【正文】 1． 熟悉YB43020B模擬示波器的工作原理；2． 掌握YB43020B模擬示波器調(diào)節(jié)旋鈕的使用；3． 初步掌握用示波器Y軸及軸X偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定。二 實(shí)驗(yàn)原理我們可以把示波器簡單地看成是具有圖形顯示的電壓表。普通的電壓表是在其刻度盤移動(dòng)的指針或數(shù)字顯示來給出信號電壓的測量度數(shù)。而示波器則不同，示波器具有屏幕，它能在屏幕上以圖形的方式顯示信號電壓的隨時(shí)間的變化，即波形。示波器能把非常抽象的，眼睛看不到的電過程，變換成具體的看得見的圖像。因此，使用示波器測量電壓和電流時(shí)，可在顯示被測電壓或電流幅值的同時(shí)，還可顯示波形、頻率、相位。這是其它電壓測量儀表，如電壓表等無法做到的。一般電壓表的讀數(shù)與被測電壓波形有關(guān)，而用示波器測量時(shí)，其精度可不受被測電壓和電流波形形狀的影響。另外，示波器的響應(yīng)速度極快，也沒有指針式儀表所具有的慣性。但是，示波器作定量測試時(shí)，測試值是以屏面上波形幅值所占的垂直刻度值乘Y 軸偏轉(zhuǎn)靈敏度得出的，而屏面上波形幅值所占的垂直刻度值將受到光跡寬度、視差及示波器固有誤差和工作誤差等因素的影響，往往不易精確讀出測試值，這就決定了示波器的測試精度不可能太高。本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖鞘煜な静ㄆ鞲鞴δ苄o的使用，掌握用屏面上波形及屏幕標(biāo)尺測量波形幅值及時(shí)間的方法。示波器使用方法見附錄一。三 實(shí)驗(yàn)器材1. YB43020B 模擬示波器 一臺(tái)2．函數(shù)信號發(fā)生器SP1642B 一臺(tái)2. 直流穩(wěn)壓電源 一臺(tái)2. 輔助實(shí)驗(yàn)電路板 一塊3. 連接導(dǎo)線 若干四 實(shí)驗(yàn)步驟1．按下電源開關(guān)按鈕，調(diào)節(jié)亮度和聚焦旋鈕使掃描線亮度適中、清晰；2．將示波器CH1探頭衰減撥至1，并接至探極校準(zhǔn)信號；示波器耦合方式設(shè)置為直流， 1調(diào)節(jié)垂直、水平位置旋鈕、通道靈敏度選擇開關(guān)及水平旋鈕，使示波器熒光屏上顯示一個(gè)周期完整穩(wěn)定的方波；３．用直流電源測定Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度；將示波器探頭ＣＨ１接至直流穩(wěn)壓電源２Ｖ輸出，、測量被測信號電壓，被測信號電壓(u) =Y1軸偏轉(zhuǎn)靈敏度(v / cm )待測兩點(diǎn)的垂直距離（cm），并填入表１。表1 Y1偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定（直流電壓設(shè)定2V，用萬用表直流電壓檔測量數(shù)據(jù)為準(zhǔn)）4．重復(fù)上述步驟，測量Y2的偏轉(zhuǎn)靈敏度；并將測量結(jié)果填入表2中。表2 Y2偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定（直流電壓設(shè)定2V，用萬用表直流電壓檔測量數(shù)據(jù)為準(zhǔn)）計(jì)算公式： 被測信號電壓(u) =Y1軸偏轉(zhuǎn)靈敏度(v / cm )待測兩點(diǎn)的垂直距離（cm）注意：每換一次靈敏度旋鈕后，必須將耦合方式按鍵設(shè)置為接地，調(diào)水平旋鈕對準(zhǔn)某一水平刻度，然后將耦合方式設(shè)置DC后再測量。 4． 水平偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定將探頭CH2接至信號發(fā)生器輸出端，合上信號發(fā)生器的電源，輸出波形為三角波，幅度調(diào)節(jié)為Upp=1V，按下表要求調(diào)節(jié)信號源頻率，測量結(jié)果填入表3。表3 水平偏轉(zhuǎn)靈敏度的測定2五 實(shí)驗(yàn)報(bào)告及總結(jié)1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量的結(jié)果，分別分析測試誤差，并填入表中； 2 分析誤差產(chǎn)生的原因；3 此次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的置信度如何？并說明實(shí)驗(yàn)的目的是什么？ 3實(shí)驗(yàn)二 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的使用一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉數(shù)字存儲(chǔ)示波器的工作原理； 掌握數(shù)字存儲(chǔ)示波器的使用方法。二、 實(shí)驗(yàn)原理1．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的組成原理數(shù)字示波器將輸入信號數(shù)字化（時(shí)域取樣和幅度量化）后，經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器再重建波形。 數(shù)字示波器具有記憶、存貯被觀察信號功能，又稱為數(shù)字存貯示波器。當(dāng)處于存儲(chǔ)工作模式時(shí)，其工作過程一般分為存儲(chǔ)和顯示兩個(gè)階段。在存儲(chǔ)工作階段 將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號，在邏輯控制電路的控制下依次寫入到RAM中。在顯示工作階段，將數(shù)字信號從存儲(chǔ)器中讀出轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)垂直放大器放大加到CRT的Y偏轉(zhuǎn)板。同時(shí)，CPU的讀地址計(jì)數(shù)脈沖加至D/A轉(zhuǎn)換器，得到一個(gè)階梯波掃描電壓，驅(qū)動(dòng)CRT的X偏轉(zhuǎn)板。 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的組成原理圖2．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的工作方式（1）數(shù)字存儲(chǔ)器的功能—隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM包括信號數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、參考波形存儲(chǔ)器、測量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和顯示緩沖存儲(chǔ)器四種。（2）觸發(fā)工作方式4 1）常態(tài)觸發(fā) —同模擬示波器基本一樣。 2）預(yù)置觸發(fā) —可觀測觸發(fā)點(diǎn)前后不同段落上的波形。（3）測量與計(jì)算工作方式數(shù)字存儲(chǔ)示波器對波形參數(shù)的測量分為自動(dòng)測量和手動(dòng)測量兩種。一般參數(shù)的測量為自動(dòng)測量，特殊值的測量使用手動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行測量。（4）面板按鍵操作方式數(shù)字存儲(chǔ)示波器的面板按鍵分為立即執(zhí)行鍵和菜單鍵兩種。3．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的顯示方式（1）存儲(chǔ)顯示——適于一般信號的觀測。（2）抹跡顯示——適于觀測一長串波形中在一定條件下才會(huì)發(fā)生的瞬態(tài)信號。（3）卷動(dòng)顯示——適于觀測緩變信號中隨機(jī)出現(xiàn)的突發(fā)信號。（4）放大顯示——適于觀測信號波形細(xì)節(jié)。（5）X—Y顯示 (a) 卷動(dòng)顯示 數(shù)字存儲(chǔ)示波器的顯示方式(b) 放大顯示（6）顯示的內(nèi)插插入技術(shù)可以解決點(diǎn)顯示中視覺錯(cuò)誤的問題。主要有線性插入和曲線插入兩種方式。4. 實(shí)時(shí)采樣和等效時(shí)間采樣在現(xiàn)在為止我們所介紹的波形數(shù)字化方法稱為實(shí)時(shí)采樣，這時(shí)所有的采樣點(diǎn)都是按照一個(gè)固定的次序來采集的，這個(gè)波形采樣的次序和采樣點(diǎn)在示波器屏幕上出現(xiàn)的次序是相同的，只要一個(gè)觸發(fā)事件就可以啟動(dòng)全部的采樣動(dòng)作。512345678采樣時(shí)刻 實(shí)時(shí)采樣在很多應(yīng)有場合，實(shí)時(shí)采樣方式所提供的時(shí)間分辨率仍然不能滿足工作的要求，在這些應(yīng)用場合中，要觀查的信號常常是重復(fù)性的，即相同的信號圖形按有規(guī)則的時(shí)間間隔重復(fù)的出現(xiàn)。對于這些信號來說，示波器可以從若干個(gè)連續(xù)信號周期中采集到的多組采樣點(diǎn)來構(gòu)成波形，第一組新的采樣點(diǎn)都是由一個(gè)新的觸發(fā)事件來啟動(dòng)采集的。這成為等效時(shí)間采樣，在這種模式下，一個(gè)觸發(fā)事件到來以后，示波器就采集信號波形的一部分，例如，采集五個(gè)采樣點(diǎn)并將它們存入存儲(chǔ)器，另一個(gè)觸發(fā)事件則用來采集另外五個(gè)采樣點(diǎn)并將其存貯在同一存儲(chǔ)器的不同位置，如此進(jìn)行下去經(jīng)過若干次觸發(fā)事件以后，存儲(chǔ)器順序等效時(shí)間采樣等效時(shí)間采樣的方法采用從重復(fù)性信號的不同的周期取得采樣點(diǎn)來重建這個(gè)重復(fù)性信號的波形，這樣就提高了示波器時(shí)間的分辨率。5. 峰值檢測和平均值檢測 6我們知道，DSO在特定時(shí)刻對輸入信號進(jìn)行采樣，如本章開頭所述，采樣點(diǎn)之間的時(shí)間間隔取決于時(shí)基設(shè)置。如果毛刺的寬度比示波器的示波器分辨率還要小，那么能否捕捉到毛刺就看運(yùn)氣如何了。為了能夠捕捉到毛刺，我們的方法就是峰值檢測或毛刺捕捉。采用峰值檢測的方法時(shí)，示波器將對信號波形的幅度連續(xù)地進(jìn)行監(jiān)測，并由正負(fù)峰值檢測器將信號的峰值幅度暫時(shí)存儲(chǔ)起來。當(dāng)示波器要顯示采樣點(diǎn)的時(shí)候，示波器就將正或負(fù)峰值檢測器保存的峰值進(jìn)行數(shù)字化，并將該峰值檢測器清零。這樣在示波器上就用檢測到的信號的正，負(fù)峰值代替了原來的采樣點(diǎn)數(shù)值。因此，峰值檢測的方法能夠幫助我們發(fā)現(xiàn)由于使用的采樣速率過低而丟失的信號或者由于假象而引起失真的信號峰值檢測的方法對于捕捉調(diào)制信號，例如圖30所示的AM波形，也是非常有用的。為了顯示這類信號，必須將示波器的時(shí)基設(shè)置得和調(diào)制信號在頻率相配合，而在這種信號中，調(diào)制信號的頻率通常在音頻范圍但載波頻率通常在455KHz或者更高。在這種情況下，不使用毛刺捕捉功能，就不能正確地采集信號，而是用毛刺捕捉功能就可以看到類似模式示波器所顯示的波形。示波器上的峰值檢測功能是通過硬件（模擬）峰值檢測器的方法或者快速采樣的方法來實(shí)現(xiàn)的，模擬峰值檢測器是一個(gè)專門的硬件電路，它以電容上電壓的形式存儲(chǔ)信號的峰值，這種缺點(diǎn)是速度比較慢，它通常只能存儲(chǔ)寬度大于幾個(gè)微妙且具有相當(dāng)幅度的毛刺。數(shù)字式峰值檢測器圍繞ADC而構(gòu)成，這時(shí)ADC將以可能的最高采樣速率連續(xù)對信號進(jìn)行采樣，然后將峰值存儲(chǔ)在一個(gè)專門的存儲(chǔ)器中，當(dāng)要顯示采樣點(diǎn)的值時(shí)，存儲(chǔ)的峰值就作為該時(shí)刻的采樣值來使用。數(shù)字式峰值檢測器的優(yōu)點(diǎn)是其速度和數(shù)字化過程的速度一樣快，本書中用作示例的示波器PM3394A就能夠在很低的時(shí)基速率設(shè)置下，如1秒/格，以正確的幅度采集到窄至5ns的毛刺。平均值檢測則是示波器采集幾個(gè)波形，將他們平均，然后顯示最終波形。此模式可減少所顯示信號中的隨機(jī)或無關(guān)噪音。三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備1． 數(shù)字存儲(chǔ)示波器ADS7062C 一臺(tái)2． 函數(shù)信號發(fā)生器SP1642B 一臺(tái)3． 連接導(dǎo)線 若干四、 實(shí)驗(yàn)步驟1．自校正 按下示波器電源開關(guān)按鈕，將所有探頭或?qū)Ь€與輸入連接器斷開。然后按“UTILITY”按鈕，選擇“自校正”，此時(shí)屏幕會(huì)顯示自校正菜單。示波器進(jìn)入自校正狀態(tài)。 注意示波器72．使用默認(rèn)設(shè)置示波器在出廠前被設(shè)置為用于常規(guī)操作，即默認(rèn)設(shè)置?！癉EFAULT SETUP”按鈕為默認(rèn)設(shè)置的功能按鈕，按下“DEFAULT SETUP”按鈕調(diào)出廠家多數(shù)的選項(xiàng)和控制設(shè)置，有的設(shè)置不會(huì)改變。3．使用自動(dòng)設(shè)置將示波器探頭設(shè)置為10，示波器探頭接到示波器的輸入端口（兩各通道均接入）。兩探頭均掛入示波器的測試點(diǎn)上，按下“AUTO”按鈕。通道1和2應(yīng)顯示方波。4．觀測示波器的屏幕顯示區(qū)域 屏幕顯示區(qū)域屏幕顯示區(qū)域中數(shù)字標(biāo)注說明:1) 顯示圖標(biāo)表示采集模式 采樣模式