第7章信號(hào)波形測(cè)量(new)

第7章信號(hào)波形測(cè)量

7.1概述7.2CRT顯示原理7.3通用示波器7.4取樣示波器7.5波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù)7.6示波器的基本測(cè)試技術(shù)

7.1.1主要技術(shù)指標(biāo)

1．頻帶寬度BW和上升時(shí)間tr示波器的頻帶寬度BW一般指Y通道的頻帶寬度。上升時(shí)間tr是一個(gè)與頻帶寬度BW相關(guān)的參數(shù)，表示由于示波器Y通道的頻帶寬度的限制，示波器Y通道跟隨輸入信號(hào)快速變化的能力。頻帶寬度BW與上升時(shí)間tr的關(guān)系可近似表示為

7.1概述7.1.1主要技術(shù)指標(biāo)2．掃描速度

掃描速度是指熒光屏上單位時(shí)間內(nèi)光點(diǎn)水平移動(dòng)的距離，單位為“cm/s”。 掃描速度的倒數(shù)稱(chēng)為“時(shí)基因素”，它表示單位距離代表的時(shí)間，單位為“t/cm”或“t/div”，時(shí)間t可為μs、ms或s，在示波器的面板上，通常按“1、2、5”的順序分成很多檔。7.1.1主要技術(shù)指標(biāo)3．偏轉(zhuǎn)因素偏轉(zhuǎn)因素指在輸入信號(hào)作用下，光點(diǎn)在熒光屏上的垂直（Y）方向移動(dòng)1cm（即1格）所需的電壓值，單位為“V/cm”、“mV/cm”（或“V/div”、“mV/div”）。偏轉(zhuǎn)因素表示了示波器Y通道的放大/衰減能力。偏轉(zhuǎn)因素的倒數(shù)稱(chēng)為“（偏轉(zhuǎn)）靈敏度”。7.1.1主要技術(shù)指標(biāo)4．輸入阻抗 當(dāng)被測(cè)信號(hào)接入示波器時(shí)，輸入阻抗Zi形成被測(cè)信號(hào)的等效負(fù)載。

5．輸入方式 即輸入耦合方式，一般有直流（DC）、交流（AC）和接地（GND）三種，可通過(guò)示波器面板選擇。

6．觸發(fā)源選擇方式 觸發(fā)源是指用于提供產(chǎn)生掃描電壓的同步信號(hào)來(lái)源，一般有內(nèi)觸發(fā)（INT）、外觸發(fā)（EXT）、電源觸發(fā)（LINE）三種。

7.2CRT顯示原理

7.2.1CRT

CRT主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成，基本結(jié)構(gòu)如下圖所示。

2偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)電子束在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)作用下的偏轉(zhuǎn)距離與外加偏轉(zhuǎn)電壓成正比：示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度（單位為cm/V）：其倒數(shù)為示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)。偏轉(zhuǎn)靈敏度越大，示波管越靈敏。為提高Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度，可在偏轉(zhuǎn)板至熒光屏之間加一個(gè)后加速陽(yáng)極A3。

l為偏轉(zhuǎn)板的長(zhǎng)度；S為偏轉(zhuǎn)板中心到屏幕中心的距離；b為偏轉(zhuǎn)板間距；Va為陽(yáng)極A2上的電壓。7.2.2波形顯示的基本原理

1．顯示隨時(shí)間變化的圖形（1）Ux、Uy為固定電壓時(shí)，有下面四種情況：

光點(diǎn)出現(xiàn)在熒光屏的中心位置。

光點(diǎn)僅在垂直方向偏移：Uy為正電壓時(shí)，光點(diǎn)從熒光屏的中心往垂直方向上移；Uy為負(fù)電壓時(shí)，光點(diǎn)從熒光屏的中心往垂直方向下移。

7.2.2波形顯示的基本原理1．顯示隨時(shí)間變化的圖形（續(xù)）光點(diǎn)僅在水平方向偏移：Ux為正電壓時(shí)，光點(diǎn)從熒光屏的中心往水平方向右移；Ux為負(fù)電壓時(shí)，光點(diǎn)從熒光屏的中心往水平方向左移。

當(dāng)兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板上同時(shí)加固定的正電壓時(shí)，光點(diǎn)位置應(yīng)為兩電壓的矢量合成。7.2.2波形顯示的基本原理1．顯示隨時(shí)間變化的圖形（續(xù)）（2）X、Y偏轉(zhuǎn)板上分別加變化電壓，有下面兩種情況：僅在垂直偏轉(zhuǎn)板的兩板間加正弦變化的電壓，則光點(diǎn)只在熒光屏的垂直方向來(lái)回移動(dòng)，出現(xiàn)一條垂直線(xiàn)段。7.2.2波形顯示的基本原理1．顯示隨時(shí)間變化的圖形（續(xù)）僅在水平偏轉(zhuǎn)板的兩板間加鋸齒電壓，則光點(diǎn)只在熒光屏的水平方向來(lái)回移動(dòng)，出現(xiàn)一條水平線(xiàn)段。7.2.2波形顯示的基本原理1．顯示隨時(shí)間變化的圖形（續(xù)）（3）Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓，X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓，熒光屏上將顯示出被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的一個(gè)周期的波形曲線(xiàn)。

7.2.2波形顯示的基本原理2．顯示任意兩個(gè)變量之間的關(guān)系

示波器兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上都加同頻率正弦電壓時(shí)顯示的圖形稱(chēng)為李沙育（Lissajous）圖形，這種圖形在相位和頻率測(cè)量中常會(huì)用到。

若兩信號(hào)的初相相同，且在X、Y方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，在熒光屏上畫(huà)出一條與水平軸呈45度角的直線(xiàn)。

7.2.2波形顯示的基本原理2．顯示任意兩個(gè)變量之間的關(guān)系（續(xù)）若兩信號(hào)的初相相差90度，且在X、Y方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，在熒光屏上畫(huà)出的圖形為圓。7.2.2波形顯示的基本原理3．掃描的概念

如果在X偏轉(zhuǎn)板上加一個(gè)隨時(shí)間線(xiàn)形變化的電壓，垂直偏轉(zhuǎn)板不加電壓，那么光點(diǎn)在水平方向的偏移距離為，比例系數(shù)Sx稱(chēng)為示波管的X軸偏轉(zhuǎn)靈敏度。光點(diǎn)在鋸齒波作用下掃動(dòng)的過(guò)程稱(chēng)為“掃描”，能實(shí)現(xiàn)掃描的鋸齒波電壓稱(chēng)為掃描電壓，光點(diǎn)自左向右的連續(xù)掃動(dòng)稱(chēng)為“掃描正程”，自熒光屏的右端迅速返回左端起掃點(diǎn)的過(guò)程稱(chēng)為“掃描逆程”。

7.2.2波形顯示的基本原理4．同步的概念

（1）Tx=nTy(n為正整數(shù))：熒光屏上將穩(wěn)定顯示n個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。

n=2如果掃描電壓周期Tx與被測(cè)電壓周期Ty保持Tx=nTy的關(guān)系，則稱(chēng)掃描電壓與被測(cè)電壓“同步”。

7.2.2波形顯示的基本原理4．同步的概念（續(xù)）（2）Tx≠nTy(n為正整數(shù))，即不滿(mǎn)足同步關(guān)系時(shí)，顯示的波形不穩(wěn)定。

7.2.2波形顯示的基本原理5．連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描掃描電壓是連續(xù)的方式稱(chēng)為連續(xù)掃描。當(dāng)欲觀測(cè)脈沖信號(hào)，尤其是占空比很小的脈沖時(shí)，采用連續(xù)掃描存在一些問(wèn)題：選擇掃描周期等于脈沖重復(fù)周期時(shí)，難以看清脈沖波形的細(xì)節(jié)。

7.2.2波形顯示的基本原理5．連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描（續(xù)）選擇掃描周期等于脈沖底寬時(shí)，觀測(cè)者不易觀察波形，而且掃描的同步很難實(shí)現(xiàn)。

7.2.2波形顯示的基本原理5．連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描（續(xù)）觸發(fā)掃描時(shí)，使掃描脈沖只在被測(cè)脈沖到來(lái)時(shí)才掃描一次；沒(méi)有被測(cè)脈沖時(shí)，掃描發(fā)生器處于等待工作狀態(tài)。7.2.2波形顯示的基本原理6．掃描過(guò)程的增輝為了使回掃產(chǎn)生的波形不在熒光屏上顯示，可以設(shè)法在掃描正程期間，給示波器增輝。

若不增輝將產(chǎn)生如圖的回掃線(xiàn)7.3通用示波器

7.3.1通用示波器的組成

7.3通用示波器7.3.2通用示波器的垂直通道1．輸入電路：包括衰減器和輸入選擇開(kāi)關(guān)。（1）衰減器

最佳補(bǔ)償條件：過(guò)補(bǔ)償：欠補(bǔ)償：改變分壓比的開(kāi)關(guān)為示波器的垂直靈敏度粗調(diào)開(kāi)關(guān)，在面板上用“V/cm”標(biāo)記。

7.3通用示波器（2）輸入耦合方式

輸入耦合方式設(shè)有AC、GND、DC三檔選擇開(kāi)關(guān)。觀察交流信號(hào)時(shí)，置“AC”檔。確定零電壓時(shí)，置“GND”檔。觀測(cè)頻率很低的信號(hào)或帶有直流分量的交流信號(hào)時(shí)，置“DC”檔。

7.3.2通用示波器的垂直通道2．前置放大器

前置放大器將信號(hào)適當(dāng)放大，從中取出內(nèi)觸發(fā)信號(hào)，并具有靈敏度微調(diào)、校正、Y軸移位、極性反轉(zhuǎn)等控制作用。Y前置放大器大都采用差分放大電路，輸出一對(duì)平衡的交流電壓。若在差分電路的輸入端輸入不同的直流電位，相應(yīng)的Y偏轉(zhuǎn)板上的直流電位和波形在Y方向的位置也會(huì)改變?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)“Y軸位移”旋鈕，調(diào)節(jié)直流電位以改變被測(cè)波形在屏幕上的位置。

7.3.2通用示波器的垂直通道3．延遲線(xiàn)

觸發(fā)掃描時(shí)，掃描的開(kāi)始時(shí)間總是滯后于被觀測(cè)脈沖一段時(shí)間，這樣，脈沖的上升過(guò)程就無(wú)法被完整地顯示出來(lái)。左圖為沒(méi)有延遲線(xiàn)時(shí)屏幕上顯示的脈沖。7.3.2通用示波器的垂直通道3．延遲線(xiàn)（續(xù)）延遲線(xiàn)的作用就是把加到垂直偏轉(zhuǎn)板上的脈沖信號(hào)延遲一段時(shí)間，以保證在屏幕上掃描出包括上升時(shí)間在內(nèi)的脈沖全過(guò)程。延遲線(xiàn)的輸入級(jí)需采用低輸出阻抗電路驅(qū)動(dòng)，而輸出級(jí)則采用低輸入阻抗的緩沖器。

7.3.2通用示波器的垂直通道4．Y輸出放大器Y輸出放大器是將延遲線(xiàn)傳來(lái)的被測(cè)信號(hào)放大到足夠的幅度，用以驅(qū)動(dòng)示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使電子束獲得Y方向的滿(mǎn)偏轉(zhuǎn)。Y輸出放大器應(yīng)具有穩(wěn)定的增益、較高的輸入阻抗、足夠?qū)挼念l帶、較小的諧波失真。Y輸出放大器大都采用推挽式放大器，有利于提高共模抑制比?？刹捎酶淖冐?fù)反饋的方法改變放大器的增益（面板上的“×5”或“×10”開(kāi)關(guān)）。7.3.3通用示波器的水平通道

7.3.2通用示波器的垂直通道水平通道包括觸發(fā)電路、掃描電路和水平放大器等部分，其主要任務(wù)是產(chǎn)生隨時(shí)間線(xiàn)性變化的掃描電壓，再放大到足夠的幅度，然后輸出到水平偏轉(zhuǎn)板，使光點(diǎn)在熒光屏的水平方向達(dá)到滿(mǎn)偏轉(zhuǎn)。

7.3.3通用示波器的水平通道1．觸發(fā)電路

觸發(fā)電路的作用是為掃描信號(hào)發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖。包括觸發(fā)源選擇、觸發(fā)耦合方式選擇、觸發(fā)方式選擇、觸發(fā)極性選擇、觸發(fā)電平選擇和觸發(fā)放大整形等電路。

7.3.3通用示波器的水平通道觸發(fā)極性選擇和觸發(fā)電平調(diào)節(jié)7.3.3通用示波器的水平通道2．掃描發(fā)生器環(huán)

掃描發(fā)生器環(huán)又叫時(shí)基電路，常由積分器、掃描閘門(mén)及比較釋抑電路組成。7.3.3通用示波器的水平通道2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)）（1）掃描門(mén)常用的閘門(mén)電路有雙穩(wěn)態(tài)、施密特觸發(fā)器和隧道二極管整形電路。右圖為施密特觸發(fā)器構(gòu)成的閘門(mén)電路。

7.3.3通用示波器的水平通道2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)）（2）積分器

密勒（Miller）積分器是通用示波器中應(yīng)用最廣的一種積分電路。

7.3.3通用示波器的水平通道2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)）（2）積分器積分器產(chǎn)生的鋸齒波電壓被送入X放大器中放大，再加至水平偏轉(zhuǎn)板。熒光屏上單位長(zhǎng)度所代表的時(shí)間為示波器的掃描速度（t/cm），x：光跡在水平方向偏轉(zhuǎn)的距離；t：偏轉(zhuǎn)x距離所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。在示波器中通常改變R或C值作為“掃描速度”粗調(diào)，用改變E值作為“掃描速度”微調(diào)。

7.3.3通用示波器的水平通道2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)）（3）比較和釋抑電路

在比較電路中，輸入電壓與預(yù)置的參考電平進(jìn)行比較，當(dāng)輸入電壓等于預(yù)置的參考電平時(shí)，輸出端電位產(chǎn)生跳變，并把它作為控制信號(hào)輸出。它決定掃描的終止時(shí)刻。釋抑電路在掃描逆程開(kāi)始后，關(guān)閉或抑制掃描閘門(mén)，使“抑制”期間掃描電路不再受到同極性觸發(fā)脈沖的觸發(fā)。

7.3.3通用示波器的水平通道2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)）（3）比較和釋抑電路

比較和釋抑電路與掃描門(mén)、積分器構(gòu)成一個(gè)閉合的掃描發(fā)生器環(huán)。掃描門(mén)的輸入接受三個(gè)方面的信號(hào)：“穩(wěn)定度”電位器提供的直流電位；來(lái)自釋抑電路的釋抑信號(hào)；來(lái)自觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖。

7.3.3通用示波器的水平通道2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)）（3）比較和釋抑電路1）觸發(fā)掃描過(guò)程：

7.3.3通用示波器的水平通道2．掃描發(fā)生器環(huán)（續(xù)）（4）比較和釋抑電路 2）連續(xù)掃描。在此掃描方式下，通過(guò)“穩(wěn)定度”調(diào)節(jié)，使閘門(mén)電路的靜態(tài)工作電平高于上觸發(fā)電平E1，則不論是否有觸發(fā)脈沖，掃描閘門(mén)都將輸出閘門(mén)信號(hào)。掃描閘門(mén)仍然受比較和釋抑電路的控制，以控制掃描正程的結(jié)束，從而實(shí)現(xiàn)掃描電壓和被測(cè)電壓的同步。

7.3.3通用示波器的水平通道3．水平放大器

其基本作用是選擇X軸信號(hào)，并將其放大到足以使光點(diǎn)在水平方向達(dá)到滿(mǎn)偏的程度。X放大器的輸入端置于“內(nèi)”時(shí)，X放大器放大掃描信號(hào)；置于“外”時(shí)，水平放大器放大由面板上X輸入端直接輸入的信號(hào)。7.3.5示波器的多波形顯示

1．多線(xiàn)示波

利用多槍電子管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。測(cè)試時(shí)各通道、各波形之間產(chǎn)生的交叉干擾可以減少或消除，可獲得較高的測(cè)量準(zhǔn)確度。2．多蹤示波

在單線(xiàn)示波的基礎(chǔ)上增加了電子開(kāi)關(guān)，利用分時(shí)復(fù)用的原理，分別把多個(gè)垂直通道的信號(hào)輪流接到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板上，最終實(shí)現(xiàn)多個(gè)波形的同時(shí)顯示。

7.3.5示波器的多波形顯示2．多蹤示波“Y1”通道（CH1）、“Y2”通道（CH2）和疊加方式（CH1+CH2）都只顯示一個(gè)波形。7.3.5示波器的多波形顯示2．多蹤示波（續(xù)) 交替方式（ALT）：適合于觀察高頻信號(hào)。7.3.5示波器的多波形顯示2．多蹤示波（續(xù))

斷續(xù)方式（CHOP）：適用于被測(cè)信號(hào)頻率較低的情況。7.3.6雙時(shí)基掃描顯示

雙時(shí)基示波器有兩個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)和掃描電路，特別適用于在觀察一個(gè)脈沖序列的同時(shí)，仔細(xì)觀察其中一個(gè)或部分脈沖的細(xì)節(jié)。

7.3.6雙時(shí)基掃描顯示7.4.1概述1．取樣的基本概念 實(shí)時(shí)取樣示意圖

7.4.1概述1．取樣的基本概念 非實(shí)時(shí)取樣示意圖7.4.1概述2．取樣原理

核心電路取樣保持器示意圖兩個(gè)取樣脈沖的時(shí)間間隔為 ，由于波形包絡(luò)所經(jīng)歷的時(shí)間變長(zhǎng)了，故可用低頻示波器顯示較高頻率的信號(hào)。7.4.1概述2．取樣原理（續(xù)）步進(jìn)間隔Δt與信號(hào)最高頻率fh應(yīng)滿(mǎn)足取樣定理非實(shí)時(shí)采樣只適用于周期性信號(hào)。順序進(jìn)行的取樣稱(chēng)為順序取樣；否則稱(chēng)為隨機(jī)取樣。7.4.1概述3顯示原理

順序取樣示波器中的水平掃描信號(hào)為階梯波電壓，階梯持續(xù)時(shí)間，階梯數(shù)對(duì)應(yīng)屏幕上顯示的不連續(xù)的光點(diǎn)數(shù)。

7.4.2取樣示波器的組成及工作原理

1.取樣示波器的基本框圖7.4.2取樣示波器的組成及工作原理2.取樣示波器的垂直通道 垂直通道由延遲線(xiàn)、延長(zhǎng)門(mén)和Y放大器等電路組成，最關(guān)鍵的電路是取樣電路，它產(chǎn)生正比于取樣值的階梯電壓。下圖為常用的閉環(huán)取樣電路組成框圖。7.4.2取樣示波器的組成及工作原理3.取樣示波器的水平通道X通道主要包括觸發(fā)、放大、分頻單元、快斜波發(fā)生器、比較器、階梯波發(fā)生器和X放大器。下圖為階梯波發(fā)生器框圖：7.4.2取樣示波器的組成及工作原理3.取樣示波器的水平通道（續(xù)） 圖示波形說(shuō)明了步進(jìn)脈沖發(fā)生器的工作過(guò)程7.4.2取樣示波器的組成及工作原理4.取樣示波器的主要參數(shù)

（1）取樣示波器的帶寬要提高取樣示波器的帶寬，取樣門(mén)用元件的高頻特性要足夠好；其次取樣脈沖本身要足夠窄。取樣脈沖通常有兩種形式：規(guī)則脈沖和尖三角脈沖。取樣門(mén)的最高工作頻率為 （τ為取樣脈沖底寬），即與取樣脈沖底邊的寬度成反比。

7.4.2取樣示波器的組成及工作原理4.取樣示波器的主要參數(shù)（續(xù)）（2）取樣密度

指電路掃描時(shí)，在示波器屏幕X軸上顯示的被測(cè)信號(hào)每格所對(duì)應(yīng)的取樣點(diǎn)數(shù)，常用每厘米的光點(diǎn)數(shù)來(lái)表示。屏幕上的光點(diǎn)總數(shù)為 （Us為X方向最大偏轉(zhuǎn)電壓；Δus為階梯波每級(jí)上升的電壓）。使ΔUs變小，可使總點(diǎn)數(shù)增加，即取樣密度變大；但取樣點(diǎn)過(guò)多可能導(dǎo)致波形閃爍。

7.4.2取樣示波器的組成及工作原理4.取樣示波器的主要參數(shù)（續(xù)）（3）等效掃速

在取樣示波器中，雖然在屏幕上顯示n個(gè)亮點(diǎn)需要n（mT+Δt）的時(shí)間，但它等效于被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)了nΔt的時(shí)間。Us為X方向最大偏轉(zhuǎn)電壓；N為X軸偏轉(zhuǎn)格數(shù)；為快斜波的斜率。7.5波形存儲(chǔ)及顯示技術(shù)

7.5.1波形模擬存儲(chǔ)技術(shù)和記憶示波器

模擬記憶示波器是利用記憶示波管的波形記憶（存儲(chǔ)）特性實(shí)現(xiàn)波形較長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ)，其核心是記憶示波管：7.5.2數(shù)字存儲(chǔ)示波器

1．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的組成原理

7.5.2數(shù)字存儲(chǔ)示波器2．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)式波器的工作方式

（1）數(shù)字存儲(chǔ)器的功能

—隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM包括信號(hào)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、參考波形存儲(chǔ)器、測(cè)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和顯示緩沖存儲(chǔ)器四種。（2）觸發(fā)工作方式

1）常態(tài)觸發(fā)—同模擬示波器基本一樣。

2）預(yù)置觸發(fā)—可觀測(cè)觸發(fā)點(diǎn)前后不同段落上的波形。

7.5.2數(shù)字存儲(chǔ)示波器2．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的工作方式（續(xù)）（3）測(cè)量與計(jì)算工作方式

數(shù)字存儲(chǔ)示波器對(duì)波形參數(shù)的測(cè)量分為自動(dòng)測(cè)量和手動(dòng)測(cè)量?jī)煞N。一般參數(shù)的測(cè)量為自動(dòng)測(cè)量，特殊值的測(cè)量使用手動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。（4）面板按鍵操作方式

數(shù)字存儲(chǔ)示波器的面板按鍵分為立即執(zhí)行鍵和菜單鍵兩種。

7.5.2數(shù)字存儲(chǔ)示波器3．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的特點(diǎn)

（1）波形的采樣/存儲(chǔ)與波形的顯示是獨(dú)立的因而可以無(wú)閃爍地觀測(cè)極慢變化信號(hào)；對(duì)于觀測(cè)極快信號(hào)來(lái)說(shuō)，數(shù)字存儲(chǔ)示波器可采用低速顯示。（2）能長(zhǎng)時(shí)間地保存信號(hào)便于觀察單次出現(xiàn)的瞬變信號(hào)。（3）先進(jìn)的觸發(fā)功能不僅能顯示觸發(fā)后的信號(hào)，而且能顯示觸發(fā)前的信號(hào)。7.5.2數(shù)字存儲(chǔ)示波器4．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的特點(diǎn)（續(xù)）（4）測(cè)量準(zhǔn)確度高采用了晶振和高分辨率A/D轉(zhuǎn)換器。（5）很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力內(nèi)含微處理器，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種波形參數(shù)的測(cè)量與顯示；還具有自檢與自校等多種自動(dòng)操作功能。

（6）外部數(shù)據(jù)通信接口可以很方便地將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)或其他的外部設(shè)備，進(jìn)行更復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算和分析處理。7.5.2數(shù)字存儲(chǔ)示波器5．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）最高取樣速率

指單位時(shí)間內(nèi)取樣的次數(shù)，用每秒鐘完成的A/D轉(zhuǎn)換的最高次數(shù)來(lái)衡量。實(shí)時(shí)取樣速率 （N為每格的取樣數(shù)；t/div為掃描一格所用的時(shí)間即掃描時(shí)間因數(shù)）。（2）存儲(chǔ)帶寬(B)

與取樣速率密切相關(guān)。

7.5.2數(shù)字存儲(chǔ)示波器5．?dāng)?shù)字存儲(chǔ)示波器的主要技術(shù)指標(biāo)（續(xù)）（3）分辨率

包括垂直分辨率（電壓分辨率）和水平分辨率（時(shí)間分辨率）。垂直分辨率與A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率相對(duì)應(yīng)，常以屏幕每格的分級(jí)數(shù)(級(jí)／div)或百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。水平分辨率由存儲(chǔ)器的容量決定，常以屏幕每格含多少個(gè)取樣點(diǎn)或用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。

7.6示波器的基本測(cè)試技術(shù)

7.6.1示波器的選用（1）根據(jù)要顯示的信號(hào)數(shù)量，選擇單蹤或雙蹤示波器。（2）根據(jù)被測(cè)信號(hào)的頻率特點(diǎn)選擇。

（3）根據(jù)被測(cè)信號(hào)的重現(xiàn)方式選擇。（4）根據(jù)被測(cè)信號(hào)是否含有交直流成分選擇。

（5）根據(jù)被測(cè)信號(hào)的測(cè)試重點(diǎn)選擇。7.6.2示波器的正確使用1．通用示波器的面板示意圖

（1）CH1（X）通道1：垂直輸入端。（2）CH2（Y）通道2：垂直輸入端。（3）VOLTS/DIV輸入衰減器。（4）VERTMODE：垂直方式選擇開(kāi)關(guān)。（5）SOURCE觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)。（6）COUPLING觸發(fā)信號(hào)耦合方式開(kāi)關(guān)。（7）TIME/DIV掃描時(shí)間選擇開(kāi)關(guān)。

7.6.2示波器的正確使用1．通用示波器的面板示意圖（續(xù)）（8）SWEEPMODE掃描方式選擇開(kāi)關(guān)。

（9）EXTTRIG和EXTHOR外觸發(fā)和外水平共用輸入端。

（10）LEVELHOLDOFF觸發(fā)電平和釋抑時(shí)間雙重控制旋鈕。

（11）X-Y方式。

7.6.2示波器的正確使用1．通用示波器的面板示意圖（續(xù)）7.6.2示波器的正確使用2．探頭的正確使用常見(jiàn)探頭為低電容高電阻探頭：

7.6.2示波器的正確使用2．探頭的正確使用（續(xù)）探頭和示波器是配套使用的，不能互換，否則將會(huì)導(dǎo)致分壓比誤差增加或高頻補(bǔ)償不當(dāng)。低電容高電阻探頭的校正方法是以良好的方波電壓通過(guò)探頭加到示波器，微調(diào)電容C以達(dá)到出現(xiàn)良好的方波。7.6.3用示波器測(cè)量電壓

1．直流電壓的測(cè)量

（1）測(cè)量原理

利用被測(cè)電壓在屏幕上呈現(xiàn)的直線(xiàn)偏離時(shí)間基線(xiàn)（零電平線(xiàn)）的高度與被測(cè)電壓的大小成正比的關(guān)系進(jìn)行的。

為被測(cè)直流電壓值，h為被測(cè)直流信號(hào)線(xiàn)的電壓偏離零電平線(xiàn)的高度；為示波器的垂直靈敏度，k為探頭衰減系數(shù)。7.6.3用示波器測(cè)量電壓1．直流電壓的測(cè)量（續(xù)）（2）測(cè)量方法

1）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(cè)信號(hào)送至示波器的垂直輸入端。3）確定零電平線(xiàn)。4）將示波器的輸入耦合開(kāi)關(guān)撥向“DC”檔，確定直流電壓的極性。5）讀出被測(cè)直流電壓偏離零電平線(xiàn)的距離h。

6）計(jì)算被測(cè)直流電壓值。

7.6.3用示波器測(cè)量電壓1．直流電壓的測(cè)量（續(xù)）例7-1示波器測(cè)直流電壓及垂直靈敏度開(kāi)關(guān)示意圖如圖所示，h=4cm、V/cm、若k=10：1，求被測(cè)直流電壓值。

(V)7.6.3用示波器測(cè)量電壓2．交流電壓的測(cè)量

（1）測(cè)量原理為被測(cè)交流電壓值（峰-峰值）；h為被測(cè)交流電壓波峰和波谷的高度或任意兩點(diǎn)間的高度；為示波器的垂直靈敏度；為探頭衰減系數(shù)。（2）測(cè)量方法

垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置；接入待測(cè)信號(hào)；輸入耦合開(kāi)關(guān)置于“AC”；調(diào)節(jié)掃描速度使波形穩(wěn)定顯示；調(diào)節(jié)垂直靈敏度開(kāi)關(guān)；讀出被測(cè)交流電壓波峰和波谷的高度；計(jì)算被測(cè)交流電壓的峰-峰值。7.6.3用示波器測(cè)量電壓2．交流電壓的測(cè)量（續(xù)）例7-2示波器正弦電壓如圖所示，h=8cm、V/cm、若K=1：1，求被測(cè)正弦信號(hào)的峰-峰值和有效值。正弦信號(hào)的峰-峰值為正弦信號(hào)的有效值為V7.6.4用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率

1．測(cè)量周期和頻率

（1）測(cè)量原理

被測(cè)交流信號(hào)的周期 （x為被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)周期在熒光屏水平方向所占距離；為示波器的掃描速度；為X軸擴(kuò)展倍率。周期的倒數(shù)即為頻率。

7.6.4用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率1．測(cè)量周期和頻率（續(xù)）（2）測(cè)量方法

1）將示波器的掃描速度微調(diào)旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置。 2）將待測(cè)信號(hào)送至示波器的垂直輸入端。 3）將示波器的輸入耦合開(kāi)關(guān)置于“AC”位置。 4）調(diào)節(jié)掃描速度開(kāi)關(guān)，記錄值。 5）讀出被測(cè)交流信號(hào)的一個(gè)周期在熒光屏水平方向所占的距離x。 6）計(jì)算被測(cè)交流信號(hào)的周期。7.6.4用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率1．測(cè)量周期和頻率（續(xù)）例7-3熒光屏上的波形如圖所示，信號(hào)一周期7cm，掃描速度開(kāi)關(guān)置于“10ms/cm”位置，掃描擴(kuò)展置于“拉出×10”位置，求被測(cè)信號(hào)的周期。

ms

7.6.4用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率2．測(cè)量時(shí)間間隔

（1）測(cè)量同一信號(hào)中任意兩點(diǎn)A與B的時(shí)間間隔的測(cè)量方法如下圖。A與B的時(shí)間間隔 （為A與B的時(shí)間間隔在熒光屏水平方向所占距離，為示波器的掃描速度）7.6.4用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率2．測(cè)量時(shí)間間隔（續(xù)）（2）若A、B兩點(diǎn)分別為脈沖波前后沿的中點(diǎn)，則所測(cè)時(shí)間間隔為脈沖寬度，如下圖示。

7.6.4用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率2．測(cè)量時(shí)間間隔（續(xù)）（3）采用雙蹤示波器可測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的時(shí)間差。將B脈沖的起點(diǎn)左移1格，讀出兩被測(cè)信號(hào)起始點(diǎn)時(shí)間的水平距離。7.6.5用示波器測(cè)量相位

1．用雙蹤示波法測(cè)量相位

將欲測(cè)量的兩個(gè)信號(hào)A和B分別接到示波器的兩個(gè)輸入通道。利用熒光屏上的坐標(biāo)測(cè)出信號(hào)的一個(gè)周期在水平方向上所占的長(zhǎng)度。再測(cè)量?jī)刹ㄐ紊蠈?duì)應(yīng)點(diǎn)之間的水平距離x，則兩信號(hào)的相位差為7.6.5用示波器測(cè)量相位1．用雙蹤示波法測(cè)量相位（續(xù)）

用這種方法測(cè)相位差時(shí)應(yīng)該注意，只能用其中一個(gè)波形去觸發(fā)另一路信號(hào)。

7.6.5用示