《示波器基本知識》課件

示波器基本知識示波器簡介示波器是一種電子測量儀器，主要用于觀察和測量電子信號的波形，是電子工程師必備的工具之一。示波器可以顯示電壓、電流、頻率、相位、脈沖寬度等信號參數(shù)，幫助我們分析電路的工作狀態(tài)，查找故障，設(shè)計電路。示波器工作原理1信號輸入信號輸入到示波器的垂直輸入端，經(jīng)放大和處理后形成一個與輸入信號成正比的電壓。2掃描系統(tǒng)掃描系統(tǒng)產(chǎn)生一個水平方向的線性掃描電壓，該電壓驅(qū)動電子束在屏幕上水平移動。3垂直偏轉(zhuǎn)垂直偏轉(zhuǎn)板根據(jù)輸入信號的電壓變化使電子束上下移動。4電子束電子束受到掃描系統(tǒng)和垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的共同作用，在屏幕上描繪出信號波形的軌跡。示波器的基本結(jié)構(gòu)顯示屏控制面板輸入端口示波器的輸入端輸入阻抗示波器的輸入阻抗通常為1MΩ，用于匹配大多數(shù)信號源。輸入耦合示波器通常提供AC、DC和GND三種輸入耦合方式，用于選擇不同的信號耦合方式。輸入探頭示波器探頭用于連接信號源，并放大信號以便在示波器屏幕上顯示。示波器的掃描系統(tǒng)電子束掃描示波器的掃描系統(tǒng)利用電子束在熒光屏上進行水平掃描。掃描速度掃描速度由時基控制，決定了信號波形在屏幕上的橫向顯示范圍。掃描模式示波器可以進行單次掃描或重復(fù)掃描，用于觀察一次性事件或重復(fù)信號。示波器的時基系統(tǒng)1掃描速度時基系統(tǒng)控制掃描波形的速度，影響圖像的橫軸時間刻度。2掃描周期掃描周期決定掃描一個完整波形的時長，影響橫軸時間范圍。3掃描模式不同的掃描模式可實現(xiàn)不同的波形顯示效果，例如單次掃描、連續(xù)掃描等。示波器的垂直系統(tǒng)信號放大垂直系統(tǒng)負責(zé)接收和放大輸入信號，以便在示波器屏幕上顯示。信號衰減垂直系統(tǒng)還允許對輸入信號進行衰減，以防止示波器過載。信號耦合垂直系統(tǒng)可以通過耦合方式選擇信號的直流或交流成分。示波器的觸發(fā)系統(tǒng)觸發(fā)系統(tǒng)允許示波器僅在特定事件發(fā)生時才捕獲信號。觸發(fā)條件可以包括電壓電平、斜率、脈沖寬度等。觸發(fā)功能使示波器能夠精確地捕捉到信號中的特定部分。示波器的電子轉(zhuǎn)換系統(tǒng)信號放大器將微弱的輸入信號放大到足以驅(qū)動顯示設(shè)備的水平。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便進行數(shù)字處理和存儲。數(shù)字信號處理器(DSP)處理數(shù)字信號，例如進行濾波、校正和分析。示波器的顯示系統(tǒng)示波器屏幕示波器屏幕通常為陰極射線管(CRT)，顯示信號波形的圖像。顯示模式示波器可以顯示多種波形，例如正弦波、方波和脈沖波。顯示參數(shù)顯示參數(shù)包括時間軸、電壓軸和觸發(fā)水平。示波器的配件與附件探頭探頭是示波器的重要配件，用來將信號傳遞到示波器的輸入端。探頭可以分為各種類型，例如電壓探頭、電流探頭、高頻探頭等。測試夾測試夾用于連接探頭和被測信號源，方便對信號進行測量和觀察。示波器筆示波器筆是一種用于記錄示波器屏幕上波形的工具，可以方便地將波形保存下來。示波器軟件示波器軟件可以用于分析示波器采集到的波形數(shù)據(jù)，并生成各種報表和圖表。示波器的使用環(huán)境與注意事項1環(huán)境溫度示波器工作溫度通常在0°C到40°C之間。2濕度示波器工作濕度通常在10%到80%之間。3電源使用穩(wěn)定可靠的電源，避免電壓波動過大，以確保示波器正常工作。4安全使用示波器時要小心操作，避免觸碰高壓部分，注意防電。示波器的分類1模擬示波器模擬示波器直接將信號轉(zhuǎn)換為模擬量，并使用示波管或CRT顯示。2數(shù)字示波器數(shù)字示波器將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并使用LCD或TFT顯示。3混合示波器混合示波器結(jié)合了模擬和數(shù)字示波器的特點，具有更高的精度和靈活性。模擬示波器的工作原理1信號輸入信號通過探頭輸入示波器。2信號放大放大信號以滿足顯示需求。3掃描系統(tǒng)橫向掃描電子束，形成水平時間軸。4偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)垂直偏轉(zhuǎn)電子束，顯示信號波形。模擬示波器將輸入信號的電壓轉(zhuǎn)換成電子束在熒光屏上的偏轉(zhuǎn)，從而將信號的波形顯示出來。其工作原理基于電子束的偏轉(zhuǎn)，并利用電子束在熒光屏上的移動軌跡來描繪信號的波形。數(shù)字示波器的工作原理1采樣將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號2量化將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)值3存儲將量化后的數(shù)據(jù)存儲到內(nèi)存中4處理對存儲的數(shù)據(jù)進行計算和分析5顯示將處理后的數(shù)據(jù)以圖形的形式顯示模擬示波器與數(shù)字示波器的對比特征模擬示波器數(shù)字示波器信號處理模擬信號直接顯示模擬信號數(shù)字化后顯示頻率范圍相對較低更高，可達GHz級別精度相對較低更高，可達8位或更高功能基本測量功能多種高級功能，如波形存儲、數(shù)據(jù)分析等價格相對較低相對較高示波器的校準校準目的確保示波器測量結(jié)果的準確性。校準方法使用標準信號源進行校準。校準周期定期進行校準，以保證測量精度。示波器的故障排除1電源故障檢查電源線是否連接良好，電源開關(guān)是否打開，電源電壓是否正常。2信號輸入問題檢查信號源是否正常工作，信號線是否連接正確，輸入耦合方式是否合適。3顯示屏故障檢查顯示屏是否正常點亮，亮度是否合適，是否有暗點或條紋。4探頭故障檢查探頭是否連接正確，探頭連接線是否斷裂，探頭是否損壞。5其他故障檢查示波器的其他功能是否正常，例如觸發(fā)系統(tǒng)，時基系統(tǒng)，垂直系統(tǒng)等。示波器的維護保養(yǎng)清潔定期清潔示波器，避免灰塵和污垢進入。使用柔軟的布和酒精清潔表面。校準定期校準示波器，確保其精度。校準應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員進行。存儲示波器應(yīng)儲存在干燥、通風(fēng)良好的地方，避免陽光直射和高溫潮濕環(huán)境。使用在使用示波器時，應(yīng)注意操作規(guī)范，避免過載或損壞。示波器的測量方法電壓測量示波器通過垂直刻度直接讀取電壓值。通過校準，確保電壓刻度與實際電壓值一致。時間測量利用水平刻度，讀取兩個信號之間的時間間隔。通過時基設(shè)置，確保時間刻度準確。頻率測量通過測量信號周期，計算頻率。利用示波器的頻率測量功能，可直接讀取頻率值。相位測量利用示波器上的相位測量功能，讀取兩個信號之間的相位差。也可以通過觀察波形，計算相位差。電壓測量的方法直接測量使用示波器的垂直通道，直接測量信號的電壓幅值。峰峰值測量測量信號的峰峰值，即信號最大值和最小值之間的差值。有效值測量測量信號的有效值，即信號的平均功率。頻率測量使用示波器的頻率測量功能，測量信號的頻率。時間測量的方法時間刻度示波器屏幕上的水平軸表示時間，可以通過調(diào)整時間刻度來放大或縮小觀察到的信號波形。時間基線時間基線可以用來測量信號周期、脈沖寬度、上升時間等參數(shù)。時間間隔示波器可以測量兩個信號之間的延遲時間或兩個信號事件之間的間隔時間。頻率測量的方法時間測量法通過測量波形的一個周期的時間來計算頻率。利用示波器上的時間刻度，直接讀出波形一個周期的長度，再根據(jù)頻率和周期的關(guān)系計算出頻率。頻率計法使用頻率計直接測量信號頻率。頻率計是一種專門用于測量頻率的儀器，其精度較高，但需要將信號接入頻率計。利薩如圖形法利用兩個正弦波信號在示波器上形成的利薩如圖形，根據(jù)圖形形狀和兩個信號的相位差來計算頻率。相位測量的方法Lissajous圖形法通過觀察示波器上兩個信號形成的Lissajous圖形，可以直觀地判斷相位差。時間差法測量兩個信號波形之間的水平時間差，并根據(jù)信號的頻率計算出相位差。相位計法使用專門的相位計，直接測量兩個信號之間的相位差。示波器的應(yīng)用領(lǐng)域示波器在電子技術(shù)領(lǐng)域扮演著重要的角色，廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)，包括：電子產(chǎn)品研發(fā)與測試電子設(shè)備維修與維護工業(yè)自動化控制科研教學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)測試示波器的發(fā)展趨勢數(shù)字化傳統(tǒng)的模擬示波器逐漸被數(shù)字示波器取代，數(shù)字示波器具有更高的精度、更快的采樣率和更強大的功能。混合信號混合信號示波器能夠同時測量模擬信號和數(shù)字信號，滿足了現(xiàn)代電子系統(tǒng)復(fù)雜測試的需求。無線連接越來越多的示波器支持無線連接，方便用戶遠程操作和數(shù)據(jù)分析。人工智能人工智能技術(shù)被應(yīng)用到示波器中，可以自動識別信號、分析數(shù)據(jù)，提高測試效率。示波器的未來展望1更高精度未來的示波器將具有更高的精度，能夠更準確地測量信號參數(shù)，從而提高測試結(jié)果的可靠性。2更快的采樣率示波器的采樣率將進一步提升，能夠更準確地捕捉到瞬態(tài)信號，并提供更詳細的信號特征信息。3更強大的分析功能示波器將具備更強大的分析功能，能夠?qū)π盘栠M行更深入的分析，幫助用戶更好地理解信