电子测量原理第2版 詹惠琴 古天祥第5章.ppt

CRT波形显示原理小结 （1）示波管是电—光变换的显示器件，荧光物质的余辉现象是示波器能够连续显示波形的基础。 （2）示波管的线性偏转特性是示波器显示不失真波形和测量有关参数的原理依据。 （3）扫描是展开信号波形所必须的。为了获得不失真的时域波形，扫描正程电压必须是与时间成正比的周期性锯齿波。 （4）被测信号必须是周期性信号，扫描必须反复进行，并且信号与扫描电压同步。 （5）为了清晰显示出扫描正程其间的波形，需进行扫描正程的增辉及扫描回程和休止期的消隐。 （6）为了保证每次扫描得到的波形能够在荧光屏上水平重合，扫描休止期是不可少的。 5.4.1 概述 各种电信号可归纳为两大类：一类是周期性重复信号，另一类是非周期和单次的信号。对于第一类信号，可以用模拟示波器（例如宽带示波器和取样示波器）观测；对于第二类信号，普通的模拟示波器是无法观测的。要观察单次和非周期性的信号，示波器必须具有波形存储的能力。 实现模拟信号波形存储，技术上是比较困难的 数字存储示波器将输入信号波形进行数字化，而后存入数字存储器中，可以对被测信号进行长期存储 数字示波器的出现使传统示波器的功能发生了重大变革 随机采样方式容许在触发信号之前采样，可以提供预触发信息；而顺序采样方式的全部采样必须在触发信号之后产生，不能提供预触发信息。因而，随机采样方式已在很大的范围内取代了顺序采样方式。 但从实现技术来说，随机采样较复杂。目前，多数的数字示波器都具备实时采样和随机采样两种采样方式，以便既能观测单次信号，又可观测频率很高的重复信号。 微波频率段信号的示波器通常还是采用顺序采样方式，这是因为对100GHz微波频率，被测信号的周期仅为0.01ns，示波器在如此小时间窗口中进行随机采样，有效的随机采样出现的概率就很小，想要获得恢复整个波形所需要的全部采样点，将会花去很长的时间。顺序采样方式可迫使采样点发生在所需的时间窗口内，因此易于很快获得整个波形。 （2）数字示波器具有存储信号的能力，这种能力对观察单次出现的瞬变信号尤为有利。 动态信号（如单次冲击波、放电现象等）是在短暂的一瞬间产生，在模拟示波器的屏幕上一闪而过，很难观察。数字示波器问世以前，屏幕照相和记忆示波管是“存储”波形所采取的主要方法。数字示波器采用波形数字存储技术，其存储时间可以是无限长的。 （3）数字示波器的存储波形的能力极大丰富了显示内容，方便对信号的观测。 数字存储示波器具有多种显示方式，如存储显示、滚动显示和触发显示等。并可存储多个波形，并且可以多个波形同时显示。由于具有存储能力，不仅能显示触发后的信号，而且能显示触发前的信号，并且可以任意选择超前或滞后显示的时间。除此之外，数字示波器具有先进的触发功能，与存储器配合可提供多种触发方式，方便对信号进行观测与分析。 （5）具有很强的处理能力。 这是由于数字示波器内含有微处理器，因而能自动实现多种波形参数的数字式测量与显示，例如上升时间、下降时间、脉宽、频率、峰—峰值等参数的测量与显示。能对波形实现多种复杂的处理，例如取平均值、取上下限值、频谱分析以及对两波形进行加、减、乘等运算处理。同时还具有许多自动功能，例如自检与自校等。 （6）具有数字信号的输入/输出功能。 可以通过各种通信接口，很方便地将存储的数据送到计算机、合成信号源或其他外部设备，进行更复杂的数据运算或分析处理，以及复杂波形的产生。同时还可以通过各种通信接口与计算机一起构成自动测试系统。 * * * * * * * * * * * * * 5.3.4 通用示波器X通道（水平系统） （4）触发极性选择和触发电平调节 触发极性和触发电平两者共同决定触发脉冲产生的时刻，并决定扫描的起点，即被显示信号的起始点。 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被观测信号的电平。它有正电平、负电平和零电平之分，触发点分别位于触发信号上部、下部和中部。 调节触发极性和触发电平，可便于对波形的观测和比较，下图分别为不同触发极性和触发电平下显示的波形（设被测信号为正弦波）。 * 5.3.4 通用示波器X通道（水平系统） （5）放大整形电路 由于输入到触发电路的波形复杂，频率、幅度、极性都可能不同，而扫描信号发生器要稳定工作，对触发信号有一定的要求，如边沿陡峭和幅度适中等。因此，需对触发信号进行放大、整形。整形电路的基本形式是电压比较器，当输入的触发源信号通过“触发极性”和“触发电平”选择，其信号电平达到某一设定值时，比较电路翻转，输出矩形波，然后经过微分整形，变成触发脉冲。 * 5.3.4 通用示波器X通道（水平系统） 2. 扫描发生器环 （1）扫描发生器