【正文】 續(xù)） （ 2）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(hào)。 ? “ AC低頻抑制 ” 耦合：用于觀察含有低頻干擾的信號(hào)。 通用示波器的水平通道 1．觸發(fā)電路（續(xù)） （ 3）掃描觸發(fā)方式選擇（ TRIG MODE） ? 常態(tài)（ NORM）觸發(fā)方式：指有觸發(fā)源信號(hào)并產(chǎn)生了有效的觸發(fā)脈沖時(shí)，熒光屏上才有掃描線。 ? 電視（ TV）觸發(fā)方式：是在原有放大、整形電路基礎(chǔ)上插入電視同步分離電路實(shí)現(xiàn)的，以便對(duì)電視信號(hào)（如行、場(chǎng)同步信號(hào)）進(jìn)行監(jiān)測(cè)與電視設(shè)備維修。 ? 觸發(fā)極性是指觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿還是下降沿。 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 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。 通用示波器的水平通道 2．掃描發(fā)生器環(huán) ? 掃描發(fā)生器環(huán)又叫時(shí)基電路，常由積分器、掃描閘門及比較釋抑電路組成 。 ? 釋抑電路起到了穩(wěn)定掃描鋸齒波的形成、防止干擾和誤觸發(fā)的作用，確保每次掃描都在觸發(fā)源信號(hào)的同樣的起始電平上開始以獲得穩(wěn)定的圖象。 （ 2）掃描門 1）控制積分器掃描。 3）使雙蹤示波器工作于交替狀態(tài)。右圖 為施密特觸發(fā)器構(gòu) 成的閘門電路。 01 , 0 ~oEEV d t t tC R R C? ?? ? ??來自掃描閘門+RC+E掃描鋸齒波輸出Vo? ? 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 ? 積分器產(chǎn)生的鋸齒波電壓被送入 X放大器中放大，再加至水平偏轉(zhuǎn)板。 ? 在示波器中通常改變 R或 C值作為 “ 掃描速度 ” 粗調(diào)，用改變 E值作為 “ 掃描速度 ” 微調(diào)。它決定掃描的終止時(shí)刻。 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 ? 比較和釋抑電路與掃描門、積分器構(gòu)成一個(gè)閉合的掃描發(fā)生器環(huán)。 1）觸發(fā)掃描過程： 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 E1E0E2Er來自比較電路的參考電平（比較電平）掃描發(fā)生器輸出Vo上觸發(fā)電平下觸發(fā)電平通過“穩(wěn)定度”調(diào)節(jié)的靜態(tài)工作電平E0觸發(fā)脈沖12 345抑制期回掃期開始下一次掃描跟隨Vo6釋放閘門輸出疊加后的閘門輸入 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 2）連續(xù)掃描。 ? 掃描閘門仍然受比較和釋抑電路的控制，以控制掃描正程的結(jié)束，從而實(shí)現(xiàn)掃描電壓和被測(cè)電壓的同步。 ? 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)。 2． Z軸的增輝與調(diào)輝 — 增輝：將閘門信號(hào)放大，使顯示的波形正程加亮。 3．校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器 — 可產(chǎn)生幅度和頻率準(zhǔn)確的基準(zhǔn)方波信號(hào)，為儀器本身提供校準(zhǔn)信號(hào)源。 ? 測(cè)試時(shí)各通道、各波形之間產(chǎn)生的交叉干擾可以減少或消除，可獲得較高的測(cè)量準(zhǔn)確度。 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。 uy1uy2ux 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。 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 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。 ? 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。 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 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。 ? 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。 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 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 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)。 ? 順序進(jìn)行的取樣稱為順序取樣；否則稱為隨機(jī)取樣。 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） 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 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。 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 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)）。 1c s iu K A u?? 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。 ? 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 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 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。 ? 屏幕上的光點(diǎn)總數(shù)為 （ Us為 X方向最大偏轉(zhuǎn)電壓；Δu s為階梯波每級(jí)上升的電壓）。 ssUnU? ? 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。 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。 ? 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。 ? 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。 ? 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。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， 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）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。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。 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)。 （ 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)。 （ 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 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。 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。 （ 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)。 （ 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。 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。 （ 2）存儲(chǔ)帶寬 (B) ? 與取樣速率密切相關(guān)。 ? 垂直分辨率與 A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率相對(duì)應(yīng)，常以屏幕每格的分級(jí)數(shù) (級(jí)／ div)或百分?jǐn)?shù)來表示。 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)（續(xù)） （ 4）存儲(chǔ)容量 ? 由采集存儲(chǔ)器（主存儲(chǔ)器）的最大存儲(chǔ)容量來表示。 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。 A/D轉(zhuǎn)換器寄存器RAM1RAM2Vi/2fs 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（續(xù)） （ 3）控制系統(tǒng) ? 單處理器系統(tǒng)：僅有一個(gè) CPU，加上在 CPLD或 FPGA等數(shù)字邏輯的管理下進(jìn)行工作的高速時(shí)鐘電路。 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 ７．高速信號(hào)采集技術(shù) （ 1） CCD器件和 A/D相結(jié)合 對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行非實(shí)時(shí)取樣后借助 CCD進(jìn)行信號(hào)的模擬存儲(chǔ)。 Y A 順序取樣Y B 順序取樣通道轉(zhuǎn)換器AB通道轉(zhuǎn)換器A/D RAMV iAV iB 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 ７．高速信號(hào)采集技術(shù)（續(xù)） （ 2）掃描交換管和 A/D相結(jié)合 將高速信