1、2020/9/24,1,第3章 示波測試技術(shù),3.1 概述 3.2 示波測量的基本原理 3.3 通用示波器 3.4 數(shù)字存儲示波器 3.5 示波器的選擇和使用 3.6 示波器的基本測量實例,結(jié)束 放映,2020/9/24,2,3.1 概述,（對信號的處理方式）,返回,3.1.1 示波器的分類,示波器,2020/9/24,3,2偏轉(zhuǎn)靈敏度 指輸入信號在無衰減的情況下，亮點在屏幕的Y方向上偏轉(zhuǎn)單位距離（1cm即1div）所需的電壓峰一峰值。 表示了示波器Y通道的放大/衰減能力，其下限表征示波器觀測微弱信號的能力，其上限表示示波器輸入所允許加的最大電壓（峰-峰值）。,3.1.2 示波器的主要技術(shù)指標

2、,1頻帶寬度BW和上升時間tr,tr反映了示波器Y通道跟隨輸入信號快速變化的能力。,BW一般指Y通道的頻帶寬度。,2020/9/24,4,3輸入阻抗 Y通道的輸入阻抗包括輸入電阻和輸入電容。輸入電阻越大越好，輸入電容越小越好。 4掃描速度 常用時基因數(shù)表示。 時基因數(shù)是掃描速度的倒數(shù)，指在無擴展情況下，亮點在X方向偏轉(zhuǎn)單位距離所需的時間。 為了觀測緩慢變化的信號，則要求示波器具有極慢的掃描速度。 為了觀測很寬頻率范圍的信號，就要求示波器的掃描速度能在很寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。,2020/9/24,5,組成：電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏 工作原理： 由電子槍產(chǎn)生的高速電子束轟擊熒光屏的相應(yīng)部位產(chǎn)生熒光，而偏轉(zhuǎn)

3、系統(tǒng)則能使電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而改變熒光屏上光點的位置。,3.2 示波測量的基本原理,3.2.1 陰極射線示波管,返回,2020/9/24,6,示波管結(jié)構(gòu)圖及供電電路,2020/9/24,7,1電子槍 （1）作用：發(fā)射電子并形成很細的高速電子束，轟擊熒光屏使之發(fā)光。,（2）組成：燈絲F、陰極K、柵極G和陽極A1、A2。 1）燈絲F、陰極K 燈絲用于加熱陰極。 陰極受熱后發(fā)射電子。 2）控制柵極G 控制柵極用來控制射向熒光屏的電子流密度，從而改變熒光屏上波形的輝度（亮度）。G的負電位絕對值越大，打到熒光屏上電子的數(shù)目越少，圖形越暗，反之越亮。 調(diào)節(jié)“輝度電位器”RP1改變柵、陰極之間的電位差即可達

4、到此目的。,2020/9/24,8,3）第一陽極A1、第二陽極A2 A1和A2對電子束進行聚焦并加速，使到達熒光屏的電子形成很細的一束并具有很高速度。 調(diào)節(jié)A1的電位，即可調(diào)節(jié)G與A1和A1與A2之間的電位，調(diào)節(jié)A1的電位器稱為“聚焦”旋鈕；調(diào)節(jié)A2電位的旋鈕稱為“輔助聚焦”。 示波管的“輝度”與“聚焦”并非相互獨立，而是有關(guān)連的。在使用示波器時，這二者應(yīng)該配合調(diào)節(jié)。,G1、A1、A2的電位關(guān)系為：VGVA1，因此，電子從G至A1、A1至A2將得到會聚并加速，而從K至G將發(fā)散。,2020/9/24,9,2偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) （1）工作原理：線性偏轉(zhuǎn)理論 電子的位移與所加電壓的大小成正比。 （2）結(jié)構(gòu)：

5、由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為垂直（Y）偏轉(zhuǎn)板和水平（X）偏轉(zhuǎn)板。 偏轉(zhuǎn)板上沒有外加電壓時，電子束打向熒光屏的中心點；有外加電壓，則在偏轉(zhuǎn)電場作用下，電子束打向由X、Y偏轉(zhuǎn)板共同決定的熒光屏上的某個坐標位置。,3熒光屏 熒光屏將電信號變?yōu)楣庑盘?，是示波管的波形顯示部分，通常制作成矩形平面。,2020/9/24,10,電子束在熒光屏上產(chǎn)生的亮點在屏幕上移動的軌跡，是加到偏轉(zhuǎn)板上的電壓信號的波形。 1、掃描 （1）定義：光點在掃描電壓作用下掃動的過程。 （2）掃描電壓波形：鋸齒波,3.2.2 波形顯示原理,2、波形顯示原理 Y偏轉(zhuǎn)板：加被測信號 X偏轉(zhuǎn)板：加掃描電壓信號,2020/9/2

6、4,11,（1）設(shè)Ux=Uy=0，則光點在垂直和水平方向都不偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)在熒光屏的中心位置。,2020/9/24,12,（2）設(shè)Ux=0，Uy=Umsint ,由于X偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點在水平方向是不偏移的，則光點只在熒光屏的垂直方向來回移動，出現(xiàn)一條垂直線段。,2020/9/24,13,（3）設(shè)Ux=kt，Uy=0 ,由于Y偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點在垂直方向是不移動的，則光點在熒光屏的水平方向上來回移動，出現(xiàn)的是一條水平線段。,2020/9/24,14,由上三種情況可看出： 1、X偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的水平運動； 2、Y偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的垂直運動； 3、電子位移長度取決于所加電壓的大小

7、。,2020/9/24,15,（4）設(shè)Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓Uy=Umsint，X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓Ux=kt，且有Tx=Ty。熒光屏顯示被測信號隨時間變化的穩(wěn)定波形。,2020/9/24,16,（5）設(shè)Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓Uy=Umsint，X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓Ux=kt，且有Tx=2Ty，熒光屏顯示被測信號隨時間變化的穩(wěn)定波形。,2020/9/24,17,第一掃描周期,第二掃描周期,（6）設(shè)Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓Uy=Umsint，X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓Ux=kt，且有Tx=3/2Ty，熒光屏顯示被測信號隨時間變化的不穩(wěn)定波形。,2020/9/24,18,(1)當掃描電壓的周期是被測

8、信號周期的整數(shù)倍時，即Tx=nTy（n為正整數(shù)），掃描的后一個周期描繪的波形與前一個周期完全重合，熒光屏上得到穩(wěn)定的波形，此時，掃描信號與被測信號同步。,3、掃描電壓與信號的同步,(2)為了在屏幕上獲得穩(wěn)定的波形顯示，應(yīng)保證每次掃描的起始點都對應(yīng)信號的相同相位點，即保證掃描信號與被測信號同步。,(3)電子束在被測電壓與同步掃描電壓的共同作用下，亮點在熒光屏上所描繪的圖形反映了被測信號隨時間變化的過程，當多次重復(fù)就構(gòu)成穩(wěn)定的圖像。,2020/9/24,19,4、X-Y顯示方式 示波器也是一個XY圖示儀。 若加在水平偏轉(zhuǎn)板上的不是由示波器內(nèi)部產(chǎn)生的掃描鋸齒波信號，而是另一路被測信號，則示波器工作于

9、XY顯示方式，它可以反映加在兩副偏轉(zhuǎn)板上的電壓信號之間的關(guān)系。,2020/9/24,20,3.3 通用示波器,通用示波器的組成:主要由示波管、垂直通道和水平通道三部分組成。此外，還包括電源電路及校準信號發(fā)生器。,2020/9/24,21,作用： 將輸入的被測信號進行衰減或線性放大后，輸出符合示波器偏轉(zhuǎn)要求的信號，驅(qū)動電子運動，使被測信號在屏幕上顯示出來。,構(gòu)成： 輸入電路、Y前置放大器、延遲線和Y后置放大器等。,3.3.1 通用示波器的垂直系統(tǒng)（通道）,返回,2020/9/24,22,1、輸入電路 作用：引入被測信號，并為前置放大器提供良好的工作條件。,輸入電路必須有適當?shù)耐l帶、輸入阻抗、較

10、高的靈敏度、大的過載能力、適當?shù)鸟詈戏绞?，盡可能靠近被測信號源，一般采取平衡對稱輸出。,2020/9/24,23,（1）探頭 作用：便于直接探測被測信號，提供示波器的高輸入阻抗，減小波形失真及展寬示波器的工作頻帶等。,探頭分有源探頭及無源探頭。無源探頭由R、C組成，其原理電路如圖所示。其中C是可變電容，調(diào)整C對頻率變化的影響進行補償。,2020/9/24,24,（2）耦合方式選擇開關(guān) AC：交流耦合，適于觀察交流信號。 DC：直流耦合，用于觀測頻率很低的信號或帶有直流分量的交流信號。 GND：接地，用于確定零電壓。,（3）步進衰減器 作用：衰減輸入信號，進行頻率補償。面板上用“V/cm”標記的

11、開關(guān)改變分壓比從而改變示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏度。,電阻衰減直流分量； 電容器衰減交流分量。,2020/9/24,25,2、延遲線 作用：把加到垂直偏轉(zhuǎn)板上的信號延遲一段時間，使信號出現(xiàn)的時間滯后于掃描開始時間，保證在屏幕上掃描出信號全過程。,2020/9/24,26,3、Y通道中的放大電路 為了保證示波器的頻帶寬度，Y通道放大器為寬帶放大器，多采用帶有高頻補償網(wǎng)絡(luò)的多級差動反饋放大電路。它的基本任務(wù)是將被測信號不失真地放大到足夠幅度，使電子束在Y方向獲得足夠的偏轉(zhuǎn)。另外，在Y放大器中還設(shè)有極性倒換、移位、尋跡等功能。 4、觸發(fā)放大電路 設(shè)置此放大電路的目的，是使從延遲線之前引出的被測信號，先經(jīng)過此電

12、路加以放大，以便有足夠幅度驅(qū)動觸發(fā)整形電路。,2020/9/24,27,作用：產(chǎn)生并放大一個與時間呈現(xiàn)線性關(guān)系的鋸齒波電壓，形成時間基線；能選擇適當?shù)挠|發(fā)或同步信號，產(chǎn)生穩(wěn)定的掃描電壓，確保顯示波形的穩(wěn)定；能產(chǎn)生增輝或消隱信號，控制示波器的Z通道。,構(gòu)成：觸發(fā)電路、掃描電路和水平放大器等。,3.3.2 通用示波器的水平系統(tǒng)（通道）,返回,2020/9/24,28,1、掃描發(fā)生器（時基發(fā)生器）電路 作用：掃描發(fā)生器電路在觸發(fā)脈沖啟動下，產(chǎn)生線性變化的鋸齒波掃描電壓。 結(jié)構(gòu)：由時基閘門、掃描電壓產(chǎn)生電路、電壓比較電路及釋抑電路組成，上述電路組成一個閉環(huán)，故也稱掃描發(fā)生器環(huán)。,2020/9/24,2

13、9,掃描發(fā)生器環(huán)的基本工作過程： 觸發(fā)脈沖到來后，打開時基閘門，掃描電壓產(chǎn)生電路開始產(chǎn)生線性變化的鋸齒波電壓，此電壓送至X放大器，控制電子束自左向右掃描，同時也送往比較器； 當鋸齒波電壓達到預(yù)定的幅度后，電壓比較器輸出經(jīng)釋抑電路產(chǎn)生停止信號，關(guān)閉時基閘門，使掃描電壓產(chǎn)生電路進入回程期； 在回程期，釋抑電路起“抑止”作用，防止后續(xù)觸發(fā)脈沖去開啟時基閘門，直到閘門輸入端及掃描電路完全恢復(fù)到初始狀態(tài)才釋放閘門。,2020/9/24,30,掃描正程：從時基閘門打開到閘門關(guān)閉的一段時期。 釋抑期：從掃描正程開始到閘門“釋放”時為止的一段時間，比逆程期長。 一次掃描至少包括掃描正程和釋抑期，釋抑期內(nèi)既完成

14、掃描回程，又保證電路恢復(fù)到初始狀態(tài)，等待下一個觸發(fā)脈沖觸發(fā)。,2020/9/24,31,2、觸發(fā)整形電路 作用：為掃描信號發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖。,結(jié)構(gòu)：包括觸發(fā)源選擇、觸發(fā)耦合方式選擇、觸發(fā)方式選擇、觸發(fā)極性選擇、觸發(fā)電平選擇和觸發(fā)放大整形等電路。,2020/9/24,32,（1）觸發(fā)源選擇 內(nèi)觸發(fā)（INT）：采用來自Y通道的被測信號作觸發(fā)信號源。 外觸發(fā)（EXT）：用外接的、與被測信號有嚴格同步關(guān)系的信號作為觸發(fā)源，用于比較兩個信號的同步關(guān)系?；蛘撸敱粶y信號不適于作觸發(fā)信號時使用。 電源觸發(fā)（LINE）：用50Hz的工頻正弦信號作為觸發(fā)源，適用于觀測與50Hz交流有同步關(guān)系的信號。

15、,2020/9/24,33,（2）觸發(fā)耦合方式 DC直流耦合：用于接入直流或變化緩慢的信號，或者頻率很低且含有直流成分的信號。一般用于外觸發(fā)或連續(xù)掃描方式。 AC交流耦合：用于觀察由低頻到較高頻率的信號，“內(nèi)”、“外”、“電源”觸發(fā)均可使用，是常用的一種耦合方式。 AC（H）高頻耦合：屬低頻抑制狀態(tài)。用于觀察高頻信號。,2020/9/24,34,（3）觸發(fā)極性：開關(guān)S3稱為觸發(fā)極性開關(guān)。當S3置于“+”，則在觸發(fā)源信號的上升部分某時刻開始產(chǎn)生鋸齒波，即開始掃描；若S3置于“”，則在被測信號的下降部分某時刻開始掃描。 （4）觸發(fā)電平：電位器RP為“觸發(fā)電平”電位器。調(diào)節(jié)它可以選擇合適的觸發(fā)點，以

16、控制鋸齒波電壓的起始時刻。,2020/9/24,35,（5）放大整形電路 掃描信號發(fā)生器要穩(wěn)定工作，對觸發(fā)信號有一定的要求，因此，需對觸發(fā)信號進行放大、整形。 整形電路的基本形式是電壓比較器，當輸入的觸發(fā)源信號與通過“觸發(fā)極性”和“觸發(fā)電平”選擇的信號之差達到某一設(shè)定值時，比較電路翻轉(zhuǎn)，輸出矩形波，然后經(jīng)過微分整形，變成觸發(fā)脈沖。,2020/9/24,36,3、X放大器 作用：主要是放大掃描電壓，使電子束在水平方向獲得足夠偏轉(zhuǎn)，同時還兼設(shè)尋跡、水平位移、掃描擴展等功能。 掃描擴展：就是在不改變掃描電壓產(chǎn)生電路參數(shù)的情況下提高掃描速度。通過提高X放大器的放大倍數(shù)，使掃描鋸齒波的幅度加大，因而使光

17、點在相同的時間里，在擴展后通過的水平距離較擴展前大得多，從而使掃描速度得到提高。 當示波器工作于X-Y方式時，X放大器則作為X外接輸入信號的傳輸通道。,2020/9/24,37,4、掃描方式 （1）連續(xù)掃描：掃描電壓是連續(xù)的，即掃描正程緊跟著逆程，逆程結(jié)束又開始新的正程，掃描是不間斷的。 （2）觸發(fā)掃描：由被測信號激發(fā)掃描發(fā)生器的間斷的工作方式，適用于測量脈沖信號。 （3）自動掃描：無觸發(fā)信號時，連續(xù)掃描；有觸發(fā)信號時，觸發(fā)形成掃描。 （4）單次掃描：只在第一個觸發(fā)脈沖到來時啟動掃描一次，主要用于觀測非周期信號。,2020/9/24,38,1、高低壓電源：低壓電源為電路提供所需的直流電壓。高壓

18、電源多用于示波器的高、中壓供電。 2、Z軸的增輝與消隱： （1）掃描正程讓電子束通過，在熒光屏上顯示被測信號波形。必要時，可在Z軸電路上外加信號來對顯示圖形進行加亮，即增輝。 （2）在掃描逆程開始至觸發(fā)脈沖到來并啟動掃描之前，使電子束截止，這樣熒光屏上無跡線顯示，稱為消隱。此外，在雙蹤示波器及雙掃描示波器中，還要對波形轉(zhuǎn)換過程中的光跡進行消隱處理。 3、校準信號發(fā)生器：產(chǎn)生幅度和頻率準確的基準方波信號，為儀器本身提供校準信號源，以便隨時校準示波器的垂直靈敏度和掃描時間因數(shù)。,3.3.3 通用示波器的主機系統(tǒng),返回,2020/9/24,39,3.3.4 示波器的多波形顯示,1、雙線示波器 雙線示

19、波器是把兩個相互獨立的電子槍和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)封裝在同一個示波管內(nèi)，利用同一熒光屏加以顯示。 適于觀測同一時間出現(xiàn)的兩個瞬變信號，且圖像清晰，無間斷現(xiàn)象。但它的制造工藝要求高，使其應(yīng)用受到一定限制。,2020/9/24,40,2、雙蹤示波器 雙蹤示波器使用單束示波管，利用Y軸電子開關(guān)，采用時間分割的方法輪流地將兩個信號接至同一垂直偏轉(zhuǎn)板，實現(xiàn)雙蹤顯示。,2020/9/24,41,根據(jù)電子開關(guān)工作方式的不同，雙蹤示波器有5種顯示方式：YA、YB、YAYB、交替和斷續(xù) 。,（1）交替：電子開關(guān)的轉(zhuǎn)換頻率受掃描電路控制，以一個掃描周期為間隔，電子開關(guān)輪流接通YA和YB。若掃描頻率較高，兩個信號輪流顯示的速度

20、很快，由于熒光屏的余輝效應(yīng)和人眼的視覺滯留效應(yīng)，便會獲得兩個波形“同時”顯示的效果。,這種顯示方式只適用于被測信號頻率較高的場合。,2020/9/24,42,用交替顯示方式易產(chǎn)生 “相位誤差”：若示波器處于交替觸發(fā)狀態(tài)，即顯示YA信號時用YA信號觸發(fā)，顯示YB信號時用YB信號觸發(fā)，則原來有相位差的兩個信號會顯示為相位相同的信號。 解決辦法：用相位超前的信號作固定的內(nèi)觸發(fā)源，或者改用“斷續(xù)”顯示方式。,2020/9/24,43,（2）斷續(xù)：示波器的電子開關(guān)工作在自激振蕩狀態(tài)，將兩個被測信號分成很多小段輪流顯示。由于轉(zhuǎn)換頻率比被測信號頻率高得多，間斷的亮點靠得很近，人眼看到的波形好像是連續(xù)波形。,

21、這種顯示方式只適用于被測信號頻率較低的場合。,2020/9/24,44,CA8020A前面板控制裝置圖,通用示波器典型產(chǎn)品介紹,2020/9/24,45,3.4 數(shù)字存儲示器,數(shù)字存儲示波器（Digital Storage Oscilloscope，簡稱DSO）將捕捉到的波形通過A/D轉(zhuǎn)換進行數(shù)字化，而后存入示波管外的數(shù)字存儲器中。,返回,3.4.1 數(shù)字存儲示波器的特點,（1）對信號波形的采樣、存儲與波形的顯示可以分離 （2）能長期存儲信號 （3）具有先進的觸發(fā)功能 （4）具有很強的處理能力 （5）便于觀測單次過程和緩慢變化的信號 （6）多種顯示方式 （7）可用字符顯示測量結(jié)果 （8）便于程

22、控和用多種方式輸出 （9）便于進行功能擴展 （10）實現(xiàn)多通道混合信號測量 （11）便攜式示波器,2020/9/24,46,3.4.2 數(shù)字存儲示波器的主要技術(shù)指標,（1）最高取樣速率（數(shù)字化速率） 指單位時間內(nèi)取樣的次數(shù)，用每秒鐘完成的A/D轉(zhuǎn)換的最高次數(shù)來衡量，單位為采樣點/秒（Sa/s），也常以頻率來表示。 取樣速率愈高，示波器捕捉信號的能力愈強。 （2）存儲帶寬 主要反映在最大數(shù)字化速率（取樣速率）時還要能分辨多位數(shù)（精確度要求）。 最大存儲帶寬由取樣定理確定，即當取樣速率大于被測信號中最高頻率分量頻率的兩倍時，即可由取樣信號無失真地還原出原模擬信號。 通常信號都是有諧波分量的，一般用

23、最高取樣速率除以25作為有效的存儲帶寬。,2020/9/24,47,（）分辨力 分辨力指示波器能分辨的最小電壓增量和最小時間增量，即量化的最小單元。它包括垂直分辨力（電壓分辨力）和水平分辨力（時間分辨力）。 （）存儲容量(存儲深度) 由采集存儲器（主存儲器）的最大存儲容量來表示，常以字（word）為單位。 （）讀出速度 指將數(shù)據(jù)從存儲器中讀出的速度，常用t/div來表示。,2020/9/24,48,3.4.3 數(shù)字存儲示波器的組成及工作原理,1、數(shù)字存儲示波器的組成,工作原理可分為波形的取樣與存儲、波形的顯示、波形的測量與處理等幾部分。,2020/9/24,49,2、工作過程 (1)存儲階段：

24、模擬輸入信號先經(jīng)適當?shù)胤糯蠛退p，送入A/D轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字化處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后，在邏輯控制電路的控制下依次將A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號寫入存儲器RAM中。 (2)顯示階段： 將信號從存儲器中讀出，送入D/A轉(zhuǎn)換器變換為模擬信號，經(jīng)垂直放大器放大后加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板。 CPU的讀地址信號加至D/A轉(zhuǎn)換器，得到一階梯波電壓，經(jīng)水平放大器放大后加至示波管的水平偏轉(zhuǎn)板，從而達到在示波管上以稠密的光點重現(xiàn)輸入的模擬信號的目的。,2020/9/24,50,2、工作原理 （1）取樣：就是從被測波形上取得樣點的過程。 實時取樣：從一個周期的信號波形中取得所有取樣點，來表示一個信號波形的方法。,20

25、20/9/24,51,非實時取樣（等效取樣）：從被測信號的許多相鄰周期的信號波形上取得樣點的方法。要解決示波器上限頻率不夠高的問題，應(yīng)該采用非實時取樣。,非實時取樣只適用于周期性信號順序進行的取樣稱為順序取樣；否則稱為隨機取樣。,2020/9/24,52,（3）數(shù)字時基發(fā)生器 用于產(chǎn)生取樣脈沖信號，以控制A/D轉(zhuǎn)換器的取樣速率和存儲器的寫 入速度。,（2）A/D轉(zhuǎn)換 A/D轉(zhuǎn)換器是波形存儲的關(guān)鍵部件，它決定了示波器的最高取樣速率、存儲帶寬以及垂直分辨力等多項指標。,（4）地址計數(shù)器 地址計數(shù)器用來產(chǎn)生存儲器地址信號，由二進制計數(shù)器組成。 計數(shù)器的位數(shù)由存儲深度來決定。,2020/9/24,53

26、,（5）存儲器 為了實現(xiàn)對高速信號的測量，應(yīng)該選用存儲速度較高的RAM，若要測量的時間長度較長，則應(yīng)選用存儲深度較大的RAM。 要想斷電后仍能長期存儲波形數(shù)據(jù)，則應(yīng)配有E2PROM，有些新型數(shù)字示波器配有硬盤和軟驅(qū)，可將波形數(shù)據(jù)以文本文件的形式長期保存。 （6）預(yù)置觸發(fā)功能 預(yù)置觸發(fā)功能含有延遲觸發(fā)和負延遲觸發(fā)兩種情況。 在數(shù)字存儲示波器中可以通過控制存儲的寫操作過程來實現(xiàn)預(yù)置觸發(fā)。,2020/9/24,54,3.4.4 數(shù)字存儲示波器的顯示方式,1、存儲顯示 是數(shù)字存儲示波器最基本的顯示方式。 （1）CPU控制方式 無論是Y軸還是X軸的數(shù)據(jù)，都必須通過CPU傳送，數(shù)據(jù)傳送速度受到一定的限制。

27、 （2）直接控制方式 直接控制方式的數(shù)據(jù)傳送不經(jīng)過CPU而直接對內(nèi)存進行輸入輸出操作，因此速度很快。 2、雙蹤顯示 雙蹤顯示與存儲方式密切相關(guān)。存儲時，為了使兩條復(fù)現(xiàn)的波形在時間上保持原有的對應(yīng)關(guān)系，常采用交替存儲技術(shù)。,2020/9/24,55,3、 鎖存和半存顯示 鎖存顯示：把一幅波形數(shù)據(jù)存入存儲器之后，只允許從存儲器中讀出數(shù)據(jù)進行顯示，不準新數(shù)據(jù)再寫入。 半存顯示：指波形被存儲之后，只允許存儲器奇數(shù)（或偶數(shù)）地址中的內(nèi)容更新，但偶數(shù)（或奇數(shù)）地址中的內(nèi)容保持不變。 4、 滾動顯示 表現(xiàn)形式是被測波形連續(xù)不斷地從屏幕右端進入，從屏幕左端移出。 5、插值顯示 就是在被測信號相鄰兩個采樣點之間

28、進行估值。 數(shù)字存儲示波器廣泛采用插值方法有矢量插值法和正弦插值法。,2020/9/24,56,典型產(chǎn)品介紹,TDS220數(shù)字實時示波器前面板圖,2020/9/24,57,3.5 示波器的選擇和使用,根據(jù)被測信號特性選擇： （1）若定性觀察一般的正弦波或其他重復(fù)信號的波形，被測信號頻率也不高，可選用普通示波器或簡易示波器等。 （2）若觀察非周期信號、很窄的脈沖信號，應(yīng)當選用具有觸發(fā)掃描或單次掃描功能的寬頻帶示波器，其掃描速度應(yīng)能使顯示的脈沖信號占有熒光屏的大部分面積。 （3）若觀察快速變化的非周期性信號，則應(yīng)選用高速示波器。,返回,3.5.1 示波器選擇的一般原則,2020/9/24,58,（

29、4）若觀察低頻緩慢變化的信號，可選用低頻示波器或長余輝慢掃描示波器。 （5）若需要對兩個被測信號進行比較，則應(yīng)選用雙蹤示波器。 若需要同時觀測多個被測信號，則應(yīng)采用多通道示波器。 （6）若希望將被測信號波形的局部突出顯示，則可采用雙時基示波器。 （7）若希望將波形存儲起來，可選擇存儲示波器。 （8）若希望在野外進行示波測量，應(yīng)采用便攜式示波器。,2020/9/24,59,使用前須檢查電網(wǎng)電壓是否與示波器要求的電源電壓一致。通電后需預(yù)熱幾分鐘再調(diào)整各旋鈕。各旋鈕應(yīng)先大致旋在中間位置，以便找到被測信號波形。,3.5.2 示波器的正確使用,1、輝度 使用示波器時，亮點輝度要適中，不宜過亮，且光點不應(yīng)

30、長時間停留在同一點上，以免損壞熒光屏。 2、聚焦 應(yīng)使用光點聚焦，不要用掃描線聚焦。如果用掃描線聚焦，很可能只在垂直方式上聚焦，而在水平方向上并未聚焦。 顯示方波時可能會出現(xiàn)如下圖所示這樣的現(xiàn)象。,2020/9/24,60,3、測量 應(yīng)在示波管屏幕的有效面積內(nèi)進行測量，最好將波形的關(guān)鍵部位移至屏幕中心區(qū)域觀測，這樣可以避免因示波管的邊緣彎曲而產(chǎn)生測量誤差。,4、探頭 探頭要專用，且使用前要校正。將示波器內(nèi)部校正信號（方波信號）經(jīng)探頭接入通道，觀察波形形狀。,2020/9/24,61,3.6 示波器的基本測量實例,返回,3.6.1 模擬示波器測量實例,1、電壓測量,電壓測量換算公式：,電壓測量方

31、法是先在示波器屏幕上測出被測電壓的波形高度，然后和相應(yīng)通道的偏轉(zhuǎn)因數(shù)相乘即可。,測量時應(yīng)注意將偏轉(zhuǎn)因數(shù)的微調(diào)旋鈕置于“校準”位置（順時針旋到底），還要注意輸入探頭衰減開關(guān)的位置。,2020/9/24,62,（2）交流電壓的測量 使用示波器測量電壓的優(yōu)點是在確定其大小的同時可觀察波形是否失真，還可同時顯示其頻率和相位，但示波器只能測出被測電壓的峰值、峰峰值、任意時刻的電壓瞬時值或任意兩點間的電位差值，如要求電壓有效值或平均值，則必須經(jīng)過換算。,（1）直流電壓的測量 示波器測量直流電壓的原理是利用被測電壓在屏幕上呈現(xiàn)一條直線，該直線偏離時間基線（零電平線）的高度與被測電壓的大小成正比的關(guān)系進行的。,2020/9/24,63,、時間測量 時間測量包括測量信號周期（頻率也可由周期計算出），脈沖寬度、前后沿等。,用示波器測量時間時應(yīng)注意時基因數(shù)的微調(diào)應(yīng)置于“校準”位置（順時針旋到底），同時還要注意有沒有掃描擴展。,計算公式：,2020/9/24,64,（1）正弦周期測量 對于周期性信號，周期和頻率互為倒數(shù)，只要測出其中一個量，另一個參量可通過公式求出。,（2）矩形脈沖寬度和上升時間測量 對于同一被測