【正文】 個(gè)取樣點(diǎn)或用百分?jǐn)?shù)來表示。 電子測(cè)量原理 第 88頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 4．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的特點(diǎn)（續(xù)） （ 4）測(cè)量準(zhǔn)確度高 采用了晶振和高分辨率 A/D轉(zhuǎn)換器。 （ 2）抹跡顯示 —— 適于觀測(cè)一長(zhǎng)串波形中在一定條件下才會(huì)發(fā)生的瞬態(tài)信號(hào)。 ? 在顯示工作階段，將數(shù)字信號(hào)從存儲(chǔ)器中讀出轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，經(jīng)垂直放大器放大加到 CRT的 Y偏轉(zhuǎn)板。 ? 在取樣示波器中，雖然在屏幕上顯示 n個(gè)亮點(diǎn)需要 n（ mT+Δ t）的時(shí)間，但它等效于被測(cè)信號(hào)經(jīng)過了 nΔ t的時(shí)間。 ? ?2 1 2 1 2o i i i iu K A u K A u u K A u? ? ? ?電子測(cè)量原理 第 73頁 取樣示波器的組成及工作原理 ? X通道主要包括觸發(fā)、放大、分頻單元、快斜波發(fā)生器、比較器、階梯波發(fā)生器和 X放大器。 輸入信號(hào) 輸出信號(hào)Vi(t) Vo(t)取樣脈沖p(t)取樣門RCSsT mT t? ? ?電子測(cè)量原理 第 67頁 概述 2．取樣原理（續(xù)） ? 步進(jìn)間隔 Δ t與信號(hào)最高頻率 fh應(yīng)滿足取樣定理 ? 非實(shí)時(shí)采樣只適用于周期性信號(hào)。這稱為 A延遲 B。 電子測(cè)量原理 第 56頁 示波器的多波形顯示 1．多線示波 ? 利用多槍電子管來實(shí)現(xiàn)的。 ? 在此掃描方式下，通過 “ 穩(wěn)定度 ” 調(diào)節(jié)，使閘門電路的靜態(tài)工作電平高于上觸發(fā)電平 E1，則不論是否有觸發(fā)脈沖，掃描閘門都將輸出閘門信號(hào)。 ? 熒光屏上單位長(zhǎng)度所代表的時(shí)間為示波器的掃描速度 （ t/cm）， x： 光跡在水平方向偏轉(zhuǎn)的距離； t：偏轉(zhuǎn) x距離所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。 電子測(cè)量原理 第 46頁 通用示波器的水平通道 2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)） （ 1）掃描方式選擇：包括連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描。 電子測(cè)量原理 第 41頁 通用示波器的水平通道 1．觸發(fā)電路（續(xù)） （ 4）觸發(fā)極性選擇和觸發(fā)電平調(diào)節(jié) ? 觸發(fā)極性和觸發(fā)電平?jīng)Q定觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，并決定被顯示信號(hào)的起始點(diǎn)。 ? 電源觸發(fā)（ LINE）：用 50Hz的工頻正弦信號(hào)作為觸發(fā)源，適用于觀測(cè)與 50Hz交流有同步關(guān)系的信號(hào)。 ? Y輸出放大器應(yīng)具有穩(wěn)定的增益、較高的輸入阻抗、足夠?qū)挼念l帶、較小的諧波失真 。 ? Y前置放大器大都采用差分放大電路，輸出一對(duì)平衡的交流電壓。 Tstt(a )被測(cè) 脈沖?(d )觸發(fā) 掃描掃描 等待能較好地觀測(cè)脈沖電子測(cè)量原理 第 28頁 波形顯示的基本原理 6．掃描過程的增輝 為了使回掃產(chǎn)生的 波形不在熒光屏上顯示， 可以設(shè)法在掃描正程 期間，給示波器增輝。 ? 光點(diǎn)在鋸齒波作用下掃動(dòng)的過程稱為 “ 掃描 ” ，能實(shí)現(xiàn)掃描的鋸齒波電壓稱為掃描電壓，光點(diǎn)自左向右的連續(xù)掃動(dòng)稱為 “ 掃描正程 ” ，自熒光屏的右端迅速返回左端起掃點(diǎn)的過程稱為 “ 掃描逆程 ” 。 (d) Ux= 常量、Uy= 常量當(dāng)兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板上同時(shí)加固定的正電壓時(shí)，光點(diǎn)位置應(yīng)為兩電壓的矢量合成。 2 yalSyVbV?l為偏轉(zhuǎn)板的長(zhǎng)度； S為偏轉(zhuǎn)板中心到屏幕中心的距離； b為偏轉(zhuǎn)板間距； Va為陽極 A2上的電壓。 電子測(cè)量原理 第 11頁 1 電子槍 ? 電子束聚焦的原理是，電子從陰極 K發(fā)射，經(jīng) GG A A2聚焦和加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 偏轉(zhuǎn)因素的倒數(shù)稱為 “ （偏轉(zhuǎn)）靈敏度 ” 。 ? 根據(jù)取樣方式不同，數(shù)字示波器又可分為實(shí)時(shí)取樣、隨機(jī)取樣和順序取樣三大類。 電子測(cè)量原理 第 3頁 1 模擬示波器 ? 模擬示波器可分為通用示波器、多束示波器、取樣示波器、記憶示波器和專用示波器等。 ? 取樣示波器可以用較低頻率的示波器測(cè)量高頻信號(hào)。 頻帶寬度 BW與上升時(shí)間 tr的關(guān)系可近似表示為 [ ] , [ ] 10[ ] [ ]rrt s t nsBW M Hz BW M Hz? ? ? ?或電子測(cè)量原理 第 6頁 主要技術(shù)指標(biāo) ?2．掃描速度 掃描速度是指熒光屏上單位時(shí)間內(nèi)光點(diǎn)水平移動(dòng)的距離，單位為 “ cm/s”。 ?6．觸發(fā)源選擇方式 觸發(fā)源是指用于提供產(chǎn)生掃描電壓的同步信號(hào)來源，一般有內(nèi)觸發(fā)（ INT）、外觸發(fā)（ EXT）、電源觸發(fā)（ LINE）三種。 ? 當(dāng)有外加電壓作用時(shí)，偏轉(zhuǎn)板之間形成電場(chǎng)；在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(gè)坐標(biāo)位置。因此在示波器開啟后不使用的時(shí)間內(nèi)，可將 “ 輝度 ”調(diào)暗。 電子測(cè)量原理 第 19頁 波形顯示的基本原理 1．顯示隨時(shí)間變化的圖形（續(xù)） （ 3） Y偏轉(zhuǎn)板加 正弦波信號(hào)電壓， X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波 電壓，熒光屏上 將顯示出被測(cè)信 號(hào)隨時(shí)間變化的 一個(gè)周期的波 形曲線。 電子測(cè)量原理 第 24頁 波形顯示的基本原理 4．同步的概念（續(xù)） （ 2） Tx≠nT y(n為正 整數(shù) )，即不滿足同 步關(guān)系時(shí)，顯示的 波形不穩(wěn)定。 電子測(cè)量原理 第 31頁 通用示波器 （ 2）輸入耦合方式 ? 輸入耦合方式設(shè)有 AC、 GND、 DC三檔選擇開關(guān)。 電子測(cè)量原理 第 33頁 通用示波器的垂直通道 3．延遲線 觸發(fā)掃描時(shí)，掃描的開始時(shí)間總是滯后于被觀測(cè)脈沖一段時(shí)間，這樣，脈沖的上升過程就無法被完整地顯示出來。 電子測(cè)量原理 第 36頁 通用示波器的水平通道 水平通道包括觸發(fā)電路、掃描電路和水平放大器等部分，其 主要任務(wù)是產(chǎn)生隨時(shí)間線性變化的掃描電壓，再放大到足夠的幅度，然后輸出到水平偏轉(zhuǎn)板，使光點(diǎn)在熒光屏的水平方向達(dá)到滿偏轉(zhuǎn)。 ? “ AC低頻抑制 ” 耦合：用于觀察含有低頻干擾的信號(hào)。 電子測(cè)量原理 第 42頁 通用示波器的水平通道 （ 4）觸發(fā)極性選擇和觸發(fā)電平調(diào)節(jié) ( a ) 正電平、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(cè)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(duì)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行放大、整形，以滿足觸發(fā)信號(hào)的要求。 3）使雙蹤示波器工作于交替狀態(tài)。它決定掃描的終止時(shí)刻。 ? X放大器的輸入端置于 “ 內(nèi) ” 時(shí)， X放大器放大掃描信號(hào)；置于 “ 外 ” 時(shí)，水平放大器放大由面板上 X輸入端直接輸入的信號(hào)。 電子測(cè)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(gè)波形。 電子測(cè)量原理 第 62頁 雙時(shí)基掃描顯示 1234輸入信號(hào)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(cè)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(cè)波形上取得樣點(diǎn)的過程。 輸入信號(hào)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(cè)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(zhǎng)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(hào)發(fā)生器至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板電子測(cè)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(zhǎng)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。 ? 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。 ? 在記錄波形之前，首先對(duì)存儲(chǔ)柵網(wǎng)進(jìn)行清除，清除網(wǎng)上的電子。 2）預(yù)置觸發(fā) — 可觀測(cè)觸發(fā)點(diǎn)前后不同段落上的波形。 （ 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(dòng)顯示 ( b ) 放大顯示電子測(cè)量原理 第 86頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 3．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)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(cuò)誤的問題。 電子測(cè)量原理 第 89頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 5．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）最高取樣速率 ? 指單位時(shí)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。 電子測(cè)量原理 第 92頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 6．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)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(cè)量原理 第 98頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 ７．高速信號(hào)采集技術(shù)（續(xù)） （ 4）多通道組合 將多個(gè)通道的采集能力均用于一個(gè)通道對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集。 （ 3）亮度不宜開得過高，且亮點(diǎn)不宜長(zhǎng)期停留在固定位置，不觀測(cè)波形時(shí)，應(yīng)該將輝度調(diào)暗。 （ 4） VERT MODE：垂直方式選擇開關(guān)。 電子測(cè)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(cè)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(cè)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。 3） 確定零電平線 。 正弦信號(hào)的峰 峰值為 正弦信號(hào)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(cè)量原理 第 112頁 用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率 1．測(cè)量周期和頻率 （ 1）測(cè)量原理 ? 被測(cè)交流信號(hào)的周期 （ x為被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)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。 xD電子測(cè)量原理 第 114頁 用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率 1．測(cè)量周期和頻率（續(xù)） 例 73 熒光屏上的波形如圖所示，信號(hào)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(cè)信號(hào)的周期。 x1x2xT電子測(cè)量原理 第 120頁 用示波器測(cè)量相位 2．用李沙育圖形法測(cè)量頻率或相位 （ 1）測(cè)量頻率 ? 示波器工作于 XY方式下 ， 將頻率已知的信號(hào)與頻率未知的信號(hào)加到示波器的兩個(gè)輸入端 ， 調(diào)節(jié)已知信號(hào)的頻率 ， 使熒光屏上得到李沙育圖形 ，由此可測(cè)出被測(cè)信號(hào)的頻率 。 Tt fV ( f )τ1/ τ 2/ τ時(shí)域中的重復(fù)脈沖 頻域中的脈沖串頻譜V ( t )電子測(cè)量原理 第 126頁 使用時(shí)域測(cè)量技術(shù)及 FFT算法求信號(hào)的頻譜 方法： ? 在一個(gè)時(shí)間段中對(duì)被測(cè)信號(hào) x(t)進(jìn)行采樣 （ 采樣次數(shù)為m） ， 對(duì)采樣值進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換 ， 得到時(shí)間和幅值均離散的序列 x(n)； ? 對(duì) x(n)作快速傅立葉變換 （ FFT） ， X(k)為 x(n)的復(fù)頻譜 ，有 m個(gè)復(fù)數(shù)值； ? 由 X(k)可計(jì)算得到幅度譜和相位譜。 ? 與時(shí)間有關(guān)的測(cè)量誤差來源主要有：示波器的建立時(shí)間（ 帶寬 ） 、 時(shí)基不準(zhǔn)確 、 上下基線的判別不準(zhǔn) 、 讀數(shù)誤差等 。 ? 3） 橢圓法 將被測(cè)調(diào)幅信號(hào)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(cè)量 a、 b長(zhǎng)度計(jì)算