示波器基础-jbc讲述.ppt

议题安排 示波器的发展历史 示波器的重要参数 模拟示波器的组成 水平系统 垂直系统 扫描系统 触发系统 显示系统 模拟示波器的优点 模拟示波器的不足之处 低频脉冲群 低频信号 如何捕获单次信号 数字存储示波器（DSO）的基本结构框图 例：TDS2000系列数字存储示波器 数字存储示波器不足之处 三代示波器结构的比较 第三代示波器 数字荧光示波器 数字荧光示波器定义:一台能将电信号数字化,并且以三维数据(信号的幅度,时间,以及幅度相对于时间的分布)实时地存储,分析,显示波形的仪器 波形的捕获的比较 数字荧光示波器的优势 比DSO快的波形捕获率 先进的触发能力 象模拟示波器一样的实时显示 信息相对于时间的分布，波形亮度(灰度级)的实时显示 各类示波器对波形捕捉和显示的能力 由于采用的技术和原理不同，在波形的保真、显示能力和捕获能力上，各技术类别的示波器之间存在较大差异。 示波器带宽及上升时间 带宽是示波器的首要规格参数 示波器的结构决定了带宽的重要性： 放大器的模拟带宽决定了示波器的带宽；放大器是信号进入示波器的大门，它的带宽决定了示波器的带宽，示波器能请进什么样的信号由这个大门来决定。 数字示波器的带宽也是模拟带宽。示波器所谓带宽是指: 垂直放大器的频率响应，定义为：随着频率增加，信号幅度下降3dB（70.7％）.在此频点为示波器的带宽 正弦波谐波分量 方波谐波分量 带宽与上升时间的关系 示波器T上升＝0.35/BW（适合于1G以下示波器） 系统上升时间的计算 测量所得的上升时间＝ √ 信号上升时间2＋测量系统上升时间2 仪器测量系统上升时间＝ √探头上升时间2＋测量仪表上升时间2 示波器测量系统带宽 探头也是仪器，它和示波器共同组成测量系统。这一系统带宽将影响被测信号如正弦波、脉冲和方波的幅度和上升时间的测量精度，如果探头选择不当，你将冒无法预知测量结果的风险。探头和示波器上升时间和带宽的关系由下式决定： 探头、示波器T上升＝0.35/BW（适合于1G以下示波器） BW=带宽（－3dB时的频率）（单位Hz） 测量所得的上升时间＝ 信号上升时间2＋测量系统上升时间2 仪器测量系统上升时间＝ 探头上升时间2＋测量仪表上升时间2 探头的上升时间应小于示波器的上升时间 示波器的上升时间应小于被测量信号的上升时间。 例：使用100Mhz探头和100Mhz示波器组成测量系统，测量上升时间为3.5ns的方波信号，系统带宽为多少？测量误差是多少？ 系统上升时间＝ 3.5ns2＋3.5ns2 ＝4.95ns，系统带宽＝0.35/4.95ns＝70Mhz 显示信号上升时间＝ 3.5ns2＋4.95ns2 ＝6.08ns，测量误差＝(6.08-3.5 ) / 3.5＝73％ 使用100Mhz示波器及不当的100Mhz探头，将导致测量系统带宽性能降低100Mhz以下 示波器带宽是应包含探头和示波器整个测量系统的问题，泰克公司承诺指定示波器的上升时间，是当使用原配探头时是探头尖的上升时间（示波器带宽）。 示波器系统带宽（上升时间）对信号影响 测量系统的带宽将影响脉冲和方波的上升时间，示波器上升时间和带宽的关系由下式决定： 示波器测量系统T上升＝0.35/BW（适合于1G以下示波器） BW=带宽（单位Hz） （－3dB时的频率） 示波器系统的上升时间应小于被测量信号波形的上升时间。 仪器显示的信号上升时间＝ 被信号上升时间2＋仪表系统上升时间2 例：100Mhz正弦波使用100Mhz的示波器系统进行测量，依据幅频特性可得测量显示的信号与被测信号的误差为30％。 例：一个100Mhz方波上升时间为3,5ns的信号，使用100Mhz的示波器系统进行测量，根据上述公式计算显示信号与被测信号的误差为： 100Mhz示波器上升时间＝350/100Mhz＝3.5ns 仪器显示的信号上升时间＝ 3.5ns2＋3.5ns2 ＝4.95ns 测量误差＝（4.95ns－3.5ns）/ 3.5ns＝0.414＝41％ 改善和提高测量精度只能提高示波器系统带宽，如选择5倍与信号上升时间的示波器测量误差为：500Mhz示波器系统上升时间为＝350 / 500Mhz＝0.7ns 仪器显示的信号上升时间＝ 3.5ns2＋0,7ns2 ＝3.569ns 测量误差＝（3.569ns－3.5ns）/ 3.5ns＝0.0198＝2％ 注意：示波器带宽不足引起上升时间慢/异常幅度衰减 示波器上升时间对信号上升时间测量精度影响 一般情况下，为了获得正确的振幅测量，示波器的带宽应该比被测量的波形的频率大5倍。为了合理精确地测量波形的上升或下降时间，示波器必须有足够的上升时间。 仪表上升时间：信号上升时间