第7章信號波形測量(new)

1、電子測量原理電子測量原理第1頁第第7 7章章 信號波形測量信號波形測量電子測量原理電子測量原理第2頁7.1 7.1 概述概述電子測量原理電子測量原理第3頁電子測量原理電子測量原理第4頁電子測量原理電子測量原理第5頁30.350.35,10rrtst nsBW MHzBW MHz或電子測量原理電子測量原理第6頁電子測量原理電子測量原理第7頁電子測量原理電子測量原理第8頁電子測量原理電子測量原理第9頁FKG1G2A1A2Y偏轉板X偏轉板輝度聚焦輔助聚焦+E-E熒光屏電子槍偏轉系統(tǒng)熒光屏電子測量原理電子測量原理第10頁電子測量原理電子測量原理第11頁KG1G2A1A2電子測量原理電子測量原理第12頁

2、電子測量原理電子測量原理第13頁2yalSyVbV2yalSSbV電子測量原理電子測量原理第14頁電子測量原理電子測量原理第15頁(a) Ux=0、Uy=0 (b) Ux=0、Uy=常量 電子測量原理電子測量原理第16頁(c) Ux=常量、Uy=0 (d) Ux=常量、Uy=常量電子測量原理電子測量原理第17頁Uy0123401324Uy-Uyt電子測量原理電子測量原理第18頁Ux0123401324Ux-Uxt電子測量原理電子測量原理第19頁Uy0123401324Uy-Uyt0UxtUx-Ux電子測量原理電子測量原理第20頁t0123401234uytux01234。 電子測量原理電子測量

3、原理第21頁t0123401234uytux01234024。電子測量原理電子測量原理第22頁/xxxSkth t cms電子測量原理電子測量原理第23頁uyTyTxuxtt 電子測量原理電子測量原理第24頁t015(6)234789012345678uytuxTy54xyTT101110911電子測量原理電子測量原理第25頁TsT=Tstt(a)被測脈沖(b)連續(xù)掃描，且T=Ts不能觀測到脈沖細節(jié)電子測量原理電子測量原理第26頁Tstt(a)被測脈沖(c)連續(xù)掃描，且T=T=脈沖得到展寬，但波形顯示暗，而時基線太亮電子測量原理電子測量原理第27頁Tstt(a)被測脈沖(d)觸發(fā)掃描掃描等待能

4、較好地觀測脈沖電子測量原理電子測量原理第28頁t015234678012345678uytuxTyTx=2Ty電子測量原理電子測量原理第29頁 Y輸入電路Y前置放大器觸發(fā)電路延遲線Y后置放大器水平放大器掃描發(fā)生器Y輸入外觸發(fā)內外至X偏轉板至Y偏轉板校準信號發(fā)生器低壓電源高壓電源電源至各電路正高壓負高壓X輸入校準信號輸出電子測量原理電子測量原理第30頁vivoR1R2C1C2最佳補償過補償欠補償Z1Z22211CRCR ：1122RCR C1122RCR C 電子測量原理電子測量原理第31頁電子測量原理電子測量原理第32頁電子測量原理電子測量原理第33頁觸 發(fā) 點輸 入 信 號掃 描 電 壓顯

5、示 波 形掃 描起 點tT電子測量原理電子測量原理第34頁觸發(fā)點輸入信號掃描電壓顯示波形輸入信號延遲后td掃描起點tT電子測量原理電子測量原理第35頁電子測量原理電子測量原理第36頁觸 發(fā) 源選 擇觸 發(fā) 耦 合方 式 選 擇放 大 整 形電 路掃 描閘 門掃 描 電 壓發(fā) 生 器水 平放 大 器比 較 和釋 抑 電 路觸 發(fā) 信 號觸 發(fā) 電 路掃 描發(fā) 生 器 環(huán)至 X偏 轉 板電子測量原理電子測量原理第37頁放大、整形電路內外電源C1C2C3ACAC低頻抑制HF REJDC常態(tài) 自動TV觸發(fā)電平調節(jié)至掃描發(fā)生器環(huán)觸發(fā)脈沖輸出S1S2S4+-S3極性反轉電路觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇觸發(fā)極

6、性選擇觸發(fā)方式選擇電子測量原理電子測量原理第38頁電子測量原理電子測量原理第39頁電子測量原理電子測量原理第40頁電子測量原理電子測量原理第41頁電子測量原理電子測量原理第42頁(a) 正電平、正極性(b) 正電平、負極性(c) 負 電 平 、 負 極 性(d) 負 電 平 、 正 極 性電子測量原理電子測量原理第43頁電子測量原理電子測量原理第44頁掃描閘門掃描鋸齒波發(fā)生器比較和釋抑電路+E至X放大器+E“穩(wěn)定度”調節(jié)比較電平觸發(fā)脈沖輸入“增輝”脈沖電子測量原理電子測量原理第45頁電子測量原理電子測量原理第46頁電子測量原理電子測量原理第47頁uiCRb1ReRc1Rc2Rb2V1V2uo+

7、E電子測量原理電子測量原理第48頁01,0 oEEVdtttCRR C來自掃描閘門-+RC+E掃描鋸齒波輸出Vo電子測量原理電子測量原理第49頁/st x電子測量原理電子測量原理第50頁電子測量原理電子測量原理第51頁電子測量原理電子測量原理第52頁E1E0E2Er來 自 比 較 電 路的 參 考 電 平（ 比 較 電 平 ）掃 描 發(fā) 生器 輸 出 Vo上 觸 發(fā) 電 平下 觸 發(fā) 電 平通 過 “ 穩(wěn) 定 度” 調 節(jié) 的 靜 態(tài)工 作 電 平 E0觸 發(fā) 脈 沖12345抑 制 期回 掃 期開 始 下 一次 掃 描跟 隨 Vo6釋 放閘 門 輸 出疊 加 后 的閘 門 輸 入電子測量原理

8、電子測量原理第53頁電子測量原理電子測量原理第54頁電子測量原理電子測量原理第55頁電子測量原理電子測量原理第56頁電子測量原理電子測量原理第57頁Y1輸入電路Y1前置放大器Y1門電路電子開關延遲線Y后置放大器Y2輸入電路Y2前置放大器Y2門電路至Y偏轉板Y1輸入Y2輸入控制信號電子測量原理電子測量原理第58頁uy1uy2ux電子測量原理電子測量原理第59頁uy1uy2ux電子測量原理電子測量原理第60頁前置放大延長線Y后置放大A觸發(fā)A掃描電子開關X放大電壓比較B觸發(fā)選擇門Y線光跡分離電路+-B掃描RPY輸入A增輝B增輝1234電子測量原理電子測量原理第61頁電子測量原理電子測量原理第62頁1

9、234輸 入 信 號A 觸 發(fā)A 掃 描延 遲 觸 發(fā) 電 平B 觸 發(fā)B 掃 描A 增 輝B 增 輝合 成 增 輝電子測量原理電子測量原理第63頁電子測量原理電子測量原理第64頁取樣脈沖p(t)輸入信號Vi(t)取樣信號Vo(t)tt電子測量原理電子測量原理第65頁tt輸入信號取樣脈沖取樣信號經放大和延長電路后的信號（顯示波形）mTt2 t3 t4 tsTmTt 12345電子測量原理電子測量原理第66頁輸入信號輸出信號Vi(t)Vo(t)取樣脈沖p(t)取樣門RCSsTmTt電子測量原理電子測量原理第67頁12htf 電子測量原理電子測量原理第68頁輸入信號Y放大器輸出tmTt2 t 3

10、t4 tsTmTt12345tX放大器輸出（掃描階梯波電壓）電子測量原理電子測量原理第69頁延遲線取樣電路觸發(fā)電路Y延長門垂直放大器水平放大器步進脈沖發(fā)生器Y輸入外觸發(fā)內外掃描信號發(fā)生器至X偏轉板至Y偏轉板電子測量原理電子測量原理第70頁A反饋電路CsCmui(t)S1取樣門取樣脈沖延長門脈沖S2延長門+-至Y放大器uo(t)跟隨器交流放大器電子測量原理電子測量原理第71頁1csiuKA u電子測量原理電子測量原理第72頁21212oiiiiuKAuKA uuKAu電子測量原理電子測量原理第73頁快斜波發(fā)生器水平放大器電壓比較器觸發(fā)脈沖階梯波發(fā)生器取樣脈沖發(fā)生器泵發(fā)生器至取樣門至X偏轉板電子測

11、量原理電子測量原理第74頁觸發(fā)脈沖t2 t3 tsTmTt 步進延遲脈沖快斜波、階梯波mT1234電子測量原理電子測量原理第75頁30.44 0.64dBf電子測量原理電子測量原理第76頁ssUnU電子測量原理電子測量原理第77頁1sFFUtTN U電子測量原理電子測量原理第78頁KGA1A2G11G12G21G22K1K2收集極存儲介質存儲柵網熒光屏YX寫入電子槍偏轉系統(tǒng)讀出電子槍記憶與顯示記錄系統(tǒng)泛射系統(tǒng)電子測量原理電子測量原理第79頁電子測量原理電子測量原理第80頁衰減器放大器觸發(fā)電路A/D轉換器延遲線存儲器（RAM）D/A轉換器地址計數器D/A轉換器垂直放大器水平放大器掃描發(fā)生器邏輯控

12、制電路（微處理器）輸入外觸發(fā)內外實時存儲實時實時存儲存儲至X偏轉板至Y偏轉板電子測量原理電子測量原理第81頁電子測量原理電子測量原理第82頁電子測量原理電子測量原理第83頁電子測量原理電子測量原理第84頁電子測量原理電子測量原理第85頁新波形到來移出，消逝輸入波形放大顯示波形(a) 卷動顯示(b) 放大顯示電子測量原理電子測量原理第86頁電子測量原理電子測量原理第87頁電子測量原理電子測量原理第88頁電子測量原理電子測量原理第89頁/divNft電子測量原理電子測量原理第90頁電子測量原理電子測量原理第91頁電子測量原理電子測量原理第92頁+-+-+-編碼邏輯電路輸出寄存器ViRRR+Vr-V

13、r采樣時鐘比較器nn-11nn-11MSBLSB電子測量原理電子測量原理第93頁S/H4位并行A/D4位并行A/D4位D/A-+減法放大器b7b6b5b4b3b2b1b0(MSB)(LSB)ViV1電子測量原理電子測量原理第94頁A/D轉換器寄存器RAM1RAM2Vi/2fs電子測量原理電子測量原理第95頁電子測量原理電子測量原理第96頁YA順序取樣YB順序取樣通道轉換器AB通道轉換器A/DRAMViAViB電子測量原理電子測量原理第97頁電子測量原理電子測量原理第98頁ADC1ADC2RAM1RAM2Vifs數據輸出Vifs反相fs(a) 原理框圖(b) 采樣與存儲波形圖電子測量原理電子測量

14、原理第99頁電子測量原理電子測量原理第100頁電子測量原理電子測量原理第101頁電子測量原理電子測量原理第102頁電子測量原理電子測量原理第103頁電子測量原理電子測量原理第104頁電子測量原理電子測量原理第105頁vivoRRiCCiZ1Z2C0輸入探頭示波器最佳補償過補償欠補償顯示波形電子測量原理電子測量原理第106頁電子測量原理電子測量原理第107頁DCyVhDkDCVyD電子測量原理電子測量原理第108頁電子測量原理電子測量原理第109頁40.5 1020DCyVhDk(V)0.51251025010050255VmVV/div零電平線顯示波形（直流電壓）電子測量原理電子測量原理第11

15、0頁PPyyVhDkP PVyDyk電子測量原理電子測量原理第111頁0.51251025010050255VmVV/div零電平線顯示波形（交流電壓）8 1 18VP PyVhDk 82.322 22 2PP PVVVV電子測量原理電子測量原理第112頁/xxTxDkxDxk電子測量原理電子測量原理第113頁xD電子測量原理電子測量原理第114頁0.20.5121010010110050Smst/div55nsx7 10/710 xxTxDkmsms 電子測量原理電子測量原理第115頁A BA BxTxDA BxxDxA-B電子測量原理電子測量原理第116頁xA-B電子測量原理電子測量原理第

16、117頁xA-B電子測量原理電子測量原理第118頁Txo360Txx電子測量原理電子測量原理第119頁x1x2xT電子測量原理電子測量原理第120頁HNVNyfxfyHxVfNfN電子測量原理電子測量原理第121頁26MHz26HyxVNffN16MHz23HyxVNffNMHz MHz NHNV電子測量原理電子測量原理第122頁00arcsin,arcsinmmyxyx或電子測量原理電子測量原理第123頁2x02xm2y02ym電子測量原理電子測量原理第124頁電子測量原理電子測量原理第125頁TtfV(f)1/2/TtfV(f)1/2/時域中的重復脈沖時域中的重復脈沖頻域中的脈沖串頻譜頻域

17、中的脈沖串頻譜V(t)電子測量原理電子測量原理第126頁210( )( ),0,1,1mjnkmnX kx n en km電子測量原理電子測量原理第127頁A Af f9 90 0% %1 10 0% %5 50 0% %b bc cT Tt tr rt tf f理理想想脈脈沖沖實實際際脈脈沖沖A Aw we e頂頂底底d d電子測量原理電子測量原理第128頁電子測量原理電子測量原理第129頁電子測量原理電子測量原理第130頁yASKH電子測量原理電子測量原理第131頁220rrxrttt電子測量原理電子測量原理第132頁u 普通模擬示波器不能測量單脈沖的參數，只能測普通模擬示波器不能測量單脈

18、沖的參數，只能測量周期脈沖信號的參數。量周期脈沖信號的參數。u 數字存儲示波器對單脈沖和周期脈沖信號參數都數字存儲示波器對單脈沖和周期脈沖信號參數都能測量。能測量。u 數字存儲示波器內部有計算功能，有些參數可直數字存儲示波器內部有計算功能，有些參數可直接得到測量數值，如幅度、上升時間、下降時間、接得到測量數值，如幅度、上升時間、下降時間、脈寬等。脈寬等。u 數字存儲示波器使用可調的水平游標或垂直游標，數字存儲示波器使用可調的水平游標或垂直游標，可直接得到兩游標間的電壓差值或時間差值，比可直接得到兩游標間的電壓差值或時間差值，比模擬示波器減少了讀數誤差。模擬示波器減少了讀數誤差。 電子測量原理電

19、子測量原理第133頁mcEmE調制信號振幅載波信號振幅tU(t)0EmEcEmba100%abmab電子測量原理電子測量原理第134頁u u(t)(t)+ + + +- - -X XY Ybaab電子測量原理電子測量原理第135頁( )x t( )y t激勵激勵響應響應系 統(tǒng)系 統(tǒng)（微分方程）（微分方程）（傳遞函數）（傳遞函數）（頻率響應函數）（頻率響應函數）（脈沖響應函數）（脈沖響應函數）電子測量原理電子測量原理第136頁t t0 0)(tt t0 0u(t)u(t)(a)單位脈沖信號單位脈沖信號(b)單位階躍信號(b)單位階躍信號1 10( )00ttt( )1t dt且10( )00tu

20、 tt( )( )( )( )tdu ttt dtu tdt電子測量原理電子測量原理第137頁卷積定理卷積定理( )( )( )() ( )( ) ()y tx th tx thdxh td脈沖響應脈沖響應輸入單位脈沖信號時對應的系統(tǒng)輸出。輸入單位脈沖信號時對應的系統(tǒng)輸出。階躍響應階躍響應輸入單位階躍信號時對應的系統(tǒng)的輸出輸入單位階躍信號時對應的系統(tǒng)的輸出 脈沖響應的積分為階躍響應脈沖響應的積分為階躍響應階躍響應的微分就是脈沖響應階躍響應的微分就是脈沖響應 電子測量原理電子測量原理第138頁系統(tǒng)脈沖響應的直接測量方法系統(tǒng)脈沖響應的直接測量方法微分器微分器示波器示波器被測系統(tǒng)被測系統(tǒng)單位階躍單位

21、階躍信號發(fā)生器信號發(fā)生器示波器示波器被測系統(tǒng)被測系統(tǒng)單位脈沖單位脈沖信號發(fā)生器信號發(fā)生器被測系統(tǒng)被測系統(tǒng)示波器示波器微分器微分器單位階躍單位階躍信號發(fā)生器信號發(fā)生器h(t)h(t)h(t)h(t)h(t)h(t)u(t)u(t)u(t)u(t)階躍階躍響應響應)(t)(t電子測量原理電子測量原理第139頁( )( ) ()( ) ()( )( )( )( )mmy nx m h nmh m x nmx nh nh nx n( )( )(1/ ) ( )( )( )(1/ ) ( )h ty tx tx ty th t或( )( )(1/ ) ( )( )( )(1/ ) ( )h ny nx nx ny nh n或電子測量原理電子測量原理第140頁( )( )( )() ( )y tx th tx thd()()()Y jX jH j()()()()()()Y jY jH jX jX jH j或111() ( )