示波器基礎(chǔ)知識

1、第一章 示波器基礎(chǔ)11 說明和功能 我們可以把示波器簡單地看成是具有圖形顯示的電壓表。普通的電壓表是在其度盤上移動的指針或者數(shù)字顯示來給出信號電壓的測量讀數(shù)。而示波器則與共不同。示波器具有屏幕，它能在屏幕上以圖形的方式顯示信號電壓隨時間的變化，即波形。示波器和電壓表之間的主要區(qū)別是：1.電壓表可以給出祥測信號的數(shù)值，這通常是有效值即RMS值。但是電壓表不能給出有關(guān)信號形狀的信息。有的電壓表也能測量信號的峰值電壓和頻率。然而，示波器則能以圖形的方式顯示信號隨時間變化的歷史情況。2.電壓表通常只能對一個信號進(jìn)行測量，而示波器則能同時顯示兩個或多個信號。顯示系統(tǒng)示波器的顯示器件是陰極射線管，縮寫為C

2、RT，見圖1。陰極射線管的基礎(chǔ)是一個能產(chǎn)生電子的系統(tǒng)，稱為電子槍。電子槍向屏幕發(fā)射電子。電子槍發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束，并打在屏幕中心的一點(diǎn)上。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì)，這樣電子束打中的點(diǎn)就發(fā)出光來。圖1 陰極射線管圖電子在從電子槍到屏幕的途中要經(jīng)過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上施加電壓就可以使光點(diǎn)在屏幕上移動。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由水平（X）偏轉(zhuǎn)板和垂直（Y）偏轉(zhuǎn)板組成。這種偏轉(zhuǎn)方式稱為靜電偏轉(zhuǎn)。在屏幕的內(nèi)表面用刻劃或腐蝕的方法作出許多水平和垂直的直線形成網(wǎng)絡(luò)，稱為標(biāo)尺。標(biāo)尺通常在垂直方向有8個，水平方向有10個，每個格為1cm。有的標(biāo)尺線又進(jìn)一步分成小格，并且還有標(biāo)明0和100的特別線。這些特別的線和標(biāo)明1

3、0和90的標(biāo)尺配合使用以進(jìn)行上升時間的測量。我們后面會討論這個問題。如上所述，受到電子轟擊后，CRT上的熒光物質(zhì)就會發(fā)光。當(dāng)電子束移開后，熒光物質(zhì)在一個短的時間內(nèi)還會繼續(xù)發(fā)光。這個時間稱為余輝時間。余輝時間的長短隨熒光物質(zhì)的不同而變化。最常用的熒光物質(zhì)是P31，其余輝時間小于一毫秒(ms).而熒光物質(zhì)P7的余輝時間則較長，約為300ms，這對于觀察較慢的信號非常有用。P31材料發(fā)射綠光，而P7材料發(fā)光的顏色為黃綠色。將輸入信號加到Y(jié)軸偏轉(zhuǎn)板上，而示波器自己使電子束沿X軸方向掃描。這樣就使得光點(diǎn)在屏幕上描繪出輸入信號的波形。這樣掃出的信號波形稱為波形軌跡。影響屏幕的控制機(jī)構(gòu)有：輝度輝度控制用來調(diào)

4、切波形顯示的亮度。本書中用作示例的示波器所采用的電路能夠根據(jù)不同的掃描速度自動調(diào)切輝度。當(dāng)電子束移動得比較快時，熒光物質(zhì)受到激勵的時間就變短，因此必須增加輝度才能看清軌跡。相反，當(dāng)電子束移動緩慢時，屏幕上的光點(diǎn)變得很亮，因此必須減小輝度以免熒光物質(zhì)被燒壞。從而延長示波管的壽命。對于屏幕上的文字部分，另有單獨(dú)的輝度控制機(jī)構(gòu)。聚焦 聚焦控制機(jī)構(gòu)用來控制屏幕上光點(diǎn)的大小，以便獲得清晰的波形軌跡。有些示波器，例如本書用作示例的示波器上，聚集也是由示波器自己進(jìn)行最佳控制的，從而能在不同的輝度和不同的掃描下保持清晰的波形軌跡。另外也提供手動調(diào)節(jié)的聚集控制。掃描旋轉(zhuǎn)這個控制機(jī)構(gòu)使X軸掃描線和水平標(biāo)尺線對齊。

5、由于地球的磁場在各個地方是不同的，這將會影響示波管顯示的掃描線。掃跡旋轉(zhuǎn)功能就用來對此進(jìn)行補(bǔ)償。掃描旋轉(zhuǎn)功能是預(yù)先調(diào)好的，通常只需在示波器搬動后再行調(diào)節(jié)。標(biāo)尺照明標(biāo)尺亮度可以單獨(dú)控制。這對于屏幕攝影或在弱光線條件下工作時非常有用。Z調(diào)制掃描的輝度可以用電氣的方法通過一個外加的信號來改變。這對于由外部信號來產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)以及使用XY顯示方式來尋找頻率關(guān)系的應(yīng)用中是十分有用的。此信號輸入端通常是示波器后面板上的一個BNC插座。12 模擬示波器方框圖CRT是所有示波器的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在我們已經(jīng)對它有所了解。下面我們就看一看示波管是怎樣作為示波器的心臟來起作用的。我們已經(jīng)看到，示波器有兩個垂直偏轉(zhuǎn)板，兩個水平

6、偏轉(zhuǎn)板和一個電子槍。從電子槍發(fā)射出的電子束的強(qiáng)度可以用電氣的辦法來加以控制。在上術(shù)基礎(chǔ)上，再增添下面敘述的電路就可以構(gòu)成一個完整的示波器（見圖2）圖2 模擬示波器方框圖示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括：輸入衰減器（每通道一個）前置放大器（每通道一個）用來選擇使用哪一個輸入通道的電子開關(guān)偏轉(zhuǎn)放大器示波器的水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括：時基、觸發(fā)電路和水平偏轉(zhuǎn)放大器輝度控制電路用電子學(xué)的方法在恰當(dāng)?shù)臅r刻點(diǎn)亮和熄滅掃跡。為使所有這些電路工作，示波器需要有一個電源。此電源從交流市電或者從機(jī)內(nèi)或外部的電池獲取能量，使示波器工作。任何示波器的基本性能都是由它的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的特性來決定的，所以我們首先來詳細(xì)地考察這一部分。13

7、 垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)對輸入信號進(jìn)行比例變換，使之能在屏幕上表現(xiàn)出來。示波器可以顯示峰峰值電壓為幾毫伏到幾十伏的信號。因此必須把不同幅度的信號進(jìn)行變換以適應(yīng)屏幕的顯示范圍，這樣就可以按照標(biāo)尺刻度對波形進(jìn)行測量。為此就要求對大信號進(jìn)行衰減、對小信號進(jìn)行放大。示波器的靈敏度或衰減器控制就是為此而設(shè)置的。靈敏度是以每格的伏特數(shù)來衡量的看一下圖3可以知道其靈敏度設(shè)置為1V/格。因此，峰峰值為6V的信號使得掃跡在垂直方向的6個格內(nèi)偏轉(zhuǎn)變化。知道了示波器的靈敏度設(shè)置值和電子束在垂直方向掃描的格數(shù)，我們就可以測量出信號的峰峰電壓值。在多數(shù)的示波器上，靈敏度控制都是按125的序列步進(jìn)變化的。即靈敏度。設(shè)

8、置顛倒為10mV/格、20mV/格、50mV/、100mV/格等等。靈敏度通常是用幅度上升/下降鈕來進(jìn)行控制的，而在有些示波器則是用轉(zhuǎn)動垂直靈敏度旋鈕來進(jìn)行。如果使用這些靈敏度步進(jìn)不能調(diào)節(jié)信號使之能夠準(zhǔn)確的按照要求在屏幕上顯示，那么就可以使用可變（VAR）控制。在第6章我們將會看到，使用標(biāo)尺刻度來進(jìn)行信號上升時間的測量就是一個很好的例子?？勺兛刂颇軌蛟?25的步進(jìn)值之間對靈敏度進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。通常當(dāng)使用可變控制時，準(zhǔn)確的靈敏度值是不知道的。我們只知道這時示波器的靈敏度是在125序列的兩個步進(jìn)值之間的某個值。這時我們稱該通道的Y偏轉(zhuǎn)是未校準(zhǔn)的或表示為"uncal"。這種未校準(zhǔn)的

9、狀態(tài)通常在示波器的前面板或屏幕上指示出來。在更現(xiàn)代化的示波器，例如我們用作示例的示波器，由于彩用了現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行控制和校準(zhǔn)。因此示波器的靈敏度可以在最小值和最大值之間連續(xù)變化，而始終保持處于校準(zhǔn)狀態(tài)。在老式的示波器上，通道靈敏度的設(shè)置值是從靈敏度控制旋鈕周圍的刻度上讀出的。而在新型的示波器上，通道靈敏度設(shè)置值清晰地顯示在屏幕上，如圖3所示，或者用一個單獨(dú)的CD顯示器顯示出來。圖3 在靈敏度為1v/格的情況下，峰峰值為6v的信號使電子束在垂直方向偏轉(zhuǎn)6格耦合耦合控制機(jī)構(gòu)決定輸入信號從示波器前面板上的BNC輸入端通到該通道垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)其它部分的方式。耦合控制可以有兩種設(shè)置方式，即DC耦合和AC

10、耦合。DC耦合方式為信號提供直接的連接通路。因此信號提供直接的連接通路。因此信號的所有分量（AC和：DC）都會影響示波器的波形顯示。AC耦合方式則在BDC端和衰減器之間串聯(lián)一個電容。這樣，信號的DC分量就被阻斷，而信號的低頻AC分量也將受阻或大為衰減。示波器的低頻截止頻率就是示波器顯示的信號幅度僅為其直實(shí)幅度為71時的信號頻率。示波器的低頻截止頻率主要決定于其輸入耦合電容的數(shù)值。示波器的低頻截止頻率典型值為10Hz，見圖4。圖4 說明AC及DC耦合、輸入接地以及50輸入阻抗功能選擇的簡化輸入電路和耦合控制機(jī)構(gòu)有關(guān)的另一個功能是輸入接地功能。這時，輸入信號和衰減器斷開并將衰減器輸入端連至示波器的

11、地電平。當(dāng)選擇接地時，在屏幕上將會看到一條位于0V電平的直線。這時可以使用位置控制機(jī)構(gòu)來調(diào)節(jié)這個參考電平或掃描基線的位置。輸入阻抗 多數(shù)示波器的輸入阻抗為1M和大約25pF相關(guān)聯(lián)。這足以滿足多數(shù)應(yīng)用場合的要求，因?yàn)樗鼘Χ鄶?shù)電路的負(fù)載效應(yīng)極小。有些信號來自50輸出阻搞的源。為了準(zhǔn)確的測量這些信號并避免發(fā)生失真，必須對這些信號進(jìn)行正確的傳送和端接。這時應(yīng)當(dāng)使用50特性阻抗的電纜并用50的負(fù)載進(jìn)行端接。某些示波器，如PM3094和PM3394A，內(nèi)部裝有一個50的負(fù)載，提供一種用戶可選擇的功能。為避免誤操作，選擇此功能時需經(jīng)再次確認(rèn)。由于同樣的理由，50輸入阻抗功能不能和某些探頭配合使用。位置垂直位

12、置控制或POS控制機(jī)構(gòu)控制掃跡在屏幕Y軸的位置。在輸入耦合控制中選擇接地，這時就將輸入信號斷開，這樣就可以找到地電平的位置。在更先進(jìn)的示波器上設(shè)有單獨(dú)的地電平指示器，它可以讓用戶能連續(xù)地獲得波形的參考電平。動態(tài)范圍動態(tài)范圍就是示波器能夠不失真地顯示信號的最大幅值，在此信號幅值下只要調(diào)節(jié)示波器的垂直位置仍能觀察到波形的全部。對于Fluke公司的示波器來說，動態(tài)范圍的典型值為24路（3個屏幕）相加和反向簡單的把兩個信號相加起來似乎沒有什么實(shí)際意義。然百，把兩個有關(guān)信號之一反向，再將二者相加，實(shí)際上就實(shí)現(xiàn)了兩個信號的相減。這對于消除共模干擾（即交流聲），或者進(jìn)行差分測量都是非常有用的。從一個系統(tǒng)的輸

13、出信號中減去輸入信號，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋壤儞Q，就可以測出被測系統(tǒng)引起的失真。由于很多電子系統(tǒng)本身就具有反向的特性，這樣只要把示波器的兩個輸入信號相加就能實(shí)現(xiàn)我們所期望的信號相減。交替和斷續(xù)示波器CRT本身一次只能顯示一條掃跡。然而，在很多示波器應(yīng)用中，常常要進(jìn)行信號的比較，例如，研究輸入/輸出信號間的關(guān)系，或者一個系統(tǒng)對信號的延遲等。這就要求示波器實(shí)際上能同時顯示不只一個信號。為了達(dá)到這一目的，可以用兩種辦法來控制電子束：1.可以交替地畫完一條掃跡，再畫另一條掃跡。這種方法稱為交替模式，或簡稱為ALT模式。2.可以在兩條掃跡之間迅速的進(jìn)行開關(guān)或斬波切換，從而分段的畫出兩條掃跡。這稱為斷續(xù)模式或C

14、HOP模式。其結(jié)果是在一次掃描的時間里一段接一段的畫出兩條掃跡。斷續(xù)模式適合于在低時基速率下顯示低頻率信號，因?yàn)檫@時斬波器開關(guān)能快速進(jìn)行切換。交替模式適合于需要使用較快時基設(shè)置的高頻率信號的顯示。本書中我們用作示例的示波器在不同的掃描速度下能自動地ALT或CHOP模式以給出最好的顯示效果。用戶也可以手動選擇ALT或CHOP模式以適合特殊信號的需求。帶寬示波器最生根的技術(shù)指標(biāo)就是帶寬。示波器的帶寬表明了該示波器垂直系統(tǒng)的頻率響應(yīng)。示波器的帶寬定義為示波器在屏幕上能以不低于真實(shí)信號3dB的幅度來顯示信號的最高頻率。3dB點(diǎn)的頻率就是示波器所顯示的信號幅度“Vdisp”為示波器輸入端真實(shí)信號值“Vi

15、nput”的71時的信號頻率，如下式所示：設(shè)：dB(伏)20log(電壓比)3Db=20log(Vdisp/Vinput)0.15log(Vdisp/Vinput)10-0.15=Vdisp/VinputVdisp=0.7Vinput 圖5表示出一個100MHz示波器的典型頻率響應(yīng)曲線。圖5 一臺典型為100MHz示波器的頻率響應(yīng)曲線（簡化的曲線和實(shí)際的曲線）出于現(xiàn)實(shí)的理由，通常把帶寬想象成為叔響曲線一直平坦延伸至其截止頻率，然后從該頻率以20dB/+倍頻程的斜率下降。當(dāng)然，這是一種簡化的考慮。實(shí)際上，放大器的靈敏度從較低的頻率就開始下降，百在其截止頻率達(dá)到3dB。圖5中中同時給出了簡化的頻率

16、響應(yīng)曲線和實(shí)際的頻率響應(yīng)曲線。帶寬限制器使用帶寬限制器可以把通常帶寬在100MHz以上的寬帶示波器的頻帶減小到20MHz的典型值。這樣就降低了噪聲電平和干擾，這對于進(jìn)行高靈敏度的測量是非常有用的。上升時間 上升時間直接和帶寬有關(guān)。上升時間通常規(guī)定為信號從其穩(wěn)態(tài)最大值的10到90所用的時間。上升時間是一個示波器從理論上來說能夠顯示的最快的瞬變的時間。示波器的高頻響應(yīng)曲線是經(jīng)過認(rèn)真安排的。這就保證了具有高諧波含量的信號，如方波，能夠在屏幕上精確的再現(xiàn)。如果頻響曲線下降太快，則在信號的快速上升沿上就會發(fā)生振鈴現(xiàn)象。如果頻響曲線下降太慢，即在頻響曲線上下降開始得過早，則示波器總的高頻響應(yīng)就受到影響，使

17、得方波失去“方形”特性。對于各種通用示波器來說，其高頻響應(yīng)曲線是類似的。從該曲線我們可以得到一個示波器帶寬和上升時間的簡單關(guān)系公式。此公式為：tr(s)=0.35/BW(Hz)對于高頻示波器來說，這個公式可以表示為：tr(ns)=350/BW(MHz)對于一個100MHz的示波器來說，上升時間為3.5（ns=納秒109秒）在示波器的標(biāo)尺上刻有標(biāo)明0和100的專門的線，用來進(jìn)行上升時間的測量。測量時我們先用VAR靈敏度控制機(jī)構(gòu)將被測認(rèn)號的頂部和底部分別和標(biāo)有0和100的線對齊。然后找出信號和標(biāo)尺上標(biāo)有10和90的兩條線的交點(diǎn)。這樣，上升時間就可以從這兩個交點(diǎn)沿X軸方向的時間間隔讀出來。要想測量一

18、臺示波器的上升時間，我們使用與上述相同的方法，只是要求測試信號的上升時間應(yīng)當(dāng)比該示波器的上升時間短得多。為獲得2的測量誤差，測試信號的上升時間至少應(yīng)小于示波器上升時間的五分之一。示波器上顯示的上升時間應(yīng)當(dāng)是示波器上升時間和信號上升時間和組合函數(shù)。其關(guān)系為trdisplayed=(trsignal2+trScopeM2)請記住這個公式，你將發(fā)現(xiàn)它是很有用的。14 水平偏轉(zhuǎn) 時基 為了描繪一幅圖形，我們必須要有水平和垂直兩個方向的信息。示波器描繪軌跡表明信號隨時間的變化情況，因此其水平偏轉(zhuǎn)必須和時間成正比。示波器中控制水平偏轉(zhuǎn)，即X軸的系統(tǒng)稱為時基。在示波器里有一個精確的掃描發(fā)生器。它使得電子束以

19、精確的、用戶可選擇的速度在屏幕上掃描。時基發(fā)生器的輸出示于圖6。圖6 時基發(fā)生器的輸出波形。圖中示出掃描時間、回掃時間和隔離停止（Hold-off）時間掃描速度以每格的秒數(shù)（s/格）來度量。一臺典型示波器的掃描速度范圍可以從20ns/格到0。5s/格。掃描速度也和靈敏度控制一樣按125的序列變化。只要我們知道了每個標(biāo)尺格所代表的時間值，就可以測量出屏幕掃跡上任何兩點(diǎn)之間的時間例如，圖7和圖8顯示的都是1kHz的正弦波（其周期為1ms）,而掃描速率分別為1ms/格和200ms/格。（us=微秒10-6）。圖 7 1kHz 的正弦波，時基設(shè)置為1ms/格圖8 1kHz的正弦波，時基設(shè)置為200s/

20、格水平位置控制 水平或X軸位置控制機(jī)構(gòu)XPOS可以在屏幕上沿水平方向移動掃跡。這樣我們就可以把掃跡上的某一點(diǎn)和某一條垂直標(biāo)尺線對齊，以便為時間測量規(guī)定一個起始點(diǎn)?？勺儠r基我們可以選擇不同于標(biāo)準(zhǔn)的125序列設(shè)置值的掃描速度。這樣我們就能夠把任意一個波形的一個周期調(diào)整成?？缯麄€屏幕寬度。和在Y軸方向使用VAR控制機(jī)構(gòu)的情況一樣多數(shù)示波器會給出指示，說明正在使用可變時基，X軸處于未校準(zhǔn)狀態(tài)。更先進(jìn)的示波器，如我們用作示例的示波器，可以工作在校準(zhǔn)的連續(xù)可變時基模式。這時由于可以用整個屏幕來顯示信號中我們感興趣的部分，所以能獲得更好的測量時間分辨率。同時也能大大減少發(fā)生操作錯誤的可能性。時基放大時基放大

21、功能通常能將X軸偏轉(zhuǎn)掃描放大10倍。這樣在屏幕上看到的等效時基速度也變快10倍。所以一臺未經(jīng)時基放大的時掃描速度為20ns/格的示波器經(jīng)時基放大后可以以2ns/格的速度掃描。示波器屏幕現(xiàn)在就成了信號上的一個可移動的觀察窗口。和簡單的直接選擇更快的時基速度相比，這種方法的好處是能夠在保持原信號不變的情況下更加詳細(xì)的觀察信號的細(xì)節(jié)。圖9說明如何使用X軸位置控制來實(shí)現(xiàn)信號的滾動顯示。圖9 時基放大和X軸位置控制雙時基 在很多觀察復(fù)雜信號波形的應(yīng)用場合中，往往需要顯示一個波形的一小部分，并使它占踞整個屏幕。這種情況的一個典型的例子是觀察研究全部電視信號中某一選定的行的波形。在這類情況中，使用標(biāo)準(zhǔn)時基通

22、過正常觸發(fā)的方法是無能為力的。這就是在現(xiàn)代示波器上采用雙時基工作的原因。在這個例子中，示波器的主時基（MTB）可由波形中的主觸發(fā)事件，即全電視信號中的垂直同步信號來觸發(fā)。MTB掃跡的一部分顯示得更亮一些，這稱為加亮部分。在此加亮部分的起始點(diǎn)時刻，第二個時基，稱為延遲時基或DTB開始掃描。這第二個時基可按自己的掃描速度來設(shè)置。并且掃描速度比主時基的掃描速度要快。主時基的起始點(diǎn)和加亮部分開始點(diǎn)之間的延遲時間是可調(diào)的。我們甚至可以作到在選定的延遲時間結(jié)束時不啟動DTB掃描，而只是在該時刻為DTB時基的觸發(fā)電路作好觸發(fā)準(zhǔn)備。如果過一會兒再發(fā)生新的觸發(fā)事件，DTB掃描即將開始。所以，使用雙時基時，電子束

23、將以兩個時基的兩種不同的速度交替的在屏幕上掃描。讓我們來看圖10。首先主時基以500s/格的速度運(yùn)行，在屏幕上描繪出一個波形。在此掃描期間，過了2ms即等于4格的時間以后，掃跡被加亮。這段延遲時間由延遲1控制來設(shè)定。波形上加亮部分的時間長度則由DTB掃描時間控制機(jī)構(gòu)來高定，在我們的例子中現(xiàn)在為50s/格當(dāng)經(jīng)過2ms的延遲時間后延遲時基進(jìn)行掃描時，它只顯示原來主時基掃跡的十分之一。但是這段原來主進(jìn)基掃跡十分之一的波形段則在整個屏幕上顯示出來。圖10 雙時基工作（500s/格及50s格，4格延遲）1)在老式的示波器上，延遲控制指的是延遲時間倍增器。邊是一個帶有刻度的多圈電位器。當(dāng)掃跡的加亮部分在M

24、TB上根據(jù)需要確定位置以后，其延遲即可由DTB時基速度和該電位器示出的刻度讀數(shù)相乘而計算出來。由此延遲控制一詞得名。當(dāng)我們改變延遲時間時，就改變了延遲時基掃描的起始點(diǎn)在主時基上的位置。而改變延遲時基掃描速度則改變在主時其上顯示出來的波形段的長度。當(dāng)延遲時基已經(jīng)設(shè)置好，并顯示出欲觀察的信號段時，我們可以把主時基關(guān)閉。這樣可以使得延遲掃跡變得更亮。典型雙時基示波器的時基工作模式有：MTBI只用主時基只用MTB工作時，示波器的性能和單時基示波器相同。MTB±主時基加亮這時示波器只顯示主時基。但是掃跡上的一部分被加亮，以表示出DTB的起始位置及其掃描速度。MTB加亮和DTB和MTBI相同，但

25、也同時顯示DTB掃描。DTB延遲時基。只顯示DTB掃描。在本書的觸發(fā)部分還會進(jìn)一步討論雙時基的問題。時基模式時基電路有幾種工作。對普通模擬示波器來說，工作模式有自動、正常或觸發(fā)以及單次或單次捕捉等模式。正常模式 時基必須受到觸發(fā)才能產(chǎn)生掃跡。其規(guī)律非常簡單，即"沒有信號就沒有掃描軌跡"。示波器在選定的觸發(fā)源通道上必須有輸入信號，并且該信號必須大到足以觸發(fā)時基電路。如果沒有輸入信號，屏幕上就不會有掃描軌跡。自動模式 如果能在沒有輸入信號時也能看到掃跡。這將會是很有用的。在沒有輸入信號以進(jìn)行觸發(fā)時，自動模式將使時基以低頻率自由運(yùn)行，從而在屏幕上產(chǎn)生掃跡。這使得用戶可以設(shè)置掃跡的

26、垂直位置，即如果信號僅為一直流電位的情況。單次模式當(dāng)接收到觸發(fā)信號時進(jìn)基將進(jìn)行掃描，并且將只掃描一次。對于每次觸發(fā)事件都必須使時基電路作好觸發(fā)準(zhǔn)備（atm）。不然的話，下面來的觸發(fā)事件將不能啟動時基掃描。對于不同的示波器，按動標(biāo)有單次或復(fù)位的按鈕就使得觸發(fā)電路重新作好觸發(fā)準(zhǔn)備。為了避免在單次掃描工作時盲目猜測，現(xiàn)代示波器上可以用屏幕上顯示出伏特數(shù)值或顯示水平線的方式來顯示出其觸發(fā)電平值。15 觸 發(fā) 我們已經(jīng)看到在示波管上輸入信號如何提供垂直偏轉(zhuǎn)，時基如何給出水平偏轉(zhuǎn)。但是我們?nèi)绾伪ＷC在電子束掃過屏幕時每次都準(zhǔn)確地掃過相同的路徑呢？解決這個問題的關(guān)鍵在于觸發(fā)電路。如果沒有觸發(fā)電路，你在屏幕上看

27、到的將會是具有隨機(jī)起始點(diǎn)的很多波形雜亂重疊的圖象。而觸發(fā)電路的作用就在于保證每次時基在屏幕的掃描的時候，時基掃描都從輸入信號上的一上精確確定的點(diǎn)開始。這個精確的掃描起始點(diǎn)則由下述控制因素來決定。圖11 無觸發(fā)的信號波形觸發(fā)源它決定觸發(fā)信號從哪里獲得。在多數(shù)情況下，觸發(fā)信號來自輸入信號本身。所以如果只使用一個通道，那么觸發(fā)源就設(shè)置為該通道。如果使用多個通道，那么觸發(fā)源可以從這些通道中選取。復(fù)合觸發(fā)（Composite triggering）則是在顯示不同的通道時輪流使用相應(yīng)的通道觸發(fā)。這對于顯示頻率不相關(guān)的信號時是非常有用的。如果示波器具有外部觸發(fā)輸入端（Ext），那么它上面連接的信號則可驅(qū)動觸

28、發(fā)電路使示波器觸發(fā)。如果要觀測在電源頻率或者源于電源頻率系統(tǒng)的信號，那么電源觸發(fā)功能可以提供電源觸發(fā)的能力。這是觀察與電源有關(guān)的干擾信號的好方法。觸發(fā)電平觸發(fā)電平控制機(jī)構(gòu)設(shè)置選定觸發(fā)源的信號欲使觸發(fā)電路啟動時基掃描所必須跨越的電壓電平值。圖12 觸發(fā)電平設(shè)置對顯示波形的影響。圖13 視頻行信號觸發(fā)斜率觸發(fā)斜率控制機(jī)構(gòu)決定觸發(fā)發(fā)生于觸發(fā)源信號的上升沿（"正斜率"）或者下降沿（"負(fù)斜率"）觸發(fā)耦合 用以決定選定的觸發(fā)源信號送往觸發(fā)電路的耦合方式 DC耦合 觸發(fā)源直接連到觸發(fā)電路。AC耦合 觸發(fā)源通過一個串聯(lián)的電容連到觸發(fā)電路。 峰（）峰值電平(Level p

29、（）p)將觸發(fā)電平控制機(jī)構(gòu)的控制范圍設(shè)置成略小于觸發(fā)源信號的峰（）峰值。在這種模式下不可能將觸發(fā)電平設(shè)置為超出輸入信號的值，所以只要有信號示波器總能觸發(fā)。HF抑制 使觸發(fā)源信號通過低通濾波器以抑制其高頻分量。這意味著既使一個低頻信號中包含很多高頻噪音，我們?nèi)阅苁蛊浒吹皖l信號觸發(fā)。 LF抑制 使觸發(fā)源信號通過一個高通濾波器以抑制其低頻成分。這對于顯示包含很多電源交流聲的信號等情況是很有用的。TV觸發(fā)在這種模式下觸發(fā)電平控制不起作用。這時示波器使用視頻信號中的同步脈沖作為觸發(fā)信號。TV觸發(fā)有兩種模式：幀觸發(fā)TVF和行觸發(fā)TVLTVF每一幀電視圖象由兩場組成。每一場則包含構(gòu)成一個完整的幀所需行數(shù)的一

30、半。在電視屏幕上兩場信號交錯顯示以構(gòu)成一幀的畫面。采用這種技術(shù)減少了傳送一個頻道所需要的帶寬并減小了畫面的閃爍。在每一個場開始的時候都有一個特別的脈沖序列，稱為幀同步脈沖。在TVF同步模式下，示波器就由幀同步脈沖來觸發(fā)。現(xiàn)代示波器的觸發(fā)控制可以區(qū)分第一場和第二場。TVL每一場包括若干行。每一行都由一個行同步脈沖即行同步信號開始。示波器可以由每一個行同步脈沖來觸發(fā)，這樣描繪出的各個行的波形將會重疊在一起。便用幀觸發(fā)和雙時基我們可以觀察某一特定行的波形。我們還可以使用如象Fluke公司的示波器所具有的稱為視頻行選擇器的特殊的附件PM8917來觀察某一特定的行。使用本書中用作示例的組合示波器時，我們

31、可以使用示波器中內(nèi)裝的視頻行計數(shù)器直接選定所需的行號（僅限于PM3394A系列示波器）。觸發(fā)隔離(Trigger Hold-off）有些信號具有多個可能的觸發(fā)點(diǎn)。這種情況的一個很好的例子是圖14中的數(shù)字信號。該信號雖然在較長的時間周期內(nèi)是重復(fù)的，但是在短時間內(nèi)情況則不然。為了更詳細(xì)的觀察少數(shù)個別脈沖，必須使用快速的掃描時基。但是這樣一來每次掃描時顯示出來的信號波形段就是變化不一的。為了解決這個問題，我們采用了觸發(fā)隔離功能，即在各次掃描之間加入延遲時間，使得掃描的每次觸發(fā)總是從相同的信號沿開始。圖14 復(fù)殺脈沖的觸發(fā)隔離應(yīng)用延遲時基觸發(fā)從本書前面的時基部分我們已經(jīng)知道，在MTB掃描時基開始后經(jīng)過一段延遲，DTB開始掃描，即受到觸發(fā)。此延遲時間從MTB觸發(fā)點(diǎn)開始計算。經(jīng)過這段時間延遲后，DTB實(shí)際上是由延遲系統(tǒng)啟動的。這種模式稱為DTB啟動。和MTB類似，DTB也可以按觸發(fā)模式工作，示波器上設(shè)有相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)以設(shè)置DTB觸發(fā)源、觸發(fā)電平、觸發(fā)率及耦合方式。這些控制機(jī)構(gòu)與MTBN無關(guān)，自己獨(dú)立工作。選擇了這種設(shè)置方式后，當(dāng)上述的延遲時間結(jié)束以后，DTB就作好觸發(fā)準(zhǔn)備。而當(dāng)輸入信號上探測到新的觸發(fā)事件時DTB才被觸發(fā)開始掃描。1.6 附加功能X-Y偏轉(zhuǎn)X-Y偏轉(zhuǎn)或X-Y模式是示波器的另一種顯示方法。這種示波器將時基關(guān)閉，而用另一個與產(chǎn)生垂直偏轉(zhuǎn)的信號不同的信號來