第六篇 示波测量技术.pptVIP

第六章 示波（时域）测量技术 §6.2示波测试基本原理 1.电子枪 （1）电子在电场中的运动 前者为电子穿越加速场, U2U1 电子向轴线收拢 后者为电子穿越减速场， U2U1. 发散 可证明 （2）静电式CRT中的电子枪 UG1UK : 控制电子射出数量,从而控制亮度 UG2UG1 : G1至G2电子束聚拢 UA1UG2 : G2至A1电子束发散 UA2=UG2UA1: A1至A2电子束聚拢 调节UA1可达到使电子束在荧光屏聚拢的目的,当然也可调UA2 (辅助聚焦). 2.偏转系统 偏转系统由一对Y(垂直)偏转板和一对X(水平)偏转板(均为金属板)组成. 偏转板位于电子枪之后,板上加电压将影响电子运动轨迹(两对板上电位两两相等,电子束打在荧光屏正中). 以Y偏转系统为例:可以证明,在Uy(偏转电压)的 作用下电子在Y方向的偏转距离为: 由于l、s、b、va为定值,故 上式还可写成: ，hy为偏转因数(cm/V),其值越大越好 ，DY为偏转灵敏度(V/cm),其值越小越 好。示波管重要参数 3.荧光屏 由磷光质材料制成,受电子轰出后能产生辉光,即电子动能变成光能及热能. 利用余辉可以使人们看到一连续波形 长余辉:低频 0.1s-1s 中余辉:中频 1ms-0.1s 短余辉:高频 10us-1ms 只加VY信号,显示一条垂线,如左图;只加VX信号,显示一条做匀速运动的直线,如右上图; 同时加UX 、UY, 显示随t变化 的波形,如右图: （2）信号与扫描电压的同步 当Tn=nTs时(n=1,2…),称信号和扫描电压同步,此时可得到稳定、清晰的图像.其中Tn为扫描电压周期，Ts为被测信号周期。若不满足条件,则得不到所需波形或稳定的波形.下图为Tn=2Ts时的图像. （3）连续（自激）扫描与触发扫描 连续扫描－- 扫描电压为连续的周期性锯齿波 特点:Uy=0时,屏幕也显示一条时基线 应用:观测连续信号波形 触发扫描－-只有当触发脉冲到来时,锯齿波发生器才开始工作并进行扫描 特点:Uy=0时,屏幕无显示 应用:研究脉冲波过程参数,特别是 τ/Ts很小的信号 现代示波器可选择任一种扫描方式工作,下图是连续扫描和触发扫描方式下对脉冲波形的观测: (b)脉冲细节看不清 (c)时基线太亮不易 观察，难同步 (d)能较好的观测 脉冲 （4）扫描过程的增辉 实际的扫描电压是非理想的,扫描回程将产生回程线. 克服方法:在扫描正程给示波器增辉,即正程才可显示,回程不显示. 增辉方法:在扫描正程期间给示波管第一栅极G1加正脉冲或给阴极K加负脉冲. §6.3通用示波器 二、 示波器的垂直（Y）通道 1.输入电路 作用:衰减过大的 输入信号,以免失真. 通常由如右图示的 一系列RC(脉冲)分压器组成 衰减系数: K=V0/Vi=Z2/(Z1+Z2) Z1 = R1(1/jωC1)/(R1+1/jωC1)= R1/(1+jωC1R1) Z2 = R2(1/jωC2)/(R2+1/jωC2)= R2/(1+jωC2R2) 2.延迟线 分布参数式:螺旋平衡时延迟电缆 集中参数式:LC延迟网络 作用:保证能显示脉冲前沿 原理:将输入信号延迟使其滞后于扫描开始时间 下图a为无延迟线的情况,图b为加延迟线后的情况 3.Y放大器 Y通道的主放大器 功能：将延迟线传来的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. 特点：具有稳定的增益,较高的输入阻抗,足够的频带,较小的谐波失真. 结构：差分平衡放大器 （1）积分器 功能：形成线性良好的锯齿波 当E,R,C一定, V0与t成正比 定义扫描速度 Ss=t/x (t/cm) X-光迹在水平方向偏转的距离 t-偏转X所对应的时间 （2）扫描门 功能:产生控制积分器开关S的门控信号 要求:能与被测信号同步,完成连续、触发扫描 组成:施密特触发电路 双稳触发器 触发扫描态:调W(稳定度)使Vb1介于E1,E2间 有触发脉冲时V0=1,开始扫描 无触发脉冲时V0=0, 无扫描,显示一点 连续扫描态:调W使Vb1 E1 ,无论有无触发均有V0=1,无信