示波器工作原理.ppt

测量图22.示波器的前面板调节控制部分示波器包含四个不同的基本系统：垂直系统、水平系统、触发系统和显示系统。理解每一个系统的含义，有助于您更有效地应用示波器，完成特定的测量任务。下面简要描述模拟和数字示波器的基本的系统和调节控制。模拟和数字示波器的一些控制并不相同。示波器的前面板分为三个主要的区域，标注为垂直区、水平区和触发区。由于模式和类型（模拟或数字）不同，您的示波器也许还有其他的区域。参看图22，当使用示波器时，为接收输入信号，需要对以下配置进行调整：示波器的各个系统和控制01波形垂直的位置和标度由垂直控制部分调控。垂直控制还能设置耦合方式和其他的信号条件。通用垂直控制包括：端接设备:1M欧/50欧;耦合方式:DC直流/AC交流/GND地线;位置;偏移;转置－开/关;标度;可变;缩放;带宽限制:20MHz/250MHz/全带宽;?信号的衰减和放大值:通过控制伏特/格，可以把信号的幅度调整到期望测量范围内。?时基:通过控制秒/格，可以显示屏中每一水平刻度代表的时间量。?示波器触发:利用触发电平，可以稳定重复信号，或者触发单一的事件。垂直系统和控制02位置和每刻度电压垂直位置控制使您能按照需求准确地上下移动波形。调节每刻度电压值（通常记为volts/div，伏特/格），那么显示波形大小会随之改变。较好的通用示波器可以精确显示信号电平范围大概是从4微伏到40伏特。伏特/格是一个标度因数。假设分为八个主要的刻度格子，如果伏特/格设置为5伏特，则八个垂直格中的每一个都表示5伏特，那么从下到上整个屏幕可以显示40伏特。如果设置的是0.5伏特/格，那么从下到上可以显示4伏特，依此类推。屏幕显示的最大电压是伏特/格乘上垂直刻度的数量。注意探头有1X或10X，它也影响标度因数。如果示波器没有把伏特/格除以衰减系数，那么您自己应该留意。通常，伏特/格有可变的增益控制或精密增益控制，使显示的信号标度在数个合适的刻度内。利用这样的控制方式，方便对上升时间等的测量。输入耦合耦合指的是一个电路与另外一个电路中的电信号的连接方式。既然这样，那么输入耦合就指测试电路与示波器的连接。耦合方式可以设置为DC、AC或者地线。DC耦合会显示所有输入信号。而AC耦合去除信号中的直流成分，结果是显示的波形始终以零电压为中心。图23图解了两者的不同之处。地线地线的设置不需要输入信号与垂直系统相连。观察地线，就可以知道屏幕中零电压的位置。如果使用的是地线输入耦合和自动触发模式，那么屏幕中就有一条表示零电压值的水平线。测试信号电压相对地的电平值的便捷方法为，把耦合从DC转换到地，再重新转换回DC。带宽限制大多数示波器中存在限制示波器带宽的电路。限制带宽后，可以减少显示波形中不时出现的噪声，显示的波形会显得更为清晰。请注意，在消除噪声的同时，带宽限制同样会减少或消除高频信号成分。交替和断续显示模式模拟示波器显示多个信道时采用交替（alternate）或断续（chop）模式。（许多数字示波器可以同时表示多个信道，而不需要使用间隔和交替模式。）交替模式轮流绘制每一通道：示波器首先完成通道1的扫描，马上对通道2进行扫描，接着又扫描通道1，如此循环。这一模式适用于中速到高速的信号，此时秒/格标度设置在0.5ms，甚至更快。断续模式是示波器前后变换着描绘信号中的一小段。变换的速度相当快，人眼难以注意到，波形看上去也是一个整体。典型地，捕获的扫描速度为1ms或者更低的慢速信号，可以采用这一模式。图24图解出两者的不同之处。有时为了得到最好的显示效果，需要在两种模式中作出选择。水平系统和控制示波器的水平系统与输入信号有更多的直接联系，采样速率和记录长度等需要在此设定。水平控制用来表示波形水平方向的位置和标度。通用的水平控制包括：主时基;延迟时基;XY模式;标度:波形踪迹区分;记录长度;分辨率;采样速率;触发位置;缩放;捕获控制对数字示波器，用户可以控制捕获系统如何处理信号。请察看您自己的示波器的捕获选项。图25给出的是一个捕获菜单的例子。捕获模式捕获模式控制如何从采样点中产生出波形点。采样点是直接从模数转换器（ADC）中得到的数字值。采样间隔指的是相邻采样点的时间。波形点指的是存储在存储区内的数字值，它将重构显示波形。相邻波形点之间的时间差用波形间隔表示。采样间隔和波形间隔可以一致，也可以不一样。由此产生出几种不同的实际捕获模式，其中一个波形点可以由数个捕获的采样点序列构成，另外有一种捕获模式，波形点是由若干捕获产