電子測(cè)量技術(shù)教案《3》PPT演示文稿

1、 章節(jié)目錄3.1示波器顯示波形的基本原理3.2通用示波器3.3雙蹤示波器3.4示波器的選擇和使用3.5示波器的基本測(cè)量方法3.6實(shí)訓(xùn)第3章電子示波器本章要點(diǎn)示波器波形顯示原理示波器原理框圖示波器的基本測(cè)量方法，測(cè)量信號(hào)電壓的 幅度、頻率、周期、相位。.3.1示波器顯示波形的基本原理3丄1偏轉(zhuǎn)電壓的作用1示波管示波管是示波器最終顯示信號(hào)波形的部件。它 包括三個(gè)部分：電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏。這三 部分密封在玻璃殼內(nèi)，形成電真空器件。09.10.20204最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀廣輝聚輔助高X2度焦聚焦壓|;2-熒光屏圖31示波管及電子?xùn)c控制電路(1) 電子槍電子槍的作用是發(fā)射電子并形成

2、很細(xì)的高速電子 束，撞擊熒光屏而發(fā)光。它是由燈絲(F)、陰極 (K)、柵極(G1)、前加速極(G2)、第一陽(yáng)極 (A1)、第二陽(yáng)極(A2)組成。燈絲的作用是加熱陰 極，加熱后的陰極發(fā)射電子。(2) 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對(duì)位置互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成。 靠近電子槍的一對(duì)是垂直偏轉(zhuǎn)板，另一對(duì)是水平偏轉(zhuǎn) 板。電子束靠偏轉(zhuǎn)板上加的電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。09.10.20207（3）熒光屏熒光屏是熒光粉涂在玻璃屏的內(nèi)表壁而制成。 熒光屏的發(fā)光顏色通常有綠色、黃色、蘭色和白色。余輝時(shí)間有中余輝時(shí)間（0.01-0.1S）、長(zhǎng)余輝 時(shí)間（0.1s以上）、短余輝時(shí)間（小于10-3s） o觀察頻率較低的信號(hào)時(shí)用長(zhǎng)余輝時(shí)間的示

3、波管; 觀察頻率較高的信號(hào)時(shí)用余輝時(shí)間較短的示波管； 一般示波器中均采用中余輝示波管。09.10.20208最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀7-偏轉(zhuǎn)電壓的作用1）當(dāng)X軸、丫軸偏轉(zhuǎn)板都不加電壓，電子?xùn)c打在熒光屏的中心。2）當(dāng)X軸偏轉(zhuǎn)板不加電壓，只在Y軸偏轉(zhuǎn)板加上電壓時(shí)，則電子束垂直偏離中心，偏離的大小與偏轉(zhuǎn) 板上加的電壓成正比。3）當(dāng)丫軸偏轉(zhuǎn)板不加電壓，只在X軸偏轉(zhuǎn)板加上電 壓時(shí)，則電子束水平偏離中心，偏離的大小也是與 偏轉(zhuǎn)板上的電壓成正比。4）當(dāng)X軸、丫軸偏轉(zhuǎn)板同時(shí)也加上電壓時(shí)，電子?xùn)c 的偏轉(zhuǎn)可以這樣來(lái)確定，電子束最終打在分別平行 于丫軸（ux的作用）和X軸（uy的作用）的線的交點(diǎn) 處的屏幕

4、上。 3.1.2掃描1 掃描是電子束在電場(chǎng)的作用下，按一定的規(guī)律在熒光屏上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。2. X軸偏轉(zhuǎn)板加的鋸齒波電壓，稱為扌曰描電壓。3. X軸偏轉(zhuǎn)板加重復(fù)的鋸齒波電壓時(shí)，在屏幕上就 顯示一條亮線，這個(gè)過(guò)程叫做水平掃描。4電子束從左到右的掃描叫水平正程掃描，從右到 左的掃描叫水平逆程掃描。5水平逆程掃描時(shí)間最好為零，這就要求鋸齒波掃 描電壓的逆程時(shí)間為零。09.10.202011:如果被測(cè)信號(hào)電壓Uy的周期為Ty,掃描電壓的周 期為Tx,當(dāng)Tx =ly,并同時(shí)加到偏轉(zhuǎn)板，電子就 在Uy與Ux共同所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)作用下，打在熒光 屏上形成的亮點(diǎn)的光跡正是與Uy相同的曲線。圖32波形顯示圖09.1

5、0.202093.2通用示波器3.2.1通用示波器的基本組成和原理框圖通用示波器是由丫軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和主 機(jī)部分組成。丫軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由丫軸衰減器、延遲線和丫軸放大 器等組成。X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由同步觸發(fā)電路、掃描發(fā)生器、 消隱電路和X軸放大器等組成。主機(jī)系統(tǒng)是由示波管、電源、Z通道和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源 等組成。圖3-3通用示波器的組成框圖09.10.202012最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)/-冃錄退岀 3.2.2 丫通道1.輸入電路輸入電路的作用是使輸入信號(hào)進(jìn)行電壓變換 及被測(cè)電路的輸出端與示波器前置放大器之間起 阻抗匹配的作用，當(dāng)被測(cè)信號(hào)輸入，前置放大器 工作于最佳狀態(tài)。圖34輸入電路(1)探頭同軸電

6、纜作為輸入引線，使輸入電容Ci顯著增 加，在測(cè)量高頻信號(hào)或窄脈沖信號(hào)時(shí)容易出現(xiàn)失 真。因此，寬帶示波器常用探頭檢測(cè)被觀察信號(hào)。探頭里有一可調(diào)的小電容C(510pF)和大電阻 R并聯(lián)調(diào)整補(bǔ)償電容C可以得到最佳補(bǔ)償，即滿足CiRi二RC 應(yīng)調(diào)整C,使達(dá)到圖(a)的正確補(bǔ)償情況。09.10.202014、最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄/退 出Fb)a)正常補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)償c)欠補(bǔ)償09.10.202015最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀蔦-09.10.2020#最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀蔦-圖35調(diào)節(jié)補(bǔ)償電容時(shí)的波形09.10.2020#最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀蔦-q. (2)輸入耦合方式

7、 如果示波器的下限頻率不為零，那么放大器為 交流放大器，其輸入端用電容耦合；如果示波器的下限頻率為零，可以觀察信號(hào)的 直流分量或觀察變化極慢的信號(hào)，那么放大器是 直流放大器。輸入端的耦合方式，可以是直流耦合，也可以 是交流耦合，用開(kāi)關(guān)K來(lái)控制。將開(kāi)關(guān)置于“DC位置，信號(hào)直接通過(guò)，開(kāi)關(guān) 置于“AC位置，信號(hào)通過(guò)電容隔斷直流。開(kāi)關(guān)置 于“丄”位切斷信號(hào)，這時(shí)掃描基線所在位置為 09.40.202六 電平。16(3)衰減器由于示波器的靈敏度設(shè)計(jì)得較高，當(dāng)需要觀 察幅度較大的信號(hào)時(shí)，可能出現(xiàn)信號(hào)失真。為了 避免失真，必須接入衰減器。2 射極跟隨器射極跟隨器的輸入阻抗高使示波器的輸入阻 抗高屛寸被測(cè)網(wǎng)絡(luò)

8、影響??；射極跟隨器的輸出阻抗 低可以適應(yīng)后接的低阻抗延遲線。3.延遲線丫通道加入延遲線是為了使被測(cè)信號(hào)與X通道 的掃描信號(hào)同時(shí)到達(dá)各自的偏轉(zhuǎn)板，最后在屏幕 上能觀察到起始的波形。09.10.2020、最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄/退 出/4.Y軸前置放大電路和輸出放大電路都是采用寬帶放大器。前置放大電路可以使信號(hào)得到放大，補(bǔ)償延遲 線對(duì)信號(hào)的損耗。輸出放大電路放大信號(hào)到能夠使電子束偏轉(zhuǎn)足 夠大的幅度。 3.2.3 X通道I. 1 觸發(fā)電路觸發(fā)電路包括觸發(fā)源選擇、觸發(fā)信號(hào)耦合方式選擇觸發(fā)放大器、觸發(fā)整形電路。圖36觸發(fā)電路最后_頁(yè)/ 上_頁(yè)下_頁(yè)/ II錄09.10.202020(1)觸發(fā)源選擇s

9、觸發(fā)源選擇通常由轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)選擇內(nèi)觸發(fā)、外 觸發(fā)或電源觸發(fā)。內(nèi)觸發(fā)信號(hào)來(lái)自示波器內(nèi)Y通道的被測(cè)信號(hào)。外觸發(fā)是用外接信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，由觸發(fā)輸 入端接入。當(dāng)比較兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間關(guān)系時(shí)，可用外 觸發(fā)。電源觸發(fā)是用交流電源經(jīng)變壓器降壓后再產(chǎn)生 的脈沖作為觸發(fā)信號(hào)。電源觸發(fā)信號(hào)用于觀察與交 流電源頻率有時(shí)間關(guān)系的信號(hào)。2009.10.2020(2)觸發(fā)耦合方式觸發(fā)耦合方式有四種,“DC直流耦合、“AC09.10.202023最后頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II丄退 肝A交流耦合、“AC低頻抑制和“HF高頻耦合。直流耦合用于接入直流或緩慢變化的信號(hào)或頻 率較低并且有直流成分的信號(hào)。交流耦合用于觀察由低頻到較高頻的信號(hào)，用

10、 內(nèi)觸發(fā)或外觸發(fā)均可。交流低頻抑制耦合方式用于抑制2kHz以下的低 頻信號(hào)成分，使被測(cè)信號(hào)波形穩(wěn)定。高頻耦合用于觀察大于5MHz的信號(hào)。最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退2 時(shí)基發(fā)生器 時(shí)基閘門電路、掃描電壓發(fā)生器、電壓比較器和釋 打卩電路組成時(shí)基發(fā)生器。09.10.202023最后頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II丄退 肝A09.10.202023最后頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II丄退 肝A掃描 電壓八發(fā)生器電壓Y增輝比較器基門路時(shí)閘電6Ur釋抑電路-E穩(wěn)定度09.10.202023最后頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II丄退 肝A09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)時(shí)基閘門*掃描電壓發(fā)生器電壓比較器:.釋抑

11、電路09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè) 3.2.4主機(jī)系統(tǒng)1. 示波管示波管是用來(lái)最終顯示波開(kāi)彳。2. 電源電源分為低壓電源和高壓電源兩種。低壓電源采用典型的串聯(lián)調(diào)節(jié)式穩(wěn)壓電源。高壓電源一般采用直流直流變換方法。它是 由高頻振蕩器產(chǎn)生近于方波的高頻振蕩，再用 變壓器方波提升到所需要的電壓值，經(jīng)過(guò)整流、 濾波得到高壓的直流電壓。這種方法可使變壓 器和濾波器做得較小，紋波電壓很低，負(fù)載一 旦加重，能自動(dòng)停振有自動(dòng)保護(hù)作用。09.10.202025最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)/II錄退Hi /-3. Z通道 Z通道也稱為增輝電路。亮疤的形成。示波器采用了增輝技術(shù)，即用一增輝脈沖控制 示波管的柵極電位，使示波

12、管在不掃描時(shí)處于截 止，熒光屏上無(wú)光跡顯示，只有在掃描正程時(shí)， 熒光屏才顯示光跡。09.10.202026最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀廣Jg 4.標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生輸出電壓為一定值，頻率 固定的標(biāo)準(zhǔn)方波。方波輸入到丫通道，校準(zhǔn)丫放大器的靈敏度， 以滿足對(duì)信號(hào)電壓的測(cè)量要求；利用方波的周期, 對(duì)X軸時(shí)基掃描速度進(jìn)行校準(zhǔn)，以滿足對(duì)信號(hào)周 期的測(cè)量要求。 3.2.5通用示波器的主要技術(shù)性能一睜和使用示波器時(shí)，必須了解六項(xiàng)最重要的性能1. 頻率響應(yīng)示波器的頻率響應(yīng)就是其Y軸系統(tǒng)工作頻率范圍, 或指丫放大器帶寬，通常以3dB處，即相對(duì)放大量下 降到0.707時(shí)的頻率范圍表示。寬帶示波

13、器的頻率響 應(yīng)低端常常從零開(kāi)始，頻帶越寬，高頻特性越好。例如，SR-8型二蹤示波器帶寬為15MH乙SBM- 10A示波器的帶寬為30MH乙SBM-10A示波器能夠測(cè) 量的信號(hào)頻率就比SR8型二蹤示波器要高。目前最 寬的示波器頻率范圍已達(dá)到lOOOMHZo09.10.2020292. 偏轉(zhuǎn)靈敏度示波器輸入電壓與亮點(diǎn)丫方向偏移量的比值稱 為偏轉(zhuǎn)靈敏度,也稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。單位mV/div, 度(div)指熒光屏刻度1大格,1 div=l cm。偏轉(zhuǎn)因數(shù)數(shù)值可表示靈敏度，數(shù)值越小靈敏 度越高，每一種示波器有一個(gè)最高靈敏度。一般示波器最高靈敏度對(duì)應(yīng)于5mV/div或 10mV/diVo當(dāng)丫系統(tǒng)接入不同衰減

14、器時(shí)偏轉(zhuǎn)因數(shù) 值改變。09.10.20203. 掃描速度.示波器屏幕上光點(diǎn)的水平掃描速度的高低可用描速度、時(shí)基因數(shù)、掃描頻率等指標(biāo)來(lái)描述。掃描速度就是光點(diǎn)水平移動(dòng)的速度，其單位是cm /sdiv/s(/)o掃描速度的倒數(shù)稱為時(shí)基因數(shù)，它表示光點(diǎn)水平 移動(dòng)單位長(zhǎng)度(cm或div)所需的時(shí)間。掃描頻率表示水平掃描的鋸齒波的頻率。一般示 波器在X方向掃描頻率可由t / cm或t / div分檔開(kāi)關(guān)進(jìn) 行調(diào)節(jié)，此開(kāi)關(guān)標(biāo)注的是時(shí)基因數(shù)。為了觀察緩慢變化的信號(hào)，則要求示波器具有較 低的掃描速度，因此，示波器的掃描頻率范圍越寬越 好。09.10.202030最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)/II錄退i4i /-JS 4

15、.輸入阻抗輸入阻抗是指示波器輸入端對(duì)地的電阻Ri和分布 電容Ci的并聯(lián)阻抗。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Ri大而輸入電容Ci小。輸入電容Ci在頻率越高時(shí)，對(duì)被測(cè)電路的影響越 大。09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退 會(huì)PM 5瞬態(tài)響應(yīng)瞬態(tài)響應(yīng)是指輸入理想的矩形波信號(hào)后，示波器 顯示波形的脈沖參數(shù)，如圖38包括上升時(shí)間X、 上沖&、平頂?shù)?、下降時(shí)間上于、反沖等。是 示波器的頻率特性的瞬態(tài)表示法。其中以r和6 最重要。上沖通常以相對(duì)值表示，在上沖一定的 前提下，越小不波器咼頻特性越好，例如v 5%, SR-8示波器fr24ns, SR-20G fr

16、 A掃描時(shí)間因數(shù)：02ps05s/cm按1、2、5順序分 予諭)檔；A擴(kuò)展倍率：X10,A 誤差：不大于土3%(1035 C),不大于5%(040。(：)；擴(kuò)展X 10時(shí)：0.5ps / cmIps / cm,不大于15%(1035 C)；0.5ps / cm0.2ps / cm,不大于土8%(1035。C)；0.5ps / cm02|js / cm,不大于10%(0400 C)；09.10.2020A掃描時(shí)間因數(shù)微調(diào)比：不小于2.5： 1,8掃描時(shí)間因數(shù)：02ps/cm05ps/cm按1、2、 順序分11檔，誤差不大于土3%（1035。C）不大于5 %（0-40 C）（僅HH43UA用），掃

17、描線性誤差：不大于5%；擴(kuò)展X10時(shí)：05|js/cmIps / cm,不大于10%,0.5ps / cmO2|js/cm,不大于 15%。09.10.202043最后一頁(yè)王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀09.10.202044最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退 帝丁09.10.2020#最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退 帝丁(9) 延長(zhǎng)時(shí)間范圍:2|JS5s。(10) 觸發(fā)特性 外觸發(fā)最大輸入電壓：100V(DC+ACpp), AC低 于 1kHz；觸發(fā)靈敏度及同步頻率范圍：(見(jiàn)下頁(yè)) 外觸發(fā)輸入阻抗：1MQ2%, 252pF。(11) 掃描時(shí)基晃動(dòng)：不大于4ns。(12) 延遲晃動(dòng)比：不大于1 ： 100

18、00 (僅HH4311A) o09.10.2020#最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退 帝丁觸發(fā)方 式耦合方觸發(fā)同步 頻率觸發(fā)靈敏度內(nèi)觸發(fā)(cm)外觸發(fā)(cm)觸發(fā)AC10Hz10MHz0.50.110Hz 20MHz1.50.2DCDC 10MHz0.50.110Hz 20MHz1.50.2TV20.2鎖定AC 、DC50Hz10MHz10.1510Hz 20MHz20.25觸發(fā)靈敏度及同步頻率范圍09.10.202046最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄退啻73 顯示系統(tǒng)II(1)示波管：15SJ118Y41型內(nèi)刻度，有效工作面 8cm X 10cm o(2) 具有自動(dòng)聚焦功能，當(dāng)掃描時(shí)間因數(shù)及輝度

19、改變時(shí)，可自動(dòng)聚焦。(3) 圖像畸變邊緣直線度偏差：上下邊緣0.12cm左右邊緣0.16cm；垂直偏度差：S10；A平行度偏差：S10。09.10.202048平行度偏差：S10。09.10.2020#最后頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II丄退 肝，校準(zhǔn)信號(hào)電壓幅度與誤差：05V2%。平行度偏差：S10。4 校準(zhǔn)信號(hào)電壓幅度與誤差：05V2%。5 探極(1) 型號(hào)：P020-S型無(wú)源電壓探極。(2) 輸入阻抗及誤差：1 : 1電阻1MQ,并聯(lián)電容150pF,10：1電阻10MQ3%,并聯(lián)電容22pFo(3) 最大輸入電壓:400V(DC+ACp-p), AC不大 于IkH乙I : 1時(shí)為250Vo(4)衰減比

20、及誤差：I ： 1； 10 : 1； 3%o(5)頻帶寬度I : 1 DC6MHz, -3db10 : 1 DC-20MH乙3db。09.10.202051最后頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II丄退 肝，6 使用電源及功率(1) 電壓：交流220Vl0%o(2) 頻率：50Hz5%o(3) 視在功率：約35VAo7 結(jié)構(gòu)形式及尺寸8 預(yù)熱時(shí)間15mino9 連續(xù)工作時(shí)間8ho10.環(huán)境條件(1) 溫度工作范圍：0 40C(2) 極限工作范圍:-10-50C濕度工作范圍：40C (20 -90%/?/)09.10.202053 3.3.2基本組成和原理框圖1.基本組成雙蹤示波器是在單蹤示波器的基礎(chǔ)上，丫通道 中

21、多設(shè)一個(gè)前置放大器、兩個(gè)門電路和一個(gè)電子 開(kāi)關(guān)。2.原理框圖如圖39為雙蹤示波器原理簡(jiǎn)化框圖。雙蹤示波器 的顯示方式有五種：丫人、丫“ 丫人土丫“交替和斷 續(xù)。YaYb為單蹤顯示，只有一個(gè)信號(hào)輸入丫人或Yb 顯示一種波形；丫人土Yb顯示的波形為兩個(gè)信號(hào)的 和或差，最終仍然顯示一個(gè)波形。下面主要介紹 交替與斷續(xù)顯示方式。09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退圖39雙蹤示波器原理簡(jiǎn)化框圖09.10.202052最后_頁(yè)/ 上_頁(yè)下_頁(yè)/ II錄退岀（1）交替：掃描鋸齒波電壓信號(hào)以一個(gè)掃描周期 為間隔，控制電子開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換，力門與3門輪流接 通Ya和丫引屏幕上交替顯示丫a和Yb信號(hào)稱為交替

22、顯 示方式。交替顯示方式只適用于被測(cè)信號(hào)頻率較 高的場(chǎng)合。用交替顯示方式容易產(chǎn)生“相位誤差”?？?服的辦法是用相位超前的信號(hào)作固定的內(nèi)觸發(fā)源, 或者改用“斷續(xù)”顯示方式。09.10.202053最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀廣(2)斷續(xù)：電子開(kāi)關(guān)與X掃描電路斷開(kāi)，不受掃 描電路控制，它工作在自激振蕩狀態(tài)自動(dòng)交替接 通A門、BH,屏幕上斷續(xù)顯示丫人和Yb信號(hào)稱為斷 續(xù)顯示方式。如果開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換頻率比被測(cè)信號(hào)高很 多，將兩個(gè)被測(cè)信號(hào)分成很多小段輪流顯示，間 斷的亮點(diǎn)靠得很近。要得到較好的斷續(xù)效果，測(cè) 量的信號(hào)頻率應(yīng)較低。斷續(xù)顯示方式只適用于被測(cè)信號(hào)頻率較低的場(chǎng)合。09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)

23、下一頁(yè)冃錄退出刁二09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)冃錄退出刁二09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)冃錄退出刁二3. 4示波器的選擇和使用3. 4.1示波器選擇的一般原則1根據(jù)不同的測(cè)量對(duì)象選擇示波器1）當(dāng)定性分析觀察信號(hào)的波形，并且是頻率不高的 正弦波，這時(shí)可選用普通示波器；2）當(dāng)分析觀察對(duì)被測(cè)信號(hào)的幅度或時(shí)間，信號(hào)為脈 沖波或頻率較高的正弦波，這時(shí)可選擇寬帶示波器;3）當(dāng)分析觀察頻率高于100MHz的周期脈沖信號(hào)， 可選用取樣示波器；4）當(dāng)希望將波形存貯起來(lái)以便事后進(jìn)行分析研究， 可選用具有記憶功能的記憶示波器。 2.根據(jù)測(cè)量任務(wù)來(lái)正確選擇示波器反映一個(gè)示波器的適用范圍的兩個(gè)重要

24、工作特性是通道的頻帶寬度和掃描速度。(1)頻帶寬度它決定示波器可以觀察周期性連續(xù)信號(hào)的最高 頻率或脈沖信號(hào)的最小寬度。A示波器頻帶寬度$與被測(cè)信號(hào)最高頻率U成線性 關(guān)系。示波器隨著被測(cè)信號(hào)的頻率，顯示的幅度將會(huì) 衰減。09.10.202057最后王_頁(yè)下_頁(yè)錄 町要想得到在幅度上基本不衰減的顯示，選擇示 波器的頻帶寬度要等于被測(cè)信號(hào)中最高頻率的三 倍以上。A示波器的頻帶寬度命與上升時(shí)間$。的關(guān)系為 4-350 o一般選擇示波器的上升時(shí)間為被測(cè)信號(hào)上升時(shí) 間專X的三分之一，即命書(shū)。000。若被測(cè)信號(hào)的上升時(shí)間=20ns,則應(yīng)選擇 4=50MHz的示波器。09.10.202058最后一頁(yè)上一頁(yè)下一

25、頁(yè),i II錄 退 離(2)掃描速度它決定了被測(cè)波形在熒光屏上水平方向展開(kāi)的 程度。狙如果熒光屏X軸方向的有效寬度為lOdiv(格)，則 為了清楚地觀測(cè)一個(gè)脈沖信號(hào)的完整波形，這個(gè) 波形在熒光屏上至少應(yīng)占有3div以上的寬度。例如，被觀測(cè)的脈沖信號(hào)寬度為120ns,則掃描 速度應(yīng)no同樣，為了清楚地觀測(cè)脈沖信號(hào)的邊沿，被觀測(cè)的邊 沿在熒光屏上也應(yīng)占有3div以上的寬度，若被測(cè)脈 沖的邊沿時(shí)間為60ns,則掃描速度也應(yīng)no因此必須根據(jù)被測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)，選用指標(biāo)符合 測(cè)量要求的示波器。09.10.202059最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀Z- 3A2示波器的正確使用:首先要認(rèn)真閱讀示波器的技術(shù)說(shuō)

26、明書(shū)，掌握其使用 方法，熟悉各旋鈕、按鍵的功能。:使用示波器之前，要仔細(xì)檢查旋鈕、開(kāi)關(guān)、電源線 有無(wú)損壞，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題即時(shí)修理或換新。:使用示波器時(shí)，“輝度”旋鈕不宜開(kāi)得過(guò)亮，不能 使光點(diǎn)長(zhǎng)期停留在熒光屏一處，因?yàn)楦咚俚碾娮訓(xùn)c轟 擊熒光屏?xí)r，只有少部分能量轉(zhuǎn)化為光能，人部分則 變成熱能。所以不應(yīng)當(dāng)使亮點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間停留在一點(diǎn)上， 以免燒壞熒光粉而形成斑點(diǎn)。:若暫不使用，可以將“輝度”調(diào)暗一些。:在送入被測(cè)信號(hào)電壓時(shí)，輸入電壓幅度不能超過(guò)示 波器允許的最大輸入電壓。應(yīng)注意，一般示波器給定 091020總允許最大輸入電壓值是峰峰值，而不是有效值。使用示波器探頭時(shí)應(yīng)注意下面幾點(diǎn):1. 必須根據(jù)測(cè)試的具體要求來(lái)

27、選用探頭類型， 否則將得到相反的效果。比如誤用電阻分壓器探頭去測(cè)量高頻或脈沖電 路，那么由于這種探頭的咼頻響應(yīng)很差，將使脈 沖波形產(chǎn)生嚴(yán)重失真。2. 一般情況，探頭和示波器都應(yīng)配套使用，不 能互換，否則將會(huì)導(dǎo)致分壓比誤差增加或高頻補(bǔ) 償不當(dāng)。特別是低電容探頭。如果示波器丫通道的輸入級(jí)放大管更換而引起 輸入阻抗改變，或探頭互換，這都有可能造成高 頻補(bǔ)償不當(dāng)而產(chǎn)生波形失真。09.10.202009.10.202009.10.2020b)過(guò)補(bǔ)償c)欠補(bǔ)償3. 低電容探頭的電容器6；應(yīng)定期校正.:具體方法：以良好的方波電壓通過(guò)探頭加到示 波器，若高頻補(bǔ)償良好，應(yīng)顯示圖a波形.若補(bǔ) 償不足或過(guò)補(bǔ)償，則分

28、別會(huì)岀現(xiàn)圖b和c波形，這 時(shí)可微調(diào)直至調(diào)到岀現(xiàn)良好的方波.在沒(méi)有 方波發(fā)生器時(shí)，可利用示波器本身的幅值校準(zhǔn)電 壓。a)最后_頁(yè)：上_頁(yè)/-：下_頁(yè)冃錄退岀刁”正常補(bǔ)償09.10.2020I.35示波器的基本測(cè)量方法 3.5.1測(cè)量電壓1測(cè)量直流電壓目前使用的示波器其頻率響應(yīng)都是從0赫茲開(kāi)始， 所以可以用來(lái)測(cè)量直流電壓。當(dāng)然若其頻率響應(yīng)不 是從0赫茲開(kāi)始，則不能用于直流電壓測(cè)量。09.10.202062最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄L退岀廠（1）電源線插入交流電源插座前，將“電源開(kāi)關(guān)” 置于斷開(kāi)位置；“輝度旋鈕”置于相當(dāng)于時(shí)鐘3點(diǎn) 位置；“聚焦旋鈕”置于中間位置；“Y方式”置于丫卩“水平位移”置

29、于中間位置；“垂直偏轉(zhuǎn)因 數(shù)V/cnT置于10mV/cm； “垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)微調(diào)”置 于校準(zhǔn)（順時(shí)針旋到底）；“交直流（AC丄DC） 耦合”置于“丄”；“內(nèi)觸發(fā)”置于Yf； “觸 發(fā)源”選擇“內(nèi)”；“觸發(fā)耦合”選擇“ACJ“觸發(fā)極性”選擇“+S“電平”置于鎖定（逆時(shí)針旋到底）:“釋抑”置于常態(tài)（逆時(shí)針旋到 底）；“掃描方式”置于自動(dòng)（AUTO）； “掃描 時(shí)間因數(shù)t/cm”置于05ms/cm； “掃描時(shí)間因數(shù)微 調(diào)”置于校準(zhǔn)（順時(shí)針旋到底）:“水平位移”置 于中間位置。09.10.202063最后王_頁(yè)下_頁(yè)錄退岀二，、I（2）打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，并確認(rèn)開(kāi)關(guān)上方的電源指示燈亮，約20s后，示波器屏幕上

30、將岀現(xiàn)一條水平掃 描線。若60s后還沒(méi)有掃描線出現(xiàn)，則按（1）再 檢查開(kāi)關(guān)及控制旋鈕位置。（3）調(diào)節(jié)“輝度”和“聚焦”旋鈕，使掃描線亮 度適中，且最清晰。（4）確定被測(cè)電壓極性：選擇較大的丫1的丫軸偏 轉(zhuǎn)因數(shù)；丫接入被測(cè)電壓，將耦合方式開(kāi)關(guān)置于 “DC”位，使掃描光跡的偏移較小，若光跡向上偏 移，則被測(cè)電壓為正極性，否則為負(fù)極性。6409.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退 喬，(5) 將耦合方式開(kāi)關(guān)再置于“丄”位，被測(cè)信 號(hào)為正極性直流電壓，將掃描線調(diào)到熒光屏刻度 線的最低位置上，相反調(diào)在最高位置上，將此定 為零電平線，此后不再動(dòng)丫移位”旋鈕。(6) 測(cè)量直流電壓值：將耦合方式開(kāi)關(guān)

31、再撥到 “DC”位置上，選擇合適的丫軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)(V/cm),使掃描線盡可能多的移動(dòng)(但不要超過(guò)標(biāo)尺線)， 以提高測(cè)量準(zhǔn)確度，被測(cè)點(diǎn)電壓值為=H(cm)X q(V/cm)X K式中，H：掃描跡線垂直偏轉(zhuǎn)距離，Z?/：所選用 的丫軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)，K：探頭衰減系數(shù)。如在測(cè)量時(shí)，示波器的丫偏轉(zhuǎn)因數(shù)開(kāi)關(guān)置于0.5 V /cm,被測(cè)信號(hào)經(jīng)衰減10倍的探頭接入，屏幕上 掃描光跡向上偏移5格，如圖3JO所示，則被測(cè)電 壓極性為正，其大小為U=5 cmX0.5 V/cmXlO=15 V09.10.202066最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)冃錄退岀二廠圖3J0測(cè)量直流電壓09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)rA下_頁(yè)冃錄退

32、出巧2 測(cè)量交流電壓用此方法可以方便地測(cè)量出電路的輸入和輸出 的交流電壓，電路包括振蕩電路、信號(hào)發(fā)生器、 放大電路和時(shí)序電路等。使用示波器測(cè)量電壓的優(yōu)點(diǎn)是在確定其大小的 同時(shí)可觀察波形是否失真，還可同時(shí)顯示其頻率 和相位，以此可以用來(lái)分析電路對(duì)信號(hào)的作用， 判斷電路工作是否正常。交流電壓包括正弦波、三角波、矩形波和方波 等。被測(cè)交流信號(hào)的頻率不得超岀示波器的頻帶 寬度的上限。測(cè)量時(shí)（1） （3）步驟與測(cè)量直流電壓相同。（4）將耦合方式開(kāi)關(guān)置“丄”位置，調(diào)節(jié)丫軸位移 使掃描線至屏幕中心（或所需位置），以此作為零電 平線，以后不再調(diào)動(dòng)丫軸位移。（5）將耦合方式開(kāi)關(guān)置“AC”位置，接入被測(cè)電壓, 選

33、擇合適的丫軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)（V/cm）,使顯示的波形的 垂直偏轉(zhuǎn)盡可能大（不要超過(guò)屏幕有效面積），還應(yīng) 調(diào)節(jié)時(shí)間因數(shù)旋鈕，使屏幕上顯示一個(gè)或幾個(gè)波形, 調(diào)節(jié)電平及釋抑旋鈕使波形穩(wěn)定。（6）讀出顯示波形中所需測(cè)量點(diǎn)A到零電平的距離 Ha,則可求岀被測(cè)點(diǎn)的電壓：09.10.2020最后一頁(yè)/*王_頁(yè)下_頁(yè)產(chǎn)=HA(cm) X q(V / cm) X K如果被測(cè)電壓是正弦波，則其峰一峰值為JE Z/p.p=H(cm) X ?y(V / cm) X K式中，H為波形總高度。A圖測(cè)量交流電壓3.測(cè)量電流 對(duì)于電路中直流電流或交流電流的測(cè)量, 用代換的方法間接進(jìn)行的，首先必須將電流量變 換為成正比例的電壓量，才

34、能夠以示波器來(lái)觀察。 一般測(cè)試的方法是在被測(cè)電路中串接一只精 度高、阻值小而且是已知的無(wú)感電阻，再利用示 波器測(cè)量電壓的方法，測(cè)出該電阻兩端的電壓有 效值，然后根據(jù)歐姆定律換算成實(shí)測(cè)電流值。即: I=UR 式中為被測(cè)電壓有效值，/?為已知電阻 值。09.10.202073最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退zh定。(6)讀取電壓的方法與前面相同。4.測(cè)量合成電壓和脈沖電壓測(cè)量時(shí)(1) (4)與測(cè)量交流電壓的步驟相同。(5)將被測(cè)信號(hào)送入Y通道，并將Y輸入耦合開(kāi) 關(guān)置于“DC”。選擇合適的丫軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)(V/cm), 使顯示的波形的垂直偏轉(zhuǎn)盡可能大(不要超過(guò)屏幕 有效面積)，還應(yīng)調(diào)節(jié)時(shí)間因數(shù)旋鈕，使屏幕

35、上顯 一 個(gè)或幾個(gè)波形，調(diào)節(jié)電平及釋抑旋鈕使波形穩(wěn)09.10.202075、最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄/退Mi /圖10-12測(cè)量合成電壓09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)廠下一頁(yè)廠目錄退出/09.10.2020#最后一頁(yè),上一頁(yè)廠09.10.2020#最后一頁(yè),上一頁(yè)廠 3.5.2測(cè)量時(shí)間和頻率1 測(cè)量周期測(cè)量時(shí)（1） z（3）步驟與測(cè)量直流電壓相同。（4）將耦合方式開(kāi)關(guān)置“丄”位置，調(diào)節(jié)丫軸位 移使掃描線至屏幕中心（或所需位置），以此作為零 電平線，以后不再調(diào)動(dòng)丫軸位移。（5）將耦合方式開(kāi)關(guān)置“AC”位置，選擇合適時(shí) 間因數(shù)旋鈕，時(shí)間因數(shù)微調(diào)旋鈕置于校準(zhǔn)位置， 使屏幕上可以顯示一個(gè)或幾個(gè)波

36、形，選擇合適的丫 軸偏轉(zhuǎn)因數(shù)（V/cm）,使顯示的波形的垂直偏轉(zhuǎn)較 大（不要超過(guò)屏幕標(biāo)尺線），接入被測(cè)信號(hào)，調(diào)節(jié)電 平及釋抑旋鈕使波形穩(wěn)定。(6)適當(dāng)調(diào)節(jié)丫位移和X位移，移動(dòng)波形至屏幕 中心區(qū)和選擇表示一個(gè)周期的被測(cè)點(diǎn)A、B,讀取 AB具體長(zhǎng)度值，如圖314所示。例如，AB=4cm, 時(shí)間因數(shù)Z=lms/cm,擴(kuò)展倍乘圖314測(cè)量周期得被測(cè)信號(hào) SBX QX Q4X1X l=4ms09.10.202075最后一頁(yè),上一頁(yè)廠2 測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的時(shí)間間隔時(shí)間間隔的測(cè)量可以按照公式計(jì)算:09.10.2020、最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄/退 出/時(shí)間間隔二當(dāng)測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)時(shí)間間隔時(shí)，選擇相位超前的 信號(hào)作為

37、觸發(fā)源信號(hào)。當(dāng)測(cè)量信號(hào)的頻率較高時(shí)采用“交替”顯示； 當(dāng)測(cè)量信號(hào)的頻率較低時(shí)采用“斷續(xù)”顯示。7609.10.20203 測(cè)量脈沖的上升時(shí)間與下降時(shí)間脈沖的上升時(shí)間或下降時(shí)間的測(cè)量和時(shí)間間 隔測(cè)量方法一樣，脈沖的上升時(shí)間（或下降時(shí)間） 兩點(diǎn)間的水平距離應(yīng)該從滿幅度的10% （或90%） 到90% （或10%）兩點(diǎn)間的水平距離計(jì)算。上升 時(shí)間與下降時(shí)間可按時(shí)間間隔公式計(jì)算。4 測(cè)量脈沖寬度測(cè)量脈沖寬度的兩點(diǎn)間的水平距離是按脈沖幅度 的50%處電平之間的距離計(jì)算。脈沖寬度可按時(shí) 間間隔公式計(jì)算。7709.10.2020、最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄/退 出/5 測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的相位差用雙蹤示波器測(cè)量?jī)?/p>

38、個(gè)信號(hào)相位差時(shí)，可將被測(cè)信號(hào)的其中一個(gè)送入丫1通道，另一信號(hào)送入丫2通道。 選擇相位超前的信號(hào)作為觸發(fā)源信號(hào)，當(dāng)測(cè)量信 號(hào)的頻率較高時(shí)采用“交替”顯示；當(dāng)測(cè)量信號(hào)的頻率較低時(shí)采用“斷續(xù)”顯示。適當(dāng)調(diào)整“丫位移”,使兩個(gè)信號(hào)重疊起來(lái)，如圖315所示。這時(shí)可從圖中直接讀出ab和ac的長(zhǎng)度，相位差。注意，操作不當(dāng)可能產(chǎn)生相位誤差。圖3J5測(cè)量相位差09.10.20206測(cè)量頻率(1)測(cè)周期求頻率用信號(hào)頻率為周期倒數(shù)的關(guān)系，先測(cè)得信號(hào)周期, 再換算為頻率。倒數(shù)運(yùn)算往往除不盡，導(dǎo)致測(cè)量精度不太高。測(cè) 周期求頻率一般用在要求不高的場(chǎng)合。A具體測(cè)量可參照測(cè)量周期法。09.10.202079最后_頁(yè)：上_頁(yè)/

39、-：下_頁(yè)冃錄退岀（2）李沙育圖形測(cè)量頻率。讓示波器工作于XY方式，即丫通道和X通道分別 加上不同頻率（丙和&）的正弦信號(hào)。A其中一個(gè)是已知頻率的信號(hào)，它可以從信號(hào)發(fā)生 器得來(lái)；另一個(gè)是未知頻率信號(hào)。示波器加入信號(hào)后，屏幕上將顯示形狀隨信號(hào)頻 率不同而不同的圖形稱為李沙育圖形。（注：“時(shí)間因數(shù)”開(kāi)關(guān)應(yīng)旋至*Y位置）兩個(gè)信號(hào)的頻率或初相位不同，李沙育圖形的形 狀亦不同。幾種李沙育圖形如圖316中所示。09.10.202009.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退圖3-16幾種李沙育圖09.10.2020最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄 退可以在

40、草圖上畫(huà)出李沙育圖，在李沙育圖形 上分別作一條垂直線yy和一條水平線xx，, 讓它們穿過(guò)李沙育圖的交點(diǎn)數(shù)為最多。如果心為加到丫通道的信號(hào)頻率；匚為加到X通 道的信頻率；/? xx為李沙育圖形和水平線的 交點(diǎn)數(shù)；/7y_為李沙育圖形和垂直線的交點(diǎn)數(shù)。在作水平線和垂直線時(shí)必須注意兩點(diǎn)：不應(yīng)通 過(guò)李沙育圖形本身的交點(diǎn)；不應(yīng)與李沙育圖形 相切。A這兩條線與圖形的交點(diǎn)數(shù)目與兩信號(hào)頻率之比 成反比的關(guān)系：8209.10.2020、最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄/退Mi / 3.5.3測(cè)量調(diào)幅系數(shù)1-直線掃描法直線掃描法是將被測(cè)信號(hào)送入示波器的丫軸，觸發(fā) 信號(hào)可以采用外觸發(fā)，只要掃描電壓的頻率等于或 小于調(diào)制頻率的一個(gè)整數(shù)倍，在X軸上加上連續(xù)線 性的掃描電壓，在熒光屏上就可以得到一個(gè)調(diào)幅信 號(hào)波形圖，如圖317所示。觀察波形圖上A和B的距 離，用下式來(lái)決定調(diào)幅系數(shù)m。m=直線掃描法的測(cè)量精確度不高，當(dāng)m較小時(shí)更是如此。09.10.202083、最后一頁(yè)上一頁(yè)下一頁(yè)II錄/退 出F最后一頁(yè)下一頁(yè)退出,梯形法:梯形法是將被測(cè)的已調(diào)波電壓加到示波器的 Y軸上，再把調(diào)制頻率信號(hào)的電壓加到X軸上， 示波器工作于XY方式。:根據(jù)調(diào)制電壓同已調(diào)波包絡(luò)之間的相位關(guān)系, 就可以在示波器的熒光屏上得到梯形，如圖3 18所不。:觀察圖上/和3的長(zhǎng)度，用下式來(lái)決定