《电子测量技术基础》课件_第4章 示波器.pptx

——XXX学校;;;;示波器出现至今才100多年，正真发展也就70多年，主要经历了模拟示波器、数字示波器、混合示波器、虚拟示波器等发展阶段。;0、关键器件—阴极射线管

十九世纪七十年代末——二十世纪初;一、初期——模拟示波器

二十世纪四十年代末——八十年代初;;TEK-7104模拟示波器

【1979年，带宽高达1GHz，代表了模拟示波器最高技术水平】;;;美国泰克公司：1980’s—1990’s

从模拟示波器到数字示波器转变的十年;LecroyDSO9400数字示波器

【1985年，力科第一款数字示波器】;三、后期——混合示波器

二十世纪初——今;美国力科公司

WaveMaster8Zi-B系列混合示波器

【带宽：4GHz-30GHz】;美国是德公司

示波器产品系列;;;WilliamCrookes

英国化学家，物理学家;;示波器发展主要事件及关键人物;1、模拟示波器

模拟示波器是采用模拟电路技术制作出来的一类早期示波器，主要由阴极射线示波管、偏转系统等部件制作出来。;2、数字示波器

在模拟示波器基础上，通过采用A/D转换、数字信号处理、图形显示等一系列数字技术所开发出来的一类新型示波器。;数字示波器主要优点：

存储功能—数字示波器都有存储功能，不光能存储设置，还能存储波形。正是利用了这个模拟示波器所不具备的特点，导致了应用上的诸多便利；

触发功能—不光有模拟简单的边沿触发功能，脉和单次触发更是首次引入，目前几乎所有的数字示波器都有这3种基本功能；触发位置设定，可以任意定义触发点；

捕获能力—可选的采样模式，峰值，平均，包络，可方便的捕获毛刺；

运算能力—不仅可进行数学运算，还能进行FFT分析；

均匀显示—无论是高速信号，还是低速信号，单次脉冲，还是重复波形，显示亮度一样均匀；

自动测量—可对电压，时间参数进行自动测量，减少了读数误差；

自我校准—开机自检，不需要人工对水平和垂直进行校准；

连接能力—与计算机，打印机，绘图仪方便的链接能力。;;4.1.4应用领域;对于设计这样的仪器，需要解决的主要问题有：

(1)如何将电信号转化成人类眼睛可以感知的图像；

(2)显示的图像必须要稳定清晰，便于人眼的观察；

(3)显示的电信号图像中要包括所需要的电学参数。;;4.2示波器基本结构与工作原理

4.2.1模拟示波器

1、基本硬件结构;;(1)主机系统：主要由阴极射线示波管、显示电路、增辉电路、电源、校准信号发生器等构成。

其主要作用是：电源电路将交流电变换成多种高、低压电源，以满足阴极射线示波管及其他电路的工作需要；显示电路给示波管的各电极加上一定数值的电压，使电子枪产生高速聚束的电子流；校准信号发生器则提供幅度、周期都很精确的方波信号，用做校准示波器的有关性能指标。;;;通过对电子束的偏转控制，将被测电压（即控制Y偏转系统的电压）的幅值及极性显示在荧光屏上。阴极示波管中的电子枪产生并形成高速、聚束的电子束，去轰击荧光屏使之发光。

阴极射线示波管中的X偏转系统和Y偏转系统分别在水平系统和垂直系统的电压信号作用下，控制电子束在水平方向和垂直方向的运动，其中Y方向的控制电压通常就是所要显示的被测电压。

阴极射线示波管终端的荧光屏在电子束的撞击下，便会发出人眼可见的光点，最终显示出人眼可见的光线。;模拟示波器工作原理示意图：;数字示波器的基本硬件组成见下图所示。

主要由数据采样电路、A/D转换器、数字时基发生器、地址计数器、存储器等构成。;;数据采样电路

数据采样电路主要是由一个信号采样保持器构成。

其主要作用是：将连续波形信号离散化成一个个脉冲序列信号，为被测信号的数字化做好准备。

A/D转换器

A/D转换器的主要作用是：将每一个离散化的模拟量进行A/D转换，得到相应的数字量，再把这些数字量按顺序存放在RAM中。

A/D转换器是波形存储的关键部件，它决定了数字示波器的最高取样速率、存储带宽以及垂直分辨力等多项指标。

数字时基发生器

数字时基发生器的主要作用是：用于产生采样脉冲信号，以控制A/D转换器的采样速率和存储器的写入速度。;地址计数器

地址计数器主要作用是：用来产生存储器地址信号，它由二进制计数器组成。计数器的位数由存储容量来决定。

存储器

存储器是波