【正文】 =0光點出現(xiàn)在熒光屏的中心位置。 電子測量原理 第 13頁 2 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) ?電子束在偏轉(zhuǎn)電場作用下的偏轉(zhuǎn)距離與外加偏轉(zhuǎn)電壓成正比： ?示波管的 Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度（單位為 cm/V）： 其倒數(shù)為示波管的 Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)。 FKG1G2 A1 A2Y 偏轉(zhuǎn)板X 偏轉(zhuǎn)板輝度聚焦輔助聚焦+EE熒光屏電子槍偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏電子測量原理 第 10頁 1 電子槍 ? 電子槍的作用是發(fā)射電子并形成很細的高速電子束，它由燈絲 F、陰極 K、柵極 G1和 G2和陽極 A A2組成。 掃描速度的倒數(shù)稱為 “ 時基因素 ” ，它表示單位距離代表的時間，單位為 “ t/cm”或 “ t/div”，時間 t可為 μ s、 ms或 s，在示波器的面板上，通常按“ 5”的順序分成很多檔。 ? 專用示波器是能夠滿足特殊用途的示波器，又稱特種示波器。電子測量原理 第 1頁 第 7章 信號波形測量 概述 CRT顯示原理 通用示波器 取樣示波器 波形存儲及顯示技術(shù) 示波器的基本測試技術(shù) 電子測量原理 第 2頁 概述 示波器的分類 根據(jù)示波器對信號的處理方式的不同可分為模擬、數(shù)字兩大類： ? 1 模擬示波器 —— 采用模擬方式對時間信號進行處理和顯示。 電子測量原理 第 4頁 2 數(shù)字示波器 ? 數(shù)字示波器將輸入信號數(shù)字化（時域取樣和幅度量化）后，經(jīng)由 D/A轉(zhuǎn)換器再重建波形。 電子測量原理 第 7頁 主要技術(shù)指標(biāo) ?3．偏轉(zhuǎn)因素 偏轉(zhuǎn)因素指在輸入信號作用下，光點在熒光屏上的垂直（ Y）方向移動 1cm（即 1格）所需的電壓值，單位為 “ V/cm”、 “ mV/cm”（或 “ V/div”、“ mV/div”）。 ? 通過調(diào)節(jié) G1對 K的負電位可控制電子束的強弱，從而調(diào)節(jié)光點的亮度，即進行 “ 輝度 ” 控制。偏轉(zhuǎn)靈敏度越大，示波管越靈敏。 (b) Ux= 0 、Uy= 常量光點僅在垂直方向偏移 ： Uy為正電壓時，光點從熒光屏的中心往垂直方向上移； Uy為負電壓時，光點從熒光屏的中心往垂直方向下移。 電子測量原理 第 21頁 波形顯示的基本原理 2．顯示任意兩個變量之間的關(guān)系（續(xù)） t012340 1234uytux01234024若兩信號的初相相差 90度，且在 X、 Y方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，在熒光屏上畫出的圖形為圓 。 TsT=Tstt(a)被 測脈沖(b)連 續(xù)掃描，且T=Ts?不能觀測到脈沖細節(jié)電子測量原理 第 26頁 波形顯示的基本原理 5．連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描（續(xù)） ? 選擇掃描周期等于脈沖底寬 時， 觀測者不易觀察波形，而且掃描的同步很難實現(xiàn)。 ? 觀測頻率很低的信號或帶有直流分量的交流信號 時，置 “ DC”檔。 ? 延遲線的輸入級需采用 低輸出阻抗電路驅(qū)動，而 輸出級則采用低輸入阻抗的 緩沖器。 放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACA C 低頻抑制HF REJDC常態(tài) 自動 TV觸發(fā)電平調(diào)節(jié)至掃描發(fā)生器環(huán)觸發(fā)脈沖輸出S1S2S4+S3極性反轉(zhuǎn)電路觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇觸發(fā)極性選擇觸發(fā)方式選擇電子測量原理 第 38頁 通用示波器的水平通道 1．觸發(fā)電路（續(xù)） （ 1）觸發(fā)源選擇 ? 內(nèi)觸發(fā)（ INT）：將 Y前置放大器輸出（延遲線前的被測信號）作為觸發(fā)信號，適用于觀測被測信號。 ? 自動（ AUTO）觸發(fā)方式：有連續(xù)掃描鋸齒波電壓輸出，熒光屏上總能顯示掃描線。 掃描閘門掃描鋸齒波發(fā)生器比較和釋抑電路+ E至X 放大器+ E“穩(wěn)定度”調(diào)節(jié)比較電平觸發(fā)脈沖輸入“增輝”脈沖電子測量原理 第 45頁 通用示波器的水平通道 2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)） ? 閘門電路產(chǎn)生快速上升或下降的閘門信號，閘門信號啟動掃描發(fā)生器工作，產(chǎn)生鋸齒波電壓，同時把閘門信號送到增輝電路，以便在掃描正程加亮掃描的光跡。 uiCRb1ReRc1Rc2Rb2V1V2uo+E電子測量原理 第 48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 密勒（ Miller）積分器是通用示波器中應(yīng)用最廣的一種積分電路。 ? 掃描門的輸入接受三個方面的信號： “ 穩(wěn)定度 ”電位器提供的直流電位；來自釋抑電路的釋抑信號；來自觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖。 — 調(diào)輝：加外調(diào)制信號或時標(biāo)信號，使屏幕顯示的波形發(fā)生相應(yīng)地變化。 uy1uy2ux電子測量原理 第 60頁 雙時基掃描顯示 雙時基示波器有兩個獨立的觸發(fā)和掃描電路，特別適用于在觀察一個脈沖序列的同時，仔細觀察其中一個或部分脈沖的細節(jié)。 ? 從被測信號的許多相鄰波形上取得樣點的方法稱為非實時取樣，或稱為等效取樣。 ? 若 kAβ =1，則取樣電路的輸出電壓值正比于輸入電壓的取樣值。 ? 使 Δ Us變小，可使總點數(shù)增加，即取樣密度變大；但取樣點過多可能導(dǎo)致波形閃爍。 電子測量原理 第 80頁 數(shù)字存儲示波器 1．?dāng)?shù)字存儲示波器的組成原理 衰減器 放大器觸發(fā)電路A/D轉(zhuǎn)換器延遲線存儲器（R A M ）D/A轉(zhuǎn)換器地址計數(shù)器D/A轉(zhuǎn)換器垂直放大器水平放大器掃描發(fā)生器邏輯控制電路（微處理器）輸入外觸發(fā)內(nèi)外實時存儲實時實時存儲存儲至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板電子測量原理 第 81頁 數(shù)字存儲示波器 1．?dāng)?shù)字存儲示波器的組成原理（續(xù)） ? 當(dāng)處于存儲工作模式時，其工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。 （ 4）面板按鍵操作方式 數(shù)字存儲示波器的面板按鍵分為立即執(zhí)行鍵和菜單鍵兩種。 （ 2）能長時間地保存信號 便于觀察單次出現(xiàn)的瞬變信號。 / d ivNft?電子測量原理 第 90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)（續(xù)） （ 3）分辨率 ? 包括垂直分辨率（電壓分辨率）和水平分辨率（時間分辨率）。 ? 多處理器系統(tǒng)：由多個 CPU完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、顯示、人機控制等功能。 （ 3）根據(jù)被測信號的重現(xiàn)方式選擇。 （ 2） X軸通道 —— 包括時基因數(shù)、工作方式、觸發(fā)方式、耦合方式及外觸發(fā)最大輸入電壓等。 （ 7） TIME/DIV掃描時間選擇開關(guān)。 ? 低電容高電阻探頭的校正方法是以良好的方波電壓通過探頭加到示波器，微調(diào)電容 C以達到出現(xiàn)良好的方波。 6）計算被測直流電壓值。 2）將待測信號送至示波器的垂直輸入端。 xAB電子測量原理 第 117頁 用示波器測量時間和頻率 2．測量時間間隔（續(xù)） （ 3）采用雙蹤示波器可測量兩個信號的時間差。 2．捕捉尖峰干擾 ? 適合在較大時基設(shè)定范圍內(nèi)捕捉重復(fù)的尖峰干擾或單脈沖干擾。 1） 測量方法 將被測脈沖直接加到示波器垂直通道 Y的輸入端 ， 波形的垂直方向表示與幅度有關(guān)的參數(shù) ， 水平方向表示與時間有關(guān)參數(shù) 。 22 0r r x rt t t??電子測量原理 第 132頁 ? 普通模擬示波器不能測量單脈沖的參數(shù)，只能測量周期脈沖信號的參數(shù)。 階躍響應(yīng) —— 輸入單位階躍信號時對應(yīng)的系統(tǒng)的輸出 脈沖響應(yīng)的積分為階躍響應(yīng) 階躍響應(yīng)的微分就是脈沖響應(yīng) 電子測量原理 第 138頁 系統(tǒng)脈沖響應(yīng)的直接測量方法 微分器 示波器被測系統(tǒng)單位階躍信號發(fā)生器示波器被測系統(tǒng)單位脈沖信號發(fā)生器被測系統(tǒng) 示波器微分器單位階躍信號發(fā)生器h(t)h(t)h(t)u(t)u(t)階躍響應(yīng))( t?)( t?電子測量原理 第 139頁 3. 反卷積 （ 1） 反卷積定義 已知 y(t)和 x(t)求解 h(t)， 或已知 y(t)和 h(t)求解 x(t) 離散系統(tǒng)的離散卷積或卷積和：已知激勵 x(n)和系統(tǒng)特性用單位樣值響應(yīng) h(n)， 求解輸出響應(yīng) y(n) 離散系統(tǒng)的離散反卷積 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )mmy n x m h n m h m x n m x n h n h n x n??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???( ) ( ) ( 1 / ) ( ) ( ) ( ) ( 1 / ) ( )h t y t x t x t y t h t? ? ? ?或( ) ( ) ( 1 / ) ( ) ( ) ( ) ( 1 / ) ( )h n y n x n x n y n h n? ? ? ?或電子測量原理 第 140頁 （ 2）頻域反卷積法 ? 時域卷積 —— 頻域相乘 時域： 頻域： 有： 頻域反卷積法： ( ) ( ) ( ) ( ) ( )y t x t h t x t h d? ? ?????? ? ? ??( ) ( ) ( )Y j X j H j? ? ??( ) ( )( ) ( )( ) ( )Y j Y jH j X jX j H j?????? 或1 1 1( ) [ ( )]( ) [ ( )]( ) [ ( )]Y j F y th t F H j F FX j F x t???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?1 1 1( ) [ ( )]( ) [ ( )]( ) [ ( )]Y j F y tx t F X j F FH j F h t???? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ?電子測量原理 第 141頁 離散系統(tǒng)的頻域離散反卷積計算公式為 : 式中： ? X(k)為 x(n)的離散頻譜 ， ? Y(k)為 y(n)的離散頻譜 ， ? H(k)為 h(n)的離散頻譜； ? IFFT為快速離散傅立葉變換的反變換 。 ? 2） 示波器： 采用數(shù)字存儲示波器 。 ? 數(shù)字存儲示波器內(nèi)部有計算功能，有些參數(shù)可直接得到測量數(shù)值，如幅度、上升時間、下降時間、脈寬等。 ? ② 測量幅度： ? ③ 其它與幅度有關(guān)參數(shù)測量：從波形上讀出響應(yīng)的刻度值 ， 再比上幅度的刻度值即可 。 ? ?電子測量原理 第 125頁 時域測量技術(shù) ? 電子測量的對象可分為 信號特性 和 系統(tǒng)特性 兩類 ? 同一物理信號和系統(tǒng)特性可以在時間和頻率兩個域內(nèi)描述 ， 因此有 時域 和 頻域 兩種測試方法 。 xAB電子測量原理 第 118頁 用示波器測量相位 1．用雙蹤示波法測量相位 ? 將欲測量的兩個信號 A和 B分別接到示波器的兩個輸入通道。 4）調(diào)節(jié)掃描速度開關(guān)，記錄 值。 4 10 20D C yV h D k? ? ? ? ? ? ?(V) 1251025010050255V mVV/div零電平線顯示波形（直流電壓）電子測量原理 第 110頁 用示波器測量電壓 2．交流電壓的測量 （ 1）測量原理 為被測交流電壓值（峰 峰值）； h為被測交流電壓波峰和波谷的高度或任意兩點間的高度； 為示波器的垂直靈敏度； 為探頭衰減系數(shù)。 為被測直流電壓值， h為被測直流信號線的電壓偏離零電平線的高度； 為示波器的垂直靈敏度， k為探頭衰減系數(shù)。 （ 9） EXT TRIG和 EXT HOR外觸發(fā)和外水平共用輸入端。 電子測量原理 第 102頁 示波器的正確使用 3．通用示波器的面板示意圖 （ 1） CH1（ X）通道 1：垂直輸入端。 （ 5）根據(jù)被測信號的測試重點選擇。然后將 CCD中存儲的信號讀出并進行A/D轉(zhuǎn)換，其結(jié)果存入 RAM。 ? 水平分辨率由存儲器的容量決定，常以屏幕每格含多少