《示波测试技术》ppt课件

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1、示波测试技术一、概述示波测试技术可将电信号作为时间的函数显示在屏幕上，能把两个有关系的变量转化为电参数，在荧光屏上显示这两个变量之间的关系。示波器还可以直接观测一个脉冲信号的前后沿、脉宽、上冲、下冲等参数，同时，示波测试还是多种电量和非电量测试中的基本技术。示波器是时域分析的最典型仪器，也是当前电子测量领域中，品种最多、数量最大、最常用的一种仪器；示波测试技术成为一种最灵活、多用的综合性技术。示波器的分类1．通用示波器：采用单束示波管,有单踪型和多踪型,能定性、定量地观测信号。2．多束示波器：采用多束示波管。3．取样示波器：将高频

2、信号转换为低频传号4．记忆、存储示波器：具有记忆、存储被观测信号的功能。5．特种示波器：满足特殊用途，也叫专用示波器。示波器的主要技术指标1．频带宽度BW：指Y通道的工作频率范围，即Y通道输入信号上、下限频率之差。现代示波器的下限频率都已延伸至0Hz，因而示波器的频带宽度可用上限频率来表示。通常要求：BW≥3fmax式中fmax为被测信号的最高频率。频带宽度BW与上升时间tr之间一般有确定的内在关系，即BW·tr=0.352．垂直灵敏度示波器可以分辨的最小信号幅度和输入信号的动态范围。一般用V/cm、V/div、mV/c

3、m、mV/div表示。3．输入阻抗指在示波器输入端规定的直流电阻值和并联电容值，一般用MΩ//pF表示。4．扫描速度也称扫描时间因数，是指光点水平移动的速度一般用cm/s、div/s表示。说明示波器能观察的时间和频率的范围。时基因数：扫描速度的倒数，单位t/cm、t/div。5．同步（或触发）电压指波形稳定的最小输入电压。二、示波测试的基本原理示波器的测试过程ViVx-VxVy-VyY轴偏转系统X轴偏转系统图8.1示波器结构的框图基本原理：Y轴偏转系统将输入的被测交流信号放大；X轴偏转系统提供一个与时间成线性关系的锯齿波电压；两组

4、电压同时加到示波管的偏转板上，示波管中的电子束在偏转电压的作用下运动，在屏幕上形成与被测信号一致的波形。阴极射线示波管简称示波管，用符号CRT表示。作用：是把电信号转换为光信号而加以显示。构造：与电视机显像管相同，主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三大部分组成，三大部分均封装在密闭呈真空的玻璃壳内。CRTFKG1G2A1A2Y2X2Y1X1电子枪偏转系统荧光屏图8.2示波管结构示意图CRT1．电子枪作用：是发射电子并形成聚束的高速电子流。组成：主要由灯丝F、阴极K、控制栅极G、第一阳极A1、第二阳极A2和后加速阳极A3组成。灯丝F—

5、—通电后加热阴极。阴极K——在灯丝的加热下，发射出大量的电子.栅极G——呈圆桶状，中间开孔。控制通过电子束的数量，实现辉度调节。第一阳极A1、第二阳极A2——对电子束实现加速和聚焦。2．偏转系统作用：是使电子束产生在垂直和水平方向上的位移。组成：Y偏转板——水平放置，控制电子束在垂直方向产生位移。X偏转板——垂直放置，控制电子束在水平方向产生位移。线性偏转特性：电子束在垂直和水平方向的偏转距离分别与加在偏转板上的电压大小成正比。即：y=h’yuyx=hxux=hxkt=h’xt(ux=kt)当示波管制成后，L、b、S均为常数，第

6、二阳极的电压Va也基本不变，所以Y方向的偏转距离y正比于偏转板上的电压Vy。在一定范围内，荧光屏上光点偏移的距离与偏转板上所加电压成正比，这是用示波管观测波形的理论根据。式中，h’y——比例系数，称为示波管的偏转因数，单位为cm/V，其倒数Dy=1/h’y，称为示波管的垂直灵敏度，单位为V/cm。3．荧光屏：是示波器的显示部分。荧光屏为圆形曲面或矩形平面，其内壁涂有荧光物质，形成荧光膜。当荧光物质受到电子枪发射的高速电子束轰击时就能产生荧光亮点，亮点的亮度取决于电子束中电子的数目、密度和速度。余辉时间：当电子束从荧光屏上移去后，

7、光点仍能在屏上保持一定的时间才消失。从电子束移去到光点亮度下降为原始值的10%，所延续的时间。荧光屏余辉时间的长短随着各种荧光物质的不同而不同，一般可分为：极短余辉、短余辉、中余辉、长余辉、极长余辉。图象显示的基本原理在电子枪中，电子运动经过聚焦形成电子束，电子束通过垂直或水平偏转板打到荧光屏上产生亮点，亮点在荧光屏上垂直或水平方向偏转的距离，正比于加在垂直或水平偏转板上的电压，即亮点在屏幕上移动的轨迹，是加到偏转板上的电压信号的波形。示波器显示图形或波形的原理就是基于电子与电场之间的相互作用原理进行的。1．显示随时间变化的图形图

8、(a)Vx=Vy=0(b)Vx=0，Vy=常量(c)Vx=常量，Vy=0(d)Vx=常量，Vy=常量图8.4固定电压与光点偏移的关系图两对偏转板上不加任何电压，则光点在屏的中心；X偏转板不加电压，Y偏转板加一个固定电压，则光点在垂直方向偏移；Y偏转