第四章電子示波器資料

1、第四章 電子示波器 一、概念：一、概念： 電子示波器簡稱電子示波器簡稱“示波器示波器”，是一種用來直接顯示電信，是一種用來直接顯示電信號波形隨時間變化過程的電子儀器。號波形隨時間變化過程的電子儀器。 能夠?qū)⑷搜蹮o法直接觀察到的電信號以波形的形式顯能夠?qū)⑷搜蹮o法直接觀察到的電信號以波形的形式顯示在示波器的屏幕上。它的用途極為廣泛，可以用來觀察示在示波器的屏幕上。它的用途極為廣泛，可以用來觀察信號波形、信號的幅度、頻率、時間、相位等等，還可以信號波形、信號的幅度、頻率、時間、相位等等，還可以用來測量電路網(wǎng)絡(luò)的頻率特性和伏安特性。用來測量電路網(wǎng)絡(luò)的頻率特性和伏安特性。 1 1輸入阻抗高，對被測信號影

2、響小，有較強(qiáng)的過載能力，輸入阻抗高，對被測信號影響小，有較強(qiáng)的過載能力，測量靈敏度高。測量靈敏度高。 2 2可顯示信號波形、測量信號瞬時值?？娠@示信號波形、測量信號瞬時值。 3 3工作速度快、頻帶寬，便于觀察高速變化的信號。工作速度快、頻帶寬，便于觀察高速變化的信號。 4 4可顯示任意兩個信號的電壓或電流的函數(shù)關(guān)系，故可作可顯示任意兩個信號的電壓或電流的函數(shù)關(guān)系，故可作為信號的為信號的X-YX-Y記錄儀。記錄儀。三、三、 電子示波器的分類電子示波器的分類按示波器的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類：按示波器的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類：1 1通用示波器通用示波器 ：采用單束示波管，是一種寬頻帶的示波器，：采用

3、單束示波管，是一種寬頻帶的示波器，常用的是雙蹤示波器，使用的極為廣泛，可以對一般電信號進(jìn)常用的是雙蹤示波器，使用的極為廣泛，可以對一般電信號進(jìn)行定性和定量的分析。行定性和定量的分析。2 2多束示波器多束示波器 ：采用多束示波管，通過電子開關(guān)進(jìn)行切換，：采用多束示波管，通過電子開關(guān)進(jìn)行切換，觀察兩個以上的波形，比較兩個以上的信號很方便。觀察兩個以上的波形，比較兩個以上的信號很方便。3 3取樣示波器取樣示波器 ：便于觀察和測量高頻信號。：便于觀察和測量高頻信號。4 4記憶示波器記憶示波器 ：采用記憶示波管實現(xiàn)信息的存儲。：采用記憶示波管實現(xiàn)信息的存儲。 5 5特種示波器特種示波器 ：具有特殊的功能

4、用途，例如：矢量示波：具有特殊的功能用途，例如：矢量示波器，高壓示波器，心電圖示波器等。器，高壓示波器，心電圖示波器等。 6 6數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器 ：能夠?qū)⒉洞俚降男盘栠M(jìn)行：能夠?qū)⒉洞俚降男盘栠M(jìn)行A/DA/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，寫入存儲器，需要讀出時，經(jīng)過寫入存儲器，需要讀出時，經(jīng)過D/AD/A轉(zhuǎn)換還原成模擬信號，轉(zhuǎn)換還原成模擬信號，在示波器上顯示出來。在示波器上顯示出來。 7 7邏輯示波器（邏輯分析儀邏輯示波器（邏輯分析儀）。一、組成：如圖一、組成：如圖4-14-1所示，它由示波管（所示，它由示波管（CRTCRT）、垂直偏轉(zhuǎn)系）、垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)統(tǒng)(Y(Y通道）、水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（通道）、水平偏轉(zhuǎn)

5、系統(tǒng)（X X通道），通道）， 同步控制系統(tǒng)，以同步控制系統(tǒng)，以及輝度控制電路、電源系統(tǒng)等幾部分組成。及輝度控制電路、電源系統(tǒng)等幾部分組成。 圖圖4-1 電子示波器的基本組成框圖電子示波器的基本組成框圖二、基本工作原理：二、基本工作原理： 由電子槍產(chǎn)生的高速電子束轟擊熒光屏的相應(yīng)部位產(chǎn)由電子槍產(chǎn)生的高速電子束轟擊熒光屏的相應(yīng)部位產(chǎn)生熒光，而偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)則能使電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而改變熒生熒光，而偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)則能使電子束產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而改變熒光屏上光點(diǎn)的位置，顯示被測信號的波形。光屏上光點(diǎn)的位置，顯示被測信號的波形。 三、示波管： 結(jié)構(gòu)：電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏三個部分。E 輝度 聚焦

6、 輔助聚焦 +EFGKA1A2Y偏轉(zhuǎn)板X偏轉(zhuǎn)板熒光屏電子槍偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏圖圖4-2 4-2 示波管的結(jié)構(gòu)圖示波管的結(jié)構(gòu)圖 1 1電子槍電子槍 （1 1）作用：發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。）作用：發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。 （2 2）結(jié)構(gòu)：它是由燈絲（）結(jié)構(gòu)：它是由燈絲（F F）、陰極（）、陰極（K K）、柵極（）、柵極（G1G1）、）、前加速極（前加速極（G2G2）、第一陽極（）、第一陽極（A1A1）、第二陽極（）、第二陽極（A2A2）組成。）組成。燈絲的作用是加熱陰極，加熱后的陰極發(fā)射電子。燈絲的作用是加熱陰極，加熱后的陰極發(fā)射電子。 2 2、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對位

7、置互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成。靠近偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對位置互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成?？拷娮訕尩囊粚κ谴怪逼D(zhuǎn)板，另一對是水平偏轉(zhuǎn)板。電子電子槍的一對是垂直偏轉(zhuǎn)板，另一對是水平偏轉(zhuǎn)板。電子束靠偏轉(zhuǎn)板上加的電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)。束靠偏轉(zhuǎn)板上加的電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 3 3、熒光屏、熒光屏 熒光屏是熒光粉涂在玻璃屏的內(nèi)表壁而制成。熒光屏熒光屏是熒光粉涂在玻璃屏的內(nèi)表壁而制成。熒光屏的發(fā)光顏色通常有綠色、黃色、蘭色和白色。的發(fā)光顏色通常有綠色、黃色、蘭色和白色。 電子束轟擊熒光粉時發(fā)出的熒光并不會立刻消失，而電子束轟擊熒光粉時發(fā)出的熒光并不會立刻消失，而是要延續(xù)一段時間，這種現(xiàn)象稱為余輝。按余輝持續(xù)的時是要延續(xù)一段時間，這種現(xiàn)

8、象稱為余輝。按余輝持續(xù)的時間長短，示波管分為短余輝，中余輝和長余輝管三種。間長短，示波管分為短余輝，中余輝和長余輝管三種。 四、波形顯示原理四、波形顯示原理 Y Y偏轉(zhuǎn)板：加被測信號；偏轉(zhuǎn)板：加被測信號； X X偏轉(zhuǎn)板：加掃描電壓信號（設(shè)為理想狀態(tài)）。偏轉(zhuǎn)板：加掃描電壓信號（設(shè)為理想狀態(tài)）。 1 1）設(shè)）設(shè)Ux=Uy=0Ux=Uy=0，則光點(diǎn)在垂直和水平方向都不偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)在熒，則光點(diǎn)在垂直和水平方向都不偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)在熒光屏的中心位置；光屏的中心位置；Uyt0Ux0 2 2）設(shè)）設(shè)Ux=0Ux=0，Uy=UmsintUy=Umsint。 由于由于X X偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點(diǎn)在水平方向是不偏移的，則光

9、偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點(diǎn)在水平方向是不偏移的，則光點(diǎn)只在熒光屏的垂直方向來回移動，出現(xiàn)一條垂直線段點(diǎn)只在熒光屏的垂直方向來回移動，出現(xiàn)一條垂直線段。Uxt0Uyt0 3)3)設(shè)設(shè)Ux=ktUx=kt，Uy=0Uy=0。 由于由于Y Y偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點(diǎn)在垂直方向是不移動的，則光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)板不加電壓，光點(diǎn)在垂直方向是不移動的，則光點(diǎn)在熒光屏的水平方向上來回移動，出現(xiàn)的是一條水平線段在熒光屏的水平方向上來回移動，出現(xiàn)的是一條水平線段。Uyt0Ux0由上三種情況可看出：由上三種情況可看出： a a 、X X偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的水平運(yùn)動；偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的水平運(yùn)動； b b 、Y Y偏轉(zhuǎn)板上所

10、加電壓控制電子的垂直運(yùn)動；偏轉(zhuǎn)板上所加電壓控制電子的垂直運(yùn)動； c c 、電子位移長度取決于所加電壓的大小。、電子位移長度取決于所加電壓的大小。 4)4)設(shè)設(shè)Y Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓U Uy y=U=Um msintsint，X X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓電壓Ux=ktUx=kt，且有，且有Tx=TyTx=Ty熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的穩(wěn)熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的穩(wěn)定波形。定波形。Uyt0Ux0t5)5)設(shè)設(shè)Y Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓U Uy y=U=Um msintsint，X X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓電壓U

11、x=ktUx=kt，且有，且有Tx=2TyTx=2Ty熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的穩(wěn)定波形。穩(wěn)定波形。Uyt0Ux0t6)6)設(shè)設(shè)Y Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓U Uy y=U=Um msintsint，X X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓壓Ux=ktUx=kt，且有，且有Tx=3/2 TyTx=3/2 Ty熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的熒光屏顯示的是被測信號隨時間變化的不穩(wěn)定波形。不穩(wěn)定波形。tUyt0Ux0第一掃描周期第二掃描周期由此可見：由此可見： 當(dāng)掃描電壓的周期是被觀測信號周期的整數(shù)倍時，即當(dāng)掃描電壓的周期是被觀測信

12、號周期的整數(shù)倍時，即Tx=nTy(nTx=nTy(n為正整數(shù)為正整數(shù)) )，每次掃描的起點(diǎn)都對應(yīng)在被測信號的同一相，每次掃描的起點(diǎn)都對應(yīng)在被測信號的同一相位點(diǎn)上，這就使得掃描的后一個周期描繪的波形與前一周期完全一位點(diǎn)上，這就使得掃描的后一個周期描繪的波形與前一周期完全一樣，每次掃描顯示的波形重疊在一起，在熒光屏上可得到清晰而穩(wěn)樣，每次掃描顯示的波形重疊在一起，在熒光屏上可得到清晰而穩(wěn)定的波形。定的波形。 當(dāng)理想掃描電壓的周期當(dāng)理想掃描電壓的周期Tx=n TyTx=n Ty(n(n為正整數(shù)為正整數(shù)) )時，波形穩(wěn)定，且時，波形穩(wěn)定，且顯示顯示n n個被測信號波形；當(dāng)此關(guān)系不成立時個被測信號波形；

13、當(dāng)此關(guān)系不成立時, ,波形顯示不穩(wěn)定。波形顯示不穩(wěn)定。 一般情況下一般情況下, ,當(dāng)掃描電壓的周期當(dāng)掃描電壓的周期Ts=n TyTs=n Ty(n(n為正整數(shù)為正整數(shù)) )時，波形穩(wěn)定，時，波形穩(wěn)定，且顯示且顯示n n個被測信號波形；逆程消隱。個被測信號波形；逆程消隱。 此即此即“同步同步”原理。原理。 五、示波器的主要技術(shù)性能五、示波器的主要技術(shù)性能 1 1頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)( (頻帶寬度）頻帶寬度）B BW W：示波器的頻率響應(yīng)就是其：示波器的頻率響應(yīng)就是其Y Y軸系統(tǒng)工軸系統(tǒng)工作頻率范圍，或指作頻率范圍，或指Y Y放大器帶寬，通常以放大器帶寬，通常以-3dB-3dB處，即相對放大量下處，即

14、相對放大量下降到降到0.7070.707時的頻率范圍表示。寬帶示波器的頻率響應(yīng)低端常常從時的頻率范圍表示。寬帶示波器的頻率響應(yīng)低端常常從零開始，頻帶越寬，高頻特性越好。零開始，頻帶越寬，高頻特性越好。2 2偏轉(zhuǎn)靈敏度偏轉(zhuǎn)靈敏度 D Dy y 示波器輸入電壓與亮點(diǎn)示波器輸入電壓與亮點(diǎn)Y Y方向偏移量的比值稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度，方向偏移量的比值稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度，也稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。單位也稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。單位mV/divmV/div，度（，度（divdiv）指熒光屏刻度）指熒光屏刻度1 1大格，大格，1 1 div=1 cmdiv=1 cm。 偏轉(zhuǎn)因數(shù)數(shù)值可表示靈敏度，數(shù)值越小靈敏度越高，每一種示偏轉(zhuǎn)因數(shù)數(shù)值可表

15、示靈敏度，數(shù)值越小靈敏度越高，每一種示波器有一個最高靈敏度。波器有一個最高靈敏度。 一般示波器最高靈敏度對應(yīng)于一般示波器最高靈敏度對應(yīng)于5mV/div5mV/div或或10mV/div10mV/div。當(dāng)。當(dāng)Y Y系統(tǒng)接系統(tǒng)接入不同衰減器時偏轉(zhuǎn)因數(shù)值改變。入不同衰減器時偏轉(zhuǎn)因數(shù)值改變。3 3輸入阻抗輸入阻抗 輸入阻抗是指示波器輸入端對地的電阻輸入阻抗是指示波器輸入端對地的電阻R Ri i和分布電容和分布電容C Ci i的并的并聯(lián)阻抗。聯(lián)阻抗。 輸入阻抗越大，示波器對被測電路的影響就越小，所以要輸入阻抗越大，示波器對被測電路的影響就越小，所以要求輸入電阻求輸入電阻R Ri i大而輸入電容大而輸入

16、電容C Ci i 小。小。 輸入電容輸入電容C Ci i在頻率越高時，對被測電路的影響越大。在頻率越高時，對被測電路的影響越大。 4.最大輸入電壓:(DC+AC的峰值）。這個電壓是由元件與材料的耐壓性所決定的。示波器的輸入信號電壓不得超過此值，否則將造成示波器損壞。 5.垂直方式：CH1、CH2、ADD、DUAL四種工作方式。前兩種是單蹤顯示，第四種是雙蹤顯示，第三種是疊加。6 6掃描速度掃描速度 示波器屏幕上光點(diǎn)的水平掃描速度的高低可用掃描速度、時基示波器屏幕上光點(diǎn)的水平掃描速度的高低可用掃描速度、時基因數(shù)、掃描頻率等指標(biāo)來描述。因數(shù)、掃描頻率等指標(biāo)來描述。 掃描速度就是光點(diǎn)水平移動的速度，

17、其單位是掃描速度就是光點(diǎn)水平移動的速度，其單位是cmcms s或或divdivs(s(度秒度秒) )。 掃描速度的倒數(shù)稱為時基因數(shù)掃描速度的倒數(shù)稱為時基因數(shù)S SS S，它表示光點(diǎn)水平移動單位長，它表示光點(diǎn)水平移動單位長度度(cm(cm或或div)div)所需的時間。所需的時間。 掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示波器在掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示波器在X X方向方向掃描頻率可由掃描頻率可由t tcmcm或或t tdivdiv分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標(biāo)注的是分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此開關(guān)標(biāo)注的是時基因數(shù)。時基因數(shù)。 為了觀察緩慢變化的信號，則要求示波器具有較低的掃描速度，為了觀

18、察緩慢變化的信號，則要求示波器具有較低的掃描速度，因此，示波器的掃描頻率范圍越寬越好。因此，示波器的掃描頻率范圍越寬越好。 7.掃描方式：單掃描、交替掃描。單掃描是指只有一個掃描電壓，顯示的波形水平方向每格所代表的時間長度只有一個。但交替掃描時，有一個低速掃描和一個高速掃描，兩個掃描各描繪出一個波形。 8.觸發(fā)方式：自動、常態(tài)。 9.觸發(fā)源：內(nèi)、外、CH1、電源。 10.X-Y工作方式 （1）工作方式：CHI輸入是X軸信號，CH2輸入是Y軸信號。 （2）X軸帶寬：DC-500KHZ.由于此項限制，CH1輸入信號的頻率不易超過此值。 （3）相位差： .由于X軸與Y軸兩通道存在固有相位差，當(dāng)測量兩

19、通道信號的相位差時，應(yīng)考慮其影響。03 1 1 根據(jù)被測信號選擇合適的示波器根據(jù)被測信號選擇合適的示波器1 1）根據(jù)要同時顯示的信號數(shù)量，選擇單蹤或雙蹤示波器）根據(jù)要同時顯示的信號數(shù)量，選擇單蹤或雙蹤示波器2 2）當(dāng)定性分析觀察信號的波形，并且是頻率不高的正弦波，這）當(dāng)定性分析觀察信號的波形，并且是頻率不高的正弦波，這時可選用時可選用普通示波器；普通示波器；3 3）當(dāng)分析觀察被測信號的幅度或時間，信號為脈沖波或頻率較）當(dāng)分析觀察被測信號的幅度或時間，信號為脈沖波或頻率較高的正弦波，這時可選擇高的正弦波，這時可選擇寬帶示波器；寬帶示波器；4 4）當(dāng)分析觀察頻率高于）當(dāng)分析觀察頻率高于100MHz

20、100MHz的周期脈沖信號，可選用取樣示的周期脈沖信號，可選用取樣示波器；波器；5 5）當(dāng)希望將波形存貯起來以便事后進(jìn)行分析研究，可選用具有）當(dāng)希望將波形存貯起來以便事后進(jìn)行分析研究，可選用具有記憶功能的記憶示波器。記憶功能的記憶示波器。六、電子示波器的選擇六、電子示波器的選擇 2.2.根據(jù)示波器的性能選擇合適的示波器根據(jù)示波器的性能選擇合適的示波器1)1)頻帶寬度和上升的時間：一般要求頻帶寬度大于被測信頻帶寬度和上升的時間：一般要求頻帶寬度大于被測信號最高頻率的號最高頻率的3 3倍，上升時間應(yīng)小于脈沖上升時間的倍，上升時間應(yīng)小于脈沖上升時間的1/31/3。2)2)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度：如果是弱信號

21、，應(yīng)該選擇具有較高偏垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度：如果是弱信號，應(yīng)該選擇具有較高偏轉(zhuǎn)靈敏度的示波器，反之，可以用較低靈敏度的示波器。轉(zhuǎn)靈敏度的示波器，反之，可以用較低靈敏度的示波器。3)3)應(yīng)選用輸入阻抗較高的示波器。應(yīng)選用輸入阻抗較高的示波器。4.3、通用示波器的組成與控制鍵、通用示波器的組成與控制鍵 1.通用示波器的基本組成 YXC R TY前置放大器Y后置放大器Y輸入電 路觸 發(fā)電 路掃 描電 路X 軸放大器高壓電源低壓電源校準(zhǔn)信號Cz1Cz2Cz3主 機(jī)Y通道X通道圖4-14通用示波器的組成方框圖 如圖所示，通用示波器是由主機(jī)、垂直通道主機(jī)、垂直通道（Y通道）、水平通道水平通道（X通道）三大部分組成

22、。其中Y通道的作用是放大（或衰減）被測信號；X通道的主要作用是產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓。而主機(jī)部分包含有顯示波形的核心部件示波管，低壓電源（向整機(jī)中各單元電路提供所需的直流電壓），高壓電源（給示波管供電），校準(zhǔn)信號發(fā)生器（在示波器自檢時，提供一個校準(zhǔn)信號）等電路。2.主機(jī)部分的主要控制鍵主機(jī)部分中的控制鍵數(shù)目不多，主要控制鍵有輝度和聚焦兩個。 輝度輝度用來調(diào)節(jié)波形的亮度。調(diào)節(jié)原理，調(diào)節(jié)示波管的控制極的電壓，從而使電子束的電子密度改變，密度大時亮度提高，反之亮度降低。聚焦聚焦用來調(diào)節(jié)波形的清晰度。調(diào)節(jié)原理，調(diào)節(jié)示波管的聚焦極的電壓，以改變電子透鏡的聚焦點(diǎn)的位置，當(dāng)焦點(diǎn)正好落在熒光屏上時，波形的清晰度最

23、高。3.垂直通道及控制鍵(1)垂直通道的組成步進(jìn)衰減Y前置放大器延遲線Y后置放大器Y偏轉(zhuǎn)板微調(diào)DCAC開關(guān)S垂直移位圖4-16垂直通道的組成 其中，開關(guān)S和衰減器即圖4-14中的Y輸入電路；Y放大器分為前置放大器和后置放大器，之間插入延遲線。前置放大器將不平衡輸入信號變換為平衡輸出信號，并且由此處分出一路信號送到X通道作內(nèi)觸發(fā)信號?？梢?，垂直通道主要由衰減器和放大器組成，其作用是放大（或衰減）被測信號，再將其送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板。 因為最終從屏幕上看到的波形，是由當(dāng)前加在Y偏轉(zhuǎn)板上的電信號來決定的。而被測信號需經(jīng)過Y通道的全部電路，才能到達(dá)Y偏轉(zhuǎn)板。故而Y通道的控制鍵可以實現(xiàn)如下的控制：決定Y輸入信號

24、能否送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板；決定信號中的直流分量能否送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板；決定送到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板的信號幅度大小；決定Y偏轉(zhuǎn)板的附加直流電壓大小。這些控制作用，分別體現(xiàn)在下面列舉的控制鍵中。 (2)垂直通道的主要控制鍵： 耦合方式耦合方式轉(zhuǎn)換信號的輸入耦合方式。它有AC-DC三個檔位（見上圖中的開關(guān)S）。DC檔位時，Y通道是一個直流放大器，此時被測信號中的直流分量，可改變屏上波形的垂直位置；AC檔位時，由于耦合電容C的存在，Y通道變成一個交流放大器，此時被測信號中的直流分量不影響屏上波形的垂直位置。即接地，此時Y通道放大器的輸入端被接地，而Y輸入插座上的被測信號被隔斷。偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù)調(diào)節(jié)示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度。它其實

25、是一個多檔位的衰減器，采取步進(jìn)方式變更衰減量。當(dāng)衰減量增大時，Y通道的總增益降低，屏上波形的幅度（波形的高度）減小，反之，幅度增大。偏轉(zhuǎn)因數(shù)的檔位，明確指示了垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度之值。垂直微調(diào)垂直微調(diào)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度的微調(diào)。電路中，通常采用調(diào)整負(fù)反饋量的方法，來調(diào)節(jié)放大器的增益。調(diào)節(jié)垂直微調(diào)時，屏上波形的幅度可連續(xù)變化，但不能明確指示垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度的大小。垂直移位垂直移位調(diào)整屏上波形的垂直位置。電路中，采用改變Y偏轉(zhuǎn)板上附加直流電壓的大小來實現(xiàn)。垂直移位有相當(dāng)大的調(diào)整范圍，一般宜置于中間位置。 探極探極：是連接被測電路與示波器的測試線，常用的是無源探極。目前示波器所用探極常帶有開關(guān)，有1、10兩個檔位

26、。在10檔位時，衰減比為10 1，輸入電阻為10M。在1檔位時，無衰減，輸入電阻為1M。兩個檔位不僅輸入阻抗不同，而且?guī)捯膊煌?0檔位時，可達(dá)滿帶寬；在1檔位時，帶寬在10MHz以下。因此，應(yīng)優(yōu)先選用10檔位，特別是測量高頻信號時。 *垂直方式垂直方式選擇Y通道的工作方式。在雙蹤示波器中才有此控制鍵。在早期生產(chǎn)的示波器中，該鍵是一個多檔位的開關(guān)；目前生產(chǎn)的示波器，常用一組（CH1,CH2,ADD）按鍵開關(guān)來控制。通過組合可有四種工作方式： 按下CH1：屏幕上僅顯示通道1的信號波形； 按下CH2：屏幕上僅顯示通道2的信號波形； 同時按下CH1,CH2按鍵：屏幕上同時顯示通道1和通道2兩個信

27、號的波形，此時為雙蹤顯示（DUAL）； 按下ADD：屏幕上顯示通道1信號和通道2信號的疊加波形。 關(guān)于此方式開關(guān)與雙蹤顯示的工作原理，將在4.3節(jié)中敘述。3、水平通道及控制鍵 (1)水平通道的組成水平通道的組成:見圖見圖4-17(2)X放大器中的控制鍵放大器中的控制鍵水平移位水平移位調(diào)整屏上波形的水平位置。電路中，采用改變X偏轉(zhuǎn)板上附加直流電壓的大小來實現(xiàn)。水平移位的調(diào)整范圍較小，一般也應(yīng)置于中間位置。掃描格式掃描格式示波器除可顯示電信號的波形外，還可顯示XY圖形。此控制鍵是這種掃描格式的轉(zhuǎn)換開關(guān)。一般情況下，此開關(guān)處在波形顯示位置，X偏轉(zhuǎn)板上所加信號是鋸齒波掃描電壓；當(dāng)此開關(guān)處在XY顯示位置

28、時，X偏轉(zhuǎn)板上所加信號是X外接信號，而Y偏轉(zhuǎn)板上所加是Y信號，所以顯示圖形是YX的函數(shù)曲線 。3.掃描電路中的控制鍵掃描電路中的控制鍵 掃描電路的典型組成是由掃描閘門電路、鋸齒波發(fā)生器、比較釋抑電路構(gòu)成一個環(huán).掃 描閘 門鋸齒波發(fā)生器比較釋抑電路掃速觸發(fā)脈沖掃描電壓穩(wěn) 定度掃描電路中的控制鍵： 時間因數(shù)時間因數(shù)調(diào)節(jié)掃描速度。電路中是用改變時間電阻R和時間電容C的方法，去改變鋸齒波的斜率，即改變掃描的正程時間Ts，從而調(diào)節(jié)掃描的速度。該鍵采用步進(jìn)調(diào)節(jié)。 掃描微調(diào)掃描微調(diào)掃描速度的微調(diào)。電路中是改變電容的充電電壓，使鋸齒波的斜率變化，從而調(diào)節(jié)掃描的速度。該鍵采用電位器進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。 穩(wěn)定度穩(wěn)定度調(diào)

29、節(jié)觸發(fā)靈敏度。電路中是調(diào)整掃描閘門的靜態(tài)輸入電平。該鍵是一個不常調(diào)整的控制鍵，只是在觸發(fā)掃描方式時，出現(xiàn)不觸發(fā)或同步不易的情況下，需調(diào)此鍵。觸發(fā)源觸發(fā)源選擇觸發(fā)信號源。該轉(zhuǎn)換開關(guān)主要為內(nèi)、外兩擋。在“內(nèi)”檔位時，觸發(fā)信號來自Y通道的前置放大器，此時除被測信號外，示波器無需外接觸發(fā)信號。在“外”檔位時，需由外觸發(fā)輸入插座引入外部觸發(fā)信號，此檔位用于被測信號為復(fù)雜信號且同步不易之時。有的示波器另設(shè)有CH2，電源檔位?！癈H2”檔位是雙蹤示波器所特設(shè)的，主要用在觀測兩個信號的相位差時，用CH2的信號作觸發(fā)信號（其原因見4.3節(jié)）?！半娫础睓n位則是以市電信號作觸發(fā)信號，用于觀測與市電相關(guān)的信號波形。觸

30、發(fā)方式觸發(fā)方式選擇觸發(fā)方式。觸發(fā)方式主要有自動自動（20Hz）；常態(tài)常態(tài)兩種；YB4340型示波器還設(shè)有TV-H；TV-V兩擋，這是為觀察電視信號中的行信號與場信號而專門設(shè)置的。需要說明的是：常態(tài)常態(tài)即觸發(fā)掃描；而自動自動在無信號輸入時是連續(xù)掃描，有信號輸入時轉(zhuǎn)變?yōu)橛|發(fā)掃描。目前生產(chǎn)的示波器都采用這兩種掃描方式。觸發(fā)電平觸發(fā)電平選擇觸發(fā)點(diǎn)的電平。用觸發(fā)信號的瞬時電平與直流比較電平進(jìn)行比較，在二者相等時刻產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，再用此觸發(fā)脈沖去啟動掃描。故顯示的波形之起點(diǎn)即是該觸發(fā)點(diǎn)。比較電平的可選擇范圍較大，?？沙^觸發(fā)信號之峰點(diǎn)電平。4.觸發(fā)電路中的控制鍵觸發(fā)電路中的控制鍵 觸發(fā)極性觸發(fā)極性選擇觸發(fā)點(diǎn)

31、的切線斜率。觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)信號的上升沿時，稱為極性；位于下降沿時，稱為極性。由觸發(fā)極性與電平來確保觸發(fā)點(diǎn)的唯一性，因此在觀測正弦波等連續(xù)信號時，極性所置位置可可。而在觀測脈沖信號時，應(yīng)酌情選擇。 以觀測正弦波為例，觸發(fā)電平和極性對顯示波形的影響如圖4-20（a）所示。 若觀測脈沖波時，觸發(fā)極性應(yīng)根據(jù)需觀測的脈沖的正負(fù)來選定。若需觀測正脈沖，觸發(fā)極性應(yīng)置于，若是負(fù)脈沖，極性應(yīng)置于。如圖4-20（b）所示。4.3示波器的多波形顯示 實際工作中常常需要同時觀測兩個或兩個以上的波形，即多波形顯示，實現(xiàn)多波形顯示的方法有兩種：一種是采用多束示波管（又稱為多線示波管）制成的多束示波器。多束示波管內(nèi)裝有兩個

32、或兩個以上的電子槍，每個電子槍能同時發(fā)出一束電子束，每一電子束都有各自獨(dú)立的Y偏轉(zhuǎn)板，有的還有獨(dú)立的多個掃描系統(tǒng)。多束示波器制造困難，成本高，性能有待提高，較少使用。 另一種方法是采用單束示波管制成的多蹤示波器。單束示波管內(nèi)只有一個電子槍，示波管內(nèi)只有一套Y偏轉(zhuǎn)板。多蹤示波器是利用Y通道上增設(shè)的電子開關(guān)控制被測信號輪流快速地接入Y偏轉(zhuǎn)板而顯示出多個波形的，即采用了時分復(fù)用技術(shù)，這一技術(shù)充分利用了電子開關(guān)的高速變換特性和人眼的視覺惰性。比較常用的是雙蹤示波器，即能夠顯示兩個波形的多蹤示波器。本節(jié)只討論雙蹤示波器的多波形顯示原理，即雙蹤顯示原理。4.3.1 雙蹤顯示原理雙蹤顯示原理電子開關(guān)又稱為通

33、道變換器，基本工作原理如圖4.18(a)所示，其輸入端接前置放大器，S1S8為模擬電子開關(guān)。電子開關(guān)有“信道1”、“信道2”、“疊加”、“交替”和“斷續(xù)”五種工作狀態(tài)。 CH1S1S2S4S3CH2S5S6S8S7+延 遲 級(a)(b)(c)圖4.18雙蹤波形顯示原理示意圖（1）信道1（CH1）開關(guān)S1、S2、S7、S8斷開，開關(guān)S3、S4、S5、S6閉合，CH1輸入的信號送到輸出端，而信道2（CH2）輸入的信號不能到達(dá)輸出端，只能顯示CH1輸入的信號。（2）信道2開關(guān)S3、S4、S5、S6斷開，開關(guān)S1、S2、S7、S8閉合，CH2輸入的信號送到輸出端，而CH1輸入的信號不能到達(dá)輸出端，只

34、能顯示CH2輸入的信號。（3）疊加開關(guān)S1、S2、S5、S6斷開，開關(guān)S3、S4、S7、S8閉合，CH1和CH2輸入的兩路信號均送到輸出端，并在負(fù)載中互相疊加，顯示疊加（ADD）后的波形。當(dāng)CH2輸入的信號未倒相時，實現(xiàn)求和（CH1+CH2），當(dāng)CH2輸入的信號被倒相后，實現(xiàn)求差（CH1CH2）。 （4）交替 交替（ALT）狀態(tài)時，開關(guān)S3、S4、S5、S6和S1、S2、S7、S8斷開或閉合的狀態(tài)受時基閘門脈沖的控制，并且每間隔一個掃描周期變換一次狀態(tài)，使得CH1和CH2輸入的信號輪流接通、輪流顯示，只要輪流顯示的間隔時間較短，就可交替顯示出兩個信號的波形。設(shè)CH1、CH2的輸入分別為梯形波、

35、三角波信號，示波器顯示的波形如圖4.18(b)所示。 交替方式適于觀測高頻信號。這是因為被測信號頻率較低時，所需掃描電壓的周期長，即交替顯示同一信號的間隔時間長，當(dāng)間隔時間接近或超過人眼視覺暫留時間時，顯示波形會產(chǎn)生閃爍，不便于觀測。（5）斷續(xù) 斷續(xù)（CHOP）狀態(tài)時，在每一次掃描過程中，開關(guān)S3、S4、S5、S6和S1、S2、S7、S8的斷開或閉合受電子開關(guān)內(nèi)斷續(xù)器（自激多諧振蕩器）產(chǎn)生的高頻振蕩信號（如200kHz的方波）的控制，快速輪流接通兩個輸入信號，從而顯示出每個被測信號的某一段，以后各次掃描重復(fù)以上過程。這樣顯示出的波形是由許多線段組成的，只要開關(guān)變換頻率很快、水平掃速又較慢，這些

36、線段就很短，看起來顯示的波形好象是連續(xù)的，如圖4.18(c)所示。斷續(xù)方式時，斷續(xù)器還產(chǎn)生“斷續(xù)”消隱信號，以對信號變換過程中產(chǎn)生的掃描線進(jìn)行消隱。斷續(xù)方式適于觀測頻率較低的信號，這是因為，被測信號頻率較高時，所需掃描電壓的周期短，亦即電子束水平移動速度快，但顯示每一線段的時間是相等（斷續(xù)器頻率不變）的，這樣顯示出的波形的斷續(xù)感比較明顯，不便于觀測；另外，當(dāng)被測信號頻率很高時，要求斷續(xù)器的振蕩頻率也很高，但斷續(xù)器的頻率一般是不可調(diào)的，因此，斷續(xù)方式不適于觀測高頻信號。 4.3.2雙掃描顯示原理雙掃描顯示原理1.局部波形的展開雙掃描就是在X通道中有兩個時基電路：一個低速主掃描，稱為A掃描；另一個

37、是高速掃描，稱為B掃描。2.雙掃描顯示的工作方式具有雙掃描功能的示波器，水平工作方式常有以下幾種： （1）B加亮A掃描。（2）A延遲B掃描。 （3）A、B交替掃描 。4.4波形參數(shù)的測量波形參數(shù)的測量 4.4.1測量前的自檢測量前的自檢示波器在使用中應(yīng)遵照基本操作要領(lǐng)進(jìn)行操作，這樣既能保障儀器的安全延長使用壽命，又能快速獲得所需波形。主要有以下兩方面的幾點(diǎn)要求：注意事項：1.亮度不宜過亮；避免顯示不動的光點(diǎn)。2.輸入電壓不得超過400V。操作技巧：1.觸發(fā)方式盡量使用“自動”；2.零電平線置于水平中心刻度線上 1.聚焦的檢查與調(diào)整2.示波器的自檢4.4.2 電壓的測量1直流電壓的測量（1）測量

38、原理 示波器測量直流電壓的原理是利用被測電壓在屏幕上呈現(xiàn)一條直線，該直線偏離時間基線（零電平線）的高度與被測電壓的大小成正比的關(guān)系進(jìn)行的。被測直流電壓值為：式中，A0為被測直流信號線的電壓偏離零電平線的高度(格數(shù)）；Dy為示波器的偏轉(zhuǎn)因數(shù)的標(biāo)稱值；0ADUyDC（2）測量方法1）首先應(yīng)將示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置（CAL）。2）將待測信號送至示波器的垂直輸入端。3）確定零電平線。 將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“GND”位置，調(diào)節(jié)垂直位移旋鈕，將熒光屏上的掃描基線（零電平線）移到熒光屏的中央位置。4）確定直流電壓的極性。 調(diào)整垂直靈敏度開關(guān)到適當(dāng)位置，將示波器的輸入耦合開關(guān)撥向“D

39、C”檔，觀察此時水平亮線的偏轉(zhuǎn)方向，若位于前面確定的零電平線上，則被測直流電壓為正極性；若向下偏轉(zhuǎn)，則為負(fù)極性。5）讀出被測直流電壓偏離零電平線的距離A0。6）根據(jù)公式計算被測直流電壓值。 2交流電壓的測量 （1）測量原理 使用示波器測量交流電壓的最大優(yōu)點(diǎn)是可以直接觀測到波形的形狀，還可顯示其頻率和相位。但是，只能測量交流電壓的峰-峰值。被測交流電壓值VPP（峰-峰值）為 VPP= DyA 式中：A為被測交流電壓波峰和波谷的高度或任意兩點(diǎn)間的高度(格數(shù)）；Dy為示波器的垂直靈敏度；（2）測量方法方法一：1）首先應(yīng)將示波器的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置（CAL）。2）將待測信號送至示波器的

40、垂直輸入端。3）將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“AC”位置。4）調(diào)節(jié)掃描速度，使顯示的波形穩(wěn)定。5）調(diào)節(jié)垂直靈敏度開關(guān)，使熒光屏上顯示的波形適當(dāng)，記錄Dy值。6）讀出被測交流電壓波峰和波谷的高度或任意兩點(diǎn)間的高度A。7）根據(jù)式上計算被測交流電壓的峰-峰值。方法二：1）耦合方式先放在“”位，調(diào)定零電平線的位置；2）再轉(zhuǎn)至“DC”位，屏幕顯示如圖3-34，讀出零點(diǎn)平線與遠(yuǎn)端峰點(diǎn)之格數(shù)AP，則 UPP+UDC=DYAP讀取零點(diǎn)平線與平均電平線之格數(shù)A0,則直流分量則按式4-4計算4.4.3、時間的測量和頻率的測量1測量周期和頻率（1）測量原理 對于周期性信號，周期和頻率互為倒數(shù)，只要測出其中一個量，另一

41、個參量可通過公式求出。被測交流信號的周期T為 T=SSB式中：SS是時間因數(shù)的標(biāo)稱值。B一個周期的格數(shù)。（2）測量方法1）首先將示波器的掃描速度微調(diào)旋鈕置于“校準(zhǔn)”（CAL）位置。2）將待測信號送至示波器的垂直輸入端。3）將示波器的輸入耦合開關(guān)置于“AC”位置。4）調(diào)節(jié)掃描速度開關(guān)，使顯示的波形穩(wěn)定，并記錄值。5）讀出被測交流信號的一個周期在熒光屏水平方向所占的距離B。6）根據(jù)上式計算被測交流信號的周期。 2.脈寬、前后沿時間的測量 適當(dāng)選擇偏轉(zhuǎn)因數(shù)以及觸發(fā)極性，使屏幕上顯示出完整的脈沖頭（如圖4-36），讀出0.5UM兩點(diǎn)的格數(shù)C，則脈寬 TP=SSCUO1的相位超前UO2 。 RC j11

42、uiUo2ui;Uo1RC+-+-+uiuo1uo2SG1631C 輸出CH1 CH24.4.4、相位差的測量 利用RC移相網(wǎng)絡(luò)形成兩路頻率相同相位不同的信號，如下圖連接測試電路。 1） 雙蹤法示波器的垂直方式選擇“交替（ALT）”或“斷續(xù)（CHOP）”雙蹤顯示方式，為顯示出原信號中的相位差，觸發(fā)源選擇相位超前的信號從屏幕上讀出兩個波形相鄰的同相點(diǎn)間的格數(shù)C,和波形一周的格數(shù)B.波形如下：BC計算公式：2BC2）單蹤法 先將A信號接到示波器的輸入端，調(diào)整時間因數(shù)和垂直、水平移位，使顯示波形如圖4-48中虛線所示；然后把A信號改接到觸發(fā)輸入端，并將B信號接到示波器輸入端，調(diào)整垂直移位，使顯示波形

43、如圖4-38中實線所示。按圖中所示讀出兩波形的零相位點(diǎn)ec間的格數(shù)C和cd間的格數(shù)B,則相位差仍按式4-9計算。 4.4.5 測量調(diào)幅系數(shù)測量調(diào)幅系數(shù) 示波器還可以用來測量調(diào)頻系數(shù)和調(diào)幅系數(shù)，在此僅討論調(diào)幅系數(shù)的測量。調(diào)幅系數(shù)的測量方法有直線掃描法、梯形圖法和橢圓法等三種： 1. 直線掃描法直線掃描法 直線掃描法測量調(diào)幅系數(shù)時，將被測信號加到示波器Y軸輸入端，調(diào)整示波器有關(guān)開關(guān)旋鈕，得到如圖4.28所示的調(diào)幅波波形，測出A、B長度，代入式（4-10）計算得出調(diào)幅系數(shù)。 BA直線掃描法測量調(diào)幅系數(shù) （4-10） 2. 梯形圖法梯形圖法 梯形圖法測量調(diào)幅系數(shù)時，示波器工作于X-Y方式，將調(diào)幅波、調(diào)

44、制信號分別加至示波器X、Y軸輸入端，在熒光屏上顯示出如圖所示的梯形圖，測出A、B長度，利用式（4-10）計算即可。 3. 橢圓法橢圓法 橢圓法是將被測已調(diào)波電壓用RC移相電路移相后加至示波器X-Y方式下的X、Y輸入端，得到如圖所示的圖形，測出A、B長度，利用式（4-10）計算即可。%100aBABAmAB梯形圖法測量調(diào)幅系數(shù)uAM(t)“X”“Y”+(a)BA(b)橢圓法測量調(diào)幅系數(shù)RC掃描格式置“XY”；兩個信號必須均為正弦波。1.頻率測量操作：被測信號fy送入y通道，標(biāo)準(zhǔn)信號fx送入x通道，調(diào)整的頻率直至出現(xiàn)穩(wěn)定的圖形。則2.相位差測量橢圓法橢圓法3.調(diào)幅系數(shù)測量梯形法梯形法 nmffxy

45、4.4.6 運(yùn)用李沙育圖形法的測量BCarcsin4.5取樣示波器 由于受到垂直放大器通頻帶、掃描速度、圖像亮度等各種因素的影響，通用示波器一般不能觀測100MHz以上的高頻或超高頻信號。為了觀測高頻信號，在普通示波器的前面加一個專門的取樣裝置，運(yùn)用取樣技術(shù)把高頻信號變成波形與之相似的低頻或中頻信號，然后在熒光屏上以斷續(xù)的亮點(diǎn)顯示出被測信號的波形來，這樣就構(gòu)成了取樣示波器。取樣示波器可以觀測吉赫茲以上的超高頻信號。 取樣示波器與普通示波器的主要區(qū)別在于前者運(yùn)用了取樣技術(shù)。取樣技術(shù)的實質(zhì)是頻率變換，基本的取樣方式（又稱為順序取樣）有實時取樣與非實時取樣兩種方式。測量高頻信號應(yīng)采用非實時取樣技術(shù)。

46、4.5取樣示波器一、概述 1取樣的基本概念（1）取樣：就是從被測波形上取得樣點(diǎn)(取得該點(diǎn)的幅度值作樣品）的過程。取樣分為實時取樣和非實時取樣兩種。（2）實時取樣：從一個信號波形中取得所有取樣點(diǎn)，來表示一個信號波形的方法；取樣脈沖的周期小于信號的周期，不能用于高頻信號。取樣脈沖p(t)輸入信號Vi(t)取樣信號Vo(t)tttt輸入信號取樣脈沖取樣信號經(jīng)放大和延長電路后的信號（顯示波形）mTt2 t3 t4 tsTmTt12345（3）非實時取樣：從被測信號的許多相鄰波形上取得樣點(diǎn)的方法，或稱為等效取樣。 輸入 信號 輸出信號 ui(t) 取樣脈沖 取樣門 R C uo(t) P(t) 在t=t

47、1時，取樣脈沖p(t)到來，取樣門開關(guān)S閉合，輸入信號ui(t)被取樣，形成離散輸出信號uo(t)，uo(t)稱為“取樣信號”。若取樣脈沖寬度很窄，則可以認(rèn)為每次取樣所得離散的取樣信號幅度就等于該次取樣瞬間輸入信號的瞬時值。依次類推，可取樣點(diǎn)若干。 兩個取樣脈沖的時間間隔為 :sTmTt二、取樣原理 1.取樣原理： 在取樣技術(shù)中，取樣保持器是核心電路，取樣保持器在原理上可等效為一個取樣開關(guān)（取樣門）和保持電容的串聯(lián)。 式中：T為被測信號的周期；t為步進(jìn)延遲時間；m為兩個取樣脈沖之間被測信號周期的個數(shù)（圖中m=1）。 則所得的取樣信號的包絡(luò)可重現(xiàn)原信號波形，因為波形包絡(luò)所經(jīng)歷的時間變長了，故可用

48、低頻示波器顯示。 在實時取樣條件下，以為取樣間隔，完成一個信號周期（T）的采樣需n次，即；在非實時取樣時，設(shè)每m個信號周期取樣一次，經(jīng)過n次取樣之后完成對信號的一次取樣循環(huán)，那么，一次取樣循環(huán)的時間t和信號周期T的關(guān)系為 TmntmTnt) 1()( 即，非實時取樣后得到的n個取樣點(diǎn)形成的包絡(luò)等效為原信號的一個周期，而這n個取樣點(diǎn)來自于原信號的（mn+1）個周期，因而，取樣后比原信號頻率降低了（mn+1）倍。非實時采樣只適用于周期性信號。 sTmTt2. 波形重現(xiàn)方法波形重現(xiàn)方法 取樣示波器兩對偏轉(zhuǎn)板上均加階梯波，如圖4.44所示。經(jīng)展寬、放大的階梯波uy(t)加至Y偏轉(zhuǎn)板上，每取樣一次階梯上

49、升一級、每一級持續(xù)時間為mT+t的階梯掃描電壓ux(t)信號加到 X偏轉(zhuǎn)板上，熒光屏 上得到許多單個的亮 點(diǎn)，每個亮點(diǎn)的高度 反映出樣品信號us(t) 的幅度，眾多亮點(diǎn)就 構(gòu)成了被測信號ui(t) 的波形。tuy(t)tux(t) 00圖4-44 取樣示波器的波形合成 4.5.2取樣示波器的基本組成取樣示波器的基本組成 取樣示波器的組成與通用示波器類似，主要由示波管、X通道和Y通道組成。取樣示波器的組成方框圖如圖4-45所示。 由圖可見，取樣示波器的X通道和Y通道與通用示波器有較大區(qū)別。下面分別介紹取樣示波器的Y通道和X通道。 1.取樣示波器的取樣示波器的Y通道通道 如圖4-45所示，Y通道由

50、取樣門、取樣脈沖發(fā)生器、放大器、展寬電路、展寬脈沖發(fā)生器等組成。取樣門、放大器、展寬電路組成取樣電路。取樣脈沖發(fā)生器和展寬脈沖發(fā)生器在水平通道輸出的步進(jìn)延遲脈沖的觸發(fā)下，產(chǎn)生取樣脈沖和展寬脈沖。 從圖中可見，被測信號進(jìn)入取樣門，在步進(jìn)延遲的取樣脈沖作用下被取樣，得到一串取樣信號脈沖列。取樣信號脈沖的幅度小、寬度窄，需經(jīng)放大、展寬后得到階梯波信號，再經(jīng)Y放大器放大，送至垂直偏轉(zhuǎn)板。 取樣示波器的Y通道完成波形取樣，并將取樣信號展寬，得到與被測波形相當(dāng)?shù)牧炕与妷骸＿@個量化取樣電壓的頻率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原信號的頻率。圖4-45取樣示波器的基本組成 2.取樣示波器的取樣示波器的X通道通道 如圖4-45所

51、示，X通道由觸發(fā)脈沖發(fā)生器、步進(jìn)與水平掃描電路等組成。而后者又由快斜波發(fā)生器、階梯波發(fā)生器和比較器組成。 從圖中可見，觸發(fā)信號可由機(jī)外引入，也可內(nèi)觸發(fā)。通常被測信號需先分頻，再送至觸發(fā)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生觸發(fā)信號。該信號送至步進(jìn)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生步進(jìn)脈沖，并送至Y通道，控制取樣脈沖發(fā)生器和展寬脈沖發(fā)生器的工作。同時，在步進(jìn)延遲脈沖的作用下，水平掃描電路產(chǎn)生一個線性上升的階梯波電壓，經(jīng)X放大器放大后送至水平偏轉(zhuǎn)板。 取樣示波器的X通道主要用來產(chǎn)生每隔mT+t上升一級的階梯波，此外還產(chǎn)生t步進(jìn)延遲脈沖。這個線性上升的階梯波電壓就是掃描電壓，它與量化取樣電壓共同作用，使屏幕上的光點(diǎn)以跳變的方式，描繪出被測信號

52、的波形。4.5.3取樣示波器的主要參數(shù)（1）取樣示波器的帶寬）取樣示波器的帶寬 對取樣門的要求是元件的高頻特性要足夠好；取樣脈沖本身要足夠窄。當(dāng)取樣門所用元件工作頻率足夠高時，取樣門的最高工作頻率與取樣脈沖底邊的寬度成反比。 可見，取樣示波器的頻帶寬度與取樣脈沖底邊的寬度成反比。目前已做到18GHZ（2）取樣密度）取樣密度 取樣密度是指電路掃描時，在示波器屏幕X軸上顯示的被測信號每格所對應(yīng)的取樣點(diǎn)數(shù)，常用每厘米的光點(diǎn)數(shù)來表示。取樣密度越大，重現(xiàn)波形的亮點(diǎn)越多。應(yīng)當(dāng)合理的選擇取樣密度。 （3）等效掃速）等效掃速 等效掃速定義為被測信號經(jīng)歷時間與水平方向展寬的距離比。 在通用示波器中掃描速度為熒光

53、屏每厘米代表的時間（t/cm）。在取樣示波器中，雖然在屏幕上顯示n個亮點(diǎn)需要n（mT+t）的時間，但它等效于被測信號經(jīng)過了nt的時間。 (4) 掃描延遲時間 掃描延遲時間是指第一個步進(jìn)脈沖相對于第一個觸發(fā)脈沖所延遲的時間。改變延遲時間可以改變顯示波形的起始點(diǎn)。4.6數(shù)字存儲示波器數(shù)字存儲示波器 具有記憶存儲功能的示波器包括模擬存儲示波器（具有記憶存儲功能的示波器包括模擬存儲示波器（TSO，Tube Storage Osilloscope）和數(shù)字存儲示波器（）和數(shù)字存儲示波器（DSO，Digital Storage Osilloscope）兩種。前者利用記憶示波管進(jìn)行存儲，已很少使用。）兩種。前

54、者利用記憶示波管進(jìn)行存儲，已很少使用。后者利用數(shù)字存儲技術(shù)進(jìn)行存儲，使用比較普遍。本節(jié)重點(diǎn)介紹數(shù)字后者利用數(shù)字存儲技術(shù)進(jìn)行存儲，使用比較普遍。本節(jié)重點(diǎn)介紹數(shù)字存儲示波器的工作原理及工作方式。存儲示波器的工作原理及工作方式。4.6.1數(shù)字存儲示波器的原理數(shù)字存儲示波器的原理1.數(shù)字存儲示波器的主要組成數(shù)字存儲示波器的主要組成 實時取樣的數(shù)字存儲示波器的主要組成如圖實時取樣的數(shù)字存儲示波器的主要組成如圖4-46所示，有控制、所示，有控制、取樣存儲、讀出顯示三大部分，它們通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制取樣存儲、讀出顯示三大部分，它們通過數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制線互相聯(lián)系與交換信息。線互相聯(lián)系與交換信息。2.數(shù)字存儲示波器的取樣和存儲過程