示波器函數(shù)發(fā)生器的介紹

示波器函數(shù)發(fā)生器的介紹第1頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日模擬示波器原理及基本結(jié)構(gòu)將電信息變?yōu)楣庑畔?，用來顯示波形和參數(shù)待測(cè)信號(hào)輸入和預(yù)處理通道，用來耦合、放大、衰減和切換（多通道輸入時(shí)）被測(cè)信號(hào)用來產(chǎn)生代表時(shí)間軸的掃描時(shí)基信號(hào)，并提供同步、觸發(fā)信號(hào)，保證波形清晰、穩(wěn)定地顯示第2頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字存儲(chǔ)示波器的原理及基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)第3頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日水平通道垂直通道示波器中的幾個(gè)重要概念第4頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日時(shí)基觸發(fā)示波器中的幾個(gè)重要概念

--水平通道第5頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-時(shí)基正程期間，掃描電壓從0v線性地增大到Uxm，相應(yīng)的光點(diǎn)從顯示屏的左端移到右端逆程期間光點(diǎn)又很快地從右端返回到左端（稱之為回掃線），然后開始下一個(gè)周的掃描，周而復(fù)始，形成一條代表時(shí)間變化的水平掃描線。實(shí)際示波器都會(huì)將逆程期的回歸線消隱而不顯示出來時(shí)基發(fā)生器產(chǎn)生的鋸齒波第6頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-時(shí)基第7頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-時(shí)基第8頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-時(shí)基第9頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-時(shí)基“時(shí)基旋鈕”:通常用“Time/div”標(biāo)出，它代表光點(diǎn)每掃過顯示屏的一個(gè)分度（一格）所需要的時(shí)間。第10頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)：決定了時(shí)基信號(hào)掃描的起點(diǎn)時(shí)刻，保證波形的穩(wěn)定顯示；觸發(fā)掃描：目的是將觸發(fā)信號(hào)作用于時(shí)基發(fā)生器，來控制掃描信號(hào)的起點(diǎn)，強(qiáng)制掃描電壓與被測(cè)信號(hào)同步，從而保證穩(wěn)定而清晰地顯示波形；第11頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-觸發(fā)同步第12頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平-觸發(fā)不同步第13頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)源（TriggerSource）：內(nèi)觸發(fā)（INTTrig）CH1CH2交替電源觸發(fā)（ACTrig）外觸發(fā)（EXTTrig）第14頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-觸發(fā)觸發(fā)類型（TriggerType）：邊沿觸發(fā)（EdgeTrig）視頻觸發(fā)（TVTrig）分為上升沿觸發(fā)（或正斜波觸發(fā)）和下降沿觸發(fā)（或負(fù)斜波觸發(fā)）。一般情況下，都采用邊沿觸發(fā)第15頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的水平通道-觸發(fā)掃描方式（SweepMode）（觸發(fā)方式）：自動(dòng)（Auto）常態(tài)（Norm）單次（Single）一般情況下，將示波器置于自動(dòng)方式，使顯示屏始終有掃描線存在在沒有觸發(fā)信號(hào)（如觀察直流信號(hào)時(shí)）或信號(hào)不夠觸發(fā)電平時(shí)，為避免顯示屏出現(xiàn)一個(gè)點(diǎn)或一條豎線顯示，“時(shí)間基線發(fā)生器”自激產(chǎn)生掃描信號(hào)，用戶可以看到掃描線，然后調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，使波形穩(wěn)定顯示。在無觸發(fā)信號(hào)時(shí)，掃描電路處于等待（準(zhǔn)備）狀態(tài)，此時(shí)屏幕不出現(xiàn)掃描線。一旦觸發(fā)信號(hào)到來，才出現(xiàn)掃描線，并立即進(jìn)入正常顯示波形。接到觸發(fā)信號(hào)后，啟動(dòng)單次掃描，掃描一周后又立即停止（不產(chǎn)生周期的重復(fù)的鋸齒波）。單次掃描方式用于捕捉突發(fā)的、非重復(fù)性的瞬態(tài)信號(hào)。第16頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的幾個(gè)重要概念—垂直通道垂直靈敏度通道切換開關(guān)耦合方式（CoupledMode）位置（Position）探頭帶寬第17頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的垂直通道—垂直靈敏度垂直通道示意圖

例如：示波器上垂直靈敏度選為0.2V/div，波形在顯示屏上垂直偏轉(zhuǎn)為5.3div，那么輸入信號(hào)的峰峰值為：

Uipp=5.3（div）×0.2（V/div）=1.06V第18頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的垂直通道—通道切換開關(guān)垂直通道示意圖單蹤顯示雙蹤顯示CH1+CH2CH1-CH2必須將CH1、CH2兩個(gè)通道的電壓靈敏度旋鈕調(diào)到一樣大第19頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日接地方式。當(dāng)耦合開關(guān)置“接地”時(shí)，輸入信號(hào)與示波器斷開，示波器垂直通道輸入端接地，此時(shí)掃描時(shí)基線將出現(xiàn)在顯示屏的正中間。示波器的垂直通道—耦合方式垂直通道示意圖交流耦合方式（AC耦合）。信號(hào)經(jīng)過隔直流電容耦合到示波器上，信號(hào)中的直流分量被阻擋，信號(hào)中含有的頻率很低的分量也將產(chǎn)生畸變。直接耦合方式（DC耦合）。此時(shí)信號(hào)是直通的，信號(hào)中的所有成分，包括直流分量都可以加到示波器上?！敖拥胤绞健狈浅?shí)用，例如一時(shí)找不到掃描線時(shí)（可能偏到顯示屏外邊），可將耦合方式置“地”，掃描線就會(huì)立即回到顯示屏中央，而被發(fā)現(xiàn)。第20頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的垂直通道—耦合方式經(jīng)AC耦合后，直流電平被革除，信號(hào)的平均值變?yōu)?當(dāng)輸入信號(hào)頻率很低，脈寬很寬時(shí)，由于電容器充放電的影響，使信號(hào)的頂部降落而產(chǎn)生畸變（失真）這是DC耦合的信號(hào)，含直流電平在需要觀測(cè)信號(hào)直流電平或極低頻率分量時(shí)，必須置“DC”擋；當(dāng)不需要觀察直流分量，信號(hào)頻率又不很低時(shí)（一般高于幾十赫茲），用AC耦合；當(dāng)直流分量很大，交流分量很小時(shí)，必須用AC耦合，以將直流成分隔掉，將交流分量放大。第21頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的垂直通道—耦合方式A+aatU0U=AsinωtV1U=(a+Asinω

t)V2AtU0第22頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的垂直通道—耦合方式AC耦合:DC耦合:A+aatU0U=AsinωtV1U=(a+Asinω

t)V2U=(a+Asinω

t)V2U=AsinωtV1AtU0第23頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日U=(10+0.1sinω

t)VDC耦合AC耦合示波器的垂直通道—耦合方式U0t第24頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日探頭是示波器與被測(cè)電路的連接電纜；探頭屏蔽要好，以減小外來雜波干擾；所選用的探頭要與示波器的輸入阻抗相匹配。1：1探頭，也稱×1探頭，它是一根直接將被測(cè)電路與示波器相連的電纜，其優(yōu)點(diǎn)是信號(hào)不會(huì)衰減，缺點(diǎn)是頻率響應(yīng)差。10：1探頭，也稱×10探頭，它存在10倍衰減，所以測(cè)量時(shí)要將測(cè)量值×10。補(bǔ)償電容的電容值一般在幾十個(gè)pF左右。這個(gè)電容可以對(duì)信號(hào)的幅度和上升時(shí)間測(cè)量造成影響。根據(jù)電路知識(shí)我們知道電容對(duì)于低頻信號(hào)等效為一個(gè)非常高的電阻，因此不會(huì)對(duì)信號(hào)幅度有大的影響。但當(dāng)信號(hào)頻率增加時(shí)，電容呈現(xiàn)的電抗減小，對(duì)待測(cè)信號(hào)的影響將隨著信號(hào)頻率的增加而加大。

當(dāng)要觀測(cè)高頻信號(hào)或?qū)拵盘?hào)時(shí)，一定要用10：1探頭，而不能用1：1探頭，并適當(dāng)調(diào)整補(bǔ)償電容的值，使探頭在整個(gè)頻段內(nèi)有平坦的10倍衰減特性

示波器的垂直通道—探頭有一個(gè)開關(guān)，可以控制探頭在1：1和10：1之間切換補(bǔ)償電容第25頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的垂直通道—探頭（a）過補(bǔ)償?shù)奶筋^（b）欠補(bǔ)償?shù)奶筋^（c）正確補(bǔ)償?shù)奶筋^第26頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日示波器的垂直通道—帶寬示波器帶寬決定了示波器能觀測(cè)多高頻率和多寬頻帶的信號(hào)；在選擇示波器的時(shí)候，應(yīng)該選擇大于最高正弦信號(hào)頻率3～5倍的帶寬。我們電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的模擬示波器的帶寬是20MHz。第27頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法波形顯示AUTOSET:自動(dòng)顯示輸入信號(hào)波形方式（以校準(zhǔn)信號(hào)的自動(dòng)設(shè)置為例）第28頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動(dòng)設(shè)置（以信號(hào)從CH1通道輸入為例）TRIGMENU觸發(fā)菜單的設(shè)置信源指觸發(fā)源，信號(hào)從哪通道輸入即選擇該通道為觸發(fā)源

第29頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動(dòng)設(shè)置（以信號(hào)從CH1通道輸入為例）ch1menu設(shè)置需要同時(shí)觀察的輸入信號(hào)交、直流情況，耦合選“直流”；只觀察的輸入信號(hào)交流情況，耦合選“交流”

第30頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法波形顯示手動(dòng)設(shè)置（以信號(hào)從CH1通道輸入為例）調(diào)節(jié)VOLTS/DIV、SEC/DIV、LEVEL旋鈕，使信號(hào)波形穩(wěn)定顯示合適大小第31頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法信號(hào)波形的測(cè)量MEASURE測(cè)量功能（對(duì)ch1通道輸入的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量為例）確認(rèn)示波器探頭上的衰減開關(guān)設(shè)為×1，ch1menu中“探頭”設(shè)置為1×檔按“MEASURE”鍵，可讀取信號(hào)的峰峰值、頻率等多種參數(shù)第32頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法信號(hào)波形的測(cè)量用CURSOR光標(biāo)測(cè)量電壓、時(shí)間按CURSOR，測(cè)量類型為電壓、時(shí)間可選垂直POSITION鍵調(diào)整2條光標(biāo)位置第33頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法其他按鍵的功能DISPLAY:顯示方式按鈕，可選擇“格式”為YT信號(hào)波形顯示和XY方式顯示第34頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法其他按鍵的功能MATH:計(jì)算顯示方式按鈕，可選擇顯示CH1+CH2,CH1-CH2等波形在進(jìn)行2個(gè)通道波形加、減后的幅度測(cè)量時(shí)，注意CH1、CH2的電壓靈敏度處于同一檔位第35頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字示波器的使用方法ACQUIRE:波形獲取方式若輸入信號(hào)幅度為毫伏級(jí)，受干擾信號(hào)的影響，可選擇“平均值”顯示，平均次數(shù)選擇較大數(shù)值，可使波形顯示清晰一些第36頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日信號(hào)源主要功能：信號(hào)源主要給被測(cè)電路提供所需要的已知信號(hào)（各種波形）第37頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日信號(hào)源的分類邏輯信號(hào)源從廣義上分混合信號(hào)源函數(shù)信號(hào)發(fā)生器任意函數(shù)發(fā)生器(AFG)碼型發(fā)生器脈沖信號(hào)發(fā)生器模擬式數(shù)字合成式任意發(fā)生器任意波形發(fā)生器(AWG)第38頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日信號(hào)源的分類按照輸出信號(hào)的類型分射頻信號(hào)發(fā)生器掃描信號(hào)發(fā)生器頻率合成器噪聲信號(hào)發(fā)生器按照使用頻段分高頻信號(hào)源低頻信號(hào)源第39頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日模擬式函數(shù)發(fā)生器簡要框圖三角波發(fā)生器是利用電容的恒流充放電產(chǎn)生三角波，改變電容器電容值可實(shí)現(xiàn)頻率波段的轉(zhuǎn)換，控制恒流源大小可實(shí)現(xiàn)頻率微調(diào)和掃頻功能。方波是三角波經(jīng)電壓比較器整形后得到。正弦波是利用三角波經(jīng)一非線性特性（正弦波整形器）變換而成。輸出信號(hào)幅度控制是通過可調(diào)衰減器來實(shí)現(xiàn)的。作用是減小輸出電阻和增加負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力。第40頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字合成式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器（DDS）DDS的基本原理框圖一個(gè)周期性的正弦信號(hào)的離散相位的幅度序列第41頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日模擬函數(shù)發(fā)生器的主要指標(biāo)帶寬（輸出頻率范圍）

頻率(定時(shí))分辨率

頻率準(zhǔn)確度

頻率穩(wěn)定度

輸出阻抗

輸出電平范圍

第42頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日模擬函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)波形及功能頻率調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)頻率顯示和幅度顯示第43頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日數(shù)字合成式函數(shù)發(fā)生器主要可調(diào)節(jié)參數(shù)波形及功能頻率調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)頻率顯示和幅度顯示第44頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

信號(hào)的輸出

TTL輸出口：輸出高電平為5V，低電平為0V，符合TTL邏輯的方波信號(hào)，頻率可調(diào)信號(hào)輸出函數(shù)輸出口：輸出常用的正弦波、三角波、方波、調(diào)頻波等多種信號(hào)，頻率、幅度可調(diào)信號(hào)波形輸出選擇

按【shift】按鈕，再按相應(yīng)波形按鈕，此時(shí)屏幕上的最前端顯示了相應(yīng)所選擇的輸出波形形狀第45頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的頻率/周期重復(fù)按【頻率/周期】按鈕，可在信號(hào)頻率、周期設(shè)置之間切換設(shè)置頻率先輸入數(shù)字量（調(diào)節(jié)旋鈕輸入或數(shù)字鍵輸入數(shù)據(jù)），再按頻率單位鍵Hz、KHz、MHz。

第46頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的幅度

按【幅度】按鈕。設(shè)置幅度：先輸入數(shù)字量，再按幅度單位鍵VPP、mvpp、Vrms、mvrms。PP為信號(hào)的峰峰值，rms為信號(hào)的有效值第47頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日信號(hào)直流分量的疊加依次按【shift】、【偏移】、需要疊加的數(shù)字量、偏移電壓單位V（或者mV）調(diào)節(jié)矩形波的占空比按【shift】、，連續(xù)按【脈寬】兩次（出現(xiàn)占空比數(shù)值，單位為％）、輸入占空比數(shù)值SPF05A型數(shù)字合成函數(shù)信號(hào)發(fā)生器第48頁，共53頁，2023年，2月20日，星期日?qǐng)A盤調(diào)節(jié)旋鈕輸入數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)數(shù)值之前，按按鈕選擇需要調(diào)節(jié)的位，屏幕上閃爍的數(shù)位，即為待調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)位，順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)可實(shí)現(xiàn)該位數(shù)值的