【正文】 （ 1）“常態(tài)（ NORM）方式”： 相當于觸發(fā)掃描。 （ 3）自動掃描： 無觸發(fā)信號時，連續(xù)掃描；有觸發(fā)信號時，觸發(fā)形成掃描。 掃描方式 （ 1）連續(xù)掃描： 掃描電壓是連續(xù)的，即掃描正程緊跟著逆程，逆程結(jié)束又開始新的正程，掃描是不間斷的。 （ 2） 掃描速度： 改變 X放大器的增益可以使光跡在水平方向得到擴展 ， 或?qū)呙杷俣冗M行微調(diào) ， 以校準 。 X放大器的輸入端有 “ 內(nèi) ” 、 “ 外 ” 信號的選擇 。 一次掃描至少包括掃描正程和釋抑期，釋抑期內(nèi)既完成掃描回程，又保證電路恢復到初始狀態(tài)，等待下一個觸發(fā)脈沖觸發(fā)。 掃描正程： 從時基閘門打開到閘門關閉的一段時期。 （ 2） 結(jié)構(gòu)：積分器 、 掃描閘門及比較釋抑電路組成 。 整形電路的基本形式是電壓比較器，當輸入的觸發(fā)源信號與通過“觸發(fā)極性”和“觸發(fā)電平”選擇的信號之差達到某一設定值時，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： 指觸發(fā)脈沖到來時所對應的觸發(fā)放大器輸出電壓的瞬時值 。 b 、 定義： 觸發(fā)極性： 指觸發(fā)點位于觸發(fā)源信號的上升沿還是下降沿 。 “ AC高頻抑制耦合 ” （ “ HF REJ ‖） ：用于抑制高頻成分的耦合 。 用 “ 內(nèi) ” 、 “ 外 ” 觸發(fā)均可 。 2） 觸發(fā)耦合方式 一般設有四種觸發(fā)耦合方式： “ DC‖直流耦合：用于接入直流或緩慢變化的觸發(fā)信號 。 外觸發(fā) （ EXT） ：用外接的 、 與被測信號有嚴格同步關系的信號作為觸發(fā)源 ， 用于比較兩個信號的同步關系 ， 或者 ， 當被測信號不適于作觸發(fā)信號時使用 。 1） 觸發(fā)源選擇 一般有內(nèi)觸發(fā) 、 外觸發(fā)和電源觸發(fā)三種類型 。 水 平 放大器 觸發(fā)源 選 擇 輸入耦合 方式選擇 放大整形 電 路 時基 閘門 掃描電壓 產(chǎn)生電路 釋抑 電路 電壓 比較器 1． 觸發(fā)電路 （ 1） 作用：為掃描信號發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖 。 uy ux 輸入信號： 掃描信號： 實際 顯示波形： 前半段丟失 t t t t 前半段保留 uy ux 延遲線 三、通用示波器的水平通道 （一）作用：產(chǎn)生隨時間線形變化的掃描電壓，再放大到足夠的幅度，然后輸出到水平偏轉(zhuǎn)板，使光點在熒光屏的水平方向達到滿偏轉(zhuǎn)。 阻抗變換及 倒相器 前置放大器 衰減器 3． 延遲線 作用：把加到垂直偏轉(zhuǎn)板上的信號延遲一段時間 ， 使信號出現(xiàn)的時間滯后于掃描開始時間 ， 保證在屏幕上掃描出信號全過程 。 4)阻抗變換倒相器 作用： a 、采用射極跟隨器作阻抗變換器，提高輸入電路的輸入阻抗； b、將來自衰減器的單端輸入信號轉(zhuǎn)換為雙端輸出的對稱信號送給 Y前置放大器，以便將被測信號對稱地加到 Y偏轉(zhuǎn)板。 S AC DC GND C R1 R2 C1 C2 ui uo 步進調(diào)節(jié)設置示例： 電阻衰減直流分量；電容器衰減交流分量。 GND：接地 ,用于確定零電壓 . 3）衰減器 衰減器作用 ——衰減輸入信號，進行頻率補償。 a) 正常補償 b）欠補償 c）過補償 RiCi=RC RiCiRC RiCiRC b) 探頭與示波器要配套使用。 c 、使用注意事項： a) 探頭要定期校正，調(diào)節(jié)可調(diào)電容。b 、作用： a) 將原輸入信號進行幅度衰減，擴展其量程； b) 提供示波器的高輸入阻抗 。 （ 2）輸入電路方框圖如下： 輸入 衰減器 阻抗變換 倒相器 探頭 前置 放大 交流 直流 S 接地 1）探頭 a 、結(jié)構(gòu)及工作原理：如下圖所示。 （二）構(gòu)成： 輸入電路、 Y前置放大器、延遲線和 Y后置放大器等。此外，還包括電源電路及校準信號發(fā)生器。 例： 設 Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓 Uy=Umsinωt， X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓 Ux， Tx= Ts+ Tb+Tw,且有 Ts=2Ty, Tb=Ty,Tw=0,熒光屏顯示如下波形。 消隱現(xiàn)象 實際的掃描電壓中，回程時間與休止時間并不為零，則電子從右端回到左端時，也會有掃描軌跡。 一般情況下 ,當 掃描電壓的周期 Ts=n Ty(n為正整數(shù) )時，波形穩(wěn)定，且顯示 n個被測信號波形；逆程消隱。 t Uy t 0 Ux 0 第一掃描周期 第二掃描周期 由此可見： 當掃描電壓的周期是被觀測信號周期的整數(shù)倍時，即Tx=nTy(n為正整數(shù) )，每次掃描的起點都對應在被測信號的同一相位點上，這就使得掃描的后一個周期描繪的波形與前一周期完全一樣，每次掃描顯示的波形重疊在一起，在熒光屏上可得到清晰而穩(wěn)定的波形。 Uy t 0 Ux 0 t 5)設 Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓 Uy=Umsinωt， X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓 Ux=kt，且有 Tx=2Ty熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的穩(wěn)定波形。 t Uy t 0 Ux 0 由上三種情況可看出： a 、 X偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的水平運動； b 、 Y偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的垂直運動； c 、電子位移長度取決于所加電壓的大小。 Ux t 0 Uy t 0 3)設 Ux=kt， Uy=0。 1）設 Ux=Uy=0，則光點在垂直和水平方向都不偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)在熒光屏的中心位置； Uy t 0 Ux t 0 2）設 Ux=0， Uy=Umsinωt。 理想狀態(tài)下： Tb=Tw=0， Tx=Ts。 Ux t 0 Ts Tb Tw Ts:掃描正程時間，電子束從左到右運動； Tb:掃描逆程時間或掃描回程時間，電子束從右到左運動； Tw:掃描休止時間。 掃描 （ 1）定義：光點在掃描電壓作用下掃動的過程。 （ 2）結(jié)構(gòu)及原理 : 其內(nèi)壁有一層熒光物質(zhì)，面向電子槍的一側(cè)還常覆蓋一層極薄的透明鋁膜，高速電子可以穿透這層鋁膜轟擊屏上的熒光物質(zhì)而發(fā)光，透明鋁膜可保護熒光屏，且消除反光使顯示圖形更清晰。 當偏轉(zhuǎn)板上沒有外加電壓時，電子束打向熒光屏的中心點；如果有外加電壓，則在偏轉(zhuǎn)電場作用下，電子束打向由 X、 Y偏轉(zhuǎn)板共同決定的熒光屏上的某個坐標位置。 電子的位移與所加電壓的大小成正比。 小結(jié)： G A A2的電位關系為： VGVK、 VG VA1 、VA2VA1，因此，電子從 G至 A A1至 A2將得到會聚并加速，而從K至 G將發(fā)散。 3）第一陽極 A 第二陽極 A2 A1和 A2對電子束進行聚焦并加速，使到達熒光屏的電子形成很細的一束并具有很高速度。 2）控制柵極 G 呈圓筒狀，包圍著陰極，只在面向熒光屏的方向開一個小孔，使電子束從小孔中穿過。 （ 2）組成：燈絲 F、陰極 K、柵極 G和陽極 A A2。 θ1 v1 u1 u2 v2 θ2 2）當電子以一定速度從高電位處向低電位處運動時 ∵ 電子從高電位運動到低電位要減速 ∴ v1v2。 （ 2） 工作原理：電子聚焦原理 1） 當電子以一定速度從低電位處向高電位處運動時 θ2 v2 θ1 v1 u1 u2 ∵ 電子從低電位運動到高電位要加速 ∴ v1v2。 其工作原理是： 由電子槍產(chǎn)生的高速電子束轟擊熒光屏的相應部位產(chǎn)生熒光，而偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)則能使電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而改變熒光屏上光點的位置。 4． 輸入阻抗 當輸入直流信號時 ， 輸入阻抗用輸入電阻 Ri表示；當輸入交流信號時 ， 輸入阻抗用輸入電阻 Ri和輸入電容 Ci的并聯(lián)表示 。 直流 穩(wěn)壓 電源 ui uo R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R1’ R2’ R3’ R4’ R5’ R6’ R7’ VD1 VD2 VD3 VD4 VD5 VD6 VD7 VD8 VD9 VD10 VD11 VD12 + 第 3章 示波測試技術 返回 課程目錄 內(nèi)容提要 ＊ 本章內(nèi)容主要有： ● CRT顯示原理 ● 通用示波器 ●取樣示波器 ●波形存儲及顯示技術 ●示波器的基本測試技術 一、 示波器的分類 從示波器對信號的處理方式出發(fā)分為： 模擬示波器 數(shù)字示波器 進一步可分為： 通用示波器 取樣示波器 存儲示波器 專用示波器 二 、 主要技術指標 1． 頻帶寬度 BW和上升時間 tr BW=fHfL tr表示顯示波形的上升沿的幅度從 10%上升到 90%所需的時間 2． 掃描速度 指熒光屏上單位時間內(nèi)光點水平移動的距離 ， 單位為 “ cm/s‖。電路中使用了 6對二極管。當上升到等于參考電動勢 Er1時，電壓比較 器 1使雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又翻回到原來狀態(tài)，完成一個循環(huán)周期。 一、由方波產(chǎn)生三角波、正弦波的方案 如圖所示： 雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 頻率控制 積分器 電壓 比較器 1 電壓 比較器 2 二極管 整形網(wǎng)絡 放大 放大 放大 + — 方波 三角波 正弦波 參考電位 方波 ——三角波的變換原理 變換電路如圖所示： 雙穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器 密勒 積分器 電壓 比較器 1 電壓 比較器 2 + — C R RP 三角波輸出 可見電路主要有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、密勒積分器和兩個電壓比較器組成。 2． 4 函數(shù)發(fā)生器 函數(shù)信號發(fā)生器的三種組成方案： 第一種是施密特電路產(chǎn)生方波，然后經(jīng)變換得到三角波和正弦波； 第二種是先產(chǎn)生正弦波再得到方波和三角波； 第三種是先產(chǎn)生三角波再轉(zhuǎn)換為方波和正弦波。 （ 5）輸出級：放大、衰減調(diào)制級的輸出信號，使信號發(fā)生器有足夠的電平調(diào)節(jié)范圍；濾除不需要的頻率分量；保證輸出端有固定的輸出阻抗。 （ 3）調(diào)制級：對主振信號調(diào)幅，輸出調(diào)幅信號，滿足某些測量需要。 主振級 緩沖級 調(diào)制級 可變 電抗器 輸出級 監(jiān)測器 內(nèi)調(diào)制 振蕩器 電源 外 內(nèi) FM AM 輸出 （ 1）主振級：產(chǎn)生頻率可調(diào)的高頻正弦信號，一般采用LC振蕩電路，信號發(fā)生器的頻率特性主要有主振級決定。 二、高頻信號發(fā)生器 高頻信號發(fā)生器輸出頻率范圍一般在 300KHz～ 1GHz，輸出電壓在 ～ 1V左右，輸出阻抗為標準的 50Ω（或 75Ω）。 匹配器：實際為變壓器，其作用是使輸出端連接不同負載時都能得到最大的輸出功率。 ⑵ 電壓放大級和功率放大級作用：①放大②隔離。 功率輸出 1 2 主振器 電壓 放大器 輸出 衰減器 功率 放大器 阻抗 變換器 電壓輸出 監(jiān)測電壓表 電平調(diào)節(jié) ⑴ 主振級 作用是產(chǎn)生低頻的正弦波信號，一般采用 RC振蕩 器。 3． 調(diào)制特性 主要包括調(diào)制頻率，調(diào)幅系數(shù)等。 分類（按照輸出信號的頻率分 ） 超低頻信號發(fā)生器，頻率范圍為 ～ 1000Hz； 低頻信號發(fā)生器 ， 頻率范圍為 1Hz～ 1MHz； 視頻信號發(fā)