示波测试和测量技术1

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1、主编肖晓萍《电子测量实训教程》第2版电子教案面向21世纪高职高专系列教材机械工业出版社目录第1章绪论第2章误差分析和测量数据处理第3章常用电子测量仪器第4章示波测试和测量技术第5章电路元器件参数的测量第6章电子电路参数的测量第7章频域测量第8章数据域测量第9章自动测试系统第4章示波测试和测量技术本章要点4.1示波测试的基本原理4.1.1阴极射线示波管4.1.2波形显示的基本原理4.2模拟示波技术4.2.1模拟示波器的技术性能指标和组成4.2.2模拟示波器的垂直系统4.2.3模拟示波器的水平系统4.2.4示波器的多波形显示4.3数字存储示波技术4.3.1数字存储示波

2、器的组成和基本功能4.3.2信号采样原理4.3.3波形显示技术4.3.4技术性能指标4.4示波器的基本测量技术4.4.1电压的测量4.4.2时间的测量4.4.3周期和频率的测量4.4.4相位差的测量4.4.5调幅度的测量4.5示波器的选择和使用4.5.1示波器选择4.5.2模拟示波器的使用4.5.3数字存储示波器的使用4.6实训4.7习题本章要点示波器的概念、测量功能示波测试的基本原理模拟示波器的组成及工作原理数字存储示波器的组成原理示波器的基本测量技术示波器的选择和使用根据目前示波器的性能和结构，一般可将示波器分为：1．模拟示波器通用示波器多束示波器取样示波器2

3、．数字示波器数字存储示波器数字荧光示波器3．混合示波器第4章示波测试和测量技术4.1示波测试的基本原理4.1.1阴极射线示波管示波管包括电子枪、偏转系统和荧光屏三大部分。如图4-1所示。1.电子枪电子束的聚焦第三阳极A3的作用2.偏转系统3.荧光屏4.2模拟示波技术模拟示波器中最常用的是通用示波器，以下均以通用示波器介绍模拟示波技术。4.1.2波形显示的基本原理示波器显示波形，基本上有两种类型：1.时域波形显示原理2.X－Y显示原理4.2.1模拟示波器的技术性能指标和组成1.主要技术性能扫描时间因数触发性能垂直偏转因数频带宽度（频域响应）瞬态响应（时域响应）2．通

4、用示波器的组成通用示波器一般包括如图4-10（a）所示几个部分：垂直系统（Y通道）水平系统（X通道）主机系统（Z通道）工作过程如图4-10（b）所示4.2.2模拟示波器的垂直系统垂直系统又称垂直通路或Y通道，它是被测信号的通道。垂直系统的基本组成：如图4-11所示输入电路前置放大器延迟线后置放大器内触发放大器4.2.3模拟示波器的水平系统组成包括三个部分：如图4-14所示触发电路时基发生器电路（扫描发生器电路）水平放大器触发电路触发源选择①内触发（INT）②外触发（LINE）③电源触发触发耦合方式图4-15①“DC”直流耦合②“AC”交流耦合③“AC”（H）触发方

5、式（TRIGMODE）选择①常态触发方式（NORM）图4-16②自动触发方式（AUTO）③电视触发方式（TV）触发整形电路时基发生器电路（扫描发生器电路）——在触发脉冲的作用下产生周期性锯齿波电压，经水平放大器放大后，送至水平偏转板，控制电子束在屏幕上由左向右的水平扫描，这种扫描称为线性时基扫描。由扫描闸门、扫描电压产生电路、比较和释抑电路组成，如图4-17（a）所示。时基发生器电路的一般工作过程4-17（b）。扫描闸门图4-18扫描锯齿波产生电路图4-19比较电路和释抑电路图4-20扫描方式分类①连续扫描图4-21②触发扫描图4-224.2.4示波器的多波形显示

6、荧光屏上同时显示几个波形的显示称为多波形显示。常见的方法有：多线显示（双线）如图4-23所示多踪显示双踪示波器显示方式：如图4-24所示交替显示断续显示图4-25双扫描显示如图4-26所示4.3数字存储示波技术4.3.1数字存储示波器的组成和基本功能1．数字存贮示波器的组成如图4-27所示2．数字存贮示波器的功能可长期存贮波形既能观测触发后的信息，也能捕捉触发前的信号。可观测单次过程和突发事件具有多种显示方式能进行数据分析和处理具有多种方式输出可进行功能扩展4.3.2信号采样原理1．采样方式如图4-28所示实时采样等效时间采样序列式采样随机采样2．采样速率4.3.

7、3波形显示技术1．点显示技术2．点插入技术向量式显示（线性插入）正弦插入改进型正弦插入SinX/X插入所记录波形的长度采样速率r＝—————————时基单位×扫描长度4.3.4技术性能指标有用存贮带宽:表示数字存贮示波器捕捉信号的能力有用上升时间垂直精度和有效位量化误差Er为预期量化误差Erc损失的位数LBLB=log2(Er/Erc)有效位数EBEB=DB-LB式中：DB——数字化器件的位数。4.4示波器的基本测量技术4.4.1电压的测量1．直流电压测量2．正弦电压测量图4-29不含直流分量的正弦电压测量含有直流分量的正弦电压测量3．参考电平的设定4.4.2时间

8、的测量1．