《信号波形测量一》PPT课件

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1、第7章信号波形测量7.1波形的模拟测量7.2波形的数字测量7.3示波器的原理与设计7.4示波器的应用7.5示波器专题讲座什么是波形？几种典型的波：正弦波方波和矩形波三角波和锯齿波阶跃波和脉冲波调幅波和调频波什么是波形？正弦波是波形的基本组成，任何非正弦波都可视成是基波和无数不同频率的谐波分量组成。例如：方波是由基波以及3，5，7，9……次谐波分量递加而成。1次（基波）3次5次7次方波(2500次)F(x)=2E/Π(sin(ωt)+1/3sin(3ωt)+1/5sin(5ωt)+1/7sin(7ωt)+……)对于非正弦波由最小值过渡到最

2、大值的时间越短，所含的谐波分量也就越多，波形所含谐波的频率也越高。对于脉冲波占空比越小，波形所含谐波就越多，谐波频率分量也越高。7.1波形的模拟测量7.1.1CRT由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。后加速极A3FKG1G2A1A2Y偏转板X偏转板辉度聚焦辅助聚焦+E-E荧光屏电子枪偏转系统荧光屏1电子枪作用：发射电子并形成很细的高速电子束。由灯丝F、阴极K、栅极G1和G2和阳极A1、A2组成。通过调节G1对K的负电位可控制电子束的强弱，从而调节光点的亮度，即进行“辉度”控制。调节A1的电位器称为“聚焦”旋钮，通过对它进行调节可调节G

3、2与A1和A1与A2之间的电位；调节A2电位的旋钮称为“辅助聚焦”。电子束聚焦的原理是，电子从阴极K发射，经G1、G2、A1、A2聚焦和加速后进入偏转系统。2偏转系统两对相互垂直的平行金属板，垂直偏转板和水平偏转板。电压偏转偏转距离。偏转距离与偏转电压成正比。偏转灵敏度（cm/V）：为提高偏转灵敏度，Y偏转板靠近电子枪，而X偏转板在Y的右边。偏转板至荧光屏之间加一个后加速阳极A3。3荧光屏将电信号变为光信号辉度调节、余辉效应L：偏转板长度；S：偏转板中心到屏幕中心距离；b：偏转板间距；Va：阳极A2上的电压。偏转灵敏度越大，示波管越

4、灵敏。其倒数为偏转因数。7.1.2波形显示的基本原理1．显示随时间变化的图形（1）Ux、Uy为固定电压(a)Ux=0、Uy=0(b)Ux=0、Uy=常量xy（2）X、Y偏转板上分别加变化电压Uy0123401324Uy-UytUx0123401324Ux-Uxt（2）X、Y偏转板上分别加变化电压（续）Y偏转板加正弦波，X偏转板加锯齿波，荧光屏上将显示出被测信号随时间变化的一个周期的波形曲线。tUy0123401324Uy-Uyt0UxUx-Ux（2）X、Y偏转板上分别加变化电压（续）李沙育（Lissajous）图形显示，常用在相位和频率

5、测量中两信号的初相相同，且在X、Y方向的偏转距离相同，在荧光屏上画出一条与水平轴呈45度角的直线。t0123401234uytux01234ut0123401234yux01234024两信号的初相相差90度，且在X、Y方向的偏转距离相同，在荧光屏上画出的图形为圆。7.1.2波形显示的基本原理（续）3．扫描的概念在X偏转板上加一个随时间线形变化的电压，光点在水平方向的偏移距离为：光点在锯齿波作用下扫动的过程称“扫描”，实现扫描的锯齿波电压称“扫描电压”，光点自左向右的扫动称为“扫描正程”，自右迅速返回左端起扫点的过程称为“扫描逆程”。扫

6、描过程的增辉（逆程消隐）：为使回扫产生的波形不在荧光屏上显示，可以设法在扫描正程期间，给示波器增辉。t015234678012345678uytuxTyTx=2Ty不增辉产生回扫线4．同步的概念n=2Tx=nTy，扫描电压与被测电压“同步”。荧光屏上将稳定显示n个周期的被测信号波形。7.1.2波形显示的基本原理（续）ut015(6)234789012345678uytxTy54Tx=101110911TyTx≠nTy，不满足同步关系时，显示的波形不稳定。5．连续扫描和触发扫描TsT=Tstt被测脉冲连续扫描t不能观测到脉冲细节7.1.2

7、波形显示的基本原理（续）T=t波形显示暗，不容易同步Tstt被测脉冲连续扫描，T=tt占空比很小的脉冲触发扫描使扫描脉冲只在被测脉冲到来时才扫描一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工作状态。第7章信号波形测量7.1波形的模拟测量7.2波形的数字测量7.3示波器的原理与设计7.4示波器的应用7.5示波器专题讲座7.2波形的数字测量波形数字测量的基本流程①等间隔进行采样及A/D转换②顺序存储采样数据③读取采样数据处理并构建波形1．采样定理7.2波形的数字测量7.2.1信号采集采样定理，又称香农采样定理，奈奎斯特采样定理：如果信号是带限的

8、（0~fmax），并且采样频率高于信号带宽的两倍，那么原来的连续信号可以从采样样本中完全重建出来。1．采样定理7.2波形的数字测量7.2.1信号采集混叠是指当采样率低于实际信号最高频率2倍（奈奎斯特频率）时