【正文】 電平、正極性 ( b ) 正電平、負(fù)極性( c ) 負(fù)電平、負(fù)極性 ( d ) 負(fù)電平、正極性電子測量原理 第 43頁 通用示波器的水平通道 1．觸發(fā)電路（續(xù)） （ 5）放大整形電路 ? 放大整形電路的作用是 對觸發(fā)信號進(jìn)行放大、整形，以滿足觸發(fā)信號的要求。 ? 釋抑電路起到了穩(wěn)定掃描鋸齒波的形成、防止干擾和誤觸發(fā)的作用，確保每次掃描都在觸發(fā)源信號的同樣的起始電平上開始以獲得穩(wěn)定的圖象。 3）使雙蹤示波器工作于交替狀態(tài)。 01 , 0 ~oEEV d t t tC R R C? ?? ? ??來自掃描閘門+RC+E掃描鋸齒波輸出Vo? ?電子測量原理 第 49頁 通用示波器的水平通道 2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)） （ 3）積分器 ? 積分器產(chǎn)生的鋸齒波電壓被送入 X放大器中放大，再加至水平偏轉(zhuǎn)板。它決定掃描的終止時刻。 1）觸發(fā)掃描過程： 電子測量原理 第 52頁 通用示波器的水平通道 2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)） （ 4）比較和釋抑電路 E1E0E2Er來自比較電路的參考電平（比較電平）掃描發(fā)生器輸出Vo上觸發(fā)電平下觸發(fā)電平通過“穩(wěn)定度”調(diào)節(jié)的靜態(tài)工作電平E0觸發(fā)脈沖12 345抑制期回掃期開始下一次掃描跟隨Vo6釋放閘門輸出疊加后的閘門輸入電子測量原理 第 53頁 通用示波器的水平通道 2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)） （ 4）比較和釋抑電路 2）連續(xù)掃描。 ? X放大器的輸入端置于 “ 內(nèi) ” 時， X放大器放大掃描信號；置于 “ 外 ” 時，水平放大器放大由面板上 X輸入端直接輸入的信號。 3．校準(zhǔn)信號發(fā)生器 — 可產(chǎn)生幅度和頻率準(zhǔn)確的基準(zhǔn)方波信號，為儀器本身提供校準(zhǔn)信號源。 電子測量原理 第 57頁 示波器的多波形顯示 2．多蹤示波 “ Y1”通道（ CH1）、 “ Y2”通道（ CH2）和疊加方式（ CH1+CH2）都只顯示一個波形。 前置放大 延長線Y 后置放大A 觸發(fā) A 掃描電子開關(guān)X 放大電壓比較B 觸發(fā)選擇門Y 線光跡分離電路+B 掃描RPY 輸入A 增輝B 增輝1234電子測量原理 第 61頁 雙時基掃描顯示 ? 為了能同時觀測脈沖列的全貌及其中某一部分的細(xì)節(jié)，設(shè)立電子開關(guān)，把兩套掃描電路的輸出交替地接人 X放大器。 電子測量原理 第 62頁 雙時基掃描顯示 1234輸入信號A 觸發(fā)A 掃描延遲觸發(fā)電平B 觸發(fā)B 掃描A 增輝B 增輝合成增輝電子測量原理 第 63頁 取樣示波器 概述 1．取樣的基本概念 ? 取樣就是從被測波形上取得樣點(diǎn)的過程。 電子測量原理 第 64頁 概述 1．取樣的基本概念 實(shí)時取樣示意圖 取樣脈沖p(t)輸入信號Vi(t)取樣信號Vo(t)tt電子測量原理 第 65頁 概述 1．取樣的基本概念 非實(shí)時取樣示意圖 tt輸入信號取樣脈沖取樣信號經(jīng)放大和延長電路后的信號（顯示波形）mTt?2 t? 3 t? 4 t?sT m T t? ? ?12345電子測量原理 第 66頁 概述 2．取樣原理 ? 核心電路取樣保持器示意圖 ? 兩個取樣脈沖的時間間隔為 ，由于波形包絡(luò)所經(jīng)歷的時間變長了，故可用低頻示波器顯示較高頻率的信號。 輸入信號Y 放大器輸出tmTt?2 t? 3 t? 4 t?sT m T t? ? ?12345tX 放大器輸出（掃描階梯波電壓）電子測量原理 第 69頁 取樣示波器的組成及工作原理 延遲線取樣電路觸發(fā)電路Y延長門垂直放大器水平放大器步進(jìn)脈沖發(fā)生器Y輸 入外觸發(fā)內(nèi)外掃描信號發(fā)生器至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板電子測量原理 第 70頁 取樣示波器的組成及工作原理 垂直通道由延遲線、延長門和 Y放大器等電路組成，最關(guān)鍵的電路是取樣電路，它產(chǎn)生正比于取樣值的階梯電壓。 1c s iu KA u??電子測量原理 第 72頁 取樣示波器的組成及工作原理 （續(xù)） ? 第二個取樣脈沖到來時，取樣門閉合，輸入的被測信號與 cs上的電壓 ui1之差給取樣電容 Cs充電，充電的電壓值經(jīng)過傳遞系數(shù) K和增益 A后，將在保持電容上與前一次的輸出信號疊加，得到 uo2為 ? 取樣電路的輸出是由離散的、與被測信號成正比的階梯波構(gòu)成的。 ? 取樣門的最高工作頻率為 （ τ 為取樣脈沖底寬），即與取樣脈沖底邊的寬度成反比。 ssUnU? ?電子測量原理 第 77頁 取樣示波器的組成及工作原理 （續(xù)） （ 3）等效掃速 ? 等效掃速定義為被測信號經(jīng)歷時間與水平方向展寬的距離比。 ? 在記錄波形之前，首先對存儲柵網(wǎng)進(jìn)行清除，清除網(wǎng)上的電子。 ? 在存儲工作階段，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。 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。 電子測量原理 第 84頁 數(shù)字存儲示波器 3．?dāng)?shù)字存儲示波器的顯示方式 （ 1）存儲顯示 —— 適于一般信號的觀測。 （ 5） X— Y顯示 新波形到來 移出，消逝 輸入波形 放大顯示波形( a ) 卷動顯示 ( b ) 放大顯示電子測量原理 第 86頁 數(shù)字存儲示波器 3．?dāng)?shù)字存儲示波器的顯示方式 （ 6）顯示的內(nèi)插 ? 插入技術(shù)可以解決點(diǎn)顯示中視覺錯誤的問題。 （ 3）先進(jìn)的觸發(fā)功能 不僅能顯示觸發(fā)后的信號，而且能顯示觸發(fā)前的信號。 電子測量原理 第 89頁 數(shù)字存儲示波器 5．?dāng)?shù)字存儲示波器的主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）最高取樣速率 ? 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。 ? 垂直分辨率與 A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率相對應(yīng)，常以屏幕每格的分級數(shù) (級／ div)或百分?jǐn)?shù)來表示。 電子測量原理 第 92頁 數(shù)字存儲示波器 6．?dāng)?shù)字存儲示波器的主要部件及要求 （ 1）高速 A/D轉(zhuǎn)換器 1）并行比較式 ADC 采用直接比較原理， 轉(zhuǎn)換速度快， 有閃爍式 A/D （ Flash A/D）之稱。 電子測量原理 第 96頁 數(shù)字存儲示波器 ７．高速信號采集技術(shù) （ 1） CCD器件和 A/D相結(jié)合 對被測信號進(jìn)行非實(shí)時取樣后借助 CCD進(jìn)行信號的模擬存儲。 電子測量原理 第 98頁 數(shù)字存儲示波器 ７．高速信號采集技術(shù)（續(xù)） （ 4）多通道組合 將多個通道的采集能力均用于一個通道對被測信號進(jìn)行采集。 （ 4）根據(jù)被測信號是否含有交直流成分選擇。 （ 3）亮度不宜開得過高，且亮點(diǎn)不宜長期停留在固定位置，不觀測波形時，應(yīng)該將輝度調(diào)暗。 （ 3）主機(jī) —— 包括 顯示尺寸 、 后加速陽極電壓 、 校準(zhǔn)信號 等。 （ 4） VERT MODE：垂直方式選擇開關(guān)。 電子測量原理 第 103頁 示波器的正確使用 3．通用示波器的面板示意圖（續(xù)） （ 8） SWEEP MODE掃描方式選擇開關(guān)。 電子測量原理 第 104頁 示波器的正確使用 3．通用示波器的面板示意圖（續(xù)） 電子測量原理 第 105頁 示波器的正確使用 4．探頭的正確使用 常見探頭為低電容高電阻探頭： vivoR RiCCiZ1Z2C0輸入探頭示波器最佳補(bǔ)償過補(bǔ)償欠補(bǔ)償顯示波形電子測量原理 第 106頁 示波器的正確使用 4．探頭的正確使用（續(xù)） ? 低電容探頭的應(yīng)用使輸入阻抗大大提高，特別是輸入電容大大減小。 電子測量原理 第 107頁 用示波器測量電壓 1．直流電壓的測量 （ 1）測量原理 利用被測電壓在屏幕上呈現(xiàn)的直線偏離時間基線（零電平線）的高度與被測電壓的大小成正比的關(guān)系進(jìn)行的。 3） 確定零電平線 。 電子測量原理 第 109頁 用示波器測量電壓 1．直流電壓的測量（續(xù)） 例 71 示波器測直流電壓及垂直靈敏度開關(guān)示意圖如圖所示， h=4cm、 V/cm、若 k=10： 1，求被測直流電壓值。 正弦信號的峰 峰值為 正弦信號的有效值為 1251025010050255V mVV/div零電平線顯示波形（交流電壓）8 1 1 8VP P yV h D k? ? ? ? ? ? ? ?8 2 . 32 2 2 2 2P P PVVV ?? ? ? ?V 電子測量原理 第 112頁 用示波器測量時間和頻率 1．測量周期和頻率 （ 1）測量原理 ? 被測交流信號的周期 （ x為被測交流信號的一個周期在熒光屏水平方向所占距離； 為示波器的掃描速度； 為 X軸擴(kuò)展倍率。 3）將示波器的輸入耦合開關(guān)置于 “ AC”位置。 xD電子測量原理 第 114頁 用示波器測量時間和頻率 1．測量周期和頻率（續(xù)） 例 73 熒光屏上的波形如圖所示，信號一周期 7cm，掃描速度開關(guān)置于 “ 10ms/cm”位置，掃描擴(kuò)展置于 “ 拉出 10”位置，求被測信號的周期。將B脈沖的起點(diǎn)左移 1格，讀出兩被測信號起始點(diǎn)時間的水平距離。 x1x2xT電子測量原理 第 120頁 用示波器測量相位 2．用李沙育圖形法測量頻率或相位 （ 1）測量頻率 ? 示波器工作于 XY方式下 ， 將頻率已知的信號與頻率未知的信號加到示波器的兩個輸入端 ， 調(diào)節(jié)已知信號的頻率 ， 使熒光屏上得到李沙育圖形 ，由此可測出被測信號的頻率 。 3．非電信號測試 ? 只要配有適當(dāng)?shù)膫鞲衅骶湍軠y量振動、加速度、角度、位移、功率以及壓力等機(jī)電參數(shù)。 Tt fV ( f )τ1/ τ 2/ τ時域中的重復(fù)脈沖 頻域中的脈沖串頻譜V ( t )電子測量原理 第 126頁 使用時域測量技術(shù)及 FFT算法求信號的頻譜 方法： ? 在一個時間段中對被測信號 x(t)進(jìn)行采樣 （ 采樣次數(shù)為m） ， 對采樣值進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換 ， 得到時間和幅值均離散的序列 x(n)； ? 對 x(n)作快速傅立葉變換 （ FFT） ， X(k)為 x(n)的復(fù)頻譜 ，有 m個復(fù)數(shù)值； ? 由 X(k)可計(jì)算得到幅度譜和相位譜。 ? ① 確定出脈沖的頂值和底值 （ 即幅值的 100％ 和 0％ 的基線位置 ） 。 ? 與時間有關(guān)的測量誤差來源主要有：示波器的建立時間（ 帶寬 ） 、 時基不準(zhǔn)確 、 上下基線的判別不準(zhǔn) 、 讀數(shù)誤差等 。 ? 數(shù)字存儲示波器對單脈沖和周期脈沖信號參數(shù)都能測量。 ? 3） 橢圓法 將被測調(diào)幅信號用 RC移相電路移相后 ， 加至示波器的 X和 Y輸入端 ， 示波器工作在 XY方式下 ， 測量 a、 b長度計(jì)算 。 ( ) [ ( )]( ) [ ( )]( ) [ ( )]Y k F F T y nh n IF F T H k IF F T IF F TX k F F T x n? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?( ) [ ( )]( ) [ ( )]( ) [ ( )]Y k F F T y nx n IF F T X k IF F T IF F TH k F F T h n? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?電子測量原理 第 142頁 ? 1） 脈沖信號源： 是一個廣譜信號源 ， 可分為兩類：以脈沖與階躍信號為主的基帶脈沖；對連續(xù)波開關(guān)調(diào)制形成的射頻脈沖