《《电子示波器》课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电子示波器》课件.ppt（83页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第4章 电子示波器,电子示波器简称示波器。它是一种用荧光屏显示电量随时间变化过程的电子测量仪器。它能把人的肉眼无法直接观察的电信号，转换成人眼能够看到的波形，具体显示在示波屏幕上，以便对电信号进行定性观察和定量测量。,4.1 概 述,其它非电物理量亦可经转换成为电量使用示波器进行观测，因此示波器是一种广泛应用的电子测量仪器，它普遍地应用于国防、科研、学校以及工、农、商业等各个领域。,能显示信号波形，可测量瞬时值，具有直观性。,输入阻抗高，对被测信号影响小。测量灵敏度高，并有较强的过载能力。目前示波器的最高灵敏度可达到(微伏格).,工作频带宽，速度快，便于观察高速变化的波形的细节。目前示波器的工
2、作频率最宽可达1000MHz，预计不久将研制出带宽2GHz以上的示波器。,在示波器的荧光屏上可描绘出任意两个电压或电流量的函数关系，故可作为比较信号用的高速XY记录仪。,电子示波器的基本特点是：,4.1 概 述,电子示波器的主要用途是：,测量电压电流的幅度、频率、时间、相位等电量参数。,显示电子网络的频率特性。,显示电子器件的伏安特性。,观测电信号波形。,由于示波器的上述特点，电子示波器除直接用于电量测试外，也可配以其他设备组成综合测量仪器。,4.1 概 述,4.1 概 述,示波器分类,从示波器对信号的处理方式出发，可将示波器分为模拟、数字两大类。,模拟示波器 模拟示波器的X、Y通道对时间信号
3、的处理均由模拟电路完成，即X通道提供连续的锯齿波电压，Y通道提供连续的被测信号，而CRT屏上的图形显示也是光点连续运动的结果，即显示方式是模拟的。,数字示波器 数字示波器则对X、Y方向的信号进行数字化处理，即把X轴方向的时间离散化，Y轴方向的幅值量化，获得被测信号波形上的一个一个的离散点的数据。,1模拟示波器 模拟示波器可分为通用示波器、多束示波器、取样示波器、记忆示波器和专用示波器等。通用示波器采用单束示波管，它又可分为单踪、双踪、多踪示波器。多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每个波形都由单独的电子束扫描产生。,取样示波器是采用时域采样技术将高频周期信号转换为低频离散时间信号显示的，从
4、而可以用较低频率的示波器测量高频信号。,将要观测的信号经衰减、放大后送入示波器的垂直通道，同时用该信号驱动触发电路，产生触发信号送入水平通道，最后在示波管上显示出信号波形。这是最为经典而传统的一类示波器，因此，也常称为通用示波器。,记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟信号的存储、记忆和反复显示。,专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称特种示波器。,2数字示波器 数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量化）后，经由D/A转换器再重建波形。它具有记忆、存贮被观察信号功能，可以用来观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号。,由于其具有存储信号的功能，又称为数字存贮示波器（DSO，
5、Digital Storage Oscilloscope）。根据取样方式不同，又可分为实时取样、随机取样和顺序取样三大类。,4.2 通用电子示波器,一、示波器的基本组成：,Y通道,X通道,1、示波管(CRT)：仪器的核心，显示波形。,2、X通道：产生随时间线形变化的扫描电压。,4、触发同步等附属电路：稳定波形。,3、Y通道：将被测信号进行衰减或线性放大后，输出符合示波器偏转要求的信号。,示波器各个部份的作用：,、示波器的基本构成,图3-1-1通用示波器组成框图,5、电源：给各部分电路提供能源。,通用电子示波器SR8面板布置图,扫描速度选择旋钮,X轴扩展拉 键,Y轴灵敏度选 择 旋 钮,显示模式
6、选择旋钮,输入信号耦合方式,示波管主要作用是把被测的电压变换成发光的图形，它由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成，如图所示。,、示波管,图4.2l 示波管及电子束控制电路,（阴极射线管CRT）,1、电子枪（好比画图的笔）,电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。它由灯丝h、阴极K、栅极G1和G2和阳极A1、A2组成。当电流流过灯丝后对阴极加热，阴极产生大量电子，并在后续电场作用下轰击荧光屏发光。,1、电子枪,控制栅极G1呈圆筒状，包围着阴极，只在面向荧光屏的方向开一个小孔，使电子束从小孔中穿过。如果栅极G1电位足够低，就可使发射出的电子全部返回阴极，因此，调节栅极G1的电位可控制射向荧
7、光屏的电子流密度，从而改变荧光屏亮点的辉度,即进行“辉度”控制。调节G1的旋钮叫“辉度”旋钮。,1、电子枪,1、电子枪,第一阳极A1使电子汇聚；第二阳极A2使电子加速。A1和A2与G1对电子束进行聚焦并加速，使到达荧光屏的电子形成很细的一束并具有很高速度。调节A1的电位，即可调节G2与A1和A1与A2之间的电位，调节A1的电位器称为“聚焦”旋钮；调节A2电位的旋钮称为“辅助聚焦”旋钮。,示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为垂直（Y）偏转板和水平（X）偏转板。,2、偏转系统,偏转板在外加电压信号的作用下使电子枪发出的电子束产生偏转。通常，为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板
8、置于靠近电子枪的部位，而X板在Y的右边。,（控制电子束移动方向）,偏转系统 工作原理图,当偏转板上没有外加电压时，电子束打向荧光屏的中心点；如果有外加电压，则在偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置。,电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电压成正比。,Y=SyVy,Y-偏转距离,Sy-偏转灵敏度,Vy-偏转板电压,（1）垂直偏转板,如果仅在Y1Y2偏转板间加电压，则电子束将根据所形成的电场的强弱与极性在垂直方向上运动，产生一条竖线。,若Y1为正，Y2为负，电子束向上运动；而Y1为负，Y2为正，电子束向下运动；电场强则运动距离大，电场弱则运动距离小。,（2
9、）水平偏转板,同理，在X1、X2偏转板间加锯齿波电压，电子束将根据电场的极性与强弱在水平方向上运动。,当UX 0,则电子束向左偏移,光点出现在屏幕左边；当UX 0,则电子束向右偏移,光点出现在屏幕右边。,锯齿波电压由扫描电路产生。,电子束最终的运动情况取决于水平方向和垂直方向电压的合成作用，当X、Y 偏转板加不同电压时，荧光屏 上亮点可以移动到屏面上的任一位置。,（3）波形显示原理,电子束在荧光屏上产生的亮点在屏幕上移动的轨迹，是加到偏转板上的电压信号的波形。根据这个原理，示波器可显示随时间变化的信号波形和显示任意两个变量X与Y的关系图形。,以后，在被测信号的第二个周期、第三个周期等都将重复第
10、一个周期的情形，光点在荧光屏上描出的轨迹也将重叠在第一次描出的轨迹上，因此，荧光屏显示的是被测信号随时间变化的稳定波形。,当Y偏转板加正弦波信号电压 uy=Umsint，X偏转板加锯齿波电压ux=kt 的情况：,如上所述，如果在X偏转板上加上一个锯齿波电压ux=kt（k为常数），垂直偏转板不加电压，那么光点在X方向做匀速运动，光点在水平方向的偏移距离与扫描电压成线性关系。,（4）扫描的概念,这样，X方向偏转距离的变化就反映了时间的变化。此时光点水平移动形成的水平亮线称为“时间基线”。,X ux,X ux t,光点在锯齿波作用下扫动的过程称为“扫描”，能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压，光点自左
11、向右的连续扫动称为“扫描正程”，光点自荧光屏的右端迅速返回左端起扫点的过程称为“扫描逆程”。理想锯齿波的逆程时间为0。,当锯齿波电压达到最大值时，荧光屏上的光点也达到最大偏转，然后锯齿波电压迅速返回起始点，光点也迅速返回屏幕最左端，再重复前面的变化。,（4）扫描的概念,同步时，则每次扫描的起点都对应在被测信号的同一相位点上，这就使得扫描的后一个周期描绘的波形与前一周期完全一样，每次扫描显示的波形重叠在一起，在荧光屏上可得到清晰而稳定的波形。,（5）同步的概念,当扫描电压的周期是被观测信号周期的整数倍时，即Tx=nTy(n为正整数)，称扫描电压与被测电压“同步”。,当uy信号为正弦波时，只有在扫
12、描电压ux的频率fx与被观察的信号电压uy的频率fy 相等或成整倍数时，才能稳定地显示一个或n个正弦波形，如图422(b)、(c)所示。,（5）同步的概念,不满足同步关系时，即TxnTy时，则后一扫描周期描绘的图形与前一扫描周期的图形不重合，显示的波形是不稳定的，屏幕上的波形会有“移动”现象。,不同步的情况,在图3-1-4所示的例子中,Tx=(5/4)Ty,在第一个扫描周期开始,光点沿0123 45轨迹移动,扫描结束时,光点迅速从5回到0；,接着第二个扫描周期开始,这时光点从0678910轨迹移动,可见与第一次扫描轨迹不重合,第一次显示的波形为图中实线示。,第二次显示的波形则为图中虚线所示,这
13、样我们看到的是波形从右向左移动,即显示的波形不是稳定的。,不同步的情况,示波器可通过调节扫描锯齿波电压信号的周期(或频率)，使 Tx=nTy(n为正整数)，来实现“同步”,当被测信号的频率fy发生微小变化时,示波器内还有频率自动跟踪电路,调整其参数可以使扫描信号的频率自动跟踪被测信号的频率变化,这称为整步或同步,示波器上的“整步(或同步)调节”旋纽即为此而设。,调同步方法,（6）扫描方式,、连续扫描扫描电压是连续的，即扫描正程紧跟着逆程，逆程结束又开始新的正程，扫描是不间断的。,采用连续扫描观测占空比小的脉冲信号将存在以下的问题：,（1）扫描周期等于脉冲周期时，即Tx=Ty。此时，屏幕上出现的
14、脉冲波形集中在时间基线的起始部分，难以看清脉冲波形的细节，如图所示。,（2）扫描周期等于脉冲底宽时，即Tx=。为了将脉冲波形的一个周期显示在屏幕上，必须扫描一个周期，而此时Tx比Ty小得多。因此，在一个脉冲周期内，光点只有一次扫描到脉冲图形，结果在屏幕上显示的脉冲波形非常暗淡，而时间基线由于反复扫描却很明亮，如图所示。这样，观测者不易观察波形，而且扫描的同步很难实现。,扫 描频率过高,、触发扫描：由被测信号激发扫描发生器的间断的工作方式。观测脉冲信号可控制扫描脉冲，使扫描脉冲只在被测脉冲到来时才扫描一次；,没有被测脉冲时，扫描发生器处于等待工作状态。只要选择扫描电压的持续时间等于或稍大于脉冲底
15、宽，则脉冲波形就可展宽得几乎布满横轴。同时由于在两个脉冲间隔时间内没有扫描，故不会产生很亮的时间基线，如图所示。,触发扫描,（7）增辉电路（Z轴）,为了使回扫线不在荧光屏上显示，可以设法在扫描正程期间，使电子枪发射的电子远远多于扫描逆程，即给示波器增辉，这样观测者看到的就只有扫描正程显示的波形，因此设置了增辉电路。另外扫描期间的增辉还可以保护荧光屏。,3、荧光屏,在荧光屏的玻壳内侧涂上荧光粉，就形成了荧光屏，它不是导电体。当电子束轰击荧光粉时，激发产生荧光形成亮点。不同成份的荧光粉，发光的颜包不尽相同，一般示波器选用人眼最为敏感的黄绿色。,荧光粉从电子激发停止时的瞬间亮度下降到该亮度的10所经
16、过的时间称为余辉时间。荧光粉的成份不同，余辉时间也不同，为适应不同需要，将余辉时间分成为长余辉(100ms1s)、中余辉(1ms100ms)和短余辉(10 s10ms)的不同规格。普通示波器需采用中余辉示波管，而慢扫描示波器则采用长余辉示波管.,（好比黑板或画纸）,垂直通道的作用：将输入的被测信号进行衰减或线性放大后，输出符合示波器偏转要求的信号，以推动垂直偏转板，使被测信号在屏幕上显示出来。,、通用示波器的Y(垂直)通道,垂直通道的构成：1、输入电路，2、延迟线，3、Y前置放大器，5、Y后置放大器等。,输入电路主要是由衰减器和输入选择开关构成的。衰减器的作用是衰减输入信号，进行频率补偿。,1
17、、输入电路,Y通道的输入耦合方式,输入耦合方式设有AC、GND、DC三档选择开关。置“AC”档时，适于观察交流信号；置“GND”档时，用于确定零电压；置“DC”档时，用于观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号。,2延迟线 延迟线的作用是把加到垂直偏转板上的脉冲信号延迟一段时间，使信号出现的时间滞后于扫描开始时间，保证在屏幕上扫描出包括上升时间在内的脉冲全过程。,2延迟线,水平通道（X通道）的主要任务是产生随时间线形变化的扫描电压，再放大到足够的幅度，然后输出到水平偏转板，使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。水平通道包括触发电路、扫描电路和水平放大器等部分，如图所示。,4.2.4.通用示波器
18、的X(水平)通道,1、时基发生器,时基发生器是水平通道的核心，它产生线性度好、频率稳定；幅度相等的锯齿波电压；,水平放大器用来放大锯齿电压波，产生对称的锯齿波输至水平偏转板；,触发电路控制时基的扫描闸门，以实现与被测信号的严格同步。,触发电路的作用是为扫描信号发生器提供符合要求的触发脉冲包括触发源选择、触发信号耦合方式选择、触发信号放大；触发整形电路。,2触发电路,内触发。内触发信号来自于示波器内的Y通道触发放大器，它位于延迟线前。当需要利用被测信号触发扫描发生器时，采用这种方式。,(1)触发源 触发信号有三种来源：,外触发。用外接信号触发扫描，该信号由触发“输入”端接入。当被测信号不适于作触
19、发信号或为了比较两个信号的时间关系等用途时，可用外触发。例如，观测微分电路输出的尖峰脉冲时，可以用产生此脉冲的矩形波电压进行触发，更便于使波形稳定。,电源触发。来自50Hz交流电源(经变压器)产生的触发脉冲，用于观察与交流电源频率有时间关系的信号。例如，整流滤波的纹波电压等波形，在判断电源干扰时也可以用它。,(1)触发源,为了适应不同的信号频率，示波器设有四种触发耦合方式，可用开关进行选择。,(2)触发耦合方式,“DC直流耦合。用于接入直流或缓慢变化的信号，或者频率较低并且有直流成分的信号，一般用“外”触发或连续扫描方式。,“AC交流耦合。触发信号经电容C1接入，用于观察由低频到较高频率的信号
20、，用内触发或外触发均可。使用方便，所以常用这一耦合方式。,示波器的触发方式通常有常态、自动和高频三种方式，这三种方式控制触发整形电路，以便产生不同形式的扫描触发信号，由该触发信号去触发扫描电压发生器，形成不同形式的扫描电压。,(3)触发方式,常态触发方式 常态触发方式是将触发信号输入整形电路，以便经整形后，输出足以触发扫描电压电路的触发脉冲。它的触发极性是可调的，上升沿触发即为正极性触发，下降沿触发即为负极 性触发，另外还可调节触发电平。,这种触发方式的不足点是：在没有输入信号或触发电平不适当时，就没有触发脉冲输出，因而也无扫描基线。,自动触发方式 自动触发方式时，在无被测信号输入时仍有扫描，
21、一般测量均使用自动触发方式。,（4）触发极性选择和触发电平调节,触发极性和触发电平决定触发脉冲产生的时刻，并决定扫描的起点，调节它们可便于对波形的观测和比较。,触发极性是指触发点位于触发源信号的上升沿还是下降沿。触发点处于触发源信号的上升沿为“+”极性；触发点位于触发源信号的下降沿为“-”极性。,触发电平是指触发脉冲到来时所对应的触发放大器输出电压的瞬时值。,1.频率响应范围,、示波器的主要性能指标,2.X轴扫描速度(t/div),频率响应范围是指被测信号在屏幕上显示图像幅度的下降(衰减)小于3分贝(dB)的频率区域，即上限频率与下限频率之差。由于示波器的fHfL，所以频率范围可以用fH表征，
22、即fB=fH，fB为放大器的频率范围。示波器的频率范围越宽，其应用范围越广。,扫描速度即光点移动的速度，其单位是div/s(格/秒)或cm/s。被测信号频率不同时，扫描速度也应不同。扫描速度越高，示波器能够展开高频信号或窄脉冲信号波形的能力越强，相反，对缓慢变化的信号，则要求以相应的低速扫描。所以，示波器的扫描速度范围越宽越好。,3.输入阻抗示波器的输入阻抗用输入端测得的直流电阻值Ri和电容Ci的并联电路来等效。显然，Ri越大，Ci越小，输入阻抗越大，示波器对被测信号的影响越小。,4.Y轴灵敏度（V/div）它体现示波器观测微弱信号的能力，其值越小，偏转灵敏度越高，示波器观测微弱信号的能力越强
23、。一般示波器的最高灵敏度为每厘米几毫伏。,4.3 双踪示波器,双踪示波器都可在一个示波管荧光屏上同时显示出两个信号波形，用来比较被测系统的输出和输入信号，研究波形变换器的各级信号，观察脉冲电路各点波形，信号通过网络时的波形畸变，测量相移等等。,双踪示波器也称双迹示波器，它的垂直偏转通道由A和B两个通道组成。如下图所示，两个通道的输出信号在电子开关控制下，交替通过主通道加于示波管的同一对垂直偏转板。,、双踪示波器基本构成,双踪示波器垂直偏转通道框图,与单踪示波器不同的是前置放大器中设有移位控制，可分别控制两个显示图形的上下位置。电子开关由触发电路控制的一对放大器(或射极跟随器)构成，触发电路的两
24、个稳定状态分别控制两个放大器，把通道A或通道B接于主通道。主通道由中间放大器、延迟线、末级放大器组成，它对两个通道是公用的。,由面板开关控制的电子开关，可使双踪示波器工作于五种不同的状态：“A”、“B”、交替、断续、“A+B”。,(1)“A”：电子开关将A通道信号接于Y偏转板，形成必通道独立工作的状态。,(2)“B”：电子开关将B通道信号接于Y偏转板，形成B通道独立工作的状态。,(3)交替：将A、B两通道信号轮流加于y偏转板，荧光屏上显示两个通道的信号波形。具体实现时，是以时基发生器的回扫脉冲控制电子开关的触发电路，每次扫描后，改变所接通道，使得每两次扫描分别显示一次A通道波形和一次B通道波形
25、.,(4)断续：当输入信号频率较低时，交替显示会发生明显的闪烁。采用断续工作方式，使电子开关工作于自激振荡状态，振荡频率高达500kHz1MHz，自动地轮流将A、B两通道信号加于Y偏转板上，显示图形由点线组成，这样就可使每扫描一次，完成两个通道波形的显示。,(5)“A+B”：A、B两通道信号代数相加后，接到r偏转板，显示两信号迭加后的波形。双踪示波器的时基与一般示波器相同，可以是简单的时基发生器，也可以采用有延迟扫描的双扫描时基，时基可以分别由A通道触发、B通道触发或外触发。,SR8型双踪示波器是较典型的双踪示波器，它的y通道带宽为015MHz(上升时间24ns)，最小偏转因数为1.0mVdi
26、V，采用单一时基扫描，扫描因数从0.2 sdiv1sdiv。,SR37型双踪宽带示波器，Y通道带宽为0100MHz，偏转因数为10mVcm5Vcm，双时基扫描，扫描因数在20nscm0.5scm间可调。,双踪示垂直通道框图,A、B两个通道是相同的，包括衰减器、射极跟随器、前置放大器以及平衡倒相器。平衡倒相器的作用是把输入信号转换为对称的波形输出。,SR8面板布置图,扫描速度选择旋钮,X轴扩展拉 键,Y轴灵敏度选 择 旋 钮,显示模式选择旋钮,输入信号耦合方式,由面板开关控制的电子开关，可使双踪示波器工作于五种不同的状态：“A”、“B”、交替、断续、“A+B”。,（1）单踪,(1)“A”：电子开
27、关将A通道信号接于Y偏转板，形成必通道独立工作的状态。,(2)“B”：电子开关将B通道信号接于Y偏转板，形成B通道独立工作的状态。,(3)交替：将A、B两通道信号轮流加于y偏转板，荧光屏上显示两个通道的信号波形。具体实现时，是以时基发生器的回扫脉冲控制电子开关的触发电路，每次扫描后，改变所接通道，使得每两次扫描分别显示一次A通道波形和一次B通道波形，利用荧光屏的余辉可看到两完整波形。,(3)交替,(4)断续：当输入信号频率较低时，交替显示会发生明显的闪烁。采用断续工作方式，使电子开关工作于自激振荡状态，振荡频率高达500kHz1MHz，自动地轮流将A、B两通道信号加于Y偏转板上，显示图形由点线
28、组成，这样就可使每扫描一次，完成两个通道波形的显示。,(4)断续,(5)“A+B”：A、B两通道信号代数相加后，接到r偏转板，显示两信号迭加后的波形。双踪示波器的时基与一般示波器相同，可以是简单的时基发生器，也可以采用有延迟扫描的双扫描时基，时基可以分别由A通道触发、B通道触发或外触发。,(5)“A+B”,数字存贮示波器采用数字电路，将输入信号先经过AD变换器，将模拟波形变换成数字信息，存贮于数字存贮器中，需要显示时，再从存贮器中读出，通过DA变换器，将数字信息变换成模拟波形显示在示波管上。,4.4 数字存贮示波器,数字存贮示波器是一种可与计算机连成系统，分析复杂的单次瞬变信号的有效设备，刚一
29、出世就显示出强大的生命力。,数字存贮示波器的基本框图如图所示。,1数字存贮示波器原理,图中当选择开关1时，接通模拟信号显示方式，示波器与普通示波器工作原理相同。当选择开关2时，接通数字存贮工作方式。,在数字存储工作方式中，输入的被测信号通过AD变换器变成数字信号，由地址计数脉冲选通存贮器的存贮地址，将该数字信号存入存贮器。,存贮器中的信息每256个单元组成一页，即一个地 址页面。,当显示信息时，给出页面地址，地址计数器则从该页面的0号单元开始，读出数字信息，送到DA变换器，变换成模拟信号送往垂直放大器进行显示，同时，地址信号亦经过X方向DA变换器，送入水平放大器，以控制Y方向信号显示的水平位置
30、。,2.存贮器工作过程,存贮示波器的工作过程如图所示。当被测信号接入时,首先对摸拟量进行取样，图(a)中的(a0a 7)点即对应于被测信号uy的8个取样点，这种取样是“实时取样”，是对 一个周期内信号的不同点的取样。,8个取样点得到的数字量(即二进制数字，01数列)分别存贮于地址为00开始的8个存贮单元中，地址号为0007，其存贮的内容为D0D7。,在显示时，取出D0D7数据，进行DA变换，同时 存贮单元地址号从0007也经过DA变换，形成图(d)所示阶梯波，,加到X水平系统，控制扫描电压，这样就将被测波形uy重现于荧光屏上，如图(e)所示，只要X方向和Y方向的量化程度足够精细，图(e)波形就
31、能够准确地代表图(a)的波形。,与模拟存贮示波器(记忆示波器)相比，数字存贮示波器有以下一些优点：,3数字存贮示波器的特点,由于信息是在存贮器中存贮，所以它是动态分析之后，即可更新存贮器内容。,可以永久地存贮信息，可以反复读出这些数据，反复在荧光屏上再现波形信息，迹线既不会衰减也不会模糊。,既能观测触发后的信息，也能又见测触发前的信息。因为用户可根据需要调用存贮器中的信息进行显示，所以，数字存贮示波器的触发点只是一个参考点，而不是获取的第一个数据点。因而，它可以用来检修故障，记录故障发生前后的情况。,数字存贮示波器的迅猛发展与新的数据采样技术的发展密切相关，实时采样技术和非实时采样技术以及CC
32、D技术(电荷耦合器件)的运用，使变换速率大大提高。例如美图Tek公司的2430型数字存贮示波器，采用严实时取样”和“顺序取样”相结合的办法，可达到150MHz的带宽。HP公司的5410型示波器采用“随机取样”技术，使有效带宽达到土GHz。荷兰Philips公司的PM3311型示波器可存贮30MHz的单次瞬变信号o,当只需测量被测信号的交流成分时，将Y轴输入耦合方式开关置“AC”位置，调节垂直灵敏度选 择 旋 钮“VOLTS/DIV”，使波形在屏幕中的显示幅度适中，调节“电平”旋钮使波形稳定，分别调节Y轴和X轴位移，使波形显示值方便读取，如图3-2-1所示。,1、电压的测量,下面以YB4328型
33、电子示波器为例,介绍示波器的使用方法。,4.5 电子示波器的使用,根据“VOLTS/DIV”的指示值和波形在垂直方向的 坐标（DIV），有VP-P=V/DIVH(DIV),如果使用的探头置10:1位置，应将结果乘10。,例如，VOLTS/DIV的指示值为2，由图3-2-1读出垂直方向的坐标为4.6，则VP-P=2 4.6=9.2(V)。当被测电压为图3-2-1所示的正弦电压时，有：,1、交流电压测量,当需要测量被测信号的直流成分时，应先将Y轴耦合方式开关置“GND”位置，调节Y轴移位使扫描基线在一个合适的位置上，再将耦合方式开关转换到“DC”位置，调节“电平”使波形同步。根据波形偏移原扫描基线
34、的垂直距离，用上述方法读取该信号的所需电压值。,例如图3-2-2中,“VOLTS/DIV”的指示值为0.5,则,V=0.53.7V=1.85V。,2、直流电压测量,例如，在图3-2-3中，AB两点间的水平距离为8格，扫描时间系数设置为2ms/格，水平扩展为1，则,两点间水平距离的时间间隔计算式为,3、周期（或时间间隔）和频率的测量,4、相位差的测量,若需要测量的是两个信号的相位差,调节两 个通道的“VOLTS/DIV”开关和微调,使两个通道显示的幅度相等。调节“SEC/DIV”微调,使被测信号的周期在屏幕中显示的水平距离为几个整数据,得到,再根据另一个通道信号超前或滞后的水平距离乘以每格的相位
35、角，得到两相关信号的相位差。,在图3-2-6中，测得参考波形一个周期的水平距离约为9格，两个波形测量点的水平差距为1格，则根据公式可算出,相位差1格400/格400,初次使用示波器时，可按下述方法检查示波器的一般工作状态是否正常：,(1).主机的检查：,把有关控制键置于表3-2-1所列作用位置,5、示波器的使用注意事项,接通电源，电源指示灯亮，稍等预热，屏幕中出现光迹，分别调节亮度和聚焦旋钮，使光迹的亮度适中、清晰。,通过连接电缆将示波器的校准信号输入至Y1通道，调节电平旋钮使波形稳定，分别调节Y轴和X轴的移位，使波形与图3-2-8a所示的波形相吻合。,探头分别接入两Y轴输入接口，将VOLTS
36、/DIV开关调至10mV，探头衰减置10档，屏幕中应同样显示图3-2-8a所示的波形，如波形有过冲(如图3-2-8b)或下塌(如图3-2-8c)现象，可用高频旋具调节探头补偿元件(如图3-2-9)，使波形最佳。,完成上述工作，说明示波器工作状态基本正常，可以进行测试。,(2).探头的检查,示波器使用的工作环境和电源电压应满足技术指标中给定的要求。初次使用示波器或久藏后使用,建议先放置通风干燥处几小时后通电1-2小时再使用。示波器使用时不要将其散热孔堵塞,长时间连续使用要注意示波器的通风情况是否良好,防止机内温度升高而影响示波器的使用寿命。,(3).安全注意事项,3-2示波管主要由哪三个部分构成
37、，简述各部分的作用。,3-5示波器的主要性能指标有哪些？,习题,3-3扫描方式有几种？在每种扫描方式中，各如何获得完 整稳定的显示波形？,习题选解,解：示波器有五大部分构成,各部分作用简述如下：1、示波管(CRT)：仪器的核心，显示波形。2、X通道：产生随时间线形变化的扫描电压。,3-1通用示波器主要由哪几个部分构成，简述各部分的作用。,3、Y通道：将被测信号进行衰减或线性放大后，输出符合示波器偏转要求的信号。,4、触发同步等附属电路：稳定波形。5、电源：给各部分电路提供能源。,习题选解,3-12 某示波器的扫描时间范围为1s/div0.2 s/div,扫描扩展为10,荧光屏X轴方向可用长度为
38、10div,试估计该示波器可用于测量正弦波的最高频率为多大？,3-13 某通用示波器Y通道频率范围为010MHz,荧光屏X轴方向可用长度为10div,试估计该示波器扫描时间范围为多少？,习题选解,3-14 某通用示波器最高扫描时间为0.01 s/cm,屏幕X轴方向可用宽度为10cm,如果要求屏幕能观察到2个完整周期的波形,则该波形的频率为多大？,3-15 示波器耦合方式开关(AC GND DC),如果将开关置于AC位置,能不能测量直流电压？置于DC位置,能不能测量交流电压？,解：TY=0.01S/cm5div=0.05S f=20MHZ,示波器使用练习题（自编）,106.081.4142300
39、V,300,3006=50V大于20V/div,10:1,AC,T=1/50=20ms2010=2ms,荧光屏Y高度8 div,荧光屏X长度10 div,扫描速度旋钮附 图,垂直灵敏度 旋 钮附 图,2ms校准,5 V，校准,16,AC,1:1,4V，校准,0.2ms校准,本章课后复习题,1、示波管由哪三个部分组成？示波器三个主要部分是什么？2、示波器的Y偏转板和X偏转板各自有何作用?3、连续扫描和触发扫描各自适合何种被测信号？,4、Y通道的输入耦合方式有哪几种,各适用于什么情况下？5、什么是示波器“同步”，不同步会出现什么现象？6、对示波器扫描电压的正程有何要求,对逆程有何要求？,7、探头的衰减开关有何作用？在什么情况下使用？8、扫描扩展旋钮的作用是什么？在什么情况下使用？9、示波器的主要性能指标有哪些？这些指标各反映示波器 的什么？10、示波器的应用习题（如312至315题）。,
