電子示波器章節(jié)

1、第第4章章 電子示波器電子示波器第第4 4章章 電子示波器電子示波器 示波器示波器 - - 電子工程師的眼睛電子工程師的眼睛第第4章章 電子示波器電子示波器示波器示波器的的首要任務(wù)首要任務(wù)準(zhǔn)確地顯示波形準(zhǔn)確地顯示波形, 保證信號(hào)完整性測(cè)量保證信號(hào)完整性測(cè)量第第4章章 電子示波器電子示波器第第4 4章章 電子示波器電子示波器 4.1 4.1 概概 述述4.2 4.2 示示 波波 管管4.3 4.3 電子示波器的結(jié)構(gòu)框圖與性能電子示波器的結(jié)構(gòu)框圖與性能4.4 4.4 電子示波器的電子示波器的Y、X通道及通道及校正器校正器4.5 4.5 雙蹤和雙線示波器雙蹤和雙線示波器4.6 4.6 高速和取樣示波

2、器高速和取樣示波器4.7 4.7 記憶示波器與存貯示波器記憶示波器與存貯示波器4.8 .8 數(shù)字化波形處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介數(shù)字化波形處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介第第4章章 電子示波器電子示波器本章要點(diǎn)：本章要點(diǎn)：u示波器的功用、分類、組成和示波器的功用、分類、組成和波形顯示原理波形顯示原理u 通用示波器的組成原理、特性與應(yīng)用通用示波器的組成原理、特性與應(yīng)用u 取樣技術(shù)在示波器中的應(yīng)用取樣技術(shù)在示波器中的應(yīng)用u數(shù)字示波器的組成原理數(shù)字示波器的組成原理、信號(hào)采集處理技術(shù)、信號(hào)采集處理技術(shù)、特性與功能特性與功能第第4章章 電子示波器電子示波器 示波器的功用基本概述示波器的功用基本概述 示波器能讓人們觀察到信號(hào)波形的全貌，能

3、測(cè)量信號(hào)的示波器能讓人們觀察到信號(hào)波形的全貌，能測(cè)量信號(hào)的幅度、頻率、周期等基本參量，能測(cè)量脈沖信號(hào)的脈寬、占空幅度、頻率、周期等基本參量，能測(cè)量脈沖信號(hào)的脈寬、占空比、上升（下降）時(shí)間、上沖、振鈴等參數(shù)，還能測(cè)量?jī)蓚€(gè)信比、上升（下降）時(shí)間、上沖、振鈴等參數(shù)，還能測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的時(shí)間和相位關(guān)系。這些功能是其它電子儀器難以勝任的。號(hào)的時(shí)間和相位關(guān)系。這些功能是其它電子儀器難以勝任的。 1.1. 示波器是一種基本的、示波器是一種基本的、應(yīng)用最廣泛應(yīng)用最廣泛的的時(shí)域測(cè)量?jī)x器時(shí)域測(cè)量?jī)x器。90%90%1010%2.2. 是一種是一種全息儀器全息儀器。3.3. 示波器從早期的示波器從早期的定性觀測(cè)定性觀測(cè)

4、，已發(fā)展到可以進(jìn)行，已發(fā)展到可以進(jìn)行精確測(cè)量精確測(cè)量。4.4. 示波器是其它示波器是其它圖式儀器的基礎(chǔ)圖式儀器的基礎(chǔ)。把示波器弄懂了。把示波器弄懂了, ,對(duì)掃頻對(duì)掃頻儀、頻譜儀、邏輯分析儀以及醫(yī)用儀、頻譜儀、邏輯分析儀以及醫(yī)用B B超等各種圖示儀器就容易超等各種圖示儀器就容易理解了。理解了。第第4章章 電子示波器電子示波器4.1 概概 述述一、示波器的定義及應(yīng)用領(lǐng)域一、示波器的定義及應(yīng)用領(lǐng)域二、示波器的基本特點(diǎn)及主要用二、示波器的基本特點(diǎn)及主要用途途三、示波器的分類三、示波器的分類四、示波器的發(fā)展和現(xiàn)狀四、示波器的發(fā)展和現(xiàn)狀第第4章章 電子示波器電子示波器 定義：定義：電子示波器電子示波器簡(jiǎn)稱

5、簡(jiǎn)稱示波器示波器( (oscilloscope) 。它是一種用。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。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。一、示波器的定義及應(yīng)用領(lǐng)域一、示波器的定義及應(yīng)用領(lǐng)域 應(yīng)用領(lǐng)域：國(guó)防應(yīng)用領(lǐng)域：國(guó)防、科研科研、學(xué)校學(xué)校以及以及工、農(nóng)、商業(yè)工、農(nóng)、商業(yè)等各領(lǐng)域。等各領(lǐng)域。第第4章章 電子示波器電子示波器二、示波器的基本特點(diǎn)及主要用途二、示波器的基本特點(diǎn)及主要用途（2 2）主要用途：）主要用途： 觀測(cè)電信號(hào)波形觀測(cè)電信號(hào)波形。 測(cè)量電壓電流的幅度、頻率、時(shí)間、相位等電量參數(shù)測(cè)量電壓電流的幅度、頻率、時(shí)間、相位等電量參數(shù)。 顯示電子網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。顯示電

6、子網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。 顯示電子器件的伏安特性。顯示電子器件的伏安特性。 （1）電子示波器的基本特點(diǎn)是：電子示波器的基本特點(diǎn)是： 能顯示信號(hào)波形，可測(cè)量瞬時(shí)值；可顯示任意兩量之間能顯示信號(hào)波形，可測(cè)量瞬時(shí)值；可顯示任意兩量之間的函數(shù)關(guān)系的函數(shù)關(guān)系（XY記錄儀）記錄儀）。 輸入阻抗高，對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小。輸入阻抗高，對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小。 測(cè)量靈敏度高，并有較強(qiáng)的過(guò)載能力。測(cè)量靈敏度高，并有較強(qiáng)的過(guò)載能力。 工作頻帶工作頻帶寬寬，速度快，便于觀察高速變化的波形細(xì)節(jié)。，速度快，便于觀察高速變化的波形細(xì)節(jié)。第第4章章 電子示波器電子示波器三、示波器的分類三、示波器的分類A/D，D/AB100MHz第第4章章

7、電子示波器電子示波器四、示波器的發(fā)展和現(xiàn)狀四、示波器的發(fā)展和現(xiàn)狀大致可分為三個(gè)階段大致可分為三個(gè)階段(1)20(1)20世紀(jì)世紀(jì)30305050年代年代通用示波器的誕生和實(shí)用化并且品種繽紛的階段通用示波器的誕生和實(shí)用化并且品種繽紛的階段 (2)20 (2)20世紀(jì)世紀(jì)6060年代年代 示波器技術(shù)進(jìn)一步得到提高，示波器技術(shù)進(jìn)一步得到提高，19691969年通用示波器的帶寬年通用示波器的帶寬達(dá)到達(dá)到300MHz300MHz，取樣示波器的帶寬達(dá)到，取樣示波器的帶寬達(dá)到18GHz18GHz(3)20(3)20世紀(jì)世紀(jì)7070年代以后年代以后 19791979年示波器帶寬達(dá)到年示波器帶寬達(dá)到1GHz1G

8、Hz，創(chuàng)造了通用示波器帶寬，創(chuàng)造了通用示波器帶寬的高峰，的高峰，19831983年數(shù)字存儲(chǔ)示波器年數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO)(DSO)問(wèn)世。問(wèn)世。注：注：數(shù)字熒光示波器數(shù)字熒光示波器DPO是是Tektronix公司推陳出新的一種公司推陳出新的一種示波器平臺(tái)。示波器平臺(tái)。第第4章章 電子示波器電子示波器四、示波器的發(fā)展和現(xiàn)狀四、示波器的發(fā)展和現(xiàn)狀示波器的品牌示波器的品牌高端的主要是美國(guó)的幾款高端的主要是美國(guó)的幾款A(yù)gilentAgilent（美國(guó)安捷倫）（美國(guó)安捷倫）TektronixTektronix（美國(guó)泰克）（美國(guó)泰克）LecropLecrop （美國(guó)力科示波器）（美國(guó)力科示波器）國(guó)產(chǎn)示波器

9、向中高端市場(chǎng)邁進(jìn)國(guó)產(chǎn)示波器向中高端市場(chǎng)邁進(jìn) 近幾年，國(guó)內(nèi)廠商在數(shù)字示波器市場(chǎng)開(kāi)拓及技創(chuàng)新方面近幾年，國(guó)內(nèi)廠商在數(shù)字示波器市場(chǎng)開(kāi)拓及技創(chuàng)新方面取得了很好的成績(jī)?nèi)〉昧撕芎玫某煽?jī)。 主要品牌有：主要品牌有：普源精儀普源精儀(RIGOL)(RIGOL)、臺(tái)灣固緯、臺(tái)灣固緯(GW)(GW)、鼎陽(yáng)鼎陽(yáng)科技科技、優(yōu)利得、綠楊、利利普、優(yōu)利得、綠楊、利利普、同惠電子同惠電子、中策。、中策。第第4章章 電子示波器電子示波器通用示波器通用示波器SDS1000C系列數(shù)字存儲(chǔ)示波器系列數(shù)字存儲(chǔ)示波器美國(guó)林科美國(guó)林科LINK虛擬數(shù)字存儲(chǔ)示波器虛擬數(shù)字存儲(chǔ)示波器 福祿克福祿克Fluke手持?jǐn)?shù)字存儲(chǔ)示波器手持?jǐn)?shù)字存儲(chǔ)示波器

10、泰克泰克 混合信號(hào)示波器混合信號(hào)示波器(注：混合信號(hào)指注：混合信號(hào)指模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)) 第第4章章 電子示波器電子示波器示波器的組成示波器的組成水平系統(tǒng)水平系統(tǒng)垂直系統(tǒng)垂直系統(tǒng)掃描系統(tǒng)掃描系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng)第第4章章 電子示波器電子示波器4.2 4.2 示示 波波 管管 模擬示波器的模擬示波器的核心部件核心部件是是示波管示波管。示波管又稱。示波管又稱陰極射線管陰極射線管（，是能夠把是能夠把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的顯示器件。的顯示器件。一、示波管一、示波管二、波形顯示原理二、波形顯示原理主要內(nèi)容主要內(nèi)容第第4章章 電子示波器電子示波器組成：組成

11、：電子槍電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和和熒光屏熒光屏是一種整個(gè)被密封在玻璃殼內(nèi)的大型真空電子器件是一種整個(gè)被密封在玻璃殼內(nèi)的大型真空電子器件示波器的核心部件：示波器的核心部件：示波管示波管熒光屏熒光屏偏轉(zhuǎn)電極偏轉(zhuǎn)電極電子槍電子槍真空玻璃管一、示波管一、示波管第第4章章 電子示波器電子示波器第第4章章 電子示波器電子示波器電子束在電子槍內(nèi)產(chǎn)生兩次會(huì)聚，又稱雙凸透鏡系統(tǒng)電子束在電子槍內(nèi)產(chǎn)生兩次會(huì)聚，又稱雙凸透鏡系統(tǒng) 第第4章章 電子示波器電子示波器Y放大器放大器鋸齒波鋸齒波信號(hào)信號(hào)輸入輸入Y1Y2X1X2uXuY它的作用是決定電子束怎樣偏轉(zhuǎn)它的作用是決定電子束怎樣偏轉(zhuǎn)第第4章章 電子示波器電子示波器電

12、子槍控制柵極G陰極K燈絲h偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)第一陽(yáng)極A1第二陽(yáng)極A2Y1Y2X1X2后加速陽(yáng)極A3熒光屏偏轉(zhuǎn)板輔助聚焦聚焦輝度+RP1RP2RP3陰極射線示波管結(jié)構(gòu)示意圖第第4章章 電子示波器電子示波器二、波形顯示原理二、波形顯示原理 補(bǔ)充補(bǔ)充加在偏轉(zhuǎn)板上的電壓信號(hào)加在偏轉(zhuǎn)板上的電壓信號(hào)（推挽信號(hào)）（推挽信號(hào)）uy1 12 23 34 40 0t tT Ts suxuyuxX1X2Y1Y21 12 23 34 40 0t t0 0T Tn n1 12 23 34 40 0第第4章章 電子示波器電子示波器二、波形顯示原理二、波形顯示原理 補(bǔ)充補(bǔ)充電子束運(yùn)動(dòng)電子束運(yùn)動(dòng)光點(diǎn)位置控制：光點(diǎn)位置控制：( (示波管

13、熒光屏示波管熒光屏) )+ + + + + + +- - - - - - - - - - - - - -+ + + + + + +光點(diǎn)在合力作用下移動(dòng)光點(diǎn)在合力作用下移動(dòng) 電子束沿電子束沿垂直偏轉(zhuǎn)垂直偏轉(zhuǎn)電壓電壓UY和和水平偏轉(zhuǎn)水平偏轉(zhuǎn)電壓電壓UX共同作用的共同作用的合成方向運(yùn)動(dòng)合成方向運(yùn)動(dòng)。 在熒光屏上顯示在熒光屏上顯示的光點(diǎn)按的光點(diǎn)按平行四邊平行四邊形法則形法則合成，合成，光點(diǎn)光點(diǎn)的軌跡反映的軌跡反映UY和和UX的關(guān)系的關(guān)系。第第4章章 電子示波器電子示波器二、波形顯示原理二、波形顯示原理 補(bǔ)充補(bǔ)充1顯示隨時(shí)間變化的圖形顯示隨時(shí)間變化的圖形（1）Ux、Uy為固定電壓為固定電壓時(shí)，有下面四種

14、情況：時(shí)，有下面四種情況：(c)Ux=常量；常量； Uy=0(d)Ux=常量常量 ；Uy=常量常量第第4章章 電子示波器電子示波器（2）X、Y偏轉(zhuǎn)板上分別加變化電壓，有下面兩種情況：偏轉(zhuǎn)板上分別加變化電壓，有下面兩種情況： 0 01 12 23 34 40 02 24 41 13 3第第4章章 電子示波器電子示波器僅在水平偏轉(zhuǎn)板的兩僅在水平偏轉(zhuǎn)板的兩板間加鋸齒電壓板間加鋸齒電壓，則，則光點(diǎn)只在熒光屏的水光點(diǎn)只在熒光屏的水平方向來(lái)回移動(dòng)，出平方向來(lái)回移動(dòng)，出現(xiàn)一條水平線段?，F(xiàn)一條水平線段。0 01 13 32 24 40 00 01 12 23 34 4（2）X、Y偏轉(zhuǎn)板上分別加變化電壓，有下面

15、兩種情況：偏轉(zhuǎn)板上分別加變化電壓，有下面兩種情況：第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、電子槍電子槍 偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)板 熒光屏熒光屏正弦電壓正弦電壓 + + 可調(diào)節(jié)直流電壓可調(diào)節(jié)直流電壓, ,亮線在豎直方向平移亮線在豎直方向平移第第4章章 電子示波器電子示波器（3）Y偏轉(zhuǎn)板加偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓，正弦波信號(hào)電壓，X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓電壓二、二、第第4章章 電子示波器電子示波器t0123401234uytux01234 示波器兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上都加正弦電壓示波器兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上都加正弦電壓時(shí)顯示的圖形稱為時(shí)顯示的圖形稱為李沙李沙育育（LissajousLissajous）圖形，這種圖形在相位

16、和頻率測(cè)量中常會(huì)用到。圖形，這種圖形在相位和頻率測(cè)量中常會(huì)用到。 若兩信號(hào)的若兩信號(hào)的初相相同初相相同，且在，且在X X、Y Y方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，在熒光屏上在熒光屏上畫(huà)出一條與水平畫(huà)出一條與水平軸呈軸呈4545度角的直線度角的直線。 (4) (4) 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XY(Ux)(Uy)第第4章章 電子示波器電子示波器t0123401234uytux01234024若兩信號(hào)的若兩信號(hào)的初相相差初相相差9090度度，且在，且在X X、Y Y方向的偏方向的偏轉(zhuǎn)距離相同，在熒光屏轉(zhuǎn)距離相同，在熒光屏上畫(huà)出的上畫(huà)出的圖形為圓圖形為圓。122xyu

17、u(4) (4) 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)系第第4章章 電子示波器電子示波器2 2穩(wěn)定顯示波形的條件穩(wěn)定顯示波形的條件同步同步當(dāng)掃描電壓周期當(dāng)掃描電壓周期Tx x為被測(cè)信號(hào)周期為被測(cè)信號(hào)周期TY的整數(shù)倍的整數(shù)倍(即即TxnTY(n1，2，3，)時(shí)，時(shí)，第二個(gè)掃描周期第二個(gè)掃描周期顯示的波形與第一個(gè)掃描周期顯示的顯示的波形與第一個(gè)掃描周期顯示的波形完全重疊，波形完全重疊，這種現(xiàn)象叫這種現(xiàn)象叫同步同步。 第一個(gè)第一個(gè)掃描周期掃描周期第二個(gè)第二個(gè)掃描周期掃描周期tUytUxyxTT3顯示穩(wěn)定的波形顯示穩(wěn)定的波形？顯示正弦波顯示正弦波穩(wěn)定顯示穩(wěn)定顯示！顯示什么波形顯示什么波形

18、？yxTT3（1）Tx=nTy(n為正整數(shù)為正整數(shù))：熒光屏上將穩(wěn)定顯示熒光屏上將穩(wěn)定顯示n個(gè)周期的個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。被測(cè)信號(hào)波形。(書(shū)書(shū)P107)第第4章章 電子示波器電子示波器xyxtTx=2TytyT圖像顯示原理：圖像顯示原理：例例：請(qǐng)思考：請(qǐng)思考：如果如果Ux 、 Uy不同步，不同步，屏幕上會(huì)顯示什么波形？屏幕上會(huì)顯示什么波形？第第4章章 電子示波器電子示波器（2）TxnTy(n為正整數(shù)為正整數(shù))，即不滿足同步關(guān)系時(shí)，顯示的波即不滿足同步關(guān)系時(shí)，顯示的波形不穩(wěn)定。形不穩(wěn)定。 013467810911012345678109110123458tux54xT tux54xT - Tyt

19、015(6)234789uyTy1011t015(6)234789uyTy101110911xT第第4章章 電子示波器電子示波器tyxyxtTTx=1.5Ty例例：第第4章章 電子示波器電子示波器Y Y放大器放大器延遲級(jí)延遲級(jí)Y Y輸入輸入回路回路Y Y輸出輸出放大器放大器觸發(fā)電路觸發(fā)電路時(shí)基發(fā)時(shí)基發(fā)生器環(huán)生器環(huán)X X輸出輸出放大器放大器Z Z軸增軸增輝電路輝電路電源（直流高、低壓）電源（直流高、低壓）示示波波管管通用示波器的結(jié)構(gòu)框圖與工作原理通用示波器的結(jié)構(gòu)框圖與工作原理第第4章章 電子示波器電子示波器E EK KG G1 1G G2 2A A1 1A A2 2Y Y偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)板X X偏轉(zhuǎn)板

20、偏轉(zhuǎn)板電子束的電子束的產(chǎn)生、聚產(chǎn)生、聚焦與調(diào)輝焦與調(diào)輝電子束偏轉(zhuǎn)電子束偏轉(zhuǎn)控制作用控制作用波波形形顯顯示示作作用用熒光屏熒光屏偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)電子槍電子槍示波器波形顯示原理示波器波形顯示原理第第4章章 電子示波器電子示波器三、熒光屏三、熒光屏在熒光屏的玻殼內(nèi)側(cè)涂上熒光粉，就形成了熒光屏在熒光屏的玻殼內(nèi)側(cè)涂上熒光粉，就形成了熒光屏。藍(lán)色）藍(lán)色）極短余輝極短余輝極長(zhǎng)余輝（黃色）極長(zhǎng)余輝（黃色）（大于大于1s1s）顯示偏轉(zhuǎn)電信號(hào)的波形。顯示偏轉(zhuǎn)電信號(hào)的波形。作用：作用：第第4章章 電子示波器電子示波器4.3 4.3 電子示波器的結(jié)構(gòu)框圖與性能電子示波器的結(jié)構(gòu)框圖與性能主要內(nèi)容主要內(nèi)容一、示波器的結(jié)構(gòu)

21、框圖一、示波器的結(jié)構(gòu)框圖二、示波器的主要性能指標(biāo)二、示波器的主要性能指標(biāo) 電子示波器由電子示波器由Y通道、通道、X通道、通道、Z通道、示波管、幅通道、示波管、幅度校正器、掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成。度校正器、掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成。第第4章章 電子示波器電子示波器4.3 4.3 電子示波器的結(jié)構(gòu)框圖與性能電子示波器的結(jié)構(gòu)框圖與性能 一、一、電子示波器結(jié)構(gòu)框圖電子示波器結(jié)構(gòu)框圖衰衰減減Y前置前置放大器放大器延遲線延遲線Y輸出輸出放大器放大器掃描掃描發(fā)生器環(huán)發(fā)生器環(huán)觸發(fā)觸發(fā)電路電路X放大器放大器電源電源輸入輸入輸入輸入 X Y外觸發(fā)輸入外觸發(fā)輸入校準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器校準(zhǔn)輸出校準(zhǔn)

22、輸出s2Y通道X通道s150Hz電源電源Z軸電路軸電路“外外”同步同步“內(nèi)內(nèi)”同步同步第第4章章 電子示波器電子示波器示波管示波管光點(diǎn)顯示控制光點(diǎn)顯示控制X通道控制通道控制Y通道控制通道控制校正源輸出校正源輸出第第4章章 電子示波器電子示波器1.Y通道：通道：波形關(guān)系圖波形關(guān)系圖推挽信號(hào)推挽信號(hào)延遲時(shí)間延遲時(shí)間作用：作用：獲得時(shí)間被延遲、獲得時(shí)間被延遲、幅度被放大或衰減的幅度被放大或衰減的 Y方向上的偏轉(zhuǎn)電壓。方向上的偏轉(zhuǎn)電壓。被觀測(cè)信號(hào)被觀測(cè)信號(hào) 一、一、電子示波器結(jié)構(gòu)框圖電子示波器結(jié)構(gòu)框圖?第第4章章 電子示波器電子示波器掃描電壓掃描電壓內(nèi)同步內(nèi)同步觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖同步控制同步控制外同步外

23、同步同步方式：同步方式：同步信號(hào)來(lái)自被觀測(cè)信號(hào)同步信號(hào)來(lái)自被觀測(cè)信號(hào)同步信號(hào)來(lái)自儀器外部輸入同步信號(hào)來(lái)自儀器外部輸入同步同步信號(hào)信號(hào)作用：作用：獲得獲得X方向上的方向上的掃描偏轉(zhuǎn)電壓掃描偏轉(zhuǎn)電壓。 一、一、電子示波器結(jié)構(gòu)框圖電子示波器結(jié)構(gòu)框圖2.X通道：通道：第第4章章 電子示波器電子示波器3.3.延遲線的作用：延遲線的作用：延遲被測(cè)信號(hào)延遲被測(cè)信號(hào)2 時(shí)間，時(shí)間，使它略大于觸發(fā)延遲時(shí)間使它略大于觸發(fā)延遲時(shí)間1以以確保觸發(fā)掃確保觸發(fā)掃描與顯示信號(hào)描與顯示信號(hào)同步同步，能能觀察到信號(hào)的前沿觀察到信號(hào)的前沿。12被觀測(cè)信號(hào)被觀測(cè)信號(hào)掃描電壓掃描電壓觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖Y通道通道X通道通道 一、一、電子

24、示波器結(jié)構(gòu)框圖電子示波器結(jié)構(gòu)框圖第第4章章 電子示波器電子示波器 (1)當(dāng)掃描電壓的周期是被測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍時(shí)，即Tx=nTy（n為正整數(shù)），掃描的后一個(gè)周期描繪的波形與前一個(gè)周期完全重合，熒光屏上得到穩(wěn)定的波形，此時(shí)，掃描信號(hào)與被測(cè)信號(hào)同步。 掃描電壓與信號(hào)的同步總結(jié)掃描電壓與信號(hào)的同步總結(jié) (2)為了在屏幕上獲得穩(wěn)定的波形顯示，應(yīng)保證每次掃描的起始點(diǎn)都對(duì)應(yīng)信號(hào)的相同相位點(diǎn)，即保證掃描信號(hào)與被測(cè)信號(hào)同步。 (3)電子束在被測(cè)電壓與同步掃描電壓的共同作用下，亮點(diǎn)在熒光屏上所描繪的圖形反映了被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的過(guò)程，當(dāng)多次重復(fù)就構(gòu)成穩(wěn)定的圖像。第第4章章 電子示波器電子示波器幅度校正器幅度校正

25、器掃描時(shí)間校正器掃描時(shí)間校正器校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器 產(chǎn)生產(chǎn)生基準(zhǔn)正弦信號(hào)基準(zhǔn)正弦信號(hào)(20MHz)，它為儀器提供它為儀器提供校準(zhǔn)信號(hào)源校準(zhǔn)信號(hào)源。？校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)方法？校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)方法 一、一、電子示波器結(jié)構(gòu)框圖電子示波器結(jié)構(gòu)框圖4.校正器校正器 校正器是示波器內(nèi)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)校準(zhǔn)或檢驗(yàn)示波器校正器是示波器內(nèi)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)校準(zhǔn)或檢驗(yàn)示波器X軸和軸和Y軸標(biāo)尺的刻度軸標(biāo)尺的刻度，一般，一般Y軸校正單位為電壓?jiǎn)挝?，軸校正單位為電壓?jiǎn)挝唬琗軸校正單位為軸校正單位為時(shí)間單位時(shí)間單位。第第4章章 電子示波器電子示波器二、示波器的主要性能指標(biāo)二、示波器的主要性能指標(biāo)頻帶寬度和上升時(shí)間頻帶寬度和上升時(shí)間

26、偏轉(zhuǎn)靈敏度偏轉(zhuǎn)靈敏度( (S) )和偏轉(zhuǎn)因數(shù)和偏轉(zhuǎn)因數(shù)掃描頻率和時(shí)基因數(shù)掃描頻率和時(shí)基因數(shù)輸入阻抗輸入阻抗示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器的瞬態(tài)響應(yīng) 掃描方式掃描方式 一般性能指標(biāo)一般性能指標(biāo) 第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能1頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)( (頻帶寬度頻帶寬度) )和和上升時(shí)間上升時(shí)間( (最重要指標(biāo)最重要指標(biāo)） 帶寬帶寬（BW）:指垂直偏轉(zhuǎn)通道指垂直偏轉(zhuǎn)通道(Y方向放大器方向放大器)對(duì)正弦對(duì)正弦波的幅頻響應(yīng)下降到中心頻率的波的幅頻響應(yīng)下降到中心頻率的0.707(-3dB)的頻率范圍的頻率范圍。3dB點(diǎn)的頻率點(diǎn)的頻率示波器所顯示的信號(hào)幅度為示波器輸示

27、波器所顯示的信號(hào)幅度為示波器輸入端真實(shí)信號(hào)值的入端真實(shí)信號(hào)值的71%時(shí)的信號(hào)頻率。時(shí)的信號(hào)頻率。BWfhfl fh(fl 0Hz時(shí)時(shí)）第第4章章 電子示波器電子示波器1頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)( (頻帶寬度頻帶寬度) )和和上升時(shí)間上升時(shí)間( (最重要指標(biāo)最重要指標(biāo)）上升時(shí)間上升時(shí)間是在是在Y通道輸入端加一個(gè)通道輸入端加一個(gè)理想的階躍信號(hào)理想的階躍信號(hào)，屏上顯示，屏上顯示波形從穩(wěn)定幅度的波形從穩(wěn)定幅度的10上升到上升到90所需時(shí)間。所需時(shí)間。nsz350單位為單位為rrtMHBWtBWBWtr/350如如1GHz帶寬示波器的上升時(shí)間帶寬示波器的上升時(shí)間 tr0.35ns（tr越小越好越小越好）10Um

28、90UmUm示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器的瞬態(tài)響應(yīng)第第4章章 電子示波器電子示波器o帶寬不夠通常會(huì)產(chǎn)生什么明顯后果？帶寬不夠通常會(huì)產(chǎn)生什么明顯后果？n高頻信號(hào)高頻信號(hào)幅度下降幅度下降n信號(hào)高頻成分消失信號(hào)高頻成分消失造成失真造成失真（也有好處，抑制噪聲也有好處，抑制噪聲）二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能1頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)( (頻帶寬度頻帶寬度) )和和上升時(shí)間上升時(shí)間( (最重要指標(biāo)最重要指標(biāo)）幅度下降幅度下降失真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 y通道帶寬必須很寬。通道帶寬必須很寬。第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技

29、術(shù)性能1頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)( (頻帶寬度頻帶寬度) )和和上升時(shí)間上升時(shí)間( (最重要指標(biāo)最重要指標(biāo)）不同帶寬示波器觀察不同帶寬示波器觀察50MHz方波的結(jié)果方波的結(jié)果60MHz示波器示波器100MHz示波器示波器350MHz示波器示波器500MHz示波器示波器沒(méi)有足夠帶寬的影響沒(méi)有足夠帶寬的影響:波形上升時(shí)間慢波形上升時(shí)間慢幅度有衰減幅度有衰減“準(zhǔn)則準(zhǔn)則：示波器所需帶寬示波器所需帶寬= =被測(cè)信號(hào)的最高頻率成分被測(cè)信號(hào)的最高頻率成分3535?！?第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能1頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)( (頻帶寬度頻帶寬度) )和和上升時(shí)間上升時(shí)間(

30、(最重要指標(biāo)最重要指標(biāo)）示波器的帶寬對(duì)信號(hào)測(cè)試的影響示波器的帶寬對(duì)信號(hào)測(cè)試的影響tr觀察到失真的波形觀察到失真的波形使上升時(shí)間變緩、使上升時(shí)間變緩、使幅度衰減使幅度衰減 tr精確的復(fù)現(xiàn)波形精確的復(fù)現(xiàn)波形被測(cè)信號(hào)被測(cè)信號(hào)頻譜頻率頻譜頻率足夠的帶寬足夠的帶寬帶寬不足夠帶寬不足夠足夠的帶寬才能覆蓋更高頻率的諧波成分足夠的帶寬才能覆蓋更高頻率的諧波成分 ！第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能1頻率響應(yīng)頻率響應(yīng)( (頻帶寬度頻帶寬度) )和和上升時(shí)間上升時(shí)間( (最重要指標(biāo)最重要指標(biāo)）1 1 觀測(cè)一個(gè)觀測(cè)一個(gè)10MHz10MHz正弦波，為使失真小應(yīng)選什么示波器

31、？正弦波，為使失真小應(yīng)選什么示波器？2 2 測(cè)量電視機(jī)的視頻信號(hào)要選什么示波器？測(cè)量電視機(jī)的視頻信號(hào)要選什么示波器？ 3 3 測(cè)量電視機(jī)的中頻信號(hào)要選什么示波器？測(cè)量電視機(jī)的中頻信號(hào)要選什么示波器？ 4 4 測(cè)量電視機(jī)的高頻信號(hào)要選什么示波器？測(cè)量電視機(jī)的高頻信號(hào)要選什么示波器？“準(zhǔn)則準(zhǔn)則：示波器所需帶寬示波器所需帶寬= =被測(cè)信號(hào)的最高頻率成分被測(cè)信號(hào)的最高頻率成分3535?！?30MHz30MHz120MHz120MHz20MHz 20MHz 3000MHz3000MHz6MHz6MHz38MHz38MHz501000MHz501000MHz第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的

32、主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能2偏轉(zhuǎn)靈敏度偏轉(zhuǎn)靈敏度(S)和和偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù)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)在熒光屏上偏引起光點(diǎn)在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離轉(zhuǎn)的距離H。yHSu則則yHuH dS單位單位為為cm/V、cmmV或或diVV(格伏格伏)偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù)d偏轉(zhuǎn)靈敏度的倒數(shù)，偏轉(zhuǎn)靈敏度的倒數(shù)，單位單位為為V/cm或或V/div。第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能3掃描頻率（掃描頻率（掃描速度、時(shí)基因數(shù)掃描速度、時(shí)基因數(shù)）掃描頻率掃描頻率水平掃描的鋸齒波頻率。水平掃描的鋸齒波頻率。掃描速度掃描速度 是光點(diǎn)的水

33、平移動(dòng)速度，是光點(diǎn)的水平移動(dòng)速度，單位單位是是cms，或或divs等等。時(shí)基因數(shù)時(shí)基因數(shù) 掃描速度的倒數(shù)，掃描速度的倒數(shù)，它相當(dāng)于光點(diǎn)移動(dòng)單位長(zhǎng)度它相當(dāng)于光點(diǎn)移動(dòng)單位長(zhǎng)度(cm或或div)所需時(shí)間，單位是所需時(shí)間，單位是s cm，或或s div等。等。開(kāi)關(guān)標(biāo)注開(kāi)關(guān)標(biāo)注的是的是時(shí)基因數(shù)。時(shí)基因數(shù)。第第4章章 電子示波器電子示波器偏轉(zhuǎn)靈敏度偏轉(zhuǎn)靈敏度時(shí)基因數(shù)時(shí)基因數(shù)第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能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和分布電容和分布電容Ci的的并聯(lián)阻抗并聯(lián)阻抗。5示波器的瞬態(tài)響應(yīng)

34、示波器的瞬態(tài)響應(yīng) 示波器的瞬態(tài)響應(yīng)就是示波器的垂直系統(tǒng)電路在方波脈示波器的瞬態(tài)響應(yīng)就是示波器的垂直系統(tǒng)電路在方波脈沖輸入信號(hào)作用下的過(guò)渡特性。沖輸入信號(hào)作用下的過(guò)渡特性。 示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器的瞬態(tài)響應(yīng)示波器示波器放大器放大器的帶寬的帶寬fB與上升時(shí)與上升時(shí)間間tr的關(guān)系的關(guān)系Bhff 上升時(shí)間上升時(shí)間tr越小越好越小越好。350BrftfB的單位為的單位為MHz， tr的單位為的單位為ns。第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能6掃描方式掃描方式線性時(shí)線性時(shí)基掃描基掃描連續(xù)掃描：連續(xù)掃描：回掃后回掃后沒(méi)有等待時(shí)間沒(méi)有等待時(shí)間，適用于觀測(cè)，適用于觀測(cè)

35、連續(xù)信號(hào)連續(xù)信號(hào)。觸發(fā)掃描：觸發(fā)掃描：只在觸發(fā)信號(hào)的激勵(lì)下才開(kāi)始掃描只在觸發(fā)信號(hào)的激勵(lì)下才開(kāi)始掃描，每完成一次掃描后就處于等待狀態(tài)每完成一次掃描后就處于等待狀態(tài)，直到下一，直到下一次觸發(fā)信號(hào)到來(lái)。次觸發(fā)信號(hào)到來(lái)。 連續(xù)掃描電壓波形連續(xù)掃描電壓波形 觸發(fā)掃描電壓波形觸發(fā)掃描電壓波形第第4章章 電子示波器電子示波器雙時(shí)基掃描：應(yīng)用在雙時(shí)基掃描：應(yīng)用在雙蹤雙蹤或或雙線示波器。雙線示波器。主要有：主要有：延遲掃描延遲掃描、混合掃描混合掃描、交替掃描交替掃描二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能 雙時(shí)基示波器有兩個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)和掃描電路，雙時(shí)基示波器有兩個(gè)獨(dú)立的觸發(fā)和掃描電路，在觀察一個(gè)在觀察一

36、個(gè)脈沖序列的同時(shí)脈沖序列的同時(shí)，可，可仔細(xì)觀察其中一個(gè)或部分脈沖的細(xì)節(jié)。仔細(xì)觀察其中一個(gè)或部分脈沖的細(xì)節(jié)。前置放大前置放大延長(zhǎng)線延長(zhǎng)線Y Y后置放大后置放大A A觸發(fā)觸發(fā)A A掃描掃描電子開(kāi)關(guān)電子開(kāi)關(guān)X X放大放大電壓比較電壓比較B B觸發(fā)觸發(fā)選擇門選擇門Y Y線光跡線光跡分離電路分離電路+ +- -B B掃描掃描R RP PY Y輸入輸入A A增輝增輝B B增輝增輝1 12 23 34 4它可同時(shí)提供它可同時(shí)提供兩路兩路X掃描時(shí)基信號(hào)掃描時(shí)基信號(hào)，顯示顯示兩種兩種信號(hào)波形信號(hào)波形。第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、示波器的主要技術(shù)性能示波器的主要技術(shù)性能7一般性能指標(biāo)一般性能指標(biāo) 表示

37、表示示波管性能示波管性能的指標(biāo)：亮度。聚焦、余輝、屏面形狀、的指標(biāo)：亮度。聚焦、余輝、屏面形狀、尺寸、偏轉(zhuǎn)靈敏度等。尺寸、偏轉(zhuǎn)靈敏度等。 此外還有：此外還有：校準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)信號(hào)( (頻率、幅度頻率、幅度) )、額定電源電壓額定電源電壓、功率功率消耗消耗、外型尺寸、連續(xù)工作時(shí)間、工作環(huán)境等。、外型尺寸、連續(xù)工作時(shí)間、工作環(huán)境等。第第4章章 電子示波器電子示波器4.4 電子示波器的電子示波器的Y、X通道及校正器通道及校正器第第4章章 電子示波器電子示波器4.4 電子示波器的電子示波器的Y、X通道及校正器通道及校正器示波器的基本組成示波器的基本組成第第4章章 電子示波器電子示波器一、一、垂直偏轉(zhuǎn)通道垂

38、直偏轉(zhuǎn)通道(Y通道通道)垂直通道的作用：垂直通道的作用：（1）將被觀察的信號(hào)它將被觀察的信號(hào)它無(wú)失真無(wú)失真或或失真很小失真很小地傳輸?shù)绞静ü艿牡貍鬏數(shù)绞静ü艿拇怪逼D(zhuǎn)極板上垂直偏轉(zhuǎn)極板上。（2）為了與水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)配合工作，要為了與水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)配合工作，要將被測(cè)信號(hào)進(jìn)行一定將被測(cè)信號(hào)進(jìn)行一定的延遲。的延遲。構(gòu)成：構(gòu)成：輸入電路輸入電路阻抗變換器阻抗變換器延遲線延遲線放大器放大器第第4章章 電子示波器電子示波器一、一、垂直偏轉(zhuǎn)通道垂直偏轉(zhuǎn)通道(Y通道通道)輸入電路輸入電路1)輸入電路輸入電路 完成對(duì)完成對(duì)輸入信號(hào)的耦合和大小的粗調(diào)輸入信號(hào)的耦合和大小的粗調(diào)作用，并在作用，并在 輸入信號(hào)與前置放大器

39、之間起輸入信號(hào)與前置放大器之間起阻抗變化阻抗變化的作用。的作用。2)前置放大器前置放大器 對(duì)信號(hào)進(jìn)行對(duì)信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)放大適當(dāng)放大，并同時(shí)完成各種功能調(diào)節(jié)，并同時(shí)完成各種功能調(diào)節(jié)（包括包括增益微調(diào)、增益微調(diào)、Y軸位移軸位移、極性轉(zhuǎn)換極性轉(zhuǎn)換等等）和和取出內(nèi)觸發(fā)信號(hào)取出內(nèi)觸發(fā)信號(hào)。3)延遲線延遲線 對(duì)通過(guò)對(duì)通過(guò)Y Y軸電路的軸電路的被觀測(cè)信號(hào)適當(dāng)延遲被觀測(cè)信號(hào)適當(dāng)延遲。4)末級(jí)放大器末級(jí)放大器 也稱也稱垂直偏轉(zhuǎn)放大器垂直偏轉(zhuǎn)放大器，它將被觀測(cè)信號(hào)，它將被觀測(cè)信號(hào)放大放大到足夠大的幅度，用以驅(qū)動(dòng)示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使到足夠大的幅度，用以驅(qū)動(dòng)示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，使電子束電子束獲得獲得Y方向的滿偏轉(zhuǎn)方

40、向的滿偏轉(zhuǎn)。并完成。并完成垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)“5”或或“10”擴(kuò)擴(kuò)展功能展功能。第第4章章 電子示波器電子示波器一、一、垂直偏轉(zhuǎn)通道垂直偏轉(zhuǎn)通道(Y通道通道)1輸入電路輸入電路探頭探頭輸入耦合電路輸入耦合電路衰減器衰減器阻抗轉(zhuǎn)換器阻抗轉(zhuǎn)換器第第4章章 電子示波器電子示波器1輸入電路輸入電路(1)輸入耦合方式輸入耦合方式輸入耦合電路輸入耦合電路衰減器衰減器耦合方式：耦合方式：AC 交流耦合交流耦合（GND）對(duì)地耦合對(duì)地耦合DC 直流耦合直流耦合輸入直流、交流信號(hào)輸入直流、交流信號(hào)輸入交流信號(hào)輸入交流信號(hào)輸入電壓為零輸入電壓為零隔直通交隔直通交第第4章章 電子示波器電子示波器第第4章章 電子

41、示波器電子示波器(2)(2)衰減器衰減器 對(duì)幅度較大的輸入信號(hào)進(jìn)行衰減，對(duì)幅度較大的輸入信號(hào)進(jìn)行衰減，進(jìn)行頻率補(bǔ)償進(jìn)行頻率補(bǔ)償 。 輸入阻抗高，同時(shí)輸入阻抗高，同時(shí)在示波器的整個(gè)通頻帶內(nèi)衰減的分壓比在示波器的整個(gè)通頻帶內(nèi)衰減的分壓比K0均勻不變，輸入阻抗也不變均勻不變，輸入阻抗也不變。純電阻分壓？純電阻分壓？作用：作用：設(shè)計(jì)要求：設(shè)計(jì)要求：?第第4章章 電子示波器電子示波器(2)(2)衰減器衰減器電路：電路：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用阻容補(bǔ)償分壓器阻容補(bǔ)償分壓器，且，且 C1R1C2R2 最佳補(bǔ)償條件最佳補(bǔ)償條件 ：過(guò)補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)償 ：欠補(bǔ)償：欠補(bǔ)償：1122R CR C 2222211

42、21111ZRj R CZZRRj R C 衰減比：衰減比：1122R CR C 1122RCR C 補(bǔ)償電容補(bǔ)償電容分壓比分壓比: :2101212RCKRRCC第第4章章 電子示波器電子示波器 改變分壓比的開(kāi)關(guān)為示波器的垂直改變分壓比的開(kāi)關(guān)為示波器的垂直靈敏度粗調(diào)開(kāi)關(guān)靈敏度粗調(diào)開(kāi)關(guān)，在，在面板上用面板上用“V/cmV/cm”標(biāo)記，標(biāo)記，偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù)。 控制鈕：控制鈕：如：如：最高靈敏度最高靈敏度 0.02cmmV 最小偏轉(zhuǎn)因數(shù)最小偏轉(zhuǎn)因數(shù) 50mVcm偏轉(zhuǎn)因數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù) 100mVcm 衰減衰減2倍倍200mVcm 衰減衰減4倍倍0.5Vcm 衰減衰減 l0倍倍第第4章章 電子示波器電子

43、示波器早期都標(biāo)上早期都標(biāo)上衰減衰減量量，現(xiàn)在都標(biāo)以，現(xiàn)在都標(biāo)以偏轉(zhuǎn)因數(shù)值偏轉(zhuǎn)因數(shù)值iuou例：例：示波器最高靈敏度為示波器最高靈敏度為002cmmV時(shí)，最小偏轉(zhuǎn)因數(shù)為時(shí)，最小偏轉(zhuǎn)因數(shù)為50mVcm，衰減，衰減2、4、l0倍時(shí)，倍時(shí)， 偏轉(zhuǎn)因數(shù)分別標(biāo)以偏轉(zhuǎn)因數(shù)分別標(biāo)以100mVcm、200mVcm、0.5Vcm。第第4章章 電子示波器電子示波器(3) 探頭探頭 實(shí)物圖實(shí)物圖分類：分類：分類分類無(wú)源電壓探頭無(wú)源電壓探頭有源電壓探頭有源電壓探頭有源電流探頭有源電流探頭作用作用提高輸入阻抗作用提高輸入阻抗作用減小外界干擾減小外界干擾提高可測(cè)測(cè)電壓幅度提高可測(cè)測(cè)電壓幅度作用：作用：第第4章章 電子示波器

44、電子示波器無(wú)源探頭電路及校準(zhǔn)：無(wú)源探頭電路及校準(zhǔn)：示波器在使用前必須進(jìn)行探頭的校準(zhǔn)示波器在使用前必須進(jìn)行探頭的校準(zhǔn)! ! (b) RC電路電路(補(bǔ)償式分壓器補(bǔ)償式分壓器)正常補(bǔ)償正常補(bǔ)償iiCRRC 過(guò)補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)償iiCRRC 欠補(bǔ)償欠補(bǔ)償iiCRRC (a)實(shí)物圖實(shí)物圖補(bǔ)償電容補(bǔ)償電容同軸電纜同軸電纜( (屏蔽線屏蔽線) )校準(zhǔn)源信號(hào)校準(zhǔn)源信號(hào)第第4章章 電子示波器電子示波器Ri=1MR=9MiiCRRC 探頭工作時(shí)：即探頭工作時(shí)：即分壓比：分壓比：101191: MMMRRRKiiMRi10pFCi10探頭的作用：探頭的作用： 提高示波器輸入阻抗提高示波器輸入阻抗 有分壓、衰減的作用有分壓、

45、衰減的作用信號(hào)減小了信號(hào)減小了1010倍倍。注：注：探頭不能張冠李戴，必須配對(duì)使用探頭不能張冠李戴，必須配對(duì)使用。否則降低示波器性能。否則降低示波器性能。 第第4章章 電子示波器電子示波器2阻抗變換器阻抗變換器 阻抗變換器阻抗變換器一般可由一般可由射極跟隨器射極跟隨器構(gòu)成。使示波器構(gòu)成。使示波器對(duì)外呈對(duì)外呈現(xiàn)高輸入阻抗現(xiàn)高輸入阻抗。3延遲線延遲線 在在“內(nèi)內(nèi)”觸發(fā)狀態(tài)時(shí)觸發(fā)狀態(tài)時(shí)，出現(xiàn)，出現(xiàn)被測(cè)信號(hào)被測(cè)信號(hào)與與掃描信號(hào)掃描信號(hào)不能同時(shí)不能同時(shí)到達(dá)偏轉(zhuǎn)板到達(dá)偏轉(zhuǎn)板。觸發(fā)點(diǎn)觸發(fā)點(diǎn)輸入信號(hào)輸入信號(hào)掃描電壓掃描電壓顯示波形顯示波形掃描掃描起點(diǎn)起點(diǎn)t tT T第第4章章 電子示波器電子示波器3延遲線延遲

46、線觸發(fā)點(diǎn)觸發(fā)點(diǎn)輸入信號(hào)輸入信號(hào)掃描電壓掃描電壓顯示波形顯示波形輸入信號(hào)輸入信號(hào)延遲后延遲后掃描掃描起點(diǎn)起點(diǎn)t tT Tt td d 保證保證Y通道通道與與X通道通道的的 信號(hào)在信號(hào)在時(shí)間上相匹配時(shí)間上相匹配。通常通常延遲時(shí)間在延遲時(shí)間在50200ns，延遲要穩(wěn)定。延遲要穩(wěn)定。 延遲線可用延遲線可用多節(jié)多節(jié)LC網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)（窄帶寬），（窄帶寬），平衡螺旋線平衡螺旋線（較寬帶（較寬帶寬）寬）。第第4章章 電子示波器電子示波器4垂直偏轉(zhuǎn)放大器垂直偏轉(zhuǎn)放大器若要求的帶寬大于若要求的帶寬大于1GHz，則可采取什么則可采取什么方法方法？第第4章章 電子示波器電子示波器二、二、水平偏轉(zhuǎn)通道水平偏轉(zhuǎn)通道(X通道通

47、道)產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間呈產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間呈線性關(guān)系線性關(guān)系的電壓，形成的電壓，形成時(shí)間基線時(shí)間基線。 設(shè)設(shè)Sx為水平方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度，水平板上所加電壓為為水平方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度，水平板上所加電壓為Ux(t) ，則偏轉(zhuǎn)距離則偏轉(zhuǎn)距離x為為：( )xsxS Ut 這種掃描稱為這種掃描稱為線性時(shí)基掃描。線性時(shí)基掃描。第第4章章 電子示波器電子示波器 (1)連續(xù)掃描連續(xù)掃描 在掃描電壓的作用下，示波管光點(diǎn)將在屏幕上作在掃描電壓的作用下，示波管光點(diǎn)將在屏幕上作連續(xù)重復(fù)連續(xù)重復(fù)周期的掃描周期的掃描。1掃描分類掃描分類掃描方式掃描方式可分為可分為連續(xù)掃描方式連續(xù)掃描方式和和觸發(fā)掃描觸發(fā)掃描。掃描電壓周期掃描電壓周期

48、T與與被測(cè)信號(hào)周期被測(cè)信號(hào)周期Ty，保持保持T=nTy第第4章章 電子示波器電子示波器 觀測(cè)觀測(cè)脈沖波形脈沖波形時(shí)的掃描方式。時(shí)的掃描方式。尤其是尤其是占空比很小占空比很小的脈的脈沖時(shí)，采用連續(xù)掃描存在一些問(wèn)題：選擇掃描周期等于沖時(shí)，采用連續(xù)掃描存在一些問(wèn)題：選擇掃描周期等于脈沖重復(fù)周期時(shí)，脈沖重復(fù)周期時(shí)，難以看清脈沖波形的細(xì)節(jié)難以看清脈沖波形的細(xì)節(jié)。(2)觸發(fā)掃描觸發(fā)掃描第第4章章 電子示波器電子示波器 選擇選擇掃描周期等于脈沖底寬時(shí)掃描周期等于脈沖底寬時(shí)，觀測(cè)者，觀測(cè)者不易觀察波形不易觀察波形，而，而且掃描的且掃描的同步很難同步很難實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。 波形顯示暗，而時(shí)基線太亮?xí)r基線亮，時(shí)基線亮，

49、波形暗波形暗第第4章章 電子示波器電子示波器 觸發(fā)掃描觸發(fā)掃描，使掃描脈沖只在被測(cè)脈沖到來(lái)時(shí)才掃描一次；使掃描脈沖只在被測(cè)脈沖到來(lái)時(shí)才掃描一次；沒(méi)有被測(cè)脈沖時(shí)，掃描發(fā)生器處于等待工作狀態(tài)。沒(méi)有被測(cè)脈沖時(shí)，掃描發(fā)生器處于等待工作狀態(tài)。較好地觀測(cè)脈沖較好地觀測(cè)脈沖第第4章章 電子示波器電子示波器觸發(fā)掃描觸發(fā)掃描 Ts被測(cè)脈沖連續(xù)掃描Tn=Tst TntTn連續(xù)掃描Tn=t觸發(fā)掃描tvy第第4章章 電子示波器電子示波器*連續(xù)掃描連續(xù)掃描的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：1.掃描發(fā)生器連續(xù)工作；掃描發(fā)生器連續(xù)工作；2.無(wú)輸入信號(hào)時(shí)顯示一條時(shí)基線；無(wú)輸入信號(hào)時(shí)顯示一條時(shí)基線；*觸發(fā)掃描觸發(fā)掃描的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：1.被測(cè)脈沖

50、到來(lái)時(shí)掃描一次；被測(cè)脈沖到來(lái)時(shí)掃描一次；2.平時(shí)為等待掃描狀態(tài)平時(shí)為等待掃描狀態(tài)；3.主要用于觀測(cè)占空比很小的脈沖，掃描電壓主要用于觀測(cè)占空比很小的脈沖，掃描電壓持續(xù)時(shí)間的選擇應(yīng)等于或稍大于脈沖底寬。持續(xù)時(shí)間的選擇應(yīng)等于或稍大于脈沖底寬。在具備此功能的示波器上，會(huì)有一個(gè)按鈕來(lái)進(jìn)行選擇。在具備此功能的示波器上，會(huì)有一個(gè)按鈕來(lái)進(jìn)行選擇。第第4章章 電子示波器電子示波器2水平通道組成框圖水平通道組成框圖構(gòu)成：構(gòu)成：觸發(fā)電路觸發(fā)電路、時(shí)基發(fā)生電路和、時(shí)基發(fā)生電路和水平放大器水平放大器等。等。 觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇放大整形電路掃描閘門掃描電壓發(fā)生器水平放大器比較和釋抑電路觸發(fā)觸發(fā)信號(hào)信號(hào)觸發(fā)電路觸

51、發(fā)電路掃描發(fā)生器環(huán)至至X X偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)板時(shí)基發(fā)生電路時(shí)基發(fā)生電路第第4章章 電子示波器電子示波器 2水平通道組成框圖水平通道組成框圖 示波器的水平通道包括三部分：示波器的水平通道包括三部分： 觸發(fā)電路觸發(fā)電路， 時(shí)基發(fā)生器時(shí)基發(fā)生器。水平放大器水平放大器。 水平通道結(jié)構(gòu)框圖水平通道結(jié)構(gòu)框圖水平通道的核心水平通道的核心產(chǎn)生線性度好、頻產(chǎn)生線性度好、頻率穩(wěn)定；幅度相等率穩(wěn)定；幅度相等的的鋸齒波電壓鋸齒波電壓放大、產(chǎn)生放大、產(chǎn)生對(duì)稱的鋸齒對(duì)稱的鋸齒波波至水平偏至水平偏轉(zhuǎn)板轉(zhuǎn)板控制控制時(shí)基的掃描閘時(shí)基的掃描閘門門，實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格同步嚴(yán)格同步。第第4章章 電子示波器電子示波器 3. 時(shí)基發(fā)生器時(shí)基發(fā)生器

52、施密特電路施密特電路密勒積分器密勒積分器釋抑電路釋抑電路作用是作用是用來(lái)保證每次掃用來(lái)保證每次掃描都開(kāi)始在同樣描都開(kāi)始在同樣的起始電平上的起始電平上。 作用：作用：掃描發(fā)生器電路在觸發(fā)脈沖啟動(dòng)下，產(chǎn)生線性變化的掃描發(fā)生器電路在觸發(fā)脈沖啟動(dòng)下，產(chǎn)生線性變化的鋸齒波掃描電壓。鋸齒波掃描電壓。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：它由它由時(shí)基閘門時(shí)基閘門、掃描電壓產(chǎn)生電路掃描電壓產(chǎn)生電路、電壓比較電路電壓比較電路及及釋抑電路釋抑電路組成，上述電路組成一個(gè)閉環(huán)，故也稱組成，上述電路組成一個(gè)閉環(huán)，故也稱掃描發(fā)生器環(huán)掃描發(fā)生器環(huán)。第第4章章 電子示波器電子示波器 掃描電壓產(chǎn)生器掃描電壓產(chǎn)生器是一個(gè)是一個(gè)密勒密勒（MillerMi

53、ller）積分器積分器，它能產(chǎn)生，它能產(chǎn)生高線性度的鋸齒波電壓。高線性度的鋸齒波電壓。第第4章章 電子示波器電子示波器密勒密勒（Miller）xtSs RAViVoT+EC（1）tRCEVo- - （2）（3）掃描速度粗調(diào)掃描速度粗調(diào)改變改變 R 或或 C掃描速度微調(diào)掃描速度微調(diào)改變改變 E 或改變或改變X X放大器的增益放大器的增益掃描速度（掃描速度（t/cmt/cm）第第4章章 電子示波器電子示波器第第4章章 電子示波器電子示波器觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖C Ch h充電充電C Ch h放電放電上觸發(fā)電平上觸發(fā)電平E E1 1下觸發(fā)電平下觸發(fā)電平E E2 2閘門輸入閘門輸入閘門輸出閘門輸出比較電平比

54、較電平U Ur r掃描電壓掃描電壓E E0 0第第4章章 電子示波器電子示波器 4觸發(fā)電路觸發(fā)電路 作用：作用：是為掃描信號(hào)發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖。是為掃描信號(hào)發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：包括包括觸發(fā)源觸發(fā)源、觸發(fā)耦合方式觸發(fā)耦合方式、觸發(fā)方式觸發(fā)方式；觸發(fā)整形電路觸發(fā)整形電路。第第4章章 電子示波器電子示波器(1)觸發(fā)源觸發(fā)源 內(nèi)觸發(fā)內(nèi)觸發(fā)（INT）外觸發(fā)外觸發(fā)電源觸發(fā)電源觸發(fā)第第4章章 電子示波器電子示波器觸發(fā)源觸發(fā)源第第4章章 電子示波器電子示波器 (2)(2)觸發(fā)耦合方式觸發(fā)耦合方式 “DC”直流耦合。直流耦合。用于直流或緩慢變化的信號(hào)用于直流或緩慢變化的信號(hào) “

55、AC”交流耦合。交流耦合。觀察由低頻到較高頻率的信號(hào)，觀察由低頻到較高頻率的信號(hào)，常用這常用這一耦合方式一耦合方式?！癆C低頻抑制低頻抑制”。如觀測(cè)有低頻干擾如觀測(cè)有低頻干擾(50Hz噪聲噪聲)的信號(hào)的信號(hào)時(shí)時(shí)“HF”高頻耦合高頻耦合。用于觀測(cè)大于用于觀測(cè)大于5MHz的信號(hào)。的信號(hào)。第第4章章 電子示波器電子示波器觸發(fā)耦合方觸發(fā)耦合方式式第第4章章 電子示波器電子示波器(3)觸發(fā)方式及觸發(fā)整形電路觸發(fā)方式及觸發(fā)整形電路常態(tài)常態(tài)（NORM）自動(dòng)自動(dòng)（AUTO）高頻高頻（TV） 觸發(fā)觸發(fā)產(chǎn)生不同形式的掃描產(chǎn)生不同形式的掃描觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)信號(hào)，去觸發(fā)掃描電壓發(fā)生，去觸發(fā)掃描電壓發(fā)生器，器，形成不同形式

56、的形成不同形式的掃描電壓掃描電壓。 有連續(xù)掃描鋸齒波電壓輸出，熒光屏上有連續(xù)掃描鋸齒波電壓輸出，熒光屏上總能顯示掃描線總能顯示掃描線，一般測(cè)量均使用自動(dòng)觸發(fā)方式。一般測(cè)量均使用自動(dòng)觸發(fā)方式。觸發(fā)信號(hào)：外接或自激多諧振蕩器觸發(fā)信號(hào)：外接或自激多諧振蕩器 指指有觸發(fā)源信號(hào)有觸發(fā)源信號(hào)并產(chǎn)生了并產(chǎn)生了有效的觸發(fā)脈沖有效的觸發(fā)脈沖時(shí)，熒光屏上才有掃描線。時(shí)，熒光屏上才有掃描線。 不足是：不足是：在沒(méi)有輸入信號(hào)或觸發(fā)電平在沒(méi)有輸入信號(hào)或觸發(fā)電平不適當(dāng)時(shí)不適當(dāng)時(shí)，就沒(méi)有觸發(fā)，就沒(méi)有觸發(fā)脈沖輸出，因而脈沖輸出，因而也無(wú)掃描基線也無(wú)掃描基線。 同自動(dòng)觸發(fā)方式，高頻觸發(fā)方式常用于觀測(cè)同自動(dòng)觸發(fā)方式，高頻觸發(fā)方式

57、常用于觀測(cè)高頻信號(hào)。高頻信號(hào)。第第4章章 電子示波器電子示波器觸發(fā)方式觸發(fā)方式第第4章章 電子示波器電子示波器三、三、校正器校正器 校正器是用來(lái)校準(zhǔn)或檢驗(yàn)示波器校正器是用來(lái)校準(zhǔn)或檢驗(yàn)示波器X軸和軸和Y軸軸標(biāo)尺的刻度標(biāo)尺的刻度。Y軸軸校正校正單位為電壓?jiǎn)挝粸殡妷赫{(diào)整調(diào)整幅度幅度。X軸軸校正校正單位為時(shí)間單位為時(shí)間調(diào)整調(diào)整掃描速度掃描速度。1. 幅度校正器幅度校正器2. 掃描時(shí)間校正器掃描時(shí)間校正器產(chǎn)生幅度穩(wěn)定不變并經(jīng)過(guò)校正的電壓產(chǎn)生幅度穩(wěn)定不變并經(jīng)過(guò)校正的電壓(方波方波)用用于校正于校正Y通道靈敏度。通道靈敏度。 調(diào)節(jié)方法調(diào)節(jié)方法：一般可調(diào)節(jié)一般可調(diào)節(jié)Y軸靈敏度旋鈕軸靈敏度旋鈕，使使d為整數(shù)為整

58、數(shù)。產(chǎn)生的信號(hào)，用于校正產(chǎn)生的信號(hào)，用于校正X軸時(shí)間標(biāo)度，或軸時(shí)間標(biāo)度，或用來(lái)檢驗(yàn)掃描因數(shù)是否正確。用來(lái)檢驗(yàn)掃描因數(shù)是否正確。注意注意：上述兩種校正都應(yīng)將微調(diào)旋鈕旋到校準(zhǔn)位置上述兩種校正都應(yīng)將微調(diào)旋鈕旋到校準(zhǔn)位置。第第4章章 電子示波器電子示波器第第4章章 電子示波器電子示波器4.5 雙蹤和雙線示波器雙蹤和雙線示波器 已學(xué)通用示波器的基本結(jié)構(gòu)：已學(xué)通用示波器的基本結(jié)構(gòu)： 一個(gè)一個(gè)電子槍電子槍，一對(duì)，一對(duì)X、Y偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)板； 一個(gè)一個(gè)Y通道通道； 一個(gè)一個(gè)X通道通道； 顯示顯示一個(gè)一個(gè)信號(hào)的波形信號(hào)的波形 單線單線示波示波第第4章章 電子示波器電子示波器4.5 雙蹤和雙線示波器雙蹤和雙線示波器

59、雙蹤雙蹤和和雙線示波器雙線示波器都可都可在一個(gè)示波管熒光屏在一個(gè)示波管熒光屏上上同時(shí)同時(shí)顯示出顯示出兩個(gè)兩個(gè)信號(hào)波形信號(hào)波形。功能：功能：應(yīng)用：應(yīng)用：比較被測(cè)系統(tǒng)的比較被測(cè)系統(tǒng)的輸出和輸入信號(hào)輸出和輸入信號(hào)；觀察脈沖電路觀察脈沖電路各點(diǎn)波形各點(diǎn)波形；研究波形變換器的研究波形變換器的各級(jí)信號(hào)各級(jí)信號(hào)；信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的波形畸變波形畸變；測(cè)量測(cè)量相移相移等等等等。第第4章章 電子示波器電子示波器體積大體積大、4.5 雙蹤和雙線示波器雙蹤和雙線示波器第第4章章 電子示波器電子示波器一、一、雙蹤示波器（雙蹤示波器（也稱雙跡示波器也稱雙跡示波器）垂直偏轉(zhuǎn)通道垂直偏轉(zhuǎn)通道由由A A和和B B

60、兩個(gè)通道組成兩個(gè)通道組成。Y Y1 1輸入輸入電路電路Y Y1 1前置前置放大器放大器Y Y1 1門電路門電路電子電子開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)延遲延遲線線Y Y后置后置放大器放大器Y Y2 2輸入輸入電路電路Y Y2 2前置前置放大器放大器Y Y2 2門電路門電路至至Y Y偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)板Y Y1 1輸入輸入A AY Y2 2輸入輸入B B控制信號(hào)控制信號(hào)控制控制A、B加到加到垂直偏轉(zhuǎn)板上垂直偏轉(zhuǎn)板上第第4章章 電子示波器電子示波器 雙蹤示波器工作狀態(tài)：雙蹤示波器工作狀態(tài)：由由面板開(kāi)關(guān)控制的電子開(kāi)關(guān)面板開(kāi)關(guān)控制的電子開(kāi)關(guān)，工作于：工作于：“A”、“B”、交替交替、斷續(xù)斷續(xù)、“A+B”。控制電子控制電子開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)第第