时域测量教案.ppt

第6章 时域测量 6.1 示波器分类 6.2 模拟示波器 6.2.1 基本构成 6.2.2 示波器显示原理（重点、难点） 6.2.3 垂直系统（重点、难点） 6.2.4 水平系统 6.3 数字存储示波器 6.4 数字示波器的测试功能 6.5 示波器功能扩展举例（重点） 6.6 示波器的应用（重点） 6.0 概述 示波器?复现电信号时变规律，是用途广泛的综合性仪器。 1、示波器可代替一大堆仪表。理由是： ①基本电信号?V、I、P等都表现为幅度的大小； ②基本电参数?T、f、?以及调制特性、失真情况等都是时变规律。 2、示波器是唯一可选仪器（对某些参数）。如： 阻尼振荡，脉冲的上冲、下冲、上升、下降，重合等。 3、配合有关电路组成测试系统。如： 晶体管特性图示仪，阻抗、频率、网络测试仪等。 6.1 示波器分类按功能分最合理 6.2.2 示波器显示波形的原理 1、普通示波管（CRT）的结构原理 1.普通CRT的结构原理 （3）荧光屏 荧光屏是示波管的显示部分 原理：电子动能转化为光能。 荧光质：硅酸盐（ZnSiO4:Mn），绿光，中余辉。 硫化物（ZnS:Cn），黄绿光，中余辉。 人眼绿光敏感(视敏曲线峰值)，蓝光对胶片敏感(摄影) 余辉：当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时间，这种现象称为“余辉效应”。高速信号用短余辉：10?S ~1mS；低速信号用长余辉：0.1 ~1S；一般信号用中余辉：1mS ~0.1S。 荧光涂铝（0.5 ~1?m）优点?有反光使亮度提高?有利于散热?外接后加速电压，可以吸收二次电子。 帧形：早期圆形管、外刻度、有视差；现代矩形管、内刻度、无视差，一般为8?10（div）。 3、示波管波形显示原理 （1）电子束沿uy与ux作用的合成方向运动 ②在Y偏转板上加变化电压 ④Y偏转板加正弦波信号电压，X偏转板加锯齿波电压 ⑤李沙育(Lissajous)图形 ⑤李沙育图形 2、示波管波形显示原理 （2）扫描时间基准 2、示波管波形显示原理 （3）同步的概念 ②Tx≠nTy(n为正整数)，即不满足同步关系时，显示的波形不稳定。 （4）主要技术性能指标 ①频率响应（频带宽度BW） ③偏转灵敏度S(V/cm)： S指在输入信号作用下，光点在屏幕的垂直(Y)方向偏转1cm或1格所需的偏转板电压。S表示Y通道的放大/衰减能力。 6.2.3 垂直系统 （2）衰减器(10:1探头) 2、前置放大器 特点： 2、前置放大器 4、垂直系统主放大器（后置放大器） 5、多踪示波 在单线示波的基础上增加了电子开关，利用分时复用原理，分别把多个垂直通道的信号轮流接到Y偏转板上，最终实现多个波形的同时显示（图6.2.9）。有5种工作方式：Y1、Y2、交替、断续、Y1+Y2。 （1）交替切换方式 适合于观察高频信号。 x通道由触发电路、扫描发生器环、水平放大器组成。 ①扫描闸门电路 ④增辉电路作用 为了使回扫产生的波形不在荧光屏上显示出来，在扫描正程期间给示波器增辉（加亮），逆程（回扫）期间应该不增辉（熄灭）。否则将产生回扫线（以Tx=2Ty为例）。 3、触发同步电路 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、触发耦合方式选择、触发方式选择、触发极性选择、触发电平调节和触发放大整形等电路。 3、触发电路 （1）触发源选择方式（内、CH2、电源、外） 3、触发电路 （2）触发耦合方式（有的示波器没有） DC直流耦合：用于接入直流或缓慢变化的触发信号。 AC交流耦合：用于观察从低频到较高频率的信号。 AC低频抑制耦合：用于观察含有低频干扰的信号。 HF REJ高频抑制耦合：用于抑制高频成分的耦合。 3、触发电路 （4）触发极性选择和触发电平调节 ①多级平衡式差分放大； ②有正负几百伏的稳定输出（由示波管的偏转灵敏度S(V/cm)决定）； ③为便于观察波形的细节，常设水平扩展(?10)的功能。 ④可对称平动—实现左右位移； 6.3 数字示波器 1、概述 用于显示单次或极慢信号 图6.3.1为两种存储方式的方框图 （1）存储示波管 存储时间：几分钟～几天 （2）数字存储示波器（时间无限） 6.3.1 数字存储示波器的基本原理 1、存储工作模式：一般分为存储和显示两个阶段。 2、数字存储示波器的工作方式 （1）触发工作方式 常态触发 —同模拟示波器基本一样。 预置触发 —可观测触发点前后不同段落上的波形。 （2）测量与计算工作方式 数