第5章 電子示波器課件

1、第第5章章 電子示波器電子示波器第第5章章 電子示波器電子示波器 5.1 概概 述述5.2 模擬示波器模擬示波器5.3 雙蹤和雙線示波器雙蹤和雙線示波器5.4 高速和取樣示波器高速和取樣示波器5.5 記憶示波器記憶示波器5.6 數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器第第5章章 電子示波器電子示波器5.1 概概 述述 電子示波器簡(jiǎn)稱示波器。它是一種用熒光屏顯示電子示波器簡(jiǎn)稱示波器。它是一種用熒光屏顯示電量隨時(shí)間變化過(guò)程的電子測(cè)量?jī)x器。電量隨時(shí)間變化過(guò)程的電子測(cè)量?jī)x器。它能把人的肉它能把人的肉眼無(wú)法直接觀察的電信號(hào)，轉(zhuǎn)換成人眼能夠看到的波眼無(wú)法直接觀察的電信號(hào)，轉(zhuǎn)換成人眼能夠看到的波形，具體顯示在示波屏幕上

2、，以便對(duì)電信號(hào)進(jìn)行定性形，具體顯示在示波屏幕上，以便對(duì)電信號(hào)進(jìn)行定性和定量觀測(cè)，其它非電物理量亦可經(jīng)轉(zhuǎn)換成為電量使和定量觀測(cè)，其它非電物理量亦可經(jīng)轉(zhuǎn)換成為電量使用示波器進(jìn)行觀測(cè)，因此示波器是一種廣泛應(yīng)用的電用示波器進(jìn)行觀測(cè)，因此示波器是一種廣泛應(yīng)用的電子測(cè)量?jī)x器，它普遍地應(yīng)用于國(guó)防、科研、學(xué)校以及子測(cè)量?jī)x器，它普遍地應(yīng)用于國(guó)防、科研、學(xué)校以及工、農(nóng)、商業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。工、農(nóng)、商業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。第第5章章 電子示波器電子示波器5.1.1 示波器的分類示波器的分類1. 從性能和結(jié)構(gòu)出發(fā)，可將示波器分為從性能和結(jié)構(gòu)出發(fā)，可將示波器分為模擬示波模擬示波器器、數(shù)字示波器數(shù)字示波器、混合示波器混合示波器和和專

3、用示波器專用示波器。 (1) 模擬示波器模擬示波器第第5章章 電子示波器電子示波器 通用示波器通用示波器： 采用采用單束示波管單束示波管的示波器。這類示波器的示波器。這類示波器采用單束示波管，有采用單束示波管，有單蹤型單蹤型和和多蹤型多蹤型，能夠定性、定量地觀，能夠定性、定量地觀測(cè)信號(hào)，是最常用的示波器。多蹤示波器是采用單束示波管測(cè)信號(hào)，是最常用的示波器。多蹤示波器是采用單束示波管而帶有電子開關(guān)的示波器，它能同時(shí)觀測(cè)幾路信號(hào)的波形及而帶有電子開關(guān)的示波器，它能同時(shí)觀測(cè)幾路信號(hào)的波形及其參數(shù)，或?qū)蓚€(gè)以上的信號(hào)進(jìn)行比較。其參數(shù)，或?qū)蓚€(gè)以上的信號(hào)進(jìn)行比較。 多束示波器多束示波器：采用：采用多束示

4、波管多束示波管的示波器。與通用示波的示波器。與通用示波器的疊加或交替顯示多個(gè)波形不同，其屏上顯示的每個(gè)波形器的疊加或交替顯示多個(gè)波形不同，其屏上顯示的每個(gè)波形都由單獨(dú)的電子束產(chǎn)生，能同時(shí)觀測(cè)、比較兩個(gè)以上的波形。都由單獨(dú)的電子束產(chǎn)生，能同時(shí)觀測(cè)、比較兩個(gè)以上的波形。 取樣示波器取樣示波器：它根據(jù)取樣原理：它根據(jù)取樣原理將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻將高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為低頻信號(hào)信號(hào)，然后再用通用示波器顯示其波形。這樣，被測(cè)信號(hào)的，然后再用通用示波器顯示其波形。這樣，被測(cè)信號(hào)的周期被大大展寬，便于觀察信號(hào)的細(xì)節(jié)部分，常用于觀測(cè)周期被大大展寬，便于觀察信號(hào)的細(xì)節(jié)部分，常用于觀測(cè)300MHz以上的高頻信號(hào)及脈沖寬度

5、為納秒級(jí)的窄脈沖信號(hào)。以上的高頻信號(hào)及脈沖寬度為納秒級(jí)的窄脈沖信號(hào)。目前已被數(shù)字存儲(chǔ)示波器或數(shù)字取樣示波器所取代。目前已被數(shù)字存儲(chǔ)示波器或數(shù)字取樣示波器所取代。第第5章章 電子示波器電子示波器 (2) 數(shù)字示波器數(shù)字示波器 數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器DSO (Digital Storage Oscilloscope)它能將電信號(hào)它能將電信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化經(jīng)過(guò)數(shù)字化及后置處理后及后置處理后再重建波形再重建波形，具，具有記憶、存儲(chǔ)被觀測(cè)信號(hào)的功能，可以用來(lái)觀測(cè)和比較單次有記憶、存儲(chǔ)被觀測(cè)信號(hào)的功能，可以用來(lái)觀測(cè)和比較單次過(guò)程和非周期現(xiàn)象、低頻和慢速信號(hào)以及在不同時(shí)間或不同過(guò)程和非周期現(xiàn)象、低頻和慢速

6、信號(hào)以及在不同時(shí)間或不同地點(diǎn)觀測(cè)到的信號(hào)。它往往還具有豐富的地點(diǎn)觀測(cè)到的信號(hào)。它往往還具有豐富的波形運(yùn)算能力波形運(yùn)算能力，如，如加加、減減、乘乘、除除、峰值峰值、平均平均、內(nèi)插內(nèi)插、FFT、濾波濾波等，并可等，并可方便地與計(jì)算機(jī)及其它數(shù)字化儀器交換數(shù)據(jù)。方便地與計(jì)算機(jī)及其它數(shù)字化儀器交換數(shù)據(jù)。第第5章章 電子示波器電子示波器第第5章章 電子示波器電子示波器 數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器DPO (Digital Phosphor Oscilloscope) 采用先進(jìn)的數(shù)字熒光技術(shù)，能夠通過(guò)多層次輝度或彩采用先進(jìn)的數(shù)字熒光技術(shù)，能夠通過(guò)多層次輝度或彩色顯示長(zhǎng)時(shí)間信號(hào)色顯示長(zhǎng)時(shí)間信號(hào)，具有傳統(tǒng)模擬示

7、波器和現(xiàn)代數(shù)字存儲(chǔ)，具有傳統(tǒng)模擬示波器和現(xiàn)代數(shù)字存儲(chǔ)示波器的雙重特點(diǎn)。示波器的雙重特點(diǎn)。DSO使用串行處理的體協(xié)結(jié)構(gòu)來(lái)捕獲、使用串行處理的體協(xié)結(jié)構(gòu)來(lái)捕獲、顯示和分析信號(hào)；而顯示和分析信號(hào)；而DPO應(yīng)用并行結(jié)構(gòu)體系采用應(yīng)用并行結(jié)構(gòu)體系采用ASIC硬硬件構(gòu)架捕獲波形圖象，提供高速率的波形采集率，信號(hào)的件構(gòu)架捕獲波形圖象，提供高速率的波形采集率，信號(hào)的可視化程度很高?？梢暬潭群芨摺?第第5章章 電子示波器電子示波器第第5章章 電子示波器電子示波器(3) 混合示波器混合示波器混合信號(hào)示波器是把混合信號(hào)示波器是把數(shù)字示波器數(shù)字示波器對(duì)信號(hào)細(xì)節(jié)的分對(duì)信號(hào)細(xì)節(jié)的分析能力和析能力和邏輯分析儀邏輯分析儀對(duì)多通

8、道的定時(shí)測(cè)量能力組合在對(duì)多通道的定時(shí)測(cè)量能力組合在一起的儀器，例如一起的儀器，例如Agilent 6000系列示波器。系列示波器。第第5章章 電子示波器電子示波器(4) 專用示波器專用示波器不屬于以上幾類、能滿足特殊用途的示波器稱為不屬于以上幾類、能滿足特殊用途的示波器稱為專用示波器或特殊示波器。例如監(jiān)測(cè)和調(diào)試電視系統(tǒng)專用示波器或特殊示波器。例如監(jiān)測(cè)和調(diào)試電視系統(tǒng)的的電視示波器電視示波器，主要用于調(diào)試彩色電視中有關(guān)色度信，主要用于調(diào)試彩色電視中有關(guān)色度信號(hào)幅度和相位的號(hào)幅度和相位的矢量示波器矢量示波器等等。等等。第第5章章 電子示波器電子示波器Agilent 89600系列矢量信號(hào)分析儀系列矢

9、量信號(hào)分析儀可以用星座圖、眼圖、網(wǎng)格圖或頻譜圖顯示可以用星座圖、眼圖、網(wǎng)格圖或頻譜圖顯示測(cè)量結(jié)果，可以檢測(cè)符號(hào)間干擾、正交平衡和誤測(cè)量結(jié)果，可以檢測(cè)符號(hào)間干擾、正交平衡和誤差、雜散響應(yīng)等，測(cè)量載波峰值、時(shí)間和幅度上差、雜散響應(yīng)等，測(cè)量載波峰值、時(shí)間和幅度上的狀態(tài)躍變等。除外，還可以用三維顯示信號(hào)隨的狀態(tài)躍變等。除外，還可以用三維顯示信號(hào)隨時(shí)間變化的行為，信號(hào)幅度以彩色或灰度表示。時(shí)間變化的行為，信號(hào)幅度以彩色或灰度表示。第第5章章 電子示波器電子示波器2. 根據(jù)目前示波器發(fā)展現(xiàn)狀，示波器可分為以下九類：根據(jù)目前示波器發(fā)展現(xiàn)狀，示波器可分為以下九類： 模擬示波器模擬示波器：簡(jiǎn)易示波器、示教示波器

10、、高靈敏：簡(jiǎn)易示波器、示教示波器、高靈敏度示波器、慢掃描度示波器、慢掃描(超低頻超低頻)示波器、多線示波器及多蹤示波器、多線示波器及多蹤示波器等。示波器等。 取樣示波器取樣示波器：高阻取樣示波器、低阻取樣示波器：高阻取樣示波器、低阻取樣示波器及時(shí)域反射儀等。及時(shí)域反射儀等。 存儲(chǔ)示波器存儲(chǔ)示波器：記憶示波器及數(shù)字存儲(chǔ)示波器等。：記憶示波器及數(shù)字存儲(chǔ)示波器等。 數(shù)字智能化示波器數(shù)字智能化示波器：數(shù)字讀出示波器、數(shù)字處理：數(shù)字讀出示波器、數(shù)字處理示波器及智能化示波器等。示波器及智能化示波器等。第第5章章 電子示波器電子示波器 電視示波器電視示波器：矢量示波器、波形監(jiān)視器及選行示：矢量示波器、波形監(jiān)

11、視器及選行示波器。波器。 邏輯分析儀邏輯分析儀：邏輯示波器及邏輯分析儀等。：邏輯示波器及邏輯分析儀等。 XY示波器示波器：XY示波器及立體場(chǎng)示波器等。示波器及立體場(chǎng)示波器等。 顯示器顯示器：CRT終端及監(jiān)視示波器等。終端及監(jiān)視示波器等。 特點(diǎn)示波器特點(diǎn)示波器：高壓示波器、行波示波器及雷達(dá)示：高壓示波器、行波示波器及雷達(dá)示波器等。波器等。第第5章章 電子示波器電子示波器5.1.2 電子示波器的電子示波器的基本特點(diǎn)基本特點(diǎn)是：是： 能顯示信號(hào)波形，可測(cè)量瞬時(shí)值，具有能顯示信號(hào)波形，可測(cè)量瞬時(shí)值，具有直觀性直觀性； 輸入阻抗高輸入阻抗高，對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小；，對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小； 測(cè)量測(cè)量靈敏度高靈敏度

12、高，并有較強(qiáng)的過(guò)載能力。目前示波器，并有較強(qiáng)的過(guò)載能力。目前示波器的最高靈敏度可達(dá)到的最高靈敏度可達(dá)到4V/Div (伏格伏格)； 工作頻帶寬工作頻帶寬，速度快速度快，便于觀察高速變化的波形的，便于觀察高速變化的波形的細(xì)節(jié)。目前示波器的頻率帶寬可達(dá)細(xì)節(jié)。目前示波器的頻率帶寬可達(dá)6GHz，采樣率可達(dá)，采樣率可達(dá)20GSa/s（Agilent 54855A）；）； 在示波器的熒光屏上可描繪出任意兩個(gè)電壓或電流在示波器的熒光屏上可描繪出任意兩個(gè)電壓或電流量的函數(shù)關(guān)系，故可作為比較信號(hào)用的高速量的函數(shù)關(guān)系，故可作為比較信號(hào)用的高速X-Y記錄儀記錄儀。第第5章章 電子示波器電子示波器5.1.3 示波器的

13、示波器的主要用途主要用途是：是： 觀測(cè)電信號(hào)觀測(cè)電信號(hào)波形波形。 測(cè)量電壓電流的測(cè)量電壓電流的幅度幅度、頻率頻率、時(shí)間時(shí)間、相位相位等電等電量參數(shù)。量參數(shù)。 顯示電子網(wǎng)絡(luò)的顯示電子網(wǎng)絡(luò)的頻率特性頻率特性。 顯示電子器件的顯示電子器件的伏安特性伏安特性。示波器除直接用于示波器除直接用于電量測(cè)試電量測(cè)試外，也可配以其他設(shè)外，也可配以其他設(shè)備組成備組成綜合測(cè)量?jī)x器綜合測(cè)量?jī)x器。第第5章章 電子示波器電子示波器5.1.4 示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能 為了正確選擇和使用示波器，須了解以下六項(xiàng)最為了正確選擇和使用示波器，須了解以下六項(xiàng)最重要的性能指標(biāo)。重要的性能指標(biāo)。 1. 頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)

14、(頻帶寬度頻帶寬度) 示波器最重要的工作特性就是頻率響應(yīng)示波器最重要的工作特性就是頻率響應(yīng)fh，也叫帶，也叫帶寬寬。這是指垂直偏轉(zhuǎn)通道。這是指垂直偏轉(zhuǎn)通道(Y方向放大器方向放大器)對(duì)正弦波的幅對(duì)正弦波的幅頻響應(yīng)下降到中心頻率的頻響應(yīng)下降到中心頻率的0.707(-3dB)的頻率范圍。的頻率范圍。第第5章章 電子示波器電子示波器 由于信號(hào)通過(guò)線性電路時(shí)，輸出信號(hào)的頻譜由于信號(hào)通過(guò)線性電路時(shí)，輸出信號(hào)的頻譜G()等于輸入信號(hào)的頻譜等于輸入信號(hào)的頻譜F()乘以電路的頻率特性乘以電路的頻率特性K() ，即即G()= F() K() 。 所以，如果要求任意形狀信號(hào)通過(guò)該電路時(shí)不產(chǎn)所以，如果要求任意形狀信號(hào)

15、通過(guò)該電路時(shí)不產(chǎn)生畸變，就生畸變，就要求電路對(duì)被傳輸信號(hào)的所有頻譜分量的要求電路對(duì)被傳輸信號(hào)的所有頻譜分量的幅頻特性為常數(shù)幅頻特性為常數(shù)。示波器垂直偏轉(zhuǎn)通道的帶寬必須足。示波器垂直偏轉(zhuǎn)通道的帶寬必須足夠?qū)?，如果通道的帶寬不夠，則對(duì)于信號(hào)的不同頻率夠?qū)?，如果通道的帶寬不夠，則對(duì)于信號(hào)的不同頻率分量，通道的增益不同，信號(hào)波形便會(huì)產(chǎn)生失真。分量，通道的增益不同，信號(hào)波形便會(huì)產(chǎn)生失真。 為了能夠顯示窄脈沖，示波器為了能夠顯示窄脈沖，示波器y通道帶寬必須很寬。通道帶寬必須很寬。 第第5章章 電子示波器電子示波器 2偏轉(zhuǎn)靈敏度偏轉(zhuǎn)靈敏度(S) 單位輸入信號(hào)電壓?jiǎn)挝惠斎胄盘?hào)電壓uy引起光點(diǎn)在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的引

16、起光點(diǎn)在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離距離H稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度稱為偏轉(zhuǎn)靈敏度S：dHSHuuHSyy(5.1.1)(5.1.2)則則式中式中d為偏轉(zhuǎn)因數(shù)，是靈敏度的倒數(shù)為偏轉(zhuǎn)因數(shù)，是靈敏度的倒數(shù)1/S。S的單位為的單位為cm/V、cm/mV或或diVV(格伏格伏)，d的單位為的單位為V/cm。在測(cè)。在測(cè)量時(shí)，如果量時(shí)，如果d2V/cm，熒光屏上，熒光屏上uy波形高度波形高度H2.6cm，則所觀察波形的電壓則所觀察波形的電壓uy2V/cm2.6cm5.2V。第第5章章 電子示波器電子示波器3. 掃描頻率掃描頻率示波器屏幕上光點(diǎn)水平掃描速度的高低可用掃描速度、時(shí)示波器屏幕上光點(diǎn)水平掃描速度的高低可用掃描速度、時(shí)基

17、因數(shù)、掃描頻率等指標(biāo)來(lái)描述?；驍?shù)、掃描頻率等指標(biāo)來(lái)描述。 掃描速度掃描速度就是光點(diǎn)水平移動(dòng)的速度，其單位是就是光點(diǎn)水平移動(dòng)的速度，其單位是cm/s或或div/s(格格/秒秒)。掃描速度的倒數(shù)稱為時(shí)基因數(shù)掃描速度的倒數(shù)稱為時(shí)基因數(shù)，它表示光點(diǎn)水平，它表示光點(diǎn)水平移動(dòng)單位長(zhǎng)度移動(dòng)單位長(zhǎng)度(cm或或div)所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。 掃描頻率掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。表示水平掃描的鋸齒波的頻率。掃描速度越高，示波器能夠展開高頻信號(hào)或窄脈沖信號(hào)波掃描速度越高，示波器能夠展開高頻信號(hào)或窄脈沖信號(hào)波形的能力越強(qiáng)，形的能力越強(qiáng)，示波器的掃描頻率范圍越寬越好示波器的掃描頻率范圍越寬越好。第第5章章

18、電子示波器電子示波器4. 輸入阻抗輸入阻抗 輸入阻抗是指示波器輸入端對(duì)地的電阻輸入阻抗是指示波器輸入端對(duì)地的電阻Ri和電容和電容Ci的并聯(lián)阻抗的并聯(lián)阻抗。在觀測(cè)信號(hào)波形時(shí)，把示波器輸入探頭。在觀測(cè)信號(hào)波形時(shí)，把示波器輸入探頭接到被測(cè)電路的觀察點(diǎn)，輸入阻抗越大，示波器對(duì)被接到被測(cè)電路的觀察點(diǎn)，輸入阻抗越大，示波器對(duì)被測(cè)電路的影響就越小，所以要求輸入電阻測(cè)電路的影響就越小，所以要求輸入電阻Ri大而輸入大而輸入電容電容Ci小。輸入電容小。輸入電容Ci在頻率越高時(shí)，對(duì)被測(cè)電路的在頻率越高時(shí)，對(duì)被測(cè)電路的影響越大。影響越大。第第5章章 電子示波器電子示波器 5. 示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器的瞬態(tài)響應(yīng) 指示波

19、器的垂直系統(tǒng)電路在方波脈沖輸入信號(hào)作指示波器的垂直系統(tǒng)電路在方波脈沖輸入信號(hào)作用下的過(guò)渡特性，用用下的過(guò)渡特性，用上升時(shí)間上升時(shí)間tr，下降時(shí)間下降時(shí)間tf，上沖上沖s0，下降下降sn ，預(yù)沖預(yù)沖sp及及下垂下垂等參數(shù)表示。等參數(shù)表示。上升時(shí)間上升時(shí)間tr是正脈沖波前沿從基本幅度是正脈沖波前沿從基本幅度A的的10%上上升到升到90%所需的時(shí)間；所需的時(shí)間；下降時(shí)間下降時(shí)間tf是正脈沖波后的沿從是正脈沖波后的沿從下垂后的幅度下垂后的幅度A1的的90%下降到下降到10%所需的時(shí)間。所需的時(shí)間。第第5章章 電子示波器電子示波器上沖上沖s0是脈沖波前沿的上沖量是脈沖波前沿的上沖量b與與A的百分比值，即

20、的百分比值，即%1000Abs下沖下沖sn是脈沖波后沿的下沖量是脈沖波后沿的下沖量f與與A的百分比值，即的百分比值，即%100Afsn預(yù)沖預(yù)沖sp是脈沖波階躍之前的預(yù)沖量是脈沖波階躍之前的預(yù)沖量d與與A的百分比值，即的百分比值，即%100Adsp下垂下垂是脈沖波平頂部分的傾斜幅度是脈沖波平頂部分的傾斜幅度e與與A的百分比值，即的百分比值，即%100Ae第第5章章 電子示波器電子示波器示波器說(shuō)明書上一般只給出上升時(shí)間示波器說(shuō)明書上一般只給出上升時(shí)間tr及上沖及上沖S0的數(shù)的數(shù)值。由于示波器中的放大器是線性網(wǎng)絡(luò)，值。由于示波器中的放大器是線性網(wǎng)絡(luò)，放大器的頻帶放大器的頻帶寬度寬度f(wàn)B與上升時(shí)間與上

21、升時(shí)間tr之間有確定的內(nèi)存關(guān)系：之間有確定的內(nèi)存關(guān)系：fBtr350。因此，因此，Brft350rBtf350示波器的上升時(shí)間示波器的上升時(shí)間tr越小越好。越小越好。瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)在相在相當(dāng)大的程度上決定了示波器所能觀測(cè)的脈沖信號(hào)的最小當(dāng)大的程度上決定了示波器所能觀測(cè)的脈沖信號(hào)的最小寬度。寬度?；蚧蚶纾豪纾篠BM-10A型示波器型示波器 fB30MHz，由此可求，由此可求得上升時(shí)間得上升時(shí)間tr：nsfthr121030350/3506第第5章章 電子示波器電子示波器 6掃描方式掃描方式 示波器中的掃描電壓鋸齒波是一種線性時(shí)間基線，分示波器中的掃描電壓鋸齒波是一種線性時(shí)間基線，分

22、成成連續(xù)掃描連續(xù)掃描和和觸發(fā)掃描觸發(fā)掃描兩種方式。兩種方式。為了測(cè)量信號(hào)間的時(shí)間關(guān)系，在擴(kuò)展功能的雙蹤或雙為了測(cè)量信號(hào)間的時(shí)間關(guān)系，在擴(kuò)展功能的雙蹤或雙線示波器中，發(fā)展了多種形式的線示波器中，發(fā)展了多種形式的雙時(shí)基掃描雙時(shí)基掃描，主要有：，主要有：延延遲掃描遲掃描、混合掃描混合掃描、交替掃描交替掃描等。它可同時(shí)提供兩路等。它可同時(shí)提供兩路X掃掃描時(shí)基信號(hào)，顯示兩種信號(hào)波形。描時(shí)基信號(hào)，顯示兩種信號(hào)波形。第第5章章 電子示波器電子示波器表表5.l.l 示波器性能對(duì)比示波器性能對(duì)比5.1.5 幾種示波器性能對(duì)比幾種示波器性能對(duì)比第第5章章 電子示波器電子示波器第第5章章 電子示波器電子示波器第第5

23、章章 電子示波器電子示波器5.2 模擬示波管模擬示波管5.2.1 模擬示波器基本組成模擬示波器基本組成通用模擬示波器主要由通用模擬示波器主要由示波管示波管、垂直（垂直（Y軸）通道軸）通道（主要是垂直放大）、（主要是垂直放大）、水平水平(X軸軸)通道通道(主要是掃描和主要是掃描和水平放大水平放大)以及以及主機(jī)主機(jī)（主要是高、低電源和顯示電路）（主要是高、低電源和顯示電路）等部分組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖等部分組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖5.2.1所示。所示。 第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.2.1 模擬示波器的基本結(jié)構(gòu)框圖模擬示波器的基本結(jié)構(gòu)框圖 垂直垂直(Y軸軸)通道通道水平水平(X軸軸)通道通道第

24、第5章章 電子示波器電子示波器1. 示波管示波管典型的示波器采用陰極射線示波管典型的示波器采用陰極射線示波管CRT作為顯示作為顯示器，其作用就是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)而加以顯示。器，其作用就是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)而加以顯示。主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三大部分組成。主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三大部分組成。第第5章章 電子示波器電子示波器陰極K發(fā)第一陽(yáng)極A1射電子槍聚焦燈絲FRP1輝度RP2聚焦輔助聚焦RP3第二陽(yáng)極A2Y1Y2偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)板X2X1偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏圖圖5.2.3 陰極射線示波管結(jié)構(gòu)示意圖陰極射線示波管結(jié)構(gòu)示意圖第第5章章 電子示波器電子示波器 電子槍電子槍電子槍的作用是發(fā)射電子

25、并形成聚束的高速電子流。它電子槍的作用是發(fā)射電子并形成聚束的高速電子流。它主要由燈絲主要由燈絲F、陰極、陰極K、控制柵極、控制柵極G、第一陽(yáng)極、第一陽(yáng)極A1、第二陽(yáng)、第二陽(yáng)極極A2和后加速陽(yáng)極和后加速陽(yáng)極A3組成。除燈絲外，其余電極的結(jié)構(gòu)均組成。除燈絲外，其余電極的結(jié)構(gòu)均是金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同一軸線上。是金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同一軸線上。 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用是使電子束產(chǎn)生在垂直和水平方向上的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用是使電子束產(chǎn)生在垂直和水平方向上的位移。位移。 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)位于第二陽(yáng)極之后，由兩對(duì)相互垂直且平行的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)位于第二陽(yáng)極之后，由兩對(duì)相互垂直且平行的金屬板金屬板X

26、、Y偏轉(zhuǎn)板（水平、垂直偏轉(zhuǎn)板）組成，其中偏轉(zhuǎn)板（水平、垂直偏轉(zhuǎn)板）組成，其中心軸線均與示波管的中心軸線重合，分別控制電子束在水平心軸線均與示波管的中心軸線重合，分別控制電子束在水平方向、垂直方向的偏轉(zhuǎn)。方向、垂直方向的偏轉(zhuǎn)。 第第5章章 電子示波器電子示波器 熒光屏熒光屏熒光屏是示波器的顯示部分，為圓形曲面或矩形熒光屏是示波器的顯示部分，為圓形曲面或矩形平面，其內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)，形成熒光膜。平面，其內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)，形成熒光膜。當(dāng)熒光物質(zhì)受到電子槍發(fā)射的高速電子束轟擊時(shí)當(dāng)熒光物質(zhì)受到電子槍發(fā)射的高速電子束轟擊時(shí)就能產(chǎn)生熒光亮點(diǎn)，就能產(chǎn)生熒光亮點(diǎn)，亮點(diǎn)的亮度取決于電子束中電子亮點(diǎn)的亮度取決于電子

27、束中電子的數(shù)目、密度和速度。的數(shù)目、密度和速度。第第5章章 電子示波器電子示波器5.2.3 示波管顯示原理示波管顯示原理1. 顯示隨時(shí)間變化的圖形顯示隨時(shí)間變化的圖形(1) 掃描的概念掃描的概念若想觀測(cè)一個(gè)隨時(shí)間變化的信號(hào)，例如若想觀測(cè)一個(gè)隨時(shí)間變化的信號(hào)，例如f(t)=Umsint，那，那么只要把被觀測(cè)的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓加到么只要把被觀測(cè)的信號(hào)轉(zhuǎn)變成電壓加到Y(jié)偏轉(zhuǎn)板上，電子束偏轉(zhuǎn)板上，電子束就會(huì)在就會(huì)在Y方向上隨信號(hào)的規(guī)律變化，任一瞬間的偏轉(zhuǎn)距離正方向上隨信號(hào)的規(guī)律變化，任一瞬間的偏轉(zhuǎn)距離正比于該瞬間比于該瞬間Y偏轉(zhuǎn)板上的電壓。但是如果水平偏轉(zhuǎn)板間沒加偏轉(zhuǎn)板上的電壓。但是如果水平偏轉(zhuǎn)板間沒加電

28、壓，則熒光屏上只能看到一條垂直的直線，如圖電壓，則熒光屏上只能看到一條垂直的直線，如圖5.2.3(a)所所示，時(shí)間基線示，時(shí)間基線(簡(jiǎn)稱時(shí)基線簡(jiǎn)稱時(shí)基線) 如圖如圖5.2.3(b)所示，被測(cè)信號(hào)隨時(shí)所示，被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的波形，如圖間變化的波形，如圖5.2.3(c)所示。所示。第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.2.3 掃描過(guò)程掃描過(guò)程(a) 被測(cè)信號(hào)被測(cè)信號(hào) (b) 只加信號(hào)電壓只加信號(hào)電壓 (c) 時(shí)間基線的獲得時(shí)間基線的獲得 (d) 信號(hào)波形在時(shí)間軸上展開信號(hào)波形在時(shí)間軸上展開 tUfmsin(t) 第第5章章 電子示波器電子示波器(2) 信號(hào)與掃描電壓的同步信號(hào)與掃描電壓的同步為

29、了得到穩(wěn)定的波形顯示，掃描鋸齒波電壓與被測(cè)信為了得到穩(wěn)定的波形顯示，掃描鋸齒波電壓與被測(cè)信號(hào)保持同步的關(guān)系，即要求掃描鋸齒波電壓的周期號(hào)保持同步的關(guān)系，即要求掃描鋸齒波電壓的周期T與被與被測(cè)信號(hào)周期測(cè)信號(hào)周期Ty保持整數(shù)倍的關(guān)系保持整數(shù)倍的關(guān)系(即即T=nTy)。第第5章章 電子示波器電子示波器(a) 信號(hào)信號(hào)(b) 同步同步(c) 不同步不同步圖圖5.2.4 掃描電壓與被測(cè)信號(hào)的同步關(guān)系示意圖掃描電壓與被測(cè)信號(hào)的同步關(guān)系示意圖第第5章章 電子示波器電子示波器(3) 連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描示波器中的掃描電壓鋸齒波是一種線性時(shí)間基線，分成連續(xù)掃描與示波器中的掃描電壓鋸齒波是一種線性

30、時(shí)間基線，分成連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描兩種方式，連續(xù)掃描的信號(hào)周期有兩種選擇：觸發(fā)掃描兩種方式，連續(xù)掃描的信號(hào)周期有兩種選擇： 掃描周期掃描周期T等于脈沖重復(fù)周期等于脈沖重復(fù)周期Ty。屏幕上出現(xiàn)的脈沖波形集中在。屏幕上出現(xiàn)的脈沖波形集中在時(shí)間基線的起始部分，即圖形在水平方向被壓縮，以致難以看清脈沖波時(shí)間基線的起始部分，即圖形在水平方向被壓縮，以致難以看清脈沖波形的細(xì)節(jié)，例如很難觀測(cè)它的前后沿時(shí)間。這種掃描方法一般不用于測(cè)形的細(xì)節(jié)，例如很難觀測(cè)它的前后沿時(shí)間。這種掃描方法一般不用于測(cè)量窄脈沖。量窄脈沖。 掃描周期掃描周期Tn等于脈沖底寬等于脈沖底寬t0。脈沖波形在水平方向得到展寬，可。脈沖波形在水平方

31、向得到展寬，可以觀察被測(cè)脈沖細(xì)節(jié)，但光點(diǎn)在水平方向多次掃描中，只有一次掃描出以觀察被測(cè)脈沖細(xì)節(jié)，但光點(diǎn)在水平方向多次掃描中，只有一次掃描出脈沖波形，因此顯示的脈沖波形本身很暗淡，而時(shí)基線卻很亮，這不僅脈沖波形，因此顯示的脈沖波形本身很暗淡，而時(shí)基線卻很亮，這不僅觀察困難，而且同步也較難。觀察困難，而且同步也較難。(4) 掃描過(guò)程的增輝掃描過(guò)程的增輝 實(shí)際上回掃是需要一定時(shí)間的，這就對(duì)顯示波形產(chǎn)生了一定的影響。實(shí)際上回掃是需要一定時(shí)間的，這就對(duì)顯示波形產(chǎn)生了一定的影響。第第5章章 電子示波器電子示波器2. 顯示任意兩個(gè)變量之間的關(guān)系顯示任意兩個(gè)變量之間的關(guān)系如果這兩個(gè)信號(hào)初相相同，則可在熒光屏上

32、畫出一如果這兩個(gè)信號(hào)初相相同，則可在熒光屏上畫出一條直線；若條直線；若X、Y方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，這條直線與水方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，這條直線與水平軸呈平軸呈45 ，如圖，如圖5.2.7(a)所示。如果這兩個(gè)信號(hào)初相相所示。如果這兩個(gè)信號(hào)初相相差差90 ，則在熒光屏上畫出一個(gè)正橢圓；若，則在熒光屏上畫出一個(gè)正橢圓；若X、Y方向的方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，則在熒光屏上畫出一個(gè)圓，如圖偏轉(zhuǎn)距離相同，則在熒光屏上畫出一個(gè)圓，如圖5.2.7(b)所示。所示。 第第5章章 電子示波器電子示波器 圖圖5.2.7 兩個(gè)同頻率信號(hào)構(gòu)成的李沙育圖形兩個(gè)同頻率信號(hào)構(gòu)成的李沙育圖形 (a) Uy與與Ux同相位；同相位； (b)

33、 Uy超前超前Ux 901t1301234Uy02340,2,4UXt(a)01234210312Uy34t0,4Uxt(b)第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.2.8 兩個(gè)同頻率信號(hào)構(gòu)成的李沙育圖形兩個(gè)同頻率信號(hào)構(gòu)成的李沙育圖形第第5章章 電子示波器電子示波器nx3 ， ny4nx2，ny3yxyxfnnf 第第5章章 電子示波器電子示波器2. Y軸通道軸通道(1) 輸入電路輸入電路輸入電路主要包括輸入電路主要包括探頭探頭、耦合方式轉(zhuǎn)換開關(guān)耦合方式轉(zhuǎn)換開關(guān)、衰減器衰減器、阻抗變換阻抗變換及及倒相放大器倒相放大器等部分，如圖等部分，如圖5.2.9所示。所示。圖圖5.2.9 Y通道輸入電路框

34、圖通道輸入電路框圖第第5章章 電子示波器電子示波器 探頭探頭無(wú)源探頭的結(jié)構(gòu)如圖無(wú)源探頭的結(jié)構(gòu)如圖5.2.10所示。所示。 圖圖5.2.10 無(wú)源探頭的結(jié)構(gòu)無(wú)源探頭的結(jié)構(gòu)第第5章章 電子示波器電子示波器具體做法是將示波器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的方波具體做法是將示波器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的方波加到探極上，用螺絲刀左右旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償電容加到探極上，用螺絲刀左右旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償電容C，直到調(diào)出，直到調(diào)出如圖如圖5.2.11(a)所示正確的方波所示正確的方波(即正確補(bǔ)償即正確補(bǔ)償)為止。否則，為止。否則，會(huì)產(chǎn)生如圖會(huì)產(chǎn)生如圖5.2.11(b)、(c)所示電容過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)乃倦娙葸^(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償?shù)牟ㄐ巍２ㄐ?。圖圖5.2.1

35、1 探極的補(bǔ)償結(jié)果探極的補(bǔ)償結(jié)果第第5章章 電子示波器電子示波器 耦合方式選擇開關(guān)。耦合方式選擇開關(guān)。 衰減器。衰減器。 阻抗變換及倒相放大器。阻抗變換及倒相放大器。 (2) 前置放大器前置放大器(3) 延遲級(jí)延遲級(jí)(4) 后置放大器后置放大器第第5章章 電子示波器電子示波器3. X軸通道軸通道X軸通道由觸發(fā)電路、掃描電路和軸通道由觸發(fā)電路、掃描電路和X軸放大器組成，軸放大器組成，其組成框圖如圖其組成框圖如圖5.2.12所示。所示。圖圖5.2.12 X軸通道組成框圖軸通道組成框圖第第5章章 電子示波器電子示波器(1) 觸發(fā)電路觸發(fā)電路觸發(fā)電路的作用在于選擇觸發(fā)源并產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的觸觸發(fā)電路的作用

36、在于選擇觸發(fā)源并產(chǎn)生穩(wěn)定可靠的觸發(fā)信號(hào)，以觸發(fā)掃描發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的掃描電壓。其組成發(fā)信號(hào)，以觸發(fā)掃描發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的掃描電壓。其組成框圖如圖框圖如圖5.2.13所示，主要由所示，主要由觸發(fā)源選擇觸發(fā)源選擇、耦合方式選擇開耦合方式選擇開關(guān)關(guān)、觸發(fā)電平觸發(fā)電平與與斜率選擇器斜率選擇器、放大整形電路放大整形電路等組成。等組成。 圖圖5.2.13 觸發(fā)電路組成框圖觸發(fā)電路組成框圖放 大 整形 電 路觸 發(fā) 電 平 及 斜 率 選 擇 器S3觸 發(fā) 電 平HFC3AC(H)C2ACC1S2DCS1內(nèi)外電 源第第5章章 電子示波器電子示波器 觸發(fā)源選擇。觸發(fā)源選擇。 觸發(fā)耦合選擇。觸發(fā)耦合選擇。 觸發(fā)方式

37、選擇。觸發(fā)方式選擇。 觸發(fā)電平及斜率選擇。觸發(fā)電平及斜率選擇。觸發(fā)電平及觸發(fā)極性可以直接從顯示波形上進(jìn)行觸發(fā)電平及觸發(fā)極性可以直接從顯示波形上進(jìn)行判斷，如圖判斷，如圖5.2.14所示。所示。 放大整形電路。放大整形電路。 第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.2.14 不同觸發(fā)電平、觸發(fā)極性下的波形不同觸發(fā)電平、觸發(fā)極性下的波形 (a) 被測(cè)正弦信號(hào)被測(cè)正弦信號(hào) (b) 零電平正極性觸發(fā)零電平正極性觸發(fā) (c) 正電平正極性觸發(fā)正電平正極性觸發(fā) (d) 正電平負(fù)極性觸發(fā)正電平負(fù)極性觸發(fā) (e) 負(fù)電平負(fù)極性觸發(fā)負(fù)電平負(fù)極性觸發(fā) (f) 負(fù)電平正極性觸發(fā)負(fù)電平正極性觸發(fā)第第5章章 電子示波器電

38、子示波器(2) 掃描信號(hào)發(fā)生器掃描信號(hào)發(fā)生器現(xiàn)代示波器通常用掃描發(fā)生器環(huán)來(lái)產(chǎn)生掃描信號(hào)，現(xiàn)代示波器通常用掃描發(fā)生器環(huán)來(lái)產(chǎn)生掃描信號(hào)，常由常由積分器積分器、掃描閘門掃描閘門及及比較和釋抑電路比較和釋抑電路組成，如圖組成，如圖5.2.15所示。所示。 圖圖5.2.15 掃描信號(hào)發(fā)生器組成框圖掃描信號(hào)發(fā)生器組成框圖第第5章章 電子示波器電子示波器5.2.4 示波器面板控制件的作用簡(jiǎn)介示波器面板控制件的作用簡(jiǎn)介亮度：軌跡亮度：軌跡亮度調(diào)節(jié)亮度調(diào)節(jié)電源開關(guān)電源開關(guān)電源指示燈電源指示燈聚焦：軌跡聚焦：軌跡清晰度調(diào)節(jié)清晰度調(diào)節(jié)熒光屏熒光屏 校準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)信號(hào)第第5章章 電子示波器電子示波器CH1或或CH2：被

39、測(cè)信號(hào)輸入端口：被測(cè)信號(hào)輸入端口被測(cè)信號(hào)耦合方式被測(cè)信號(hào)耦合方式AC：交流輸入：交流輸入DC：直流輸入直流輸入GND：輸入零信號(hào)輸入零信號(hào)垂直位移垂直位移水平位移水平位移被測(cè)信號(hào)輸入被測(cè)信號(hào)輸入第第5章章 電子示波器電子示波器ALT：兩個(gè)通道：兩個(gè)通道交替顯示交替顯示通道工作方式選擇通道工作方式選擇CH1或或CH2：1或或2單獨(dú)顯示單獨(dú)顯示CHOP：兩個(gè)通：兩個(gè)通道斷續(xù)顯示道斷續(xù)顯示ADD：顯示兩個(gè)：顯示兩個(gè)通道信號(hào)幅度的通道信號(hào)幅度的代數(shù)和或差代數(shù)和或差通道通道2極極性轉(zhuǎn)換性轉(zhuǎn)換第第5章章 電子示波器電子示波器電壓衰減及掃描速率電壓衰減及掃描速率VOLTS/DIV：調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈

40、敏度，指示靈敏度，指示垂直方向每格垂直方向每格的偏轉(zhuǎn)電壓值的偏轉(zhuǎn)電壓值VIRIABLE：連續(xù)調(diào)：連續(xù)調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度SEC/DIV：調(diào)節(jié)掃描：調(diào)節(jié)掃描速率，指示水平方向速率，指示水平方向每格的掃描時(shí)間每格的掃描時(shí)間X-Y工作方式：工作方式：CH1輸入輸入x軸信號(hào)軸信號(hào)VIRIABLE PLEE5：連續(xù)調(diào)節(jié)掃連續(xù)調(diào)節(jié)掃描速率描速率第第5章章 電子示波器電子示波器掃描方式選擇掃描方式選擇自動(dòng)（自動(dòng)（AUTO)：掃：掃描發(fā)生器自動(dòng)工作描發(fā)生器自動(dòng)工作常態(tài)（常態(tài)（NORM)單次（單次（SINGLE)被觸發(fā)或準(zhǔn)被觸發(fā)或準(zhǔn)備指示燈備指示燈電平（電平（LEVEL）：）：調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)在某調(diào)節(jié)

41、被測(cè)信號(hào)在某一電平觸發(fā)掃描一電平觸發(fā)掃描第第5章章 電子示波器電子示波器觸發(fā)方式選擇觸發(fā)方式選擇選擇觸發(fā)源信號(hào)選擇觸發(fā)源信號(hào)內(nèi)：內(nèi)：CH1 CH2外：外：LINE EXT觸發(fā)極性選擇：觸發(fā)極性選擇：選擇上升或下降選擇上升或下降沿觸發(fā)掃描沿觸發(fā)掃描接地接地外觸發(fā)輸入外觸發(fā)輸入CH1或或CH2選擇：選擇：“交替交替”或或“斷續(xù)斷續(xù)”工作方式時(shí)，選擇工作方式時(shí)，選擇頻率低的通道觸發(fā)頻率低的通道觸發(fā)單蹤顯示時(shí)，任選單蹤顯示時(shí)，任選其一，觸發(fā)信號(hào)均其一，觸發(fā)信號(hào)均來(lái)自于被顯示通道來(lái)自于被顯示通道選擇觸發(fā)信號(hào)選擇觸發(fā)信號(hào)耦合方式：耦合方式：AC/DC TV第第5章章 電子示波器電子示波器5.3 雙蹤和雙線

42、示波器雙蹤和雙線示波器 雙蹤和雙線示波器都可在一個(gè)示波管熒光屏上同雙蹤和雙線示波器都可在一個(gè)示波管熒光屏上同時(shí)顯示出兩個(gè)信號(hào)波形，用來(lái)比較被測(cè)系統(tǒng)的輸出和時(shí)顯示出兩個(gè)信號(hào)波形，用來(lái)比較被測(cè)系統(tǒng)的輸出和輸入信號(hào)，研究波形變換器的各級(jí)信號(hào)，觀察脈沖電輸入信號(hào)，研究波形變換器的各級(jí)信號(hào)，觀察脈沖電路各點(diǎn)波形，信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的波形畸變，測(cè)量相移路各點(diǎn)波形，信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的波形畸變，測(cè)量相移等等。等等。第第5章章 電子示波器電子示波器 5.3.1 雙蹤示波器雙蹤示波器 雙蹤示波器也稱雙蹤示波器也稱雙跡示波器雙跡示波器，它的垂直偏轉(zhuǎn)通道由，它的垂直偏轉(zhuǎn)通道由A和和B兩個(gè)通道組成。如圖兩個(gè)通道組成。如圖5.

43、3.1所示，兩個(gè)通道的輸出信所示，兩個(gè)通道的輸出信號(hào)在電子開關(guān)控制下，交替通過(guò)主通道加于示波管的同號(hào)在電子開關(guān)控制下，交替通過(guò)主通道加于示波管的同一對(duì)垂直偏轉(zhuǎn)板。一對(duì)垂直偏轉(zhuǎn)板。A、B兩個(gè)通道是相同的，包括衰減器、兩個(gè)通道是相同的，包括衰減器、射極跟隨器、前置放大器以及平衡倒相器。平衡倒相器射極跟隨器、前置放大器以及平衡倒相器。平衡倒相器的作用是把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)稱的波形輸出。的作用是把輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)稱的波形輸出。第第5章章 電子示波器電子示波器 與單蹤示波器不同的是前置放大器中設(shè)有移位控與單蹤示波器不同的是前置放大器中設(shè)有移位控制，可分別控制兩個(gè)顯示圖形的上下位置。電子開關(guān)制，可分別控制兩

44、個(gè)顯示圖形的上下位置。電子開關(guān)由觸發(fā)電路控制的一對(duì)放大器由觸發(fā)電路控制的一對(duì)放大器(或射極跟隨器或射極跟隨器)構(gòu)成，觸構(gòu)成，觸發(fā)電路的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)分別控制兩個(gè)放大器，把通道發(fā)電路的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)分別控制兩個(gè)放大器，把通道A或通道或通道B接于主通道。主通道由中間放大器、延遲線、接于主通道。主通道由中間放大器、延遲線、末級(jí)放大器組成，它對(duì)兩個(gè)通道是公用的。末級(jí)放大器組成，它對(duì)兩個(gè)通道是公用的。第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.3.1 雙蹤示波器垂直偏轉(zhuǎn)通道框圖雙蹤示波器垂直偏轉(zhuǎn)通道框圖第第5章章 電子示波器電子示波器 由面板開關(guān)控制的電子開關(guān)，可使雙蹤示波器工作于由面板開關(guān)控制的電子開關(guān)，可使

45、雙蹤示波器工作于五種不同的狀態(tài)五種不同的狀態(tài)：“A”、“B”、 “A+B” 、交替交替、斷續(xù)斷續(xù)。(1) “A”：電子開關(guān)將：電子開關(guān)將A通道信號(hào)接于通道信號(hào)接于Y偏轉(zhuǎn)板，形成偏轉(zhuǎn)板，形成必通道獨(dú)立工作的狀態(tài)。必通道獨(dú)立工作的狀態(tài)。 (2) “B”：電子開關(guān)將：電子開關(guān)將B通道信號(hào)接于通道信號(hào)接于Y偏轉(zhuǎn)板，形成偏轉(zhuǎn)板，形成B通道獨(dú)立工作的狀態(tài)。通道獨(dú)立工作的狀態(tài)。(3) “A+B”：A、B兩通道信號(hào)代數(shù)相加后，接到偏轉(zhuǎn)兩通道信號(hào)代數(shù)相加后，接到偏轉(zhuǎn)板，顯示兩信號(hào)迭加后的波形。雙蹤示波器的時(shí)基與一般板，顯示兩信號(hào)迭加后的波形。雙蹤示波器的時(shí)基與一般示波器相同，可以是簡(jiǎn)單的時(shí)基發(fā)生器，也可以采用有

46、延示波器相同，可以是簡(jiǎn)單的時(shí)基發(fā)生器，也可以采用有延遲掃描的雙掃描時(shí)基，時(shí)基可以分別由遲掃描的雙掃描時(shí)基，時(shí)基可以分別由A通道觸發(fā)、通道觸發(fā)、B通通道觸發(fā)或外觸發(fā)。道觸發(fā)或外觸發(fā)。第第5章章 電子示波器電子示波器(4) 交替交替：將：將A、B兩通道信號(hào)輪流加于兩通道信號(hào)輪流加于y偏轉(zhuǎn)板，熒偏轉(zhuǎn)板，熒光屏上顯示兩個(gè)通道的信號(hào)波形。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，是以時(shí)光屏上顯示兩個(gè)通道的信號(hào)波形。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，是以時(shí)基發(fā)生器的回掃脈沖控制電子開關(guān)的觸發(fā)電路，每次掃基發(fā)生器的回掃脈沖控制電子開關(guān)的觸發(fā)電路，每次掃描后，改變所接通道，使得每?jī)纱螔呙璺謩e顯示一次描后，改變所接通道，使得每?jī)纱螔呙璺謩e顯示一次A通道波形和一次

47、通道波形和一次B通道波形。通道波形。(5) 斷續(xù)斷續(xù)：當(dāng)輸入信號(hào)頻率較低時(shí)，交替顯示會(huì)發(fā)：當(dāng)輸入信號(hào)頻率較低時(shí)，交替顯示會(huì)發(fā)生明顯的閃爍。采用斷續(xù)工作方式，使電子開關(guān)工作于生明顯的閃爍。采用斷續(xù)工作方式，使電子開關(guān)工作于自激振蕩狀態(tài)，振蕩頻率高達(dá)自激振蕩狀態(tài)，振蕩頻率高達(dá)500kHz1MHz，自動(dòng)地，自動(dòng)地輪流將輪流將A、B兩通道信號(hào)加于兩通道信號(hào)加于Y偏轉(zhuǎn)板上，顯示圖形由點(diǎn)偏轉(zhuǎn)板上，顯示圖形由點(diǎn)線組成，這樣就可使每掃描一次，完成兩個(gè)通道波形的線組成，這樣就可使每掃描一次，完成兩個(gè)通道波形的顯示。顯示。第第5章章 電子示波器電子示波器 SR-8型雙蹤示波器型雙蹤示波器是較典型的雙蹤示波器，它的

48、是較典型的雙蹤示波器，它的Y通通道帶寬為道帶寬為01.5MHz(上升時(shí)間上升時(shí)間24ns)，最小偏轉(zhuǎn)因數(shù)為，最小偏轉(zhuǎn)因數(shù)為1.0mV/diV，采用單一時(shí)基掃描，掃描因數(shù)從，采用單一時(shí)基掃描，掃描因數(shù)從0.2s/div1s/div。 SR-37型雙蹤寬帶示波器型雙蹤寬帶示波器，Y通道帶寬為通道帶寬為0100MHz，偏轉(zhuǎn)因數(shù)為偏轉(zhuǎn)因數(shù)為10mV/cm5V/cm，雙時(shí)基掃描，掃描因數(shù)在，雙時(shí)基掃描，掃描因數(shù)在20ns/cm0.5s/cm間可調(diào)。間可調(diào)。 參照雙蹤示波器原理，可以設(shè)計(jì)參照雙蹤示波器原理，可以設(shè)計(jì)多蹤示波器多蹤示波器，由于示，由于示波管尺寸的限制，最多可為波管尺寸的限制，最多可為8蹤示波

49、器，顯示蹤示波器，顯示8個(gè)波形。實(shí)個(gè)波形。實(shí)現(xiàn)上以現(xiàn)上以8位計(jì)數(shù)器輪流接通位計(jì)數(shù)器輪流接通8個(gè)放大器，把個(gè)放大器，把8路信號(hào)輪流加路信號(hào)輪流加于于Y偏轉(zhuǎn)板。多蹤示波器可以同時(shí)顯示多個(gè)信號(hào)波形，以偏轉(zhuǎn)板。多蹤示波器可以同時(shí)顯示多個(gè)信號(hào)波形，以便研究同一波形通過(guò)不同電路時(shí)的時(shí)間關(guān)系。便研究同一波形通過(guò)不同電路時(shí)的時(shí)間關(guān)系。第第5章章 電子示波器電子示波器 5.3.2 雙線示波器雙線示波器 雙線示波器采用雙線示波管構(gòu)成。雙線示波管在一個(gè)雙線示波器采用雙線示波管構(gòu)成。雙線示波管在一個(gè)玻璃殼內(nèi)裝有玻璃殼內(nèi)裝有兩個(gè)完全獨(dú)立的電子槍和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)兩個(gè)完全獨(dú)立的電子槍和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，每個(gè)電，每個(gè)電子槍發(fā)出的電子束經(jīng)加

50、速聚焦后，通過(guò)子槍發(fā)出的電子束經(jīng)加速聚焦后，通過(guò)“自己自己”的偏轉(zhuǎn)系的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)射于熒光屏上，相當(dāng)于把兩個(gè)示波管封裝在一個(gè)玻璃殼統(tǒng)射于熒光屏上，相當(dāng)于把兩個(gè)示波管封裝在一個(gè)玻璃殼內(nèi)公用一個(gè)熒光屏，因而可以同時(shí)觀察兩個(gè)相互獨(dú)立的信內(nèi)公用一個(gè)熒光屏，因而可以同時(shí)觀察兩個(gè)相互獨(dú)立的信號(hào)波形。雙線示波器內(nèi)有兩個(gè)相互無(wú)關(guān)的號(hào)波形。雙線示波器內(nèi)有兩個(gè)相互無(wú)關(guān)的Y通道通道A和和B，如，如圖圖5.3.2所示，每個(gè)通道的組成與普通示波器相同。所示，每個(gè)通道的組成與普通示波器相同。 多數(shù)雙線示波器的兩組多數(shù)雙線示波器的兩組x偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)共用一個(gè)時(shí)基發(fā)生偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)共用一個(gè)時(shí)基發(fā)生器以觀察兩個(gè)器以觀察兩個(gè)“同步同步”的信號(hào)。

51、如果上述每個(gè)通道都改為的信號(hào)。如果上述每個(gè)通道都改為用電子開關(guān)控制的兩通道，則儀器成為等效的用電子開關(guān)控制的兩通道，則儀器成為等效的4蹤示波器蹤示波器。第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.3.2 雙線示波器框圖雙線示波器框圖第第5章章 電子示波器電子示波器 SR-46高靈敏度二線示波器，帶寬為高靈敏度二線示波器，帶寬為01MHz，靈，靈敏度為敏度為50V5V/div。SR-54是一種高靈敏度、長(zhǎng)余輝是一種高靈敏度、長(zhǎng)余輝的超低頻雙線示波器，其垂直放大器為兩組，帶寬為的超低頻雙線示波器，其垂直放大器為兩組，帶寬為01MH，z輸入靈敏度為輸入靈敏度為200V/cm，能同時(shí)觀察和測(cè)，能同時(shí)觀察和

52、測(cè)量?jī)蓚€(gè)低頻、超低頻信號(hào)或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的脈沖和單量?jī)蓚€(gè)低頻、超低頻信號(hào)或持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的脈沖和單次過(guò)程，并設(shè)有外控掃描裝置，可對(duì)脈沖或單次過(guò)程次過(guò)程，并設(shè)有外控掃描裝置，可對(duì)脈沖或單次過(guò)程進(jìn)行攝影。進(jìn)行攝影。第第5章章 電子示波器電子示波器 雙蹤和雙線示波器的優(yōu)缺點(diǎn)：雙蹤和雙線示波器的優(yōu)缺點(diǎn)：雙蹤示波器雙蹤示波器比普通示波器增加的部件不多，可以比普通示波器增加的部件不多，可以達(dá)到較高指標(biāo)，價(jià)格只增加上達(dá)到較高指標(biāo)，價(jià)格只增加上5，現(xiàn)在生產(chǎn)的示波器，現(xiàn)在生產(chǎn)的示波器幾乎都具有雙蹤功能。它的缺點(diǎn)是工作于交替方式時(shí)，幾乎都具有雙蹤功能。它的缺點(diǎn)是工作于交替方式時(shí)，需兩次掃描才能顯示兩個(gè)波形，因而無(wú)法觀

53、察兩個(gè)快需兩次掃描才能顯示兩個(gè)波形，因而無(wú)法觀察兩個(gè)快速的單次信號(hào)或短時(shí)間的非速的單次信號(hào)或短時(shí)間的非 周期信號(hào)。周期信號(hào)。雙線示波器雙線示波器兩個(gè)通道是完全獨(dú)立的，可以彌補(bǔ)上兩個(gè)通道是完全獨(dú)立的，可以彌補(bǔ)上述不足，并且兩個(gè)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以用不同的時(shí)基發(fā)生器，述不足，并且兩個(gè)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以用不同的時(shí)基發(fā)生器，使儀器更為靈活多用。但由于示波管性能的限制，雙使儀器更為靈活多用。但由于示波管性能的限制，雙線示波器的技術(shù)指標(biāo)一般較低。線示波器的技術(shù)指標(biāo)一般較低。第第5章章 電子示波器電子示波器 5.3.3 SR-8雙蹤示波器雙蹤示波器 SR-8雙蹤示波器可以觀察和測(cè)定兩種不同電信號(hào)雙蹤示波器可以觀察和測(cè)定兩

54、種不同電信號(hào)的瞬變過(guò)程，并把兩種不同的電信號(hào)的波形同時(shí)顯示的瞬變過(guò)程，并把兩種不同的電信號(hào)的波形同時(shí)顯示在屏幕上，進(jìn)行分析比較，而且還可以把兩個(gè)電信號(hào)在屏幕上，進(jìn)行分析比較，而且還可以把兩個(gè)電信號(hào)疊加后顯示出來(lái)，也可作單蹤示波器使用。疊加后顯示出來(lái)，也可作單蹤示波器使用。第第5章章 電子示波器電子示波器 1主要技術(shù)性能主要技術(shù)性能 (1) Y軸放大器軸放大器 靈敏度：靈敏度：10mV/diV20V/div，按，按l-2-5進(jìn)制分成進(jìn)制分成11檔，檔，誤差誤差5，微調(diào)增益比，微調(diào)增益比2.5:1。 頻帶寬度：輸入耦合為頻帶寬度：輸入耦合為DC時(shí)，時(shí)，015MHz，-3dB；輸；輸入耦合為入耦合為

55、AC時(shí)，時(shí)，10Hz15MHz，-3dB。 輸入阻抗：直接耦合為輸入阻抗：直接耦合為1M，15pF；經(jīng)探頭耦合為；經(jīng)探頭耦合為10M，15pF。 最大輸入電壓：最大輸入電壓：400V(DC+ACp-p)第第5章章 電子示波器電子示波器 (2) X軸系統(tǒng)軸系統(tǒng) 掃描速度：掃描速度：0.2s/diVls/diV，按，按1-2-5進(jìn)制分進(jìn)制分16檔，誤檔，誤差差5，微調(diào)比，微調(diào)比2.5:l。 擴(kuò)展擴(kuò)展“10”時(shí)，其最快掃速可以達(dá)到時(shí)，其最快掃速可以達(dá)到20ns/div，誤差，誤差除除0.2s/div檔檔15外，其余各檔均外，其余各檔均10。 X外接：靈敏度外接：靈敏度3V/diV；頻帶寬度；頻帶寬度

56、100Hz250kHz，3dB；輸入阻抗，；輸入阻抗，1M，40 pF。觸發(fā)同步性能：觸發(fā)同步性能：第第5章章 電子示波器電子示波器 (3) 主機(jī)主機(jī) 示波管土示波管土2SJ 102型矩形屏示波管，加速電壓型矩形屏示波管，加速電壓2 kV，屏幕有效工作面積屏幕有效工作面積6div l0div(1div08cm)，中余，中余輝。輝。 校準(zhǔn)信號(hào)：矩形波校準(zhǔn)信號(hào)：矩形波1kHz，誤差，誤差2，幅度，幅度1V，誤，誤差差3。第第5章章 電子示波器電子示波器 2. 使用使用 SR-8雙蹤示波器面板裝置控制件如圖雙蹤示波器面板裝置控制件如圖5.3.3接通電接通電源時(shí)，將各控制件置于適中位置，如果看到光點(diǎn)，

57、即源時(shí)，將各控制件置于適中位置，如果看到光點(diǎn)，即可調(diào)整輝度，使光點(diǎn)或時(shí)基線的亮度適當(dāng)；如果找不可調(diào)整輝度，使光點(diǎn)或時(shí)基線的亮度適當(dāng)；如果找不到光點(diǎn)，則可按下到光點(diǎn)，則可按下“尋跡尋跡”按鍵，以辨別光點(diǎn)的偏向，按鍵，以辨別光點(diǎn)的偏向，再調(diào)整再調(diào)整“Y軸移位軸移位”或或“X軸移位軸移位”使光點(diǎn)居中。使光點(diǎn)居中。第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.3.3 SR-8面板布置圖面板布置圖第第5章章 電子示波器電子示波器(l) 電壓測(cè)量電壓測(cè)量示波器的示波器的Y軸靈敏度開關(guān)軸靈敏度開關(guān)“V/diV”位于位于0.2檔，其檔，其“微微調(diào)調(diào)”位于位于“校準(zhǔn)校準(zhǔn)”位置，此時(shí)如果被測(cè)波形占位置，此時(shí)如果被測(cè)波形

58、占Y 軸的坐標(biāo)軸的坐標(biāo)幅度幅度H為為5div，則此時(shí)信號(hào)電壓，則此時(shí)信號(hào)電壓Uy幅度為幅度為(見圖見圖5.3.4)。VdivdivdivHdivVUy15/2 . 0)(/第第5章章 電子示波器電子示波器 若被測(cè)信號(hào)經(jīng)探頭輸入，則應(yīng)將探頭衰減上若被測(cè)信號(hào)經(jīng)探頭輸入，則應(yīng)將探頭衰減上10倍倍的因素考慮在內(nèi)，被測(cè)信號(hào)的因素考慮在內(nèi)，被測(cè)信號(hào)Uy幅度為幅度為VdivdivUy10105/2 . 0 直流電壓的測(cè)量亦如此計(jì)算，將直流電壓信號(hào)線與時(shí)直流電壓的測(cè)量亦如此計(jì)算，將直流電壓信號(hào)線與時(shí)基線比較，求出直流電壓占基線比較，求出直流電壓占Y軸的坐標(biāo)幅度軸的坐標(biāo)幅度H，得到直流，得到直流電壓幅度值。電壓

59、幅度值。第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.3.4 電壓測(cè)量電壓測(cè)量(0.2V/div)第第5章章 電子示波器電子示波器圖圖5.3.5 時(shí)間間隔測(cè)量時(shí)間間隔測(cè)量第第5章章 電子示波器電子示波器 (2) 時(shí)間測(cè)量時(shí)間測(cè)量 首先將首先將x通道掃描控制開關(guān)通道掃描控制開關(guān)“t/diV”的的“微調(diào)微調(diào)”置置“校準(zhǔn)校準(zhǔn)”位置上，這樣，可以由開關(guān)的指示值直接計(jì)位置上，這樣，可以由開關(guān)的指示值直接計(jì)算出時(shí)基線上算出時(shí)基線上X方向被測(cè)兩點(diǎn)之間距離方向被測(cè)兩點(diǎn)之間距離D的時(shí)間間隔：的時(shí)間間隔：)(/divDdivtT 例如，掃描控制開關(guān)置于例如，掃描控制開關(guān)置于0.2ms/div，被測(cè)波形，被測(cè)波形兩點(diǎn)間距

60、離兩點(diǎn)間距離D為為6div，則時(shí)間間隔，則時(shí)間間隔T為為(見圖見圖5.3.5)msdivdivmsT2 . 16/2 . 0第第5章章 電子示波器電子示波器 當(dāng)距離當(dāng)距離D為某一周期波形的一個(gè)周期距離時(shí)，計(jì)算為某一周期波形的一個(gè)周期距離時(shí)，計(jì)算出得出得T為該波形的周期。為該波形的周期。 當(dāng)距離當(dāng)距離D為某兩個(gè)波形間距離時(shí)，計(jì)算出得為某兩個(gè)波形間距離時(shí)，計(jì)算出得T為該為該兩個(gè)波形間的時(shí)間差，參見圖兩個(gè)波形間的時(shí)間差，參見圖5.3.6。 當(dāng)距離當(dāng)距離D為脈沖寬度時(shí)，計(jì)算出得為脈沖寬度時(shí)，計(jì)算出得T為該脈沖的持為該脈沖的持續(xù)時(shí)間，見圖續(xù)時(shí)間，見圖5.3.7。當(dāng)距離當(dāng)距離D為兩同頻正弦波間距離，可由為