【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸入電路Y1前置放大器Y1門電路電子開關(guān)延遲線Y 后置放大器Y2輸入電路Y2前置放大器Y2門電路至Y偏轉(zhuǎn)板Y1輸入Y2輸入控制信號(hào)電子測(cè)量原理 第 58頁 示波器的多波形顯示 2．多蹤示波（續(xù) ) 交替方式（ ALT）：適合于觀察高頻信號(hào)。 uy1uy2ux電子測(cè)量原理 第 59頁 示波器的多波形顯示 2．多蹤示波（續(xù) ) 斷續(xù)方式（ CHOP）：適用于被測(cè)信號(hào)頻率較低的情況。 uy1uy2ux電子測(cè)量原理 第 60頁 雙時(shí)基掃描顯示 雙時(shí)基示波器有兩個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)和掃描電路，特別適用于在觀察一個(gè)脈沖序列的同時(shí)，仔細(xì)觀察其中一個(gè)或部分脈沖的細(xì)節(jié)。 前置放大 延長(zhǎng)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(cè)量原理 第 61頁 雙時(shí)基掃描顯示 ? 為了能同時(shí)觀測(cè)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。這稱為 A延遲 B。 ? 把 A、 B掃描門產(chǎn)生的增輝脈沖疊加起來，形成合成增輝信號(hào)，用它來給 A通道增輝，則 A通道所顯示的脈沖列中，對(duì)應(yīng) B掃描期間的那個(gè)脈沖 3被加亮，這稱為 B加亮 A。 ? 包括上兩種方式的，被稱為自動(dòng)雙掃描。 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。 ? 取樣分為實(shí)時(shí)取樣和非實(shí)時(shí)取樣兩種。 ? 從一個(gè)信號(hào)波形中取得所有取樣點(diǎn)，來表示一個(gè)信號(hào)波形的方法稱為實(shí)時(shí)取樣。 ? 從被測(cè)信號(hào)的許多相鄰波形上取得樣點(diǎn)的方法稱為非實(shí)時(shí)取樣，或稱為等效取樣。 電子測(cè)量原理 第 64頁 概述 1．取樣的基本概念 實(shí)時(shí)取樣示意圖 取樣脈沖p(t)輸入信號(hào)Vi(t)取樣信號(hào)Vo(t)tt電子測(cè)量原理 第 65頁 概述 1．取樣的基本概念 非實(shí)時(shí)取樣示意圖 tt輸入信號(hào)取樣脈沖取樣信號(hào)經(jīng)放大和延長(zhǎng)電路后的信號(hào)（顯示波形）mTt?2 t? 3 t? 4 t?sT m T t? ? ?12345電子測(cè)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(gè)取樣脈沖的時(shí)間間隔為 ，由于波形包絡(luò)所經(jīng)歷的時(shí)間變長(zhǎng)了，故可用低頻示波器顯示較高頻率的信號(hào)。 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)。 ? 順序進(jìn)行的取樣稱為順序取樣；否則稱為隨機(jī)取樣。 12 ht f??電子測(cè)量原理 第 68頁 概述 3 顯示原理 ? 順序取樣示波器中的水平掃描信號(hào)為階梯波電壓，階梯持續(xù)時(shí)間，階梯數(shù)對(duì)應(yīng)屏幕上顯示的不連續(xù)的光點(diǎn)數(shù)。 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。下圖為常用的閉環(huán)取樣電路組成框圖。 A反饋電路CsCmui(t) S1取樣門取樣脈沖延長(zhǎng)門脈沖S2延長(zhǎng)門+ 至Y 放大器uo(t)?跟隨器交流放大器電子測(cè)量原理 第 71頁 取樣示波器的組成及工作原理 （續(xù)） ? 第一個(gè)取樣脈沖到來時(shí)，取樣門閉合，輸入的被測(cè)信號(hào)對(duì)取樣電容 Cs充電； ? 然后該電壓被送到交流放大器 A放大，在延長(zhǎng)門閉合期間對(duì)保持電容 Cm充電； ? 最后保持電壓經(jīng)過反饋電路送回取樣電容 Cs，故取樣電容 Cs上最終得到的電壓為 （ K為取樣門的傳輸函數(shù)）。 ? 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。 1c s iu KA u??電子測(cè)量原理 第 72頁 取樣示波器的組成及工作原理 （續(xù)） ? 第二個(gè)取樣脈沖到來時(shí)，取樣門閉合，輸入的被測(cè)信號(hào)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(hào)疊加，得到 uo2為 ? 取樣電路的輸出是由離散的、與被測(cè)信號(hào)成正比的階梯波構(gòu)成的。 ? ?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。 ? 下圖為階梯波發(fā)生器框圖： 快斜波發(fā)生器水平放大器電壓比較器觸發(fā)脈沖階梯波發(fā)生器取樣脈沖發(fā)生器泵發(fā)生器至取樣門至X偏轉(zhuǎn)板電子測(cè)量原理 第 74頁 取樣示波器的組成及工作原理 （續(xù)） 圖示波形說明了步進(jìn)脈沖發(fā)生器的工作過程 觸發(fā)脈沖t? 2 t? 3 t?sT m T t? ? ?步進(jìn)延遲脈沖快斜波、階梯波mT1 2 3 4電子測(cè)量原理 第 75頁 取樣示波器的組成及工作原理 （ 1）取樣示波器的帶寬 ? 要提高取樣示波器的帶寬，取樣門用元件的高頻特性要足夠好；其次取樣脈沖本身要足夠窄。 ? 取樣脈沖通常有兩種形式：規(guī)則脈沖和尖三角脈沖。 ? 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。 30 .4 4 ~ 0 .6 4dBf ??電子測(cè)量原理 第 76頁 取樣示波器的組成及工作原理 （續(xù)） （ 2）取樣密度 ? 指電路掃描時(shí)，在示波器屏幕 X軸上顯示的被測(cè)信號(hào)每格所對(duì)應(yīng)的取樣點(diǎn)數(shù)，常用每厘米的光點(diǎn)數(shù)來表示。 ? 屏幕上的光點(diǎn)總數(shù)為 （ Us為 X方向最大偏轉(zhuǎn)電壓； Δ us為階梯波每級(jí)上升的電壓）。 ? 使 Δ Us變小，可使總點(diǎn)數(shù)增加，即取樣密度變大；但取樣點(diǎn)過多可能導(dǎo)致波形閃爍。 ssUnU? ?電子測(cè)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(cè)信號(hào)經(jīng)歷時(shí)間與水平方向展寬的距離比。 ? 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。 1 sFFUtTNU? ? ?Us為 X方向最大偏轉(zhuǎn)電壓； N為 X軸偏轉(zhuǎn)格數(shù)；為快斜波的斜率。 電子測(cè)量原理 第 78頁 波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù) 波形模擬存儲(chǔ)技術(shù)和記憶示波器 模擬記憶示波器是利用記憶示波管的波形記憶（存儲(chǔ)）特性實(shí)現(xiàn)波形較長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ) ，其核心是記憶示波管： KG A1A2G11G12G21G22K1K2收集極 存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)柵網(wǎng)熒光屏Y X寫入電子槍 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 讀出電子槍 記憶與顯示記錄系統(tǒng) 泛射系統(tǒng)電子測(cè)量原理 第 79頁 波形模擬存儲(chǔ)技術(shù)和記憶示波器 ? 示波管內(nèi)有兩種電子槍，一種稱為寫入槍，另一種稱為讀出槍。 ? 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。 ? 寫入槍發(fā)射電子束，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)功能。 ? 讀出時(shí)，在那些被記錄槍電子束掃描過的區(qū)域，讀出槍發(fā)出的泛射電子可以通過柵網(wǎng)而到達(dá)熒光屏，從而顯示波形。 電子測(cè)量原理 第 80頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 1．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)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(chǔ)器（R A M ）D/A轉(zhuǎn)換器地址計(jì)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(shí)時(shí)存儲(chǔ)實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)存儲(chǔ)至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板電子測(cè)量原理 第 81頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 1．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的組成原理（續(xù)） ? 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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號(hào)，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(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。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， 電子測(cè)量原理 第 82頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 2．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)式波器的工作方式 （ 1）數(shù)字存儲(chǔ)器的功能 — 隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM包括信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、參考波形存儲(chǔ)器、測(cè)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 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(cè)觸發(fā)點(diǎn)前后不同段落上的波形。 電子測(cè)量原理 第 83頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 2．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)式波器的工作方式（續(xù)） （ 3）測(cè)量與計(jì)算工作方式 數(shù)字存儲(chǔ)示波器對(duì)波形參數(shù)的測(cè)量分為自動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)測(cè)量?jī)煞N。一般參數(shù)的測(cè)量為自動(dòng)測(cè)量，特殊值的測(cè)量使用手動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行測(cè)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。 電子測(cè)量原理 第 84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 （ 1）存儲(chǔ)顯示 —— 適于一般信號(hào)的觀測(cè)。 （ 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)。 （ 3）卷動(dòng)顯示 —— 適于觀測(cè)緩變信號(hào)中隨機(jī)出現(xiàn)的突發(fā)信號(hào)。 電子測(cè)量原理 第 85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 （ 4）放大顯示 —— 適于觀測(cè)信號(hào)波形細(xì)節(jié)。 （ 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。 ? 主要有線性插入和曲線插入兩種方式。 電子測(cè)量原理 第 87頁 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 4．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的特點(diǎn) （ 1）波形的采樣 /存儲(chǔ)與波形的顯示是獨(dú)立的 因而可以無閃爍地觀測(cè)極慢變化信號(hào) ；對(duì)于觀測(cè)極快信號(hào)來說，數(shù)字存儲(chǔ)示波器可采用低速顯示。 （ 2）能長(zhǎng)時(shí)間地保存信號(hào) 便于觀察單次出現(xiàn)的瞬變信號(hào)。 （ 3）先進(jìn)的觸發(fā)功能 不僅能顯示觸發(fā)后的信號(hào)，而且能顯示觸發(fā)前的信號(hào)。 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。 （ 5）很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力 內(nèi)含微處理器，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種波形參數(shù)的測(cè)量與顯示；還具有自檢與自校等多種自動(dòng)操作功能。 （ 6）外部數(shù)據(jù)通信接口 可以很方便地將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)或其他的外部設(shè)備，