第3章示波测量讲述.pptVIP

第3章 信号波形测量 3.1 概述 3.2 CRT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。 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（LINE）等。 3.2 CRT显示原理 3.2.1 CRT 由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。 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 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。 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 （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。 （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 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。 3.2.2 波形显示的基本原理（续） 4．同步的概念 3.2.2 波形显示的基本原理（续） 5．连续扫描和触发扫描 3.3 模拟示波器 3.3.1 模拟示波器的组成 3.3.2 垂直通道 1．输入电路：衰减器和输入耦合选择开关 （1）衰减器 2．Y前置放大器 、 Y输出放大器 前置放大器将信号适当放大，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。 前置放大器采用差分放大电路，输出一对平衡交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直流电位，相应的Y偏转板上的直流电位和波形在Y方向的位置也会改变。通过调节“Y轴位移”旋钮，调节直流偏置。 Y输出放大器将被测信号放大到足够的幅度，用以驱动示波管的垂直偏转系统，使电子束获得Y方向的满偏转。 Y输出放大器应具有稳定的增益、较高的输入阻抗、足够宽的频带、较小的谐波失真 。 Y输出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高共模抑制比。可采用改变负反馈的方法改变放大器的增益（面板上的“×5”或“×10”开关 ）。 3．延迟线 触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观测脉冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完整地显示出来。 延迟线的作用：把加到垂直偏转板上的脉冲信号延迟一段时间，以保证在屏幕上扫描出包括上升时间在内的脉冲全过程。 延迟线的输入级需采用低输出阻抗电路驱动，而输出级则采用低输入阻抗的缓冲器。 3.3.3 水平通道 水平通道包括触发电路、扫描电路和水平放大器等部分，其主要任务是产生随时间线性变化的扫描电压，再放大到足够的幅度，然后输出到水平偏转板，使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。 1．触发电路 为扫描信号发生器提供符合要求的触发脉冲。 2．扫描发生器环(时基电路) 闸门电路：产