性变化的锯齿波电压作用：作用：作用：作用：组成：组成：组成：组成：来自扫来自扫描闸门描闸门-+RC+E扫描锯齿波输出扫描锯齿波输出Vot tt t电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学3 3、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 作用：作用：控制扫描信号的始终点，使电路产生等幅扫描。控制扫描信号的始终点，使电路产生等幅扫描。5.2.4 水平系统二、扫描发生器环二、扫描发生器环 在比较电路中，输入电

37、压与预置的参考电平进行比较，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，输出端电位产生跳变，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。并把它作为控制信号输出。它决定扫描的终止时刻。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，使释抑电路在扫描逆程开始后，关闭或抑制扫描闸门，使“抑制抑制”期间扫描电路不再受到同极性触发脉冲的触发。期间扫描电路不再受到同极性触发脉冲的触发。每次扫描都开始在同样的起始电平上。每次扫描都开始在同样的起始电平上。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measure

38、ment and Instruments）西南科技大学西南科技大学3 3、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 5.2.4 水平系统二、扫描发生器环二、扫描发生器环上触发电平上触发电平E1下触发电平下触发电平E2闸门输入闸门输入闸门输出闸门输出比较电平比较电平Ur扫描电压扫描电压E0电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学多个电子枪和偏转系统多个电子枪和偏转系统多个电子枪和偏转系统多个电子枪和偏转系统单线，通过电子开关控制单线，通过电子开关控制单线，通过电子开关控制单线，通过

39、电子开关控制多线显示多线显示多线显示多线显示多踪显示多踪显示多踪显示多踪显示多扫描显示多扫描显示多扫描显示多扫描显示XX系统有两个扫描电路系统有两个扫描电路系统有两个扫描电路系统有两个扫描电路特点：特点：特点：特点：实时显示，准确度高；工艺复杂、成本高实时显示，准确度高；工艺复杂、成本高实时显示，准确度高；工艺复杂、成本高实时显示，准确度高；工艺复杂、成本高特点：特点：特点：特点：非实时显示；要求低、应用广泛非实时显示；要求低、应用广泛非实时显示；要求低、应用广泛非实时显示；要求低、应用广泛特点：特点：特点：特点：非实时显示，显示脉冲的某一细节变化非实时显示，显示脉冲的某一细节变化非实时显示，

40、显示脉冲的某一细节变化非实时显示，显示脉冲的某一细节变化5.3 多波形显示多波形显示电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学一、组成一、组成一、组成一、组成二、显示波形的原理二、显示波形的原理二、显示波形的原理二、显示波形的原理单波形单波形单波形单波形Y1Y1、Y2Y2、Y1Y1 Y2Y2双波形双波形双波形双波形Y1Y1和和和和Y2Y2同时显示同时显示同时显示同时显示5.3.1 多踪显示Y1输入输入电路电路Y1前置前置放大器放大器Y1门电路门电路电子电子开关开关延迟线延迟线Y后置后置放大器放大器门电路

41、门电路至至Y偏转板偏转板Y1输入输入控制信号控制信号Y2输入输入电路电路Y2前置前置放大器放大器Y2Y2输入输入电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学uy1uy2ux二、显示波形的原理二、显示波形的原理二、显示波形的原理二、显示波形的原理交替显示方式交替显示方式交替显示方式交替显示方式断续显示方式断续显示方式断续显示方式断续显示方式双波形双波形双波形双波形高频测量，非实时高频测量，非实时高频测量，非实时高频测量，非实时低频测量，准实时低频测量，准实时低频测量，准实时低频测量，准实时1 1 1 1、交

42、替显示方式、交替显示方式、交替显示方式、交替显示方式电子开关受电子开关受电子开关受电子开关受扫描频率扫描频率扫描频率扫描频率控制控制控制控制5.3.1 多踪显示电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学uy1uy2ux二、显示波形的原理二、显示波形的原理二、显示波形的原理二、显示波形的原理2 2 2 2、断续显示方式、断续显示方式、断续显示方式、断续显示方式电子开关受电子开关受电子开关受电子开关受自激振荡自激振荡自激振荡自激振荡控制控制控制控制5.3.1 多踪显示电子测量与仪表（电子测量与仪表（Elec

43、tronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学前置放大前置放大延长线延长线Y Y后置放大后置放大A A触发触发A A扫描扫描电子开关电子开关X X放大放大电压比较电压比较B B触发触发选择门选择门Y Y线光迹线光迹分离电路分离电路+-B B扫描扫描R RP PY Y输入输入A A增辉增辉B B增辉增辉一、组成一、组成一、组成一、组成1 12 23 34 4二、作用二、作用二、作用二、作用观察由不同幅度、形状组成脉冲中任一脉冲细节变化观察由不同幅度、形状组成脉冲中任一脉冲细节变化观察由不同幅度、形状组成脉冲中任一脉冲细节变化观察由不同幅度、形状组成

44、脉冲中任一脉冲细节变化5.3.2 双扫描显示电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学一、原理一、原理一、原理一、原理二、应用二、应用二、应用二、应用周期、高频信号周期、高频信号周期、高频信号周期、高频信号5.4 取样示波器取样示波器经放大和延长电路后的信号经放大和延长电路后的信号tt输入信号输入信号取样脉冲取样脉冲取样信号取样信号显示波形显示波形TD DtTD Dt1 12 23 34 45 52D Dt3D Dt4D Dt电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement

45、and Instruments）西南科技大学西南科技大学数字储存示波器（数字储存示波器（Digital Storage OscilloscopeDSO），先将输入的），先将输入的模拟模拟信号经信号经A/D变换为变换为数字数字信号，信号，存储存储在存储器在存储器RAM中；需要中；需要显示显示时，读出时，读出RAM中的中的数据数据，通过，通过D/A恢复为模拟量，显示在恢复为模拟量，显示在屏幕上。屏幕上。信号处理与显示功能独立信号处理与显示功能独立。数字储存示波器的数字储存示波器的性能指标性能指标，主要取决于，主要取决于A/D、D/A和和RAM。5.5 数字存储示波器数字存储示波器电子测量与仪表（电

46、子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学1.数字存储示波器的基本组成数字存储示波器的基本组成5.5 数字存储示波器数字存储示波器电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.5 数字存储示波器数字存储示波器2.数字存储示波器的基本原理数字存储示波器的基本原理DSO处于处于存储工作模式存储工作模式时，其工作过程一般分为时，其工作过程一般分为存储存储和和显示显示两个阶段。两个阶段。存储工作阶段存储工作阶段：将：将模拟模拟信号经信号经

47、A/D转换成转换成数字数字化信化信号，在号，在逻辑控制逻辑控制电路的控制下依次写入到存储器电路的控制下依次写入到存储器RAM中。中。显示工作阶段显示工作阶段：将：将数字数字信号从信号从RAM中读出，经中读出，经D/A转换成模拟信号，经垂直放大器放大加到转换成模拟信号，经垂直放大器放大加到CRT的的Y偏偏转板转板。同时同时，CPU的的读地址计数脉冲读地址计数脉冲加至加至D/A转换器，转换器，得到一个阶梯波得到一个阶梯波扫描扫描电压，驱动电压，驱动CRT的的X偏转板偏转板。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南

48、科技大学5.5 数字存储示波器数字存储示波器3.主要技术指标主要技术指标最高取样速率最高取样速率fs 单位时间单位时间内的内的最高取样次数最高取样次数，由，由A/D的转换速率的转换速率决定决定。存储容量存储容量 获取获取波形波形的的取样点数取样点数，用存储单元数来表示。，用存储单元数来表示。也称为也称为记录长度记录长度。分辨力分辨力 量化量化的最小单元。包括的最小单元。包括垂直垂直分辨率（电压分辨分辨率（电压分辨率）和率）和水平水平分辨率（时间分辨率）分辨率（时间分辨率）。准确度准确度 通过通过游标游标来测量，准确度可达来测量，准确度可达1%。扫描时间因数扫描时间因数存储带宽存储带宽 分分单次

49、单次存储带宽和存储带宽和重复重复存储带宽。存储带宽。X-Y存储带宽存储带宽 X、Y通道相同通道相同，与与重复重复存储带宽相同。存储带宽相同。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.5 数字存储示波器数字存储示波器4.数字存储示波器的功能特点数字存储示波器的功能特点触发点位置可任意设定触发点位置可任意设定 观测观测单次单次信号尤为方便。信号尤为方便。滚动方式滚动方式 左左右右、右右左左和和静止静止。峰值检测功能峰值检测功能 可显示高频信号波形的可显示高频信号波形的包络包络。累计峰值检测功能累计峰值检

50、测功能平均功能平均功能 可将湮没在可将湮没在噪声噪声中的中的微弱微弱信号检测出来。信号检测出来。屏幕读出功能屏幕读出功能 可显示可显示仪器仪器和和信号信号的有关的有关参数参数。游标测量功能游标测量功能 可测量波形可测量波形任意两点任意两点的电压和时间间隔；的电压和时间间隔；屏幕屏幕直读直读显示显示测量数据，减小测量数据，减小人为误差人为误差。电子测量与仪表（电子测量与仪表（Electronic Measurement and Instruments）西南科技大学西南科技大学5.5 数字存储示波器数字存储示波器4.数字存储示波器的功能特点数字存储示波器的功能特点存储波形的缩放存储波形的缩放 软件