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第二章 信号发生器 示波器和数据处理应用软件 第一节 双踪数字示波器的使用 双踪示波器是一种能够直接观察电信号波形变化的电子测量仪器，并且能在同一屏幕上同时显示两个被测波形，是一种通用的测量工具。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。 一、示波器的类型 示波器分为模拟和数字。模拟数字示波器都能够胜任。但是，对于一些特定应用，由于两者具备的不同特性，每种类型都有适合和不适合的地方。 模拟示波器 在本质上，模拟示波器工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。示波器屏幕通常是阴极射线管（CRT）。电子束投到荧幕的某处，屏幕后面总会有明亮的荧光物质。当电子束水平扫过显示器时，信号的电压是电子束发生上下偏转，跟踪波形直接反映到屏幕上。在屏幕同一位置电子束投射的频度越大，显示得也越亮 数字示波器 与模拟示波器不同，数字示波器通过模数转换器（ADC把被测电压转换为数字信息。它捕获的是波形的一系列样值，并对样值进行存储，存储限度是判断累计的样值是否能描绘出波形为止。随后，数字示波器重构波形。 数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO）、数字荧光示波器（DPO）和采样示波器 二、普通示波器的组成及原理 普通示波器的组成 普通示波器主要由示波管、Y轴偏转系统、X轴偏转系统、扫描及整步系统、电源等五部分组成。 图2-1示波器的组成 各部分作用 名称 组成及作用 示波管 它是示波器的核心。其作用是把所需观测的电信号变换成发光的图形。 Y轴偏转系统 由衰减器和Y轴放大器组成，其作用是放大被测信号。 X轴偏转系统 由衰减器和X轴放大器组成，作用是放大锯齿波扫描信号或外加电压信号。 扫描及 整步系统 扫描发生器的作用是产生频率可调的锯齿波电压。整步系统的作用是引入一个幅度可调的电压，来控制扫描电压与被测信号电压保持同步，使屏幕上显示出稳定的波形。 电源 由变压器、整流及滤波等电路组成，作用是向整个示波器供电。 原理 1）示波管的基本结构 图2-2 示波管的结构 3）示波器的原理 Y偏转板加直流电压后使电子束发生偏转 图2-3 示波管的原理 工作原理：在Y轴偏转板上加一被测周期信号，同时，在X轴偏转板上加一幅值随时间线性变化，频率与被测信号频率相同的锯齿波扫描信号，即可在荧光屏上显示出被测信号的波形。 4）波形的稳定条件 如果锯齿波扫描电压周期是被测电压的周期完全相等，扫描电压每变化一次，荧光屏上就出现一个完整的被测波形。 如果锯齿波扫描电压周期是被测信号周期的整数倍，荧光屏上会稳定地显示出若干个被测信号的波形。 为达到上述目的，调节扫描电压的频率可以通过调节示波器面板上的“时间因数”旋钮（有的示波器称“扫描范围”）和“扫描微调”旋钮来实现。 三、双踪示波器的组成及原理 双踪示波器的组成 双踪示波器主要由垂直系统、水平系统和主机（高、低压电源和显示电路）系统组成。 双踪示波器的原理 双踪示波器具有两路输入端,可同时接入两路电压信号进行显示双踪示波是在单线示波器的基础上，增设一个专用电子开关，利用电子开关将两个待测的电压信CH1和CH2周期性的轮流作用在Y偏转板上使两路信号同时显示在示波管的屏面上。由于视觉滞留效应，能在荧光屏上看到两个波形。 为了保持荧光屏显示出来的两种信号波形稳定，则要求被测信号频率、扫描信号频率与电子开关的转换频率三者之间必须满足一定的关系。 两个被测信号频率与扫描信号频率之间应该是成整数比的关系，也就是要求“同步”。 为了使荧光屏上显示的两个被测信号波形都稳定，除满足上述要求外，还必须合理地选择电子开关的转换频率，使得在示波器上所显示的波形个数合适，以便于观察。 当电子开关处于“CH1”状态时，CH1通道开通，屏幕上只能显示CH1通道的波形。 当电子开关处于“CH2”状态时，CH2通道开通，屏幕上只能显示CH2通道的波形。 当电子开关处于“CH1＋CH2”状态时，电子开关不工作。这时，两路信号同时通过门电路和放大器，屏幕上显示两路信号叠加后形成的波形。 在“交替”状态时，电子开关产生一个方波信号，当方波在“1” 电平时，门电路只让CH1通道的信号通过；当方波在“0”电平时，门电路只让CH2通道的信号通过。这种工作状态只适用显示频率较高的信号波形。 当处于“断续”状态时，电子开关不受扫描信号的控制，产生固定频率为250kHz的方波信号。电子开关即以这个频率进行自动转换，轮流接通两个通道。适合于显示频率较低的信号。 注意：上述“交替”和“断续”两种方式都属于“双踪”显示的范围。 探头 在首次将探头与任一输入通道连接时，要进行探头补偿的调节，使探头与输入通道匹配。未经补偿或补偿偏差的探头会导致测量误差或错误。 结构