任務(wù)三數(shù)字存儲示波器動動手動動腦實訓(xùn)項目做一做議一議想一想

任務(wù)三數(shù)字存儲示波器動動手動動腦實訓(xùn)項目做一做議一議想一想五電子示波器本項目主要內(nèi)容任務(wù)三數(shù)字存儲示波器動動手動動腦實訓(xùn)項目做一做議一議想一想項目小結(jié)思考與練習(xí)

示波測試技術(shù)知識目標(biāo)1.掌握示波測試基本方法和原理2.掌握通用示波器的組成和原理3.了解數(shù)字存儲示波器4.熟練掌握示波測試的基本應(yīng)用技能目標(biāo)1.熟練掌握示波器面板功能及基本操作2.熟練掌握示波器測量信號的幅度、周期、頻率和相位的方法3.熟練掌握調(diào)幅波調(diào)幅系數(shù)測量方法任務(wù)三數(shù)字存儲示波器任務(wù)目標(biāo)1.了解什么叫數(shù)字存儲2.掌握數(shù)字存儲示波器的基本組成及原理3.了解數(shù)字示波器的應(yīng)用任務(wù)教學(xué)模式任務(wù)三數(shù)字存儲示波器任務(wù)教學(xué)模式前面我們學(xué)習(xí)的通用示波器屬于傳統(tǒng)模擬示波器。如果信號在一秒鐘內(nèi)只有幾次，或者信號的周期為數(shù)秒至更長，甚至于信號只發(fā)生一次，那又將會怎么樣呢？在這種情況下，使用我們上面介紹過的模擬示波器幾乎甚至于完全不能觀察這些信號。滿足這些要求的就是數(shù)字示波器，如圖3-32所示。數(shù)字示波器因具有波形觸發(fā)、存儲、顯示、測量、波形數(shù)據(jù)分析處理等獨特優(yōu)點，自上個世紀(jì)七十年代誕生以來，應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為測試工程師必備的工具之一。同時，隨著技術(shù)的發(fā)展，其價格的不斷下降。目前其應(yīng)用已非常普及。圖3-32數(shù)字存儲示波器任務(wù)三數(shù)字存儲示波器知識一什么叫數(shù)字存儲所謂數(shù)字存儲就是在示波器中以數(shù)字編碼的形式來儲存信號。它有以下特點和功能：（1）可以顯示大量的預(yù)觸發(fā)信息（2）可以通過使用光標(biāo)和不使用光標(biāo)的方法進(jìn)行全自動測量。（3）可以長期存儲波形

（4）可以將波形傳送到計算機(jī)進(jìn)行儲存或供進(jìn)一步的分析之用。（5）可以在打印機(jī)或繪圖儀上制作硬考貝以供編制文件之用。（6）可以把新采集的波形和操作人員手工或示波器全自動采集的參考波形進(jìn)行比較。（7）波形信息可以用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行處理。任務(wù)三數(shù)字存儲示波器知識二數(shù)字示波器的使用任務(wù)三數(shù)字存儲示波器知識二數(shù)字示波器的使用任務(wù)三數(shù)字存儲示波器知識二數(shù)字存儲示波器的原理數(shù)字存儲示波器是用數(shù)字電路來完成存儲功能的，因此稱“Digital

storage

oscilloscope”簡稱DSO。在DSO中在輸入信號接頭和示波器CRT之間的電路不只是僅有模擬電路。輸入信號的波形在CRT上獲得之前先要存儲到存儲器中去。它用A/D變換器將模擬波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后存儲在存儲器RAM中，需要時再將RAM中存儲的內(nèi)容調(diào)出，通過相應(yīng)的D/A變換器，再將數(shù)字信號恢復(fù)為模擬量，顯示在示波管的屏幕上。在數(shù)字存儲示波器中，信號處理功能和信號顯示功能是分開的，其性能指標(biāo)完全取決于進(jìn)行信號處理的A/D、D/A變換器RAM。我們在示波器的屏幕上看到的波形總是有所采集到的數(shù)據(jù)重建的波形，而不是輸入連接端上所加信號的立即的、連續(xù)的波形顯示。如圖3-33所示為其原理框圖。當(dāng)處于存儲工作模式時，其工作過程一般分為存儲和顯示兩個階段。任務(wù)三數(shù)字存儲示波器知識二數(shù)字存儲示波器的原理

衰減器放大器觸發(fā)電路A/D轉(zhuǎn)換器延遲線存儲器（RAM）D/A轉(zhuǎn)換器地址計數(shù)器D/A轉(zhuǎn)換器垂直放大器水平放大器掃描發(fā)生器邏輯控制電路（微處理器）輸入外觸發(fā)內(nèi)外實時存儲實時實時存儲存儲至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板圖3-33數(shù)字存儲示波器的原理框圖任務(wù)三數(shù)字存儲示波器知識二數(shù)字存儲示波器的原理在存儲工作階段，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字化信號，在邏輯控制電路的控制下依次寫入到RAM中。在顯示工作階段，將數(shù)字信號從存儲器中讀出轉(zhuǎn)換成模擬信號，經(jīng)垂直放大器放大加到CRT的Y偏轉(zhuǎn)板。同時，CPU的讀地址計數(shù)脈沖加至D/A轉(zhuǎn)換器，得到一個階梯波掃描電壓，驅(qū)動CRT的X偏轉(zhuǎn)板。任務(wù)三數(shù)字存儲示波器知識拓展：既然數(shù)字示波器有那么多優(yōu)點，而模擬示波器仍在廣泛應(yīng)用是為什么呢？除了價格的原因，模擬示波器的某些特點，是數(shù)字示波器所不具備的。如：操作簡單，全部操作都在面板上，波形反應(yīng)及時，數(shù)字示波器往往要較長處理時間。垂直分辨率高，連續(xù)而且無限級，數(shù)字示波器分辨率一般只有8位至10位。數(shù)據(jù)更新快，每秒捕捉幾十萬波形，數(shù)字示波器每秒捕捉幾十個波形。實時帶寬和實時顯示，連續(xù)波形與單次波形的帶寬相同，數(shù)字示波器的帶寬與取樣率密切相關(guān)，取樣率不高時需借助內(nèi)插計算，容易出現(xiàn)混淆波形。簡言之，模擬示波器為工程技術(shù)人員提供眼見為實的波形，在規(guī)定的帶寬內(nèi)可非常放心進(jìn)行測試。人類五官中眼睛視覺十分靈敏，屏幕波形瞬間反映至大腦作出判斷，微細(xì)變化都可感知。因此，模擬示波器深受使用者的歡迎。尤其是作為一般實驗室用示波器，模擬示波器基本滿足測試需要。項目小結(jié)本項目介紹了示波測試技術(shù)及應(yīng)用。主要內(nèi)容有：示波測試原理、通用示波器的基本組成、工作原理及其應(yīng)用。電子示波器能夠在熒光屏上顯示電信號的波形，其核心部件是示波管。示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。電子槍的作用是發(fā)射電子束、對電子束聚焦及加速。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的作用是決定光點在屏幕上的位置。示波測試的理論基礎(chǔ)是光點在熒光屏上偏轉(zhuǎn)的距離與偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓成正比。熒光屏的作用是將電信號變?yōu)楣庑盘栵@示。示波器得到穩(wěn)定波形的條件是，Y偏轉(zhuǎn)板上接入被測信號，X偏轉(zhuǎn)板上接入鋸齒波掃描電壓，并且，掃描電壓的周期等于被測信號周期的整數(shù)倍，即滿足同步關(guān)系。通用示波器主要由示波管、垂直通道和水平通道三部分組成，此外還包括電源電路和校準(zhǔn)信號發(fā)生器。垂直通道包括衰減器、放大器、延遲線及必要的附件如探極等；示波器的水平通道主要由掃描發(fā)生器環(huán)、觸發(fā)電路和X放大器組成。示波器可以用來觀測信號波形，測量電信號電壓、周期、頻率、時間、相位、調(diào)制系數(shù)等物理量。思考與練習(xí)1.通用示波器由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？2..示波器Ｙ通道的由哪些電路組成？各有什么作用？3.示波器Ｙ通道內(nèi)為什么既有衰減器又有放大器？4.示波器的Ｘ通道由哪幾部分組成，各部分的作用是什么？5.試說明觸發(fā)電平、觸發(fā)極性調(diào)節(jié)的意義。6．示波器測試時，為什么要求輸入信號用專用探頭接入？7．用示波器測一正弦信號，測量時信號經(jīng)衰減10倍的探極加到示波器Y通道，測得其在熒光屏上的總高度為4.4div，Y軸靈敏度粗調(diào)開關(guān)在50mV/div，問該信號的有效值是多少？8．用示波器觀察一方波信號，靈敏度旋鈕v/div置于0