信號波形測量

7.2.2波形顯示的基本原理

1．顯示隨時間變化的圖形（1）Ux、Uy為固定電壓時，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，光點(diǎn)從熒光屏的中心往垂直方向上移；Uy為負(fù)電壓時，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，光點(diǎn)從熒光屏的中心往水平方向右移；Ux為負(fù)電壓時，光點(diǎn)從熒光屏的中心往水平方向左移。

當(dāng)兩對偏轉(zhuǎn)板上同時加固定的正電壓時，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回移動，出現(xiàn)一條垂直線段。7.2.2波形顯示的基本原理1．顯示隨時間變化的圖形（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回移動，出現(xiàn)一條水平線段。7.2.2波形顯示的基本原理1．顯示隨時間變化的圖形（續(xù)）（3）Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號電壓，X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓，熒光屏上將顯示出被測信號隨時間變化的一個周期的波形曲線。

7.2.2波形顯示的基本原理2．顯示任意兩個變量之間的關(guān)系

示波器兩個偏轉(zhuǎn)板上都加正弦電壓時顯示的圖形稱為李沙育（Lissajous）圖形，這種圖形在相位和頻率測量中常會用到。

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

7.2.2波形顯示的基本原理2．顯示任意兩個變量之間的關(guān)系（續(xù)）若兩信號的初相相差90度，且在X、Y方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，在熒光屏上畫出的圖形為圓。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))，即不滿足同步關(guān)系時，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)的方式稱為連續(xù)掃描。當(dāng)欲觀測脈沖信號，尤其是占空比很小的脈沖時，采用連續(xù)掃描存在一些問題：選擇掃描周期等于脈沖重復(fù)周期時，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，觀測者不易觀察波形，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，使掃描脈沖只在被測脈沖到來時才掃描一次；沒有被測脈沖時，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關(guān)。（1）衰減器

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

7.3.2通用示波器的垂直通道2．前置放大器

前置放大器將信號適當(dāng)放大，從中取出內(nèi)觸發(fā)信號，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方向的位置也會改變?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)“Y軸位移”旋鈕，調(diào)節(jié)直流電位以改變被測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

觸發(fā)掃描時，掃描的開始時間總是滯后于被觀測脈沖一段時間，這樣，脈沖的上升過程就無法被完整地顯示出來。左圖為沒有延遲線時屏幕上顯示的脈沖。7.3.2通用示波器的垂直通道3．延遲線（續(xù)）延遲線的作用就是把加到垂直偏轉(zhuǎn)板上的脈沖信號延遲一段時間，以保證在屏幕上掃描出包括上升時間在內(nèi)的脈沖全過程。延遲線的輸入級需采用低輸出阻抗電路驅(qū)動，而輸出級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傳來的被測信號放大到足夠的幅度，用以驅(qū)動示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使電子束獲得Y方向的滿偏轉(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。可采用改變負(fù)反饋的方法改變放大器的增益（面板上的“×5”或“×10”開關(guān)）。7.3.3通用示波器的水平通道

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)生隨時間線性變化的掃描電壓，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（4）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)又叫時基電路，常由積分器、掃描閘門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)）（3）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)）（4）比較和釋抑電路

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。7.3.5示波器的多波形顯示