電子測量技術(shù)與應用項目22第43-44學時-3.3取樣示波器

11.取樣技術(shù)

2.取樣示波器的組成

3.Y通道的組成和作用

4.X通道的組成和作用

5.取樣示波器的參數(shù)第五節(jié)取樣示波器2一、取樣示波器的工作原理

取樣示波器與普通示波器的主要區(qū)別在于取樣示波器運用了取樣技術(shù)。取樣技術(shù)實質(zhì)上是一種頻率變換技術(shù)。取樣方式實時取樣非實時取樣3（一）實時取樣與非實時取樣4實時取樣原理:

若:輸入信號的周期為T，取樣脈沖的周期為T0

，且:T0＜＜T

并且取樣持續(xù)的時間等于輸入信號的一個周期或輸入信號實際經(jīng)歷的時間。5實時取樣

8

0

t

Ui

7

6

5

4

3

2

1

τ

T0

t

P(t)

0

8

7

6

5

4

3

2

1

0

8

7

6

5

4

3

2

1

t

Us

7

6

5

4

3

2

1

Ta圖輸入信號b圖取樣脈沖信號C圖取樣信號6非實時取樣原理：取樣點來自輸入信號若干周期的方式稱非實時取樣。7分析：如果輸入信號ui(t)的周期為T

取樣脈沖的周期為T′非實時取樣的工作過程如下：

t1時刻，進行第一次取樣，對應于信號波形上的點1；

t2時刻，經(jīng)過T+Δt后，進行第二次取樣，取樣點為波形上的點2，但取樣脈沖相對于信號周期延遲Δt；第三次則延遲2Δt……，以此類推，

8分析：每間隔mT+Δt在信號波形上取一個樣點，且取樣信號的幅度等于輸入信號的瞬時值，寬度等于τ，取樣后的信號波形雖然是一串脈沖序列，但取樣信號的包絡線同樣重現(xiàn)了原信號的波形。

將取樣信號送延長電路展寬，最后送示波器顯示的波形為一階梯波uY(t)。當取m＞＞1時，就可以利用非實時取樣將很高頻率的輸入信號變成低頻信號后，用通用示波器來進行顯示。

9（二）取樣示波器的波形合成

t

ux(t)

t

uy(t)

6

6

5

5

5

4

4

4

3

3

3

2

2

2

1

1

1

0

0

0

10把放大展寬后的階梯波uY(t)加到示波管Y偏轉(zhuǎn)板上，把每取樣一次階梯上升一級且每一級持續(xù)時間為mT+Δt的階梯掃描電壓ux(t)信號加到示波管X偏轉(zhuǎn)板上，熒光屏上亮點的位置即由uY(t)和ux(t)決定。

圖中各點的高度反映了取樣信號的幅度。由于展寬后的信號呈階梯狀，故亮點從一個位置跳到另一個位置，由這樣斷續(xù)的亮點就合成了被測信號的波形。11二、取樣示波器的組成

主機、垂直系統(tǒng)、水平系統(tǒng)主機部分與通用示波器相同12取樣示波器組成方框圖如圖所示，主要由主機、垂直系統(tǒng)和水平系統(tǒng)三大部分組成。與通用示波器相比，主機部分與通用示波器的相同，區(qū)別是增加了取樣電路和步進脈沖發(fā)生器。另外，為了觀測信號前沿，必須把延遲線電路放在取樣示波器的輸入端。13Y通道組成

取樣電路取樣門取樣脈沖信號源放大電路延長電路延長門延長脈沖信號源

14Y通道的作用

在取樣脈沖的作用下，把高頻、快速的信號變換成低頻信號，取樣門在取樣脈沖的控制下或開或閉以獲得取樣信號，取樣信號通過放大器將幅度放大后，送入延長電路進行脈沖展寬，并將其保持在相應的電平上，直到下一個取樣脈沖到來時再增減數(shù)值。15X通道的組成：

觸發(fā)放大器高頻同步電路鎖相分頻電路快斜波發(fā)生器比較器階梯波發(fā)生器16X通道的主要作用是：

產(chǎn)生時基掃描信號，同時產(chǎn)生步進延遲脈沖送Y通道，控制取樣脈沖發(fā)生器和延長門脈沖發(fā)生器的工作，即配合整個示波器的工作。利用同步分頻的方法可以改變的大小，從而擴展測量的頻率上限。17取樣示波器與通用示波器的區(qū)別主要有：1）取樣示波器延遲級放在取樣門前，

2）X通道利用步進延遲脈沖去觸發(fā)階梯波形成電路產(chǎn)生時基掃描信號。

3）取樣示波器中，每觸發(fā)一次，只能獲得一個樣點。

4）取樣示波器顯示的波形由許多點組成。18三、取樣示波器的參數(shù)（1）取樣密度:表示屏幕在水平方向上單位長度內(nèi)的亮點個數(shù)，取樣密度太低，顯示波形會有閃爍現(xiàn)象。（2）取樣頻率:

即取樣脈沖的重復頻率，取樣頻率越高,越能反映被測信號特性。19（3）等效掃描速度：假設信