第3章示波测量ppt课件.ppt

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1、第3章信号波形测量3.1概述3.2CRT波形显示原理3.3模拟示波器3.4数字存储示波器3.5示波器的基本测试技术3.1概述3.1.1示波器的分类1模拟示波器通用示波器（单踪/双踪/多踪）、多束示波器、取样示波器、记忆示波器、专用示波器2数字示波器数字化（时域取样和幅度量化），D/A转换后重建波形或数字化显示。具有记忆、存贮功能，又称为数字存贮示波器。实时取样、随机取样、顺序取样。3.1.2主要技术指标1．带宽BW和上升时间tr带宽BW指Y通道的频带宽度。上升时间tr与带宽BW密切相关，反映示波器跟随输入信号快速变化的能力。2．扫描速度扫速指显示器上单位时间光点水平移动距离，“cm/

2、s”。通常用间隔1cm的坐标线作为刻度线，“cm/div”。时基因数：扫速的倒数，表示单位距离代表的时间，“t/cm”或“t/div”，1-2-5步进分档。3．偏转因数在输入信号作用下，光点在显示器垂直方向移动1cm（即1格）所需的电压值，V/cm、mV/cm。偏转因数表示示波器Y通道的放大/衰减能力。垂直（偏转）灵敏度：偏转因数的倒数，V/div、mV/div。4．输入阻抗输入阻抗Zi形成被测信号的等效负载。高阻、低阻//电容。5．耦合方式直流（DC）、交流（AC）和接地（GND）。6．触发源指用于提供产生扫描电压的同步信号的来源。内触发（INT）、外触发（EXT）、电源触发（LI

3、NE）等。3.2CRT显示原理3.2.1CRT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G2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

4、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，示波管越灵敏。其倒数为偏转因数。3.2.2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Uy0123401324

5、Uy-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

6、圆。3.2.2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。3.2.2波形显示的基本原

7、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3.2.2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。3.3模拟示波器3.3.1模拟示波