【文章內容簡介】 輸入電路Y1前置放大器Y1門電路電子開關延遲線Y后 置放大器Y2輸入電路Y2前置放大器Y2門電路至Y偏轉板Y1輸入Y2輸入控制信號電子測量原理 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。 uy1uy2ux電子測量原理 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）：適用于被測信號頻率較低的情況。 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)。 前置放大 延長線Y 后置放大A 觸發(fā) A 掃描電子開關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節(jié)，設立電子開關，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掃描門產生的增輝脈沖疊加起來，形成合成增輝信號，用它來給 A通道增輝，則 A通道所顯示的脈沖列中，對應 B掃描期間的那個脈沖 3被加亮，這稱為 B加亮 A。 ? 包括上兩種方式的，被稱為自動雙掃描。 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的過程。 ? 取樣分為實時取樣和非實時取樣兩種。 ? 從一個信號波形中取得所有取樣點，來表示一個信號波形的方法稱為實時取樣。 ? 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。 電子測量原理 第 64頁 概述 1．取樣的基本概念 實時取樣示意圖 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 非實時取樣示意圖 tt輸入信號取樣脈沖取樣信號經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 ，由于波形包絡所經歷的時間變長了，故可用低頻示波器顯示較高頻率的信號。 輸入信號 輸出信號Vi(t) Vo(t)取樣脈沖p(t)取樣門RCSsT mT t? ? ?電子測量原理 第 67頁 概述 2．取樣原理（續(xù)） ? 步進間隔 Δt與信號最高頻率 fh應滿足取樣定理 ? 非實時采樣只適用于周期性信號。 ? 順序進行的取樣稱為順序取樣；否則稱為隨機取樣。 12 ht f??電子測量原理 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為階梯波電壓，階梯持續(xù)時間，階梯數對應屏幕上顯示的不連續(xù)的光點數。 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脈沖發(fā)生器Y 輸入外觸發(fā)內外掃描信號發(fā)生器至X偏轉板至Y偏轉板電子測量原理 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，最關鍵的電路是取樣電路，它產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門脈沖S2延長門+ 至Y 放大器uo(t)?跟隨器交流放大器電子測量原理 第 71頁 取樣示波器的組成及工作原理 （續(xù)） ? 第一個取樣脈沖到來時，取樣門閉合，輸入的被測信號對取樣電容 Cs充電； ? 然后該電壓被送到交流放大器 A放大，在延長門閉合期間對保持電容 Cm充電； ? 最后保持電壓經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）。 ? 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 K A 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，充電的電壓值經過傳遞系數 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成的。 ? ?2 1 2 1 2o i i i iu K A u K A u u K A u? ? ? ?電子測量原理 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偏轉板電子測量原理 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? ? ?步進延遲脈沖快斜波、階梯波mT1 2 3 4電子測量原理 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，在示波器屏幕 X軸上顯示的被測信號每格所對應的取樣點數，常用每厘米的光點數來表示。 ? 屏幕上的光點總數為 （ Us為 X方向最大偏轉電壓； Δus為階梯波每級上升的電壓）。 ? 使 ΔUs變小，可使總點數增加，即取樣密度變大；但取樣點過多可能導致波形閃爍。 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歷時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個亮點需要 n（ mT+Δt）的時間，但它等效于被測信號經過了 nΔt的時間。 1 sFFUtTNU? ? ?Us為 X方向最大偏轉電壓； N為 X軸偏轉格數；為快斜波的斜率。 電子測量原理 第 78頁 波形存儲及顯示技術 波形模擬存儲技術和記憶示波器 模擬記憶示波器是利用記憶示波管的波形記憶（存儲）特性實現波形較長時間的存儲 ，其核心是記憶示波管： KG A1A2G11G12G21G22K1K2收集極 存儲介質存儲柵網熒光屏Y X寫入電子槍 偏轉系統(tǒng) 讀出電子槍 記憶與顯示記錄系統(tǒng) 泛射系統(tǒng)電子測量原理 第 79頁 波形模擬存儲技術和記憶示波器 ? 示波管內有兩種電子槍，一種稱為寫入槍，另一種稱為讀出槍。 ? 在記錄波形之前，首先對存儲柵網進行清除，清除網上的電子。 ? 寫入槍發(fā)射電子束，實現了存儲功能。 ? 讀出時，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而到達熒光屏，從而顯示波形。 電子測量原理 第 80頁 數字存儲示波器 1．數字存儲示波器的組成原理 衰減器 放大器觸發(fā)電路A/D轉換器延遲線存儲器（R A M ）D/A轉換器地址計數器D/A轉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)內外實時存儲實時實時存儲存儲至X偏轉板至Y偏轉板電子測量原理 第 81頁 數字存儲示波器 1．數字存儲示波器的組成原理（續(xù)） ? 當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。 ? 在存儲工作階段，將模擬信號轉換成數字化信號，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，將數字信號從存儲器中讀出轉換成模擬信號，經垂直放大器放大加到 CRT的 Y偏轉板。同時， CPU的讀地址計數脈沖加至 D/A轉換器，得到一個階梯波掃描電壓，驅動 CRT的 X偏轉板， 電子測量原理 第 82頁 數字存儲示波器 2．數字存儲式波器的工作方式 （ 1）數字存儲器的功能 — 隨機存儲器 RAM包括信號數據存儲器、參考波形存儲器、測量數據存儲器和顯示緩沖存儲器四種。 （ 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）預置觸發(fā) — 可觀測觸發(fā)點前后不同段落上的波形。 電子測量原理 第 83頁 數字存儲示波器 2．數字存儲式波器的工作方式（續(xù)） （ 3）測量與計算工作方式 數字存儲示波器對波形參數的測量分為自動測量和手動測量兩種。一般參數的測量為自動測量，特殊值的測量使用手動光標進行測量。 （ 4）面板按鍵操作方式 數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。 電子測量原理 第 84頁 數字存儲示波器 3．數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。 （ 2）抹跡顯示 —— 適于觀測一長串波形中在一定條件下才會發(fā)生的瞬態(tài)信號。 （ 3）卷動顯示 —— 適于觀測緩變信號中隨機出現的突發(fā)信號。 電子測量原理 第 85頁 數字存儲示波器 3．數字存儲示波器的顯示方式 （ 4）放大顯示 —— 適于觀測信號波形細節(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 ) 卷動顯示 ( b ) 放大顯示電子測量原理 第 86頁 數字存儲示波器 3．數字存儲示波器的顯示方式 （ 6）顯示的內插 ? 插入技術可以解決點顯示中視覺錯誤的問題。 ? 主要有線性插入和曲線插入兩種方式。 電子測量原理 第 87頁 數字存儲示波器 4．數字存儲示波器的特點 （ 1）波形的采樣 /存儲與波形的顯示是獨立的 因而可以無閃爍地觀測極慢變化信號 ；對于觀測極快信號來說，數字存儲示波器可采用低速顯示。 （ 2）能長時間地保存信號 便于觀察單次出現的瞬變信號。 （ 3）先進的觸發(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 88頁 數字存儲示波器 4．數字存儲示波器的特點（續(xù)） （ 4）測量準確度高 采用了晶振和高分辨率 A/D轉換器。 （ 5）很強的數據處理能力 內含微處理器，能自動實現多種波形參數的測量與顯示；還具有自檢與自校等多種自動操作功能。 （ 6）外部數據通信接口 可以很方便地將存儲的數據送到計算機或其他的外部設備，進行更復雜的