示波器函數(shù)發(fā)生器的介紹

示波器函數(shù)發(fā)生器的介紹脈沖信號脈沖幅度Vm： 脈沖電壓的最大變化幅度高電平電壓VH： 脈沖電壓的最大值，對于TTL脈沖為5V左右低電平電壓VL： 脈沖電壓的最小值幾種典型信號的波形及參數(shù)上升時間tr：脈沖上升沿從0.1Vm上升到0.9Vm所需要的時間下降時間tf：脈沖下降沿從0.9Vm下降到0.1Vm所需要的時間幾種典型信號的波形及參數(shù)脈沖信號正脈沖寬度tpw：從脈沖前沿0.5Vm起，到后沿0.5Vm為止的一段時間負(fù)脈沖寬度tnw：從脈沖后沿0.5Vm起，到前沿0.5Vm為止的一段時間幾種典型信號的波形及參數(shù)脈沖信號脈沖周期T：周期性重復(fù)的脈沖序列中兩個相鄰脈沖之間的時間間隔占空比q：正脈沖寬度和脈沖周期的比值，q=tpw/T幾種典型信號的波形及參數(shù)脈沖信號幾種典型信號的波形及參數(shù)正弦波t(ms)UO(V)0VP：峰值V：有效值VP=VVo=幾種典型信號的波形及參數(shù)疊加在直流上的正弦波tu0Vp-p直流電平AVo=A+Vo=?幾種典型信號波形及參數(shù)三角波幾種常用電子儀器示波器信號源穩(wěn)壓電源交流毫伏表數(shù)字萬用表電子技術(shù)實驗室所配備儀器

1~4室電子技術(shù)實驗室所配備儀器5~8室示波器示波器是一種圖形顯示設(shè)備，它描繪電信號的波形曲線；觀察和測量電壓信號的瞬時幅度、頻率和相位等等；示波器模擬示波器數(shù)字示波器模擬示波器原理及基本結(jié)構(gòu)將電信息變?yōu)楣庑畔?，用來顯示波形和參數(shù)待測信號輸入和預(yù)處理通道，用來耦合、放大、衰減和切換（多通道輸入時）被測信號用來產(chǎn)生代表時間軸的掃描時基信號，并提供同步、觸發(fā)信號，保證波形清晰、穩(wěn)定地顯示數(shù)字存儲示波器的原理及基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號水平通道垂直通道示波器中的幾個重要概念時基觸發(fā)示波器中的幾個重要概念

--水平通道示波器的水平通道-時基正程期間，掃描電壓從0v線性地增大到Uxm，相應(yīng)的光點從顯示屏的左端移到右端逆程期間光點又很快地從右端返回到左端（稱之為回掃線），然后開始下一個周的掃描，周而復(fù)始，形成一條代表時間變化的水平掃描線。實際示波器都會將逆程期的回歸線消隱而不顯示出來時基發(fā)生器產(chǎn)生的鋸齒波示波器的水平通道-時基示波器的水平通道-時基示波器的水平通道-時基示波器的水平通道-時基“時基旋鈕”:通常用“Time/div”標(biāo)出，它代表光點每掃過顯示屏的一個分度（一格）所需要的時間。示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)：決定了時基信號掃描的起點時刻，保證波形的穩(wěn)定顯示；觸發(fā)掃描：目的是將觸發(fā)信號作用于時基發(fā)生器，來控制掃描信號的起點，強制掃描電壓與被測信號同步，從而保證穩(wěn)定而清晰地顯示波形；示波器的水平通道-觸發(fā)同步示波器的水平-觸發(fā)不同步示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)源（TriggerSource）：內(nèi)觸發(fā)（INTTrig）CH1CH2交替電源觸發(fā)（ACTrig）外觸發(fā)（EXTTrig）示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)類型（TriggerType）：邊沿觸發(fā)（EdgeTrig）視頻觸發(fā)（TVTrig）分為上升沿觸發(fā)（或正斜波觸發(fā)）和下降沿觸發(fā)（或負(fù)斜波觸發(fā)）。一般情況下，都采用邊沿觸發(fā)示波器的水平通道-觸發(fā)掃描方式（SweepMode）（觸發(fā)方式）：自動（Auto）常態(tài)（Norm）單次（Single）一般情況下，將示波器置于自動方式，使顯示屏始終有掃描線存在在沒有觸發(fā)信號（如觀察直流信號時）或信號不夠觸發(fā)電平時，為避免顯示屏出現(xiàn)一個點或一條豎線顯示，“時間基線發(fā)生器”自激產(chǎn)生掃描信號，用戶可以看到掃描線，然后調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，使波形穩(wěn)定顯示。在無觸發(fā)信號時，掃描電路處于等待（準(zhǔn)備）狀態(tài)，此時屏幕不出現(xiàn)掃描線。一旦觸發(fā)信號到來，才出現(xiàn)掃描線，并立即進(jìn)入正常顯示波形。接到觸發(fā)信號后，啟動單次掃描，掃描一周后又立即停止（不產(chǎn)生周期的重復(fù)的鋸齒波）。單次掃描方式用于捕捉突發(fā)的、非重復(fù)性的瞬態(tài)信號。示波器的幾個重要概念—垂直通道垂直靈敏度通道切換開關(guān)耦合方式（CoupledMode）位置（Position）探頭帶寬示波器的垂直通道—垂直靈敏度垂直通道示意圖

例如：示波器上垂直靈敏度選為0.2V/div，波形在顯示屏上垂直偏轉(zhuǎn)為5.3div，那么輸入信號的峰峰值為：

Uipp=5.3（div）×0.2（V/div）=1.06V示波器的垂直通道—通道切換開關(guān)垂直通道示意圖單蹤顯示雙蹤顯示CH1+CH2CH1-CH2必須將CH1、CH2兩個通道的電壓靈敏度旋鈕調(diào)到一樣大接地方式。當(dāng)耦合開關(guān)置“接地”時，輸入信號與示波器斷開，示波器垂直通道輸入端接地，此時掃描時基線將出現(xiàn)在顯示屏的正中間。示波器的垂直通道—耦合方式垂直通道示意圖交流耦合方式（AC耦合）。信號經(jīng)過隔直流電容耦合到示波器上，信號中的直流分量被阻擋，信號中含有的頻率很低的分量也將產(chǎn)生畸變。直接耦合方式（DC耦合）。此時信號是直通的，信號中的所有成分，包括直流分量都可以加到示波器上?！敖拥胤绞健狈浅嵱茫缫粫r找不到掃描線時（可能偏到顯示屏外邊），可將耦合方式置“地”，掃描線就會立即回到顯示屏中央，而被發(fā)現(xiàn)。示波器的垂直通道—耦合方式經(jīng)AC耦合后，直流電平被革除，信號的平均值變?yōu)?當(dāng)輸入信號頻率很低，脈寬很寬時，由于電容器充放電的影響，使信號的頂部降落而產(chǎn)生畸變（失真）這是DC耦合的信號，含直流電平在需要觀測信號直流電平或極低頻率分量時，必須置“DC”擋；當(dāng)不需要觀察直流分量，信號頻率又不很低時（一般高于幾十赫茲），用AC耦合；當(dāng)直流分量很大，交流分量很小時，必須用AC耦合，以將直流成分隔掉，將交流分量放大。示波器的垂直通道—耦合方式A+aatU0U=AsinωtV1U=(a+Asinω

t)V2AtU0示波器的垂直通道—耦合方式AC耦合:DC耦合:A+aatU0U=AsinωtV1U=(a+Asinω

t)V2U=(a+Asinω

t)V2U=AsinωtV1AtU0U=(10+0.1sinω

t)VDC耦合AC耦合示波器的垂直通道—耦合方式U0t探頭是示波器與被測電路的連接電纜；探頭屏蔽要好，以減小外來雜波干擾；所選用的探頭要與示波器的輸入阻抗相匹配。1：1探頭，也稱×1探頭，它是一根直接將被測電路與示波器相連的電纜，其優(yōu)點是信號不會衰減，缺點是頻率響應(yīng)差。10：1探頭，也稱×10探頭，它存在10倍衰減，所以測量時要將測量值×10。補償電容的電容值一般在幾十個pF左右。這個電容可以對信號的幅度和上升時間測量造成影響。根據(jù)電路知識我們知道電容對于低頻信號等效為一個非常高的電阻，因此不會對信號幅度有大的影響。但當(dāng)信號頻率增加時，電容呈現(xiàn)的電抗減小，對待測信號的影響將隨著信號頻率的增加而加大。

當(dāng)要觀測高頻信號或?qū)拵盘枙r，一定要用10：1探頭，而不能用1：1探頭，并適當(dāng)調(diào)整補償電容的值，使探頭在整個頻段內(nèi)有平坦的10倍衰減特性

示波器的垂直通道—探頭有一個開關(guān)，可以控制探頭在1：1和10：1之間切換補償電容示波器的垂直通道—探頭（a）過補償?shù)奶筋^（b）欠補償?shù)奶筋^（c）正確補償?shù)奶筋^示波器的垂直通道—帶寬示波器帶寬決定了示波器能觀測多高頻率和多寬頻帶的信號；在選擇示波器的時候，應(yīng)該選擇大于最高正弦信號頻率3～5倍的帶寬。我們電子技術(shù)實驗室的模擬示波器的帶寬是20MHz。數(shù)字示波器的使用方法波形顯示AUTOSET:自動顯示輸入信號波形方式（以校準(zhǔn)信號的自動設(shè)置為例）數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動設(shè)置（以信號從CH1通道輸入為例）TRIGMENU觸發(fā)菜單的設(shè)置信源指觸發(fā)源，信號從哪通道輸入即選擇該通道為觸發(fā)源

數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動設(shè)置（以信號從CH1通道輸入為例）ch1menu設(shè)置需要同時觀察的輸入信號交、直流情況，耦合選“直流”；只觀察的輸入信號交流情況，耦合選“交流”

數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動設(shè)置（以信號從CH1通道輸入為例）調(diào)節(jié)VOLTS/DIV、SEC/DIV、LEVEL旋鈕，使信號波形穩(wěn)定顯示合適大小數(shù)字示波器的使用方法信號波形的測量MEASURE測量功能（對ch1通道輸入的校準(zhǔn)信號進(jìn)行測量為例）確認(rèn)示波器探頭上的衰減開關(guān)設(shè)為×1，ch1menu中“探頭”設(shè)置為1×檔按“MEASURE”鍵，可讀取信號的峰峰值、頻率等多種參數(shù)數(shù)字示波器的使用方法信號波形的測量用CURSOR光標(biāo)測量電壓、時間按CURSOR，測量類型為電壓、時間可選垂直POSITION鍵調(diào)整2條光標(biāo)位置數(shù)字示波器的使用方法其他按鍵的功能DISPLAY:顯示方式按鈕，可選擇“格式”為YT信號波形顯示和XY方式顯示數(shù)字示波器的使用方法其他按鍵的功能MATH:計算顯示方式按鈕，可選擇顯示CH1+CH2,CH1-CH2等波形在進(jìn)行2個通道波形加、減后的幅度測量時，注意CH1、CH2的電壓靈敏度處于同一檔位數(shù)字示波器的使用方法ACQUIRE:波形獲取方式若輸入信號幅度為毫伏級，受干擾信號的影響，可選擇“平均值”顯示，平均次數(shù)選擇較大數(shù)值，可使波形顯示清晰一些信號源主要功能：信號源主要給被測電路提供所需要的已知信號（各種波形）信號源的分類邏輯信號源從廣義上分混合信號源函數(shù)信號發(fā)生器任意函數(shù)發(fā)生器(AFG)碼型發(fā)生器脈沖信號發(fā)生器模擬式數(shù)字合成式任意發(fā)生器任意波形發(fā)生器(AWG)信號源的分類按照輸出信號的類型分射頻信號發(fā)生器掃描信號發(fā)生器頻率合成器噪聲信號發(fā)生器按照使用頻段分高頻信號源低頻信號源模擬式函數(shù)發(fā)生器簡要框圖三角波發(fā)生器是利用電容的恒流充放電產(chǎn)生三角波，改變電容器電容值可實現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換，控制恒流源大小可實現(xiàn)頻率微調(diào)和掃頻功能。方波是三角波經(jīng)電壓比較器整形后得到。正弦波是利用三角波經(jīng)一非線性特性（正弦波整形器）變換而成。輸出信號幅度控制是通過可調(diào)衰減器來實現(xiàn)的。作用是減小輸出電阻和增加負(fù)載驅(qū)動能力。數(shù)字合成式函數(shù)信號發(fā)生器（DDS）DDS的基本原理框圖一個周期性的正弦信號的離散相位的幅度序列模擬函數(shù)發(fā)生器的主要指標(biāo)帶寬（輸出頻率范圍）

頻率(定時)分辨率

頻率準(zhǔn)確度

頻率穩(wěn)定度

輸出阻抗

輸出電平范圍

模擬函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)波形及功能頻率調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)頻率顯示和幅度顯示數(shù)字合成式函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)波形及功能頻率調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)頻率顯示和幅度顯示SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號發(fā)生器

信號的輸出

TTL輸出口：輸出高電平為5V，低電平為0V，符合TTL邏輯的方波信號，頻率可調(diào)信號輸出函數(shù)輸出口：輸出常用的正弦波、三角波、方波、調(diào)頻波等多種信號，頻率、幅度可調(diào)信號波形輸出選擇

按【shift】按鈕，再按相應(yīng)波形按鈕，此時屏幕上的最前端顯示了相應(yīng)所選擇的輸出波形形狀SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號發(fā)生器調(diào)節(jié)輸出信號的頻率/周期重復(fù)按【頻率/周期】按鈕，可在信號頻率、周期設(shè)置之間切換設(shè)置頻率先輸入數(shù)字量（調(diào)節(jié)旋鈕輸入或數(shù)字鍵輸入數(shù)據(jù)），再按頻率單位鍵Hz、KHz、MHz。

SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號發(fā)生器調(diào)節(jié)輸出信號的幅度

按【幅度】按鈕。設(shè)置幅度：先輸入數(shù)字量，再按幅度單位鍵VPP、mvpp、Vrms、mvrms。PP為信號的峰峰值，rms為信號的有效值信號直流分量的疊加依次按【shift】、【偏移】、需要疊加的數(shù)字量、偏移電壓單位V（或者mV）調(diào)節(jié)矩形波的占空比按【shift】、，連續(xù)按【脈寬】兩次（出現(xiàn)占空比數(shù)值，單位為％）、輸入占空比數(shù)值SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號發(fā)生器圓盤調(diào)節(jié)旋鈕輸入數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)數(shù)值之前，按按鈕選擇需要調(diào)節(jié)的位，屏幕上閃爍的數(shù)位，即為待調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)位，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)可實現(xiàn)該位數(shù)值的加和減輸出主波形儀器輸出正弦波、三角波、方波這三類波形時，顯示屏下方不能出現(xiàn)如“FM”、“Sweep”、“FSK”等字樣，否則需要按【shift】、數(shù)字鍵【7】。按【shift】、數(shù)字鍵【8】，恢復(fù)到儀器出廠時的設(shè)置。SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號發(fā)生器主要技術(shù)指標(biāo)頻率范圍：主波形（正弦波、方波、TTL波）： 1μHz--5MHz注：方波、TTL的頻率下限是10Hz幅度范圍：1mV--