示波器原理、功能及应用.ppt

示波器 引言 自然界运行着各种形式的波形，比如海浪、地震、声波、爆破、空气中传播的声音，或者身体运转的自然节律。物理世界里，能量、振动粒子和不可见的力无处不在。即使是光（波粒二象物质）也有自己的基频，并因为基频的不同呈现出不同的颜色。通过传感器，这些力等非电的物理量可以转变为电信号，通过示波器就能够进行观察和研究。 示波器是任何设计、制造或是维修电子设备的必备之物！ 什么是示波器 示波器（Oscilloscope）是显示信号波形随时间变化特性的仪器。 示波器能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象（波形），便于人们研究各种电现象的变化过程。 电子工程师的眼睛！ = 示波器功能概述 捕获、观察、测量、分析波形的工具 ！ 波的类型和参数 大多数波都属于如下类型： 正弦波 方波和矩形波 三角波和锯齿波 阶跃波和脉冲波 噪声波 复杂波 还有很多波是上述波形的组合 波的类型和参数 正弦波是基本波形，它具有和谐的数学特性，与正弦函数曲线的形状一样。时域中任何非正弦信号都是有基波和不同频率的各次谐波组成的。 波的类型和参数 时间参数 频率 周期 上升时间 下降时间 正脉宽 负脉宽 正占空比 负占空比 …… 波的类型和参数 电压参数 最大值 最小值 峰峰值 顶端值 底端值 幅度值 平均值 均方根值 过冲 预冲 …… 示波器结构框图 9 采样处理 内存 后处理 显示 垂直系统 触发系统 采样 采集处理 信号调理 后处理 显示 触发 通道输入 Amp - 3dB 例如：平均, MATH,滤波, 自动测量, FFT,直方图, MASK测试 存储深度 采样时钟 采样率 Sin(x)/x 内插算法 Bandwidth 选择示波器的三大基本原则 选择合适的带宽 时刻警惕采样率 捕获待测信号的全貌 数字示波器原理及主要指标 什么是“带宽”？ 带宽（英语：Bandwidth）指所占据或能够提供的频带宽度 信道/系统：带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度，一般以Hz为单位描述； 模拟信号：带宽又称为频宽，指信号所包含的频率分量， 一般以Hz为单位描述。例如模拟语音电话的信号带宽为3400Hz，一个PAL-D电视频道的带宽为8MHz； 数字信号：带宽是指单位时间内链路能够通过的数据量。由于数字信号的传输是通过模拟信号的调制完成的，为了与模拟带宽进行区分，数字信道的带宽一般直接用波特率或符号率来描述 数字示波器原理及主要指标 定义：输入正弦信号衰减到其实际幅度的70.7% （3dB）时的频率值，是表征示波器所能测量的频率范围，单位Hz。 数字示波器带宽一般都是指其前端放大器的模拟带宽。放大器相当于一个低通滤波器。 数字示波器原理及主要指标 示波器带宽 数字示波器原理及主要指标 仪器的带宽会对信号产生什么样的影响？ —高频信号幅度下降 —信号高频成分消失（也有好处，抑制噪声） 数字示波器原理及主要指标 下列图示为一个10MHz的方波在200MHz带宽和10MHz带宽示波器上的显示效果图。 200M带宽 示波器 10M带宽 示波器 如何选择示波器的带宽？ 数字示波器原理及主要指标 选择合适的带宽: 带宽并不是越高越好 数字示波器原理及主要指标 以谐波情况为核心选择带宽： 应该让示波器的带宽大于波形的主要谐波分量。 波 形 重要谐波数（基波10％） 正弦波 无谐波分量 方 波 1:9 三角波 1:3 脉冲波（占空比50％） 1:9 脉冲波（占空比25％） 1:14 脉冲波（占空比10％） 1:26 注：列出的影响波形的谐波数是基波的倍数。 数字示波器原理及主要指标 以上升时间为核心选择带宽： 应该让示波器的上升时间快于信号上升时间。 1:1 41% 2:1 22% 3:1 12% 4:1 5% 5:1 2% 7:1 1% 10:1 0.5% 信号上升时间