第六章信号波形测量与仪器应用.pptVIP

第6章 信号波形测量与仪器应用 ;;1．所需的仪器：彩色电视信号发生器、彩色电视机、电子示波器 2． 观测步骤 把电视信号发生器的输出与电视机的输入接通（可以用射频输入，也可以用视频输入），打开信号发生器的电源，输出彩条信号。 打开电视机的外壳，找到视放末级的集电极，将示波器探头挂钩接于此，夹子接于地线（冷地）。 （3）打开电视机电源，收到正常的彩条信号，调试好示波器就可以观察到彩条信号的三基色波形如图6-1（a）、（b）、（c）所示。;（b）彩条信号的G基色波形;;（1）模拟示波器;（2）数字示波器;（1）频带宽度BW和上升时间 （2）扫描速度 ：是指荧光屏上单位时间内光点水平移动的距离，单位为“cm/s”。 （3）偏转因素 ：指在输入信号作用下，光点在荧光屏上的垂直（Y）方向移动1cm（即1格）所需的电压值，单位为“V/cm”、“mV/cm”（或“V/cm”、“mV/div”）； （4）输入阻抗 ：当被测信号接入示波器时，输入阻抗形成被测信号的等效负载。 （5）输入方式 ：即输入耦合方式，一般有直流（DC）、交流（AC）和接地（GND）三种，可通过示波器面板选择。 ;; 如图6.2所示，CRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。其工作原理是：由电子枪产生的高速电子束轰击荧光屏的相应部位产生荧光，而偏转系统则能使电子束产生偏转，从而改变荧光屏上光点的位置。 ;;;（1）设Ux=0，Uy=Umsinωt。由于X偏转板不加电压，光点在水平方向是不偏移的，则光点只在荧光屏的垂直方向来回移动，出现一条垂直线段，如图 6-5（a）所示。 （2）设Ux=kt，Uy=0，由于Y偏转板不加电压，光点在垂直方向是不移动的，则光点在荧光屏的水平方向上来回移动，出现的也是一条水平线段，如图 6-5（b）所示。 ;; 示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为李沙育（Lissajous）图形，这种图形在相位和频率测量中常会用到。利用这种特点就可以把示波器变为一个X－Y图示仪。若两信号的初相相同，则可在荧光屏上画出一条直线，若两信号在X、Y方向的偏转距离相同，这条直线与水平轴呈45o角，如图6-7（a）所示；如果这两个信号初相位相差90o，则在荧光屏上画出一个正椭圆；若X、Y方向的偏转距离相同，则荧光屏上画出的图形为圆，如图6-7（b）所示。这种X-Y图示仪可以在很多领域中得到应用。; 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的距离与时间成正比。 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”。 ;;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。;图6-10 连续扫描和触发扫描方式下对脉冲波形的观测; 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宽，则脉冲波形就可展宽得几乎布满横轴。 ;; 模拟示波器主要由示波管、垂直通道和水平通道三部分组成。此外，还包括电源电路及校准信号发生器，如图6-11所示。;6.3.3 通用示波器的水平通道(X通道);1．触发电路;2．扫描发生器环路;3．水平放大器; 作用是选择X轴信号，并将其放大到足以使光点在水平方向达到满偏的程度。X放大器的输入端有“内”、“外”信号的选择。置于“内”时，X放大器放大扫描信号；置于“外”时，水平放大器放大由面板上X输入端直接输入的信号。 改变X放大器的增益可以使光迹在水平方向得到扩展，或对扫描速度进行微调，以校准扫描速度。改变X放大器有关的直流电位可以使光迹产生水平位移。;1 多线示波器 多线示波器是利用多枪电子管来实现的。各通道、各波形之间产生的交叉干扰可以减少或消除，可获得较高的测量准确度。但其制造工艺要求高，成本也高，所以应用不是十分普遍。 2 多踪示波器 多踪示波器是在单线示波的基础上增加了电子开关而形成的。电子开关按分时复用的原理，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。多踪示波器实现简单，成本也较低，因而得到了广泛使用。双踪示波器的Y通道工作原理如图6-20所示。;;1．基本原理 ; 于前一次取样时间，第二次取样延迟了，这样，可取得样点2。显然，只要每次取样比前一次延迟时间，那么取样点将按顺序取