【正文】 設(shè)備，進(jìn)行更復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算和分析處理。 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）測量準(zhǔn)確度高 采用了晶振和高分辨率 A/D轉(zhuǎn)換器。 （ 2）能長時(shí)間地保存信號 便于觀察單次出現(xiàn)的瞬變信號。 ? 主要有線性插入和曲線插入兩種方式。 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 —— 適于觀測信號波形細(xì)節(jié)。 （ 2）抹跡顯示 —— 適于觀測一長串波形中在一定條件下才會(huì)發(fā)生的瞬態(tài)信號。 （ 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。 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）測量與計(jì)算工作方式 數(shù)字存儲(chǔ)示波器對波形參數(shù)的測量分為自動(dòng)測量和手動(dòng)測量兩種。 （ 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。 ? 在顯示工作階段，將數(shù)字信號從存儲(chǔ)器中讀出轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)垂直放大器放大加到 CRT的 Y偏轉(zhuǎn)板。 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 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。 ? 寫入槍發(fā)射電子束，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)功能。 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) 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。 ? 在取樣示波器中，雖然在屏幕上顯示 n個(gè)亮點(diǎn)需要 n（ mT+Δt ）的時(shí)間，但它等效于被測信號經(jīng)過了 nΔt 的時(shí)間。 ? 使 ΔU s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。 30 .4 4 ~ 0 .6 4dBf ?? 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軸上顯示的被測信號每格所對應(yīng)的取樣點(diǎn)數(shù)，常用每厘米的光點(diǎn)數(shù)來表示。 ? 取樣脈沖通常有兩種形式：規(guī)則脈沖和尖三角脈沖。 ? ?2 1 2 1 2o i i i iu K A u K A u u K A u? ? ? ? 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。 ? 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。下圖為常用的閉環(huán)取樣電路組成框圖。 12 ht f?? 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(shí)間，階梯數(shù)對應(yīng)屏幕上顯示的不連續(xù)的光點(diǎn)數(shù)。 輸入信號 輸出信號Vi(t) Vo(t)取樣脈沖p(t)取樣門RCSsT mT t? ? ? 概述 2．取樣原理（續(xù)） ? 步進(jìn)間隔 Δt 與信號最高頻率 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。 ? 從被測信號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。 ? 取樣分為實(shí)時(shí)取樣和非實(shí)時(shí)取樣兩種。 ? 包括上兩種方式的，被稱為自動(dòng)雙掃描。這稱為 A延遲 B。 uy1uy2ux 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)。 Y1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 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。 2．多蹤示波 在單線示波的基礎(chǔ)上增加了電子開關(guān)，利用分時(shí)復(fù)用的原理，分別把多個(gè)垂直通道的信號輪流接到 Y偏轉(zhuǎn)板上，最終實(shí)現(xiàn)多個(gè)波形的同時(shí)顯示。 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。 — 調(diào)輝：加外調(diào)制信號或時(shí)標(biāo)信號，使屏幕顯示的波形發(fā)生相應(yīng)地變化。 通用示波器的其他電路 1．高、低壓電源 — 分別用于示波器的高、中壓和直流供電。 通用示波器的水平通道 3．水平放大器 ? 其基本作用是選擇 X軸信號，并將其放大到足以使光點(diǎn)在水平方向達(dá)到滿偏的程度。 ? 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。 ? 掃描門的輸入接受三個(gè)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。 ? 釋抑電路在掃描逆程開始后，關(guān)閉或抑制掃描閘門，使“ 抑制 ” 期間掃描電路不再受到同極性觸發(fā)脈沖的觸發(fā)。 /s t x? 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 ? 在比較電路中，輸入電壓與預(yù)置的參考電平進(jìn)行比較，當(dāng)輸入電壓等于預(yù)置的參考電平時(shí)，輸出端電位產(chǎn)生跳變，并把它作為控制信號輸出。 ? 熒光屏上單位長度所代表的時(shí)間為示波器的掃描速度 為 （ t/cm）， x： 光跡在水平方向偏轉(zhuǎn)的距離； t：偏轉(zhuǎn) x距離所對應(yīng)的時(shí)間。 uiCRb1ReRc1Rc2Rb2V1V2uo+E 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。 通用示波器的水平通道 2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)） （ 2）掃描門 常用的閘門電路有 雙穩(wěn)態(tài)、施密特觸 發(fā)器和隧道二極 管整形電路。 2）起正程加亮作用。 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。 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 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(dòng)掃描發(fā)生器工作，產(chǎn)生鋸齒波電壓，同時(shí)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。 ? 整形電路的基本形式是電壓比較器，當(dāng)輸入的觸發(fā)源信號與通過 “ 觸發(fā)極性 ” 和 “ 觸發(fā)電平 ” 選擇的信號之差達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，比較電路翻轉(zhuǎn)，輸出矩形波，然后經(jīng)過微分整形，變成觸發(fā)脈沖。 ? 觸發(fā)電平是指觸發(fā)脈沖到來時(shí)所對應(yīng)的觸發(fā)放大器輸出電壓的瞬時(shí)值。 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，并決定被顯示信號的起始點(diǎn)。 ? 自動(dòng)（ 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。 ? “ HF REJ”高頻抑制耦合：用于抑制高頻成分的耦合。 ? “ AC”交流耦合：用于觀察從低頻到較高頻率的信號。 ? 電源觸發(fā)（ LINE）：用 50Hz的工頻正弦信號作為觸發(fā)源，適用于觀測與 50Hz交流有同步關(guān)系的信號。 放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACA C 低頻抑制HF REJDC常態(tài) 自動(dòng) 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 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。 觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇放大整形電路掃描閘門掃描電壓發(fā)生器水平放大器比較和釋抑電路觸發(fā)信號觸發(fā)電路掃描發(fā)生器環(huán)至X偏轉(zhuǎn)板 通用示波器的水平通道 1．觸發(fā)電路 觸發(fā)電路的作用是為掃描信號發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖。可采用改變負(fù)反饋的方法改變放大器的增益 （面板上的 “ 5”或 “ 10”開關(guān) ）。 ? 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 。 ? 延遲線的輸入級需采用 低輸出阻抗電路驅(qū)動(dòng)，而 輸出級則采用低輸入阻抗的 緩沖器。 左圖為沒有延遲線時(shí)屏幕上顯示的脈沖。 ? 可通過調(diào)節(jié) “ Y軸位移 ” 旋鈕，調(diào)節(jié)直流電位以改變被測波形在屏幕上的位置。 ? Y前置放大器大都采用差分放大電路，輸出一對平衡的交流電壓。 ? 觀測頻率很低的信號或帶有直流分量的交流信號 時(shí)，置“ DC”檔。 ? 觀察交流信號時(shí)，置 “ AC”檔。 （ 1）衰減器 vivoR1R2C1C2最佳補(bǔ)償過補(bǔ)償欠補(bǔ)償Z1Z2最佳補(bǔ)償條件 ： 2211 CRCR ?過補(bǔ)償 ： 1 1 2 2R C R C?欠補(bǔ)償： 1 1 2 2R C R C?改變分壓比的開關(guān)為示波器的垂直靈敏度粗調(diào)開關(guān)，在面板上用 “ V/cm”標(biāo)記。 Tstt(a) 被測脈沖?(d) 觸發(fā)掃描掃描 等待能較好地觀測脈沖 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。 TsT=Tstt(a) 被測脈沖(b) 連續(xù)掃描，且T=T s?不能觀測到脈沖細(xì)節(jié) 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(shí)， 觀測者不易觀察波形，而且掃描的同步很難實(shí)現(xiàn)。 t01 5(6)234 789 012345678uytuxTy54xyTT ?1011109 11 波形顯示的基本原理 5．連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描 ? 掃描電壓是連續(xù)的方式稱為連續(xù)掃描。 uyTyTxuxttn=2 如果掃描電壓周期 Tx與被測電壓周期 Ty保持 Tx=nTy的關(guān)系，則稱掃描電壓與被測電壓 “ 同步 ” 。 ? 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 ” 。 波形顯示的基本原理 2．顯示任意兩個(gè)變量之間的關(guān)系（續(xù)） t012340 1234uytux01234024若兩信號的初相相差 90度，且