第5章 时域测量第5章 时测量域测量.ppt

第5章 时域测量 5.1 示波器分类 根据示波器对信号的处理方式的不同可分为模拟、数字两大类： 模拟示波器 ——采用模拟方式对时间信号进行处理和显示。 数字示波器 ——对信号进行数字化处理后再显示。 5.1 示波器分类 模拟示波器 通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双踪、多踪示波器。 多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每个波形都由单独的电子束扫描产生。 取样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信号。 记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟信号的存储、记忆和反复显示。 专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称特种示波器。 5.1 示波器分类 数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量化）后，经由D/A转换器再重建波形。 数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又称为数字存贮示波器。 5.2.2 示波管显示波形的原理 5.2.2 示波管显示波形的原理 电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子束，它由灯丝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”。 5.2.2 示波管显示波形的原理 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。 电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。 5.2.2 示波管显示波形的原理 示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板 。 当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置。 5.2.2 示波管显示波形的原理 电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电压成正比： 示波管的Y轴偏转灵敏度（单位为cm/V）： 5.2.2 示波管显示波形的原理 5.2.2 示波管显示波形的原理 （1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况： 5.2.2 示波管显示波形的原理 5.2.2 示波管显示波形的原理 （2）X、Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情况： 5.2.2 示波管显示波形的原理 5.2.2 示波管显示波形的原理 （3）Y偏转板加正弦波信号电压，X偏转板加锯齿波电压，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。 5.2.2 示波管显示波形的原理 示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为李沙育（Lissajous）图形，这种图形在相位和频率测量中常会用到。 5.2.2 示波管显示波形的原理 5.2.2 示波管显示波形的原理 如果在X偏转板上加一个随时间线形变化的电压，垂直偏转板不加电压，那么光点在水平方向的偏移距离为 能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压 光点在锯齿波作用下扫动的过程称为“扫描” 光点自左向右的连续扫动称为“扫描正程” 自荧光屏的右端迅速返回左端起扫点的过程称 为“扫描逆程” 5.2.2 示波管显示波形的原理 （1）Tx=nTy(n为正整数)：荧光屏上将稳定显示n个周期的被测信号波形。 5.2.2 示波管显示波形的原理 （2）Tx≠nTy(n为正整数)，即不满足同步关系时，显示的波形不稳定。 5.2.2 示波管显示波形的原理 扫描电压是连续的方式称为连续扫描。 当欲观测脉冲信号，尤其是占空比很小的脉冲时，采用连续扫描存在一些问题：选择扫描周期等于脉冲重复周期时，难以看清脉冲波形的细节。 5.2.2 示波管显示波形的原理 选择扫描周期等于脉冲底宽时，观测者不易观察波形，而且扫描的同步很难实现。 5.2.2 示波管显示波形的原理 触发扫描时，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。 5.2.2 示波管显示波形的原理 为了使回扫产生的 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。 5.2.3 垂直系统 通用示波器的垂直通道 1 输入电路:包括衰减器和输入选择开关。 （1）衰减器 5.2.3 垂直系统 （2）输入耦合方式 输入耦合方式设有AC、GND、DC三档选择开关。 观察交流信号时，置“AC”档。 确定零电压时，置“GND”档。 观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号 时，置“DC”档。 5.2.3 垂直系统 2 前置放大器 前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信号，并具有灵敏度微调、校正、Y轴移位、极性反转等控制作用。 Y前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直流电位，相应