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1、第三章 示波测试和测量技术,一、概述 二、示波测试的基本原理 三、示波器多波形显示 四、取样技术在示波测量中的应用 五、波形的存储和记忆 六、示波器的使用,第三章 示波测试及测量技术,一、概述：,1、直接观测和真实显示被测波形。,可显示脉冲信号的前后沿、脉宽、上升下降时间。,2、是时域测试典型仪器，能检测信号波形是否正常， 有无失真以及相关关系。,3、X-Y图示仪。,4、是多种电量和非电量测试和测量中的基 本测试仪器。,通过描绘被研究的信号随时间的变化，可用于 调试电子电路、维修仪器设备。,是构成其他两个测试领域的仪器设备的基础。,根据示波器的性能和结构，分为：,通用示波器；多束示波器；取样示
2、波器； 记忆、存储示波器；专用或特殊示波器。,二、示波测试的基本原理：,衰 减,Y前置 放大器,延迟线,Y输出 放大器,扫描 发生器环,触发 电路,X 放大器,输入,输入,X,Y,外触发输入,s2,Y通道,X通道,50Hz电源,灯丝,阴极K,栅极 G1G2,阳极A1A2,电子枪,偏转系统,一、阴极射线示波管,示波管由电子枪、偏转系统、荧光屏组成,电子枪,K,_,+,辉度,聚焦,辅助 聚焦,荧光屏,偏转 系统,X偏转板,Y偏转板,b,s,L,y,灵敏度：Dy =1/hy,二、图象显示的基本原理：,1、显示y=f（t）时变图形,（1）、扫描,A、偏转特性：,光点在锯齿波作用下扫动的过程称为扫描，从
3、左 到右称为扫描正程，从右到左为回程。,B、扫描的同步,Ts,Tn,Tn,Tn =2Ts,Tn =Ts+1/4Ts,为得到稳定的波形，必须 保证同步关系，即 Tn=NTs N-为整数,C、连续扫描和触发扫描,被测脉冲,连续扫描 Tn=Ts,t,vy,*连续扫描的特点：,1、扫描发生器连续工作； 2、无输入信号时显示一条时基线；,*触发扫描的特点：,1、被测脉冲到来时扫描一次； 2、平时为等待扫描状态； 3、主要用于观测占空比很小的脉冲，扫描电压 持续时间的选择应等于或稍大于脉冲底宽。,在有的示波器上，会有一个按钮来进行选择。,D、关于增辉、消隐,存在的问题,解决的办法,如图所示： 扫描正程时加
4、上增辉脉冲，,增辉,消隐,！对于触发扫描，扫描正程增辉 可避免无信号时中心亮点毁坏 屏幕。,E、扫描信号锯齿波的产生,#对于扫描信号要求： 要求波形线性好，下降快；如线性不好时，信号观 测会产生失真，下降不够快时，会出现回扫。,如图所示，X通道主要功能即为产生扫描信号。,扫描门,积分器,比较和释抑 电路,增辉,至X放大器,E,扫描发生器环,1、扫描门：采用施密特电路,E2,又称为时基闸门， 连续扫描时，没有触发 信号也有门控信号输出； 触发扫描时只有在触发 脉冲作用下才应产生触 发信号。,输入端由三个方面信号控制：,稳定度提供直流电位,触发电路触发脉冲,释抑电路释抑信号,2、积分器：采用密勒积
5、分器，使荧光屏上水平距离代表时间,（1）、,使荧光屏上水平 距离代表时间,（2）,（3）,扫描速度粗调改变 R 或 C,扫描速度微调改变 E 或改变X放大器的增益,扫描速度（t/cm）,3、比较和释抑电路,作用： 通过判断积分器输出电压 来控制扫描门关闭，同时 使积分器复位。复位过程 即为回扫过程。,E0,E1,E2,t,t1,t1,t2,t4,t5,连续扫描时，稳定度 旋钮电平E0大于上触 发电平E1,触发扫描时，E0 介于E1与 E2之间 脉冲到来时触发,E1,E0,E2,释抑电路 充电,释抑电路 放电,释抑电路 充电,释抑电路 放电,（2）、触发电路,作用：产生周期与被测信号有关的触发电
6、路脉冲，加至 扫描门。,组成：方式开关、电平旋钮、极性开关、S1开关组成。,“极性”决定 上升沿或下 降沿触发,“电平”决定 正半周或负 半周触发,方式开关决定 不同的耦合方 式：AC、DC,1、正极性，正电平,触发点,2、负极性，正电平,触发点,3、正极性，负电平,触发点,4、负极性，负电平,触发点,2、显示两个任意变量的关系,李沙育图形，例题1,示波功能的扩展，例题2,1、多线示波器,发射多个相互独立的电子束，多枪多束或单枪 多束；常用双线示波器。,缺点：工艺要求较高，价格较贵。,2、多踪示波器,组成与普通示波器类似，增加了一个电子开关， 具有多个垂直通道。电子开关的切换或转换方式有 交替
7、和断续两种，属于时间分割方式。,三、示波器多波形显示,双踪示波器Y通道方框图：,“交替”方式,“断续”方式,3、双扫描示波显示,功能：在观察一个脉冲 序列的同时，可以仔细 观察其中一个或部分脉 冲的细节,有两个独立的触发和扫描电路，扫速可相差很多倍,延迟触 发电平,被测信号,A 触发,A扫描,B触发,B扫描,A增辉,B增辉,双扫描示波器的有关波形,四、取样技术在示波测量中的应用,取样分为,实时取样,非实时取样,实时取样：指在信号经历的实际时间内对一个信号 波形进行取样。,缺点：不能解决示波器在观测高频信号时所遇到 的频带限制的困难。,非实时取样：取样点分别取自若干个信号波形的 不同位置。 优点
8、：解决了实时取样的缺点。,五、波形的存储和记忆,六、示波器的使用,（一）、工作特性和选用,1、工作特性：,（1）、偏转灵敏度:10V-10nV，体现测量强弱信号 的能力。,（2）、扫描速度Ss：10S/cm-1nS/cm,（3）、带宽：仪器响应降低3dB时的上限频率。,信号上升时间/示波器对信号的上升时间 测量误差 1/1 41% 3/1 5.2% 5/1 2% 10/1 0.5%,结论:示波器带宽越宽，上升时间越短，测量误差越小。,2、示波器的选用,依据：,1、根据工作特性,2、性能价格比,3、测量的准确度,4、通道数,5、数据处理方式,6、采样速率,7、评价存档能力,8、易使用,（二）、基
9、本测量技术,1、电压测量,直接法,比较法,位移法,2、时间测量,直接法,时标法,位移法,掌握各种方法的 原理、使用，及其优 缺点。,3、相位测量,线形扫描法,李沙育图形法测相位,返回,4、调幅系数测量,梯形法,X通道,包络法,B,A,（三）、正确使用,1、探头配套使用,2、注意电压高低,3、注意保护屏幕,4、注意通电,阶梯波 电压发生器,集电极 扫描电压,Y,X,C,E,B,返回,50Hz全波整流波形,取样电压,保证阶梯波扫描电压的周期为 集电极扫描电压周期的整数倍,晶体三极管输出特性,本章内容及要求,1、掌握示波测试的基本原理及示波器显示稳定波形的基本 原理触发和扫描；,2、掌握通用示波器的
10、基本组成及其工作特性；,3、掌握双扫描系统基本原理及双踪双扫描示波器的显示方 式；,扫描：,同步问题,框图,4、了解CRT偏转特性及其电子枪中两个电位关系；,5、了解波形的存储，及取样技术在示波测量中的应用。,示波器中增辉和消隐,在模拟示波器中，存储和取样技术的实现。,功能：在观察一个脉冲序列的同时，可以仔细 观察其中一个或部分脉冲的细节,双扫描示波器：,双踪示波器显示方式：,交替和断续,数字示波器的输入电路与模拟示波器的输入电路相似；,数字示波器的时基电路的功能与模拟示波器不同，它是 一个晶体振荡器，测量触发信号和取样时钟之间的时间 差，处理器根据此时间茶确定将波形取样放在显示器上 什么位置。,
