电子测量 杜志勇 王鲜芳 第7章

《电子测量 杜志勇 王鲜芳 第7章》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第7章电子示波器7.1概述7.2电子示波器的基本原理7.3通用电子示波器的基本测量方法7.4取样示波器7.5数字存储示波器7.1概述电子示波器是一种用显示屏（即荧光屏）显示信号波形随时间变化过程的电子测量仪器。能将人眼无法直接观察到的电信号以波形的形式显示在示波器显示屏上。而非电量可以转换为电量通过示波器进行观察。电子示波器是一种应用极为广泛的电子测量仪器。它可以用来观察信号波形、测量信号的幅度、频率、时间、相位等。还可以测量电路网络的频率特性和伏安特性。7.1.1电子示波器的基本特点电子示波器有一下基本特点：（1）输入阻抗高，对被测信号影响小，有较强的过载能力，测量灵敏度高。（2）可

2、显示信号波形、测量信号瞬时值。（3）工作速度快、频带宽，便于观察高速变化的信号。（4）可显示任意两个信号的电压或电流的函数关系，故可作为信号的X-Y记录仪。7.1.2电子示波器的分类电子示波器种类繁多、门类齐全，按性能和结构特点进行分类，可分为以下几类。1.通用示波器通用示波器采用单束示波管，是频带较宽的示波器，常用的是双踪示波器。通用示波器的使用较为广泛，可对一般的电信号进行定性、定量地分析与测量。2.多束示波器多束示波器采用多束示波管或单束示波管通过电子开关进行切换。前者称为多线示波器，后者成为多踪示波器，均能同时在屏幕上观察两个以上的信号波形。这对观察和比较两个以上的信号时非常方

3、便。3.取样示波器取样示波器采用取样技术，先将高频信号转换为低频信号，再进行测量和观察。4.记忆示波器这种示波器采用记忆示波管实现信息的存储，它除了具有通用示波器的功能外，还具有记忆功能。5.特种示波器这种示波器具有特殊地用途，如矢量示波器、高压示波器、心电示波器等。6.数字存储示波器数字存储示波器是最近10多年来发展而来的新型示波器。它借助于现代计算机技术和大规模集成电路实现对信号的存储。它能将捕捉到的信号经A/D转换后进行数字化，然后写入存储器。如需要读出，再经D/A转换还原成模拟信号，在示波管上显示出来。7.逻辑示波器（逻辑分析仪）逻辑示波器主要采用计算机软、硬件的结合。与通用示

4、波器相比，具有多通道输入、信号波形的存储，还可根据要求选择不同地显示方式。能够对信号进行时域分析，以及采用表示状态的二进制、十六进制等方式显示。7.2电子示波器的基本原理7.2.1电子示波器的组成电子示波器的基本组成框图如图7.1所示，它由示波管、Y通道、X通道、幅度校正器、扫描时间校正器以及电源等几部分组成。图7.1电子示波器的基本组成框图7.2.2示波器的主要技术性能在正确选择和使用示波器之前，应了解以下几种重要的性能指标。1．频率响应示波器的频率响应也称频带宽度，指示波器垂直偏转通道（Y方向）对正弦波的幅频响应下降到中心频率的时的频率响应。2．偏转灵敏度偏转灵敏度是指示波器能够分

5、辨的最小信号幅度和输入信号的动态范围。其单位一般用cm/V、cm/mV或div/V（格/伏）。3．输入阻抗输入阻抗指示波器输入端对地的电阻和电容并联阻抗。在测量时，输入阻抗越大，示波器对测量电路的影响就越小。4．扫描速率扫描速率指光点水平移动地速度，一般用cm/s或div/s（格/秒）来表示。扫描速度越快，表明示波器能够展开高频信号或窄脉冲信号波形的能力越强。5．示波器的瞬态响应瞬态响应指示波器的垂直系统电路在方波脉冲输入信号作用下的过渡特性，一般可用上升时间和下降时间来表示。瞬态响应指标在相当大的程度上反映了示波器所能观测的脉冲信号的最小宽度。7.3通用电子示波器的基本测量方法7.3

6、.1示波器的运用示波器可以直接在屏幕上观察到被测信号的波形，可以测量的信号参数比较多。通常可以用来测量信号的幅度、周期、相位、频率和调幅系数等。1．测量电压用示波器测量电压主要包括直流电压的测量和交流电压的测量。（1）直流电压的测量方法首先将示波器的垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准挡，否则电压读数不准确。把被测信号送入示波器垂直输入端。将示波器输入耦合开关置于“GND”地输入位置，调节垂直位移旋钮，使屏幕上的扫描线（零电平线）移到荧光屏的中间位置，即确定零电平线。以后不再调制垂直位置旋钮。调节垂直灵敏度开关至适当位置，将示波器输入耦合开关拨至“DC”挡，观察此时水平线的位置。若位于零水平

7、线上面，则被测直流电压为正极性；若位于零水平线的下面，则被测直流电压为负极性。即确定出电压的极性。读出被测电压水平线偏离零电平线的距离h。根据式（7.1）或（7.2）计算出直流电压值。例7.1如图7.2所示，h=5cm、Dy=1V/cm、k=10:1，求被测直流电压的值。(a)波形图（b）垂直灵敏度开关位置图7.2测量直流电压示意图解：又式（7.2）可得UDC＝h*Dy*k＝5*1*10＝50V（2）交流电压的测量方法首先将示波器的垂直偏转灵敏