(電子測(cè)量)第7信號(hào)波形測(cè)量

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概述7.1.1示波器的分類

根據(jù)示波器對(duì)信號(hào)的處理方式的不同可分為模擬、數(shù)字兩大類：1模擬示波器——采用模擬方式對(duì)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行處理和顯示。2數(shù)字示波器——對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理后再顯示。

1模擬示波器模擬示波器可分為通用示波器、多束示波器、取樣示波器、記憶示波器和專用示波器等。

通用示波器采用單束示波管，又可分為單蹤、雙蹤、多蹤示波器。多束示波器采用多束示波管，熒光屏上顯示的每個(gè)波形都由單獨(dú)的電子束掃描產(chǎn)生。取樣示波器可以用較低頻率的示波器測(cè)量高頻信號(hào)。記憶示波器采用有記憶功能的示波管，實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的存儲(chǔ)、記憶和反復(fù)顯示。專用示波器是能夠滿足特殊用途的示波器，又稱特種示波器。2數(shù)字示波器數(shù)字示波器將輸入信號(hào)數(shù)字化（時(shí)域取樣和幅度量化）后，經(jīng)由D/A轉(zhuǎn)換器再重建波形。

數(shù)字示波器具有記憶、存貯被觀察信號(hào)功能，又稱為數(shù)字存貯示波器。根據(jù)取樣方式不同，數(shù)字示波器又可分為實(shí)時(shí)取樣、隨機(jī)取樣和順序取樣三大類。

7.1.2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。反映了示波器Y通道跟隨輸入信號(hào)快速變化的能力。

7.1.2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”。 熒光屏上通常用間隔1cm的坐標(biāo)線作為刻度線，因此掃描速度的單位也可表示為“cm/div”。 掃描速度的倒數(shù)稱為“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。7.1.2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)稱為“（偏轉(zhuǎn)）靈敏度”。7.1.2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。

1電子槍電子束聚焦的原理是，電子從陰極K發(fā)射，經(jīng)G1、G2、A1、A2聚焦和加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。電子在電子槍中的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖所示。

2偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由兩對(duì)相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為垂直偏轉(zhuǎn)板和水平偏轉(zhuǎn)板。當(dāng)有外加電壓作用時(shí)，偏轉(zhuǎn)板之間形成電場(chǎng)；在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)作用下，電子束打向由X、Y偏轉(zhuǎn)板共同決定的熒光屏上的某個(gè)坐標(biāo)位置。為了示波器有較高的測(cè)量靈敏度，Y偏轉(zhuǎn)板置于靠近電子槍的部位，而X偏轉(zhuǎn)板在Y的右邊。

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）：

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)后加速陽極A3。

3熒光屏熒光屏將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)，是示波管的波形顯示部分。在使用示波器時(shí)，應(yīng)避免電子束長(zhǎng)時(shí)間的停留在熒光屏的一個(gè)位置，否則將使熒光屏受損。因此在示波器開啟后不使用的時(shí)間內(nèi)，可將“輝度”調(diào)暗。當(dāng)電子束停止轟擊熒光屏?xí)r，光點(diǎn)仍能保持一定的時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為“余輝效應(yīng)”。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回移動(dòng)，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(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回移動(dòng)，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(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。

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)板上都加正弦電壓時(shí)顯示的圖形稱為李沙育（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(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)的過程稱為“掃描”，能實(shí)現(xiàn)掃描的鋸齒波電壓稱為掃描電壓，光點(diǎn)自左向右的連續(xù)掃動(dòng)稱為“掃描正程”，自熒光屏的右端迅速返回左端起掃點(diǎn)的過程稱為“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)脈沖到來時(shí)才掃描一次；沒有被測(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^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

觸發(fā)掃描時(shí)，掃描的開始時(shí)間總是滯后于被觀測(cè)脈沖一段時(shí)間，這樣，脈沖的上升過程就無法被完整地顯示出來。左圖為沒有延遲線時(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（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(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)的脈沖全過程。延遲線的輸入級(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傳來的被測(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(shí)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)。

1kHz的正弦波，時(shí)基設(shè)置為1ms/格顯示的都是1kHz的正弦波（其周期為1ms）,而掃描速率分別為1ms/格和200ms/格。（us=微秒10-6）。1kHz的正弦波，時(shí)基設(shè)置為200μs/格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。

但是我們?nèi)绾伪ＷC在電子束掃過屏幕時(shí)每次都準(zhǔn)確地掃過相同的路徑呢？解決這個(gè)問題的關(guān)鍵在于觸發(fā)電路。7.3.3通用示波器的水平通道1．觸發(fā)電路（續(xù)）（1）觸發(fā)源選擇

內(nèi)觸發(fā)（INT）：將Y前置放大器輸出（延遲線前的被測(cè)信號(hào)）作為觸發(fā)信號(hào)，適用于觀測(cè)被測(cè)信號(hào)。外觸發(fā)（EXT）：用外接的、與被測(cè)信號(hào)有嚴(yán)格同步關(guān)系的信號(hào)作為觸發(fā)源，用于比較兩個(gè)信號(hào)的同步關(guān)系。電源觸發(fā)（LINE）：用50Hz的工頻正弦信號(hào)作為觸發(fā)源，適用于觀測(cè)與50Hz交流有同步關(guān)系的信號(hào)。7.3.3通用示波器的水平通道1．觸發(fā)電路（續(xù)）（2）觸發(fā)耦合方式“DC”直流耦合：用于接入直流或緩慢變化的觸發(fā)信號(hào)。“AC”交流耦合：用于觀察從低頻到較高頻率的信號(hào)。“AC低頻抑制”耦合：用于觀察含有低頻干擾的信號(hào)?！癏FREJ”高頻抑制耦合：用于抑制高頻成分的耦合。7.3.3通用示波器的水平通道1．觸發(fā)電路（續(xù)）（3）掃描觸發(fā)方式選擇（TRIGMODE）

常態(tài)（NORM）觸發(fā)方式：指有觸發(fā)源信號(hào)并產(chǎn)生了有效的觸發(fā)脈沖時(shí)，熒光屏上才有掃描線。自動(dòng)（AUTO）觸發(fā)方式：有連續(xù)掃描鋸齒波電壓輸出，熒光屏上總能顯示掃描線。電視（TV）觸發(fā)方式：是在原有放大、整形電路基礎(chǔ)上插入電視同步分離電路實(shí)現(xiàn)的，以便對(duì)電視信號(hào)（如行、場(chǎng)同步信號(hào)）進(jìn)行監(jiān)測(cè)與電視設(shè)備維修。

7.3.3通用示波器的水平通道1．觸發(fā)電路（續(xù)）（4）觸發(fā)極性選擇和觸發(fā)電平調(diào)節(jié)觸發(fā)極性和觸發(fā)電平?jīng)Q定觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻，并決定被顯示信號(hào)的起始點(diǎn)。觸發(fā)極性是指觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿還是下降沿。觸發(fā)電平是指觸發(fā)脈沖到來時(shí)所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)放大器輸出電壓的瞬時(shí)值。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（5）放大整形電路

放大整形電路的作用是對(duì)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行放大、整形，以滿足觸發(fā)信號(hào)的要求。整形電路的基本形式是電壓比較器，當(dāng)輸入的觸發(fā)源信號(hào)與通過“觸發(fā)極性”和“觸發(fā)電平”選擇的信號(hào)之差達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，比較電路翻轉(zhuǎn)，輸出矩形波，然后經(jīng)過微分整形，變成觸發(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)

掃描發(fā)生器環(huán)又叫時(shí)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)）閘門電路產(chǎn)生快速上升或下降的閘門信號(hào)，閘門信號(hào)啟動(dòng)掃描發(fā)生器工作，產(chǎn)生鋸齒波電壓，同時(shí)把閘門信號(hào)送到增輝電路，以便在掃描正程加亮掃描的光跡。釋抑電路起到了穩(wěn)定掃描鋸齒波的形成、防止干擾和誤觸發(fā)的作用，確保每次掃描都在觸發(fā)源信號(hào)的同樣的起始電平上開始以獲得穩(wěn)定的圖象。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）掃描方式選擇：包括連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描。（2）掃描門

1）控制積分器掃描。 2）起正程加亮作用。 3）使雙蹤示波器工作于交替狀態(tài)。

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）掃描門常用的閘門電路有雙穩(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)）（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)）（3）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)）（4）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始后，關(guān)閉或抑制掃描閘門，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)）（4）比較和釋抑電路

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

1）觸發(fā)掃描過程：

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)。7.3.4通用示波器的其他電路1．高、低壓電源

—分別用于示波器的高、中壓和直流供電。2．Z軸的增輝與調(diào)輝

—增輝：將閘門信號(hào)放大，使顯示的波形正程加亮?！{(diào)輝：加外調(diào)制信號(hào)或時(shí)標(biāo)信號(hào)，使屏幕顯示的波形發(fā)生相應(yīng)地變化。3．校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器

—可產(chǎn)生幅度和頻率準(zhǔn)確的基準(zhǔn)方波信號(hào)，為儀器本身提供校準(zhǔn)信號(hào)源。

用示波器觀測(cè)正弦波時(shí)，熒光屏上得到如圖所示波形，試分析示波器哪個(gè)部分工作不正常7.3.5示波器的多波形顯示1．多線示波

利用多槍電子管來實(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

在單線示波的基礎(chǔ)上增加了電子開關(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7.5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：7.5.1波形模擬存儲(chǔ)技術(shù)和記憶示波器示波管內(nèi)有兩種電子槍，一種稱為寫入槍，另一種稱為讀出槍。在記錄波形之前，首先對(duì)存儲(chǔ)柵網(wǎng)進(jìn)行清除，清除網(wǎng)上的電子。寫入槍發(fā)射電子束，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)功能。讀出時(shí)，在那些被記錄槍電子束掃描過的區(qū)域，讀出槍發(fā)出的泛射電子可以通過柵網(wǎng)而到達(dá)熒光屏，從而顯示波形。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)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)來說，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2．?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。7.6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．使用注意事項(xiàng)（1）檢查電源電壓。

（2）通電預(yù)熱后再調(diào)整各旋鈕，同時(shí)注意各旋鈕應(yīng)先大致旋在中間位置。（3）亮度不宜開得過高，且亮點(diǎn)不宜長(zhǎng)期停留在固定位置，不觀測(cè)波形時(shí)，應(yīng)該將輝度調(diào)暗。（4）輸入信號(hào)電壓的幅度應(yīng)控制在示波器的最大允許輸入電壓范圍內(nèi)。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，了解自己的示波器的能力是很重要的。不要試圖在一個(gè)20MHz的示波器上觀察一個(gè)10MHz的方波，因?yàn)樵谶@種情況下不可能看到方波的真實(shí)形狀，10MHz的方波中包含有10MHz的正弦波基波，以及30MHz、50MHz、70MHz等的諧波。在10MHz的示波器上，也有可能看到30MHz諧波的部分效果（雖然其幅度不正確），但是下一個(gè)諧波分量的頻率是示波器帶寬的2.5倍！所以這時(shí)您在示波器上看到的波形將更象一個(gè)正弦波而不象方波.7.6.2示波器的正確使用3．通用示波器的面板示意圖7.6.2示波器的正確使用4．探頭的正確使用常見探頭為低電容高電阻探頭：

7.6.2示波器的正確使用4．探頭的正確使用（續(xù)）

低電容探頭的應(yīng)用使輸入阻抗大大提高，特別是輸入電容大大減小。但是，將使示波器的靈敏度有所下降。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)量例7-1示波器測(cè)直流電壓及垂直靈敏度開關(guān)示意圖如圖所示，h=4cm、Dy=0.5V/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)的直線偏離時(shí)間基線（零電平線）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)線的電壓偏離零電平線的高度；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（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。4）將示波器的輸入耦合開關(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2．交流電壓的測(cè)量例7-2示波器正弦電壓如圖所示，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V7.6.3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。7.6.4用示波器測(cè)量時(shí)間和頻率1．測(cè)量周期和頻率例7-3熒光屏上的波形如圖所示，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