脈沖培訓(xùn)班講課

1、脈沖參數(shù)計(jì)量脈沖參數(shù)計(jì)量 2 3 4 5 6 7 在無(wú)線電測(cè)量領(lǐng)域中，脈沖信號(hào)應(yīng)用十分廣泛。在無(wú)線電測(cè)量領(lǐng)域中，脈沖信號(hào)應(yīng)用十分廣泛。 對(duì)脈沖參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確度有更高的要求。脈沖測(cè)量的速對(duì)脈沖參數(shù)測(cè)量的準(zhǔn)確度有更高的要求。脈沖測(cè)量的速度擴(kuò)展到皮秒量級(jí)。度擴(kuò)展到皮秒量級(jí)。 脈沖測(cè)量領(lǐng)域中相關(guān)的測(cè)量?jī)x器的測(cè)量功能、技術(shù)指標(biāo)脈沖測(cè)量領(lǐng)域中相關(guān)的測(cè)量?jī)x器的測(cè)量功能、技術(shù)指標(biāo)也有了極大的提高。脈沖測(cè)量使用最多的示波器的技術(shù)性也有了極大的提高。脈沖測(cè)量使用最多的示波器的技術(shù)性能有了一個(gè)飛躍。能有了一個(gè)飛躍。數(shù)字存儲(chǔ)示波器正在取代傳統(tǒng)的模擬示波器，性能與技數(shù)字存儲(chǔ)示波器正在取代傳統(tǒng)的模擬示波器，性能與技術(shù)指標(biāo)

2、已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了模擬示波器。術(shù)指標(biāo)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了模擬示波器。 8 一、一、 脈沖波形脈沖波形定義：自第一額定狀態(tài)出發(fā)，到達(dá)第二額定狀態(tài)，最終定義：自第一額定狀態(tài)出發(fā)，到達(dá)第二額定狀態(tài)，最終又回到第一額定狀態(tài)的一種波。又回到第一額定狀態(tài)的一種波。尖脈沖尖脈沖矩形脈沖矩形脈沖階躍脈沖階躍脈沖幾種典型脈沖波形 9 10 典型脈沖波形圖典型脈沖波形圖 11 fU脈沖信號(hào)頻譜分布圖脈沖信號(hào)頻譜分布圖 12 數(shù)據(jù)域測(cè)量示意圖數(shù)據(jù)域測(cè)量示意圖10t 13 tf調(diào)制域測(cè)量頻率隨時(shí)間變化顯示圖調(diào)制域測(cè)量頻率隨時(shí)間變化顯示圖應(yīng)用：應(yīng)用：捷變頻發(fā)射機(jī)的跳頻特性捷變頻發(fā)射機(jī)的跳頻特性蜂窩電話各基站之間的轉(zhuǎn)換性能蜂窩電話各基

3、站之間的轉(zhuǎn)換性能調(diào)頻信號(hào)的載頻信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系調(diào)頻信號(hào)的載頻信號(hào)與時(shí)間的關(guān)系振蕩器的開機(jī)特性振蕩器的開機(jī)特性鎖相過(guò)程中鎖相過(guò)程中VCO的頻率變化的頻率變化 14 一、單脈沖特性參數(shù)一、單脈沖特性參數(shù)/2脈沖寬度脈沖寬度tr（上升時(shí)間）（上升時(shí)間）tf（下降時(shí)間）（下降時(shí)間）頂線頂線90%50%10%基線基線典型脈沖波形圖典型脈沖波形圖 15 16 17 18 19 20 T2T1tV T21TT開關(guān)比 21 T2T1tV TTT1空度比 22 a） b) 階躍階躍a）正向階躍；）正向階躍；b) 負(fù)向階躍負(fù)向階躍 23 a a） b)b)斜坡斜坡a a）正向；）正向； b) b) 負(fù)向負(fù)向 24

4、 頂線頂線基線基線 25 2. 2. 過(guò)沖（上沖）過(guò)沖（上沖） 脈沖波形在前過(guò)渡時(shí)間之后的幅度量值起伏，用脈沖幅度的脈沖波形在前過(guò)渡時(shí)間之后的幅度量值起伏，用脈沖幅度的百分?jǐn)?shù)表示。百分?jǐn)?shù)表示。 %100AbSb%100AdSd 26 4.4.圓?。▓A頂）圓?。▓A頂） 在所要求或希望的斜率突變處出現(xiàn)的圓弧特征形式的失真。在所要求或希望的斜率突變處出現(xiàn)的圓弧特征形式的失真。%100AlSl 27 28 振鈴頂線基線 29 30 脈沖傾斜脈沖傾斜%100AeSe 31 脈沖抖動(dòng)脈沖抖動(dòng) 32 脈沖波動(dòng)脈沖波動(dòng) 33 雙脈沖雙脈沖T 34 雙極性脈沖雙極性脈沖T 35 階梯波階梯波 36 37 38

5、脈沖波表的密度分布圖脈沖波表的密度分布圖頂頂值值頻頻數(shù)數(shù)底值底值頻數(shù)頻數(shù) m 39 Apuuiniit1式中式中 ：AA選取電壓值所占的單元個(gè)數(shù)；選取電壓值所占的單元個(gè)數(shù)； u ui i在頂值附近部分選取的電壓值，單位為在頂值附近部分選取的電壓值，單位為V V。 P Pi i/A/A所選取的各點(diǎn)電壓的權(quán)。所選取的各點(diǎn)電壓的權(quán)。 40 41 42 )sincos()(1000nnntnbtnaatf用傅立葉分析方法，可以把任意一個(gè)周期信號(hào)分解為許多用傅立葉分析方法，可以把任意一個(gè)周期信號(hào)分解為許多頻率、幅度、相位不同的正弦波（余弦波），這些正弦波、頻率、幅度、相位不同的正弦波（余弦波），這些正弦

6、波、余弦波的頻率必定是基波頻率余弦波的頻率必定是基波頻率f f0 0的整數(shù)倍，基頻信號(hào)的整數(shù)倍，基頻信號(hào)f f0 0稱為稱為基波，基波，nfnf0 0的信號(hào)稱為的信號(hào)稱為n n次諧波。次諧波。任何一個(gè)周期信號(hào)都可以展開成三角函數(shù)組合的無(wú)窮級(jí)數(shù)，任何一個(gè)周期信號(hào)都可以展開成三角函數(shù)組合的無(wú)窮級(jí)數(shù)，稱為傅立葉級(jí)數(shù)。設(shè)周期函數(shù)為稱為傅立葉級(jí)數(shù)。設(shè)周期函數(shù)為f(t), f(t), 其重復(fù)周期為其重復(fù)周期為T T，角角頻率為頻率為 0 0=2=2 / /T,T,則則f(t)f(t)可展開為傅立葉級(jí)數(shù)可展開為傅立葉級(jí)數(shù) 43 在表達(dá)式中，在表達(dá)式中， 是周期信號(hào)的基波分量，是周期信號(hào)的基波分量， 是三是三

7、次諧波分量，次諧波分量， 是五次諧波分量，當(dāng)然還有七次、是五次諧波分量，當(dāng)然還有七次、九次諧波等更高次諧波分量。九次諧波等更高次諧波分量。對(duì)稱方波的傅立葉級(jí)數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：對(duì)稱方波的傅立葉級(jí)數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：)5sin513sin31(sin)(0000ttUtftU00sintU003sin3tU005sin5式中：式中： U U0 0方波振幅，單位為方波振幅，單位為V;V; 0 0 基波角度頻率，單位為基波角度頻率，單位為radrad 44 也可以將基波、三次諧波、五次諧波等各次奇諧波疊加成為也可以將基波、三次諧波、五次諧波等各次奇諧波疊加成為一個(gè)對(duì)稱方波一個(gè)對(duì)稱方波。t基波和諧波疊加產(chǎn)

8、生的脈沖波形基波和諧波疊加產(chǎn)生的脈沖波形a)基波與三次諧波疊加波形；基波與三次諧波疊加波形； b）基波與三次、五次諧波疊加波）基波與三次、五次諧波疊加波形形 0(t)1(t)3(t)1(t)+3(t)0(t)5(t)1(t)+3(t)1(t)+3(t)+ 5(t)ta）b) 45 va a）中疊加波形的過(guò)渡時(shí)間大于中疊加波形的過(guò)渡時(shí)間大于b b）中疊加波形的過(guò)渡時(shí)間。中疊加波形的過(guò)渡時(shí)間。v疊加波形中所含諧波次數(shù)越高，脈沖的過(guò)渡時(shí)間愈短疊加波形中所含諧波次數(shù)越高，脈沖的過(guò)渡時(shí)間愈短。 當(dāng)然所占帶寬就愈寬。當(dāng)然所占帶寬就愈寬。v被傳輸脈沖波形的過(guò)渡時(shí)間越短，則要求傳輸網(wǎng)絡(luò)的頻被傳輸脈沖波形的過(guò)渡

9、時(shí)間越短，則要求傳輸網(wǎng)絡(luò)的頻帶寬度越寬。帶寬度越寬。 46 -1.5-1-0.500.511.51357911 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 基波和三、五、七、九次諧波疊加產(chǎn)生的脈沖波形基波和三、五、七、九次諧波疊加產(chǎn)生的脈沖波形 47 基波至73次諧波合成波形-1.5-1-0.500.511.515913172125293337414549535761656973 48 hrfkt當(dāng)頻率響應(yīng)特性為當(dāng)頻率響應(yīng)特性為RCRC積分網(wǎng)絡(luò)時(shí)積分網(wǎng)絡(luò)

10、時(shí)k k=0.35=0.35；當(dāng)頻率響應(yīng)特性為高斯型響當(dāng)頻率響應(yīng)特性為高斯型響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時(shí) k k=0.34=0.34。通常在實(shí)際應(yīng)用中，模擬示波器中的放大器一般通常在實(shí)際應(yīng)用中，模擬示波器中的放大器一般可認(rèn)為是可認(rèn)為是RCRC積分網(wǎng)絡(luò)。積分網(wǎng)絡(luò)。 49 式中：式中：t tr r 脈沖通過(guò)脈沖通過(guò)n n個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)后的上升時(shí)間，單位為個(gè)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)后的上升時(shí)間，單位為s s。 t triri 第第i i個(gè)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間，單位為個(gè)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間，單位為s s。 nirirnrrrttttt1222221 50 一般激勵(lì)信號(hào)是一個(gè)有一定上升時(shí)間的快沿脈沖，可以認(rèn)為此脈沖是由理一般激勵(lì)信號(hào)是一個(gè)有一定

11、上升時(shí)間的快沿脈沖，可以認(rèn)為此脈沖是由理想階躍脈沖通過(guò)具有相同上升時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)而形成的。想階躍脈沖通過(guò)具有相同上升時(shí)間的網(wǎng)絡(luò)而形成的。tr1tr2trn脈沖信號(hào)通過(guò)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的上升時(shí)間脈沖信號(hào)通過(guò)級(jí)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的上升時(shí)間2frntt 51 22rsrprottt 52 211nttrpro1112ntttttrprprorprsrpttn/ 53 從計(jì)算結(jié)果看，除非所使用的示波器建立時(shí)間遠(yuǎn)小于被測(cè)從計(jì)算結(jié)果看，除非所使用的示波器建立時(shí)間遠(yuǎn)小于被測(cè)脈沖上升時(shí)間，否則應(yīng)按下式修正：脈沖上升時(shí)間，否則應(yīng)按下式修正：在一般的測(cè)量中，要求示波器的建立時(shí)間應(yīng)小于被測(cè)脈沖在一般的測(cè)量中，要求示波器的建立時(shí)間應(yīng)小于被測(cè)

12、脈沖上升時(shí)間的上升時(shí)間的1/31/3。此時(shí)測(cè)量誤差為。此時(shí)測(cè)量誤差為5.4%5.4%。22rsrorpttt 54 ddBdtfS32 55 Hz101028.6063.03dB3f 56 57 網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)特性與過(guò)沖關(guān)系網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)態(tài)特性與過(guò)沖關(guān)系a)a)脈沖通過(guò)高斯特性網(wǎng)絡(luò)；脈沖通過(guò)高斯特性網(wǎng)絡(luò)；b b）脈沖通過(guò)高頻過(guò)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)）脈沖通過(guò)高頻過(guò)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) a)Ufb)fU 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 %1000iiuKKK 69 %1000ttttKKK 70 %100aabtcKKK%100aactcKKK一、與誤差有關(guān)的參數(shù)一、與誤差有關(guān)的參數(shù) 71 二、二、

13、與垂直（水平）偏轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù)與垂直（水平）偏轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù) 72 二、二、 與垂直（水平）偏轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù)與垂直（水平）偏轉(zhuǎn)有關(guān)的參數(shù) 73 fV頻率響應(yīng)不平坦度頻率響應(yīng)不平坦度 74 fU示波器頻帶寬度示波器頻帶寬度3dB3dB 75 76 C2C1衰減振蕩衰減振蕩A 77 hg直流特性直流特性A 78 2211AKAKI 79 80 81 三、與時(shí)基有關(guān)的參數(shù)三、與時(shí)基有關(guān)的參數(shù) 82 四、與四、與有關(guān)的參數(shù)有關(guān)的參數(shù) 83 84 85 86 87 88 89 CRT標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)信號(hào)Z軸軸放大器放大器電源電源Y軸軸輸入電路輸入電路放置放置放大器放大器延遲線延遲線后置后置放大器放大器觸發(fā)觸發(fā)電路

14、電路掃描掃描電路電路X軸軸放大器放大器外觸發(fā)輸入外觸發(fā)輸入 模擬示波器的基本組成模擬示波器的基本組成內(nèi)內(nèi)電源電源外外 90 垂直通道（簡(jiǎn)稱垂直通道（簡(jiǎn)稱Y通道）是被測(cè)信號(hào)的主要傳輸通道，它通道）是被測(cè)信號(hào)的主要傳輸通道，它使顯示的使顯示的Y軸坐標(biāo)正比于信號(hào)的瞬時(shí)值。軸坐標(biāo)正比于信號(hào)的瞬時(shí)值。Y通道同時(shí)提供一通道同時(shí)提供一個(gè)內(nèi)觸發(fā)信號(hào)，使鋸齒掃描信號(hào)與被測(cè)信號(hào)同步。個(gè)內(nèi)觸發(fā)信號(hào)，使鋸齒掃描信號(hào)與被測(cè)信號(hào)同步。Y通道主要包括：輸入電路（輸入衰減器等）、前置放大器、延遲線、后通道主要包括：輸入電路（輸入衰減器等）、前置放大器、延遲線、后置放大器（又稱輸出放大器）、內(nèi)觸發(fā)放大器等。置放大器（又稱輸出放

15、大器）、內(nèi)觸發(fā)放大器等。Y通道必須有足夠的頻帶寬度，帶內(nèi)頻響應(yīng)基本平坦，下限頻率最好能擴(kuò)通道必須有足夠的頻帶寬度，帶內(nèi)頻響應(yīng)基本平坦，下限頻率最好能擴(kuò)展到直流，以便能觀察速度很慢的信號(hào)。帶內(nèi)的相位展到直流，以便能觀察速度很慢的信號(hào)。帶內(nèi)的相位頻率特性盡可能頻率特性盡可能是線性的，以保證低的相位失真。常用時(shí)域瞬態(tài)特性來(lái)表征是線性的，以保證低的相位失真。常用時(shí)域瞬態(tài)特性來(lái)表征Y通道的性能。通道的性能。它應(yīng)有足夠小的脈沖響應(yīng)時(shí)間，上沖應(yīng)小于它應(yīng)有足夠小的脈沖響應(yīng)時(shí)間，上沖應(yīng)小于2.5%。 91 92 輸入衰減器的基本形式輸入衰減器的基本形式C1C2R1R2U U1 1U U2 2 93 12122U

16、RRRU12112UCCCU 94 211212CCCRRR 95 a）b）c）探極或輸入減器的補(bǔ)償探極或輸入減器的補(bǔ)償a）最佳補(bǔ)償；）最佳補(bǔ)償；b）過(guò)補(bǔ)償；）過(guò)補(bǔ)償；c）欠補(bǔ)償）欠補(bǔ)償當(dāng)當(dāng)R R1 1C C1 1 R R2 2C C2 2時(shí)，出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，時(shí)，出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償，R R1 1C C1 1 R R2 2C C2 2時(shí)，出現(xiàn)欠時(shí)，出現(xiàn)欠補(bǔ)償，如圖所示。補(bǔ)償，如圖所示。 96 二、模擬示波器的水平通道二、模擬示波器的水平通道 97 （一）觸發(fā)電路（一）觸發(fā)電路 98 （一）觸發(fā)電路（一）觸發(fā)電路 99 觸發(fā)極性觸發(fā)極性 觸發(fā)電平不同時(shí)屏幕上所顯示的波形觸發(fā)電平不同時(shí)屏幕上所顯示的波形a)+”

17、a)+”極性極性, “0”, “0”電平；電平；b) “+”b) “+”極性，極性，“+”+”電平；電平；c) “+”c) “+”極性極性, , “-”“-”電平電平d) “-”d) “-”極性極性, “0”, “0”電平；電平；e) “-”e) “-”極性，極性，“+”+”電平；電平；f) “-”f) “-”極性極性, , “-”“-”電平電平a)a)c)c)b)b)e)e)f)f)d)d)調(diào)節(jié)觸發(fā)電平、改變觸發(fā)極性，觸發(fā)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生變化，這時(shí)掃調(diào)節(jié)觸發(fā)電平、改變觸發(fā)極性，觸發(fā)點(diǎn)就會(huì)發(fā)生變化，這時(shí)掃描起點(diǎn)不同，屏幕上顯示的波形也就不同。描起點(diǎn)不同，屏幕上顯示的波形也就不同。（一）觸發(fā)電路（一）

18、觸發(fā)電路 100 （一）觸發(fā)電路（一）觸發(fā)電路 101 102 圖圖2-15實(shí)時(shí)取樣方式工作原理實(shí)時(shí)取樣方式工作原理t 103 2. 2. 非實(shí)時(shí)取樣非實(shí)時(shí)取樣非實(shí)時(shí)取樣也稱等效時(shí)間取樣。示波器經(jīng)過(guò)多個(gè)觸發(fā)脈沖采集所需數(shù)量非實(shí)時(shí)取樣也稱等效時(shí)間取樣。示波器經(jīng)過(guò)多個(gè)觸發(fā)脈沖采集所需數(shù)量的取樣點(diǎn)。的取樣點(diǎn)。數(shù)字存儲(chǔ)示波器用等效時(shí)間取樣時(shí)，它可以捕獲示波器模擬帶寬內(nèi)的任數(shù)字存儲(chǔ)示波器用等效時(shí)間取樣時(shí)，它可以捕獲示波器模擬帶寬內(nèi)的任何信號(hào)而與取樣率無(wú)關(guān)，要求輸入信號(hào)必須是重復(fù)的。何信號(hào)而與取樣率無(wú)關(guān)，要求輸入信號(hào)必須是重復(fù)的。 非實(shí)時(shí)取樣不是在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)完成取樣的全部過(guò)程，取樣點(diǎn)取非實(shí)時(shí)取樣不是在

19、一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)完成取樣的全部過(guò)程，取樣點(diǎn)取自若干個(gè)信號(hào)波形的不同位置，即每個(gè)信號(hào)周期取樣一次，取樣信號(hào)自若干個(gè)信號(hào)波形的不同位置，即每個(gè)信號(hào)周期取樣一次，取樣信號(hào)每次延遲每次延遲tt。 每次延遲的時(shí)間每次延遲的時(shí)間tt不同時(shí)，稱為不同時(shí)，稱為“隨機(jī)取樣隨機(jī)取樣”。 每次延遲的時(shí)間每次延遲的時(shí)間tt是固定值時(shí)，稱為是固定值時(shí)，稱為“順序取樣順序取樣”。 104 0tt2t2t3t3t順序取樣方式工作原理圖順序取樣方式工作原理圖 105 隨機(jī)取樣方式工作原理圖隨機(jī)取樣方式工作原理圖 106 107 面板或面板或GP-IP設(shè)定功能、設(shè)定功能、量程及其它參數(shù)量程及其它參數(shù)其他功能量程其他功能量程掃描速

20、度掃描速度靈敏度靈敏度取樣脈沖取樣脈沖UI 輸入信號(hào)輸入信號(hào) 數(shù)字存儲(chǔ)示波器基本構(gòu)成原理圖數(shù)字存儲(chǔ)示波器基本構(gòu)成原理圖衰減、放大衰減、放大取樣脈沖形成取樣脈沖形成取樣、保持取樣、保持A/DA/DI/OI/OA/D鎖存鎖存GP-IB控制器控制器硬拷貝輸出控制器硬拷貝輸出控制器硬拷貝輸出硬拷貝輸出RAM邏輯控制邏輯控制電路電路CPUROMI/OGP-IB接口接口 顯示讀出部分顯示讀出部分X通道通道Y通道通道 108 109 110 Tnfs 111 112 mV9 .1512V1612/位數(shù)輸入電壓峰峰值DAD 113 114 115 116 117 %2mV2000mV5.37 118 119

21、120 25)MSa/s)MHz(最高取樣率（eB10)MSa/s)MHz(最高取樣率（Be 121 5 . 2)MSa/s)MHz(最高取樣率（Be 122 )(35. 0)(3GHzfnstdBr 123 數(shù)字示波器的有效上升時(shí)間與取樣間隔的關(guān)系圖數(shù)字示波器的有效上升時(shí)間與取樣間隔的關(guān)系圖 (a)0.8倍取樣間隔倍取樣間隔 ； b) 1.6倍取樣間隔倍取樣間隔100%90%10%0100%90%10%0a）b) 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 示波器自動(dòng)檢定裝置原理框圖示波器自動(dòng)檢定裝置原理框圖 計(jì)算機(jī)

22、計(jì)算機(jī)打印機(jī)打印機(jī)可程控示波器可程控示波器 校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)儀被檢被檢示波器示波器校準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)信號(hào)v利用帶有程控功能的示波器校準(zhǔn)儀，組成示波器自動(dòng)檢定裝置有利用帶有程控功能的示波器校準(zhǔn)儀，組成示波器自動(dòng)檢定裝置有很大的實(shí)際意義。很大的實(shí)際意義。 139 140 141 142 143 144 一、檢定一般要求一、檢定一般要求 145 一、檢定一般要求一、檢定一般要求 146 二、模擬示波器的檢定項(xiàng)目二、模擬示波器的檢定項(xiàng)目 147 三、三、 模擬示波器的檢定方法模擬示波器的檢定方法 148 divVAUSv%1000YYYvSSS2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 149 %2%10098.098.

23、01VVV2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 150 2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 151 2211hdhd2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 152 穩(wěn)態(tài)頻響測(cè)量方法原理圖穩(wěn)態(tài)頻響測(cè)量方法原理圖被檢示波器被檢示波器穩(wěn)幅信號(hào)發(fā)生器穩(wěn)幅信號(hào)發(fā)生器2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 153 )dB(lg20hihA2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 154 信號(hào)源信號(hào)源高頻電壓表高頻電壓表被檢示波器被檢示波器6dB衰減器衰減器50穩(wěn)態(tài)頻響測(cè)量方法二穩(wěn)態(tài)頻響測(cè)量方法二功分器功分器2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定v使用非穩(wěn)幅信號(hào)源時(shí)，使用非穩(wěn)幅信號(hào)源時(shí)，用高頻電壓表監(jiān)測(cè)輸入信用高頻電壓表監(jiān)測(cè)輸

24、入信號(hào)幅度，必須在示波器輸號(hào)幅度，必須在示波器輸入端插接不小于入端插接不小于6 6dBdB的衰減的衰減器器。v檢定檢定300300MHzMHz以下示波器以下示波器時(shí)，基準(zhǔn)頻率可選時(shí)，基準(zhǔn)頻率可選5050kHzkHz或或100100kHzkHz。檢定檢定300300MHzMHz以上以上示波器時(shí)，基準(zhǔn)頻率可選示波器時(shí)，基準(zhǔn)頻率可選1 1MHzMHz或或6 6MHzMHz。 155 上升時(shí)間測(cè)量原理圖上升時(shí)間測(cè)量原理圖 快沿脈沖快沿脈沖發(fā)生器發(fā)生器被檢示波器被檢示波器502 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 156 22rsrorpttttr（上升時(shí)間）（上升時(shí)間）tf（下降時(shí)間）（下降時(shí)間）頂線頂線

25、90%10%基線基線2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定按上升時(shí)間定義讀取測(cè)量結(jié)果按上升時(shí)間定義讀取測(cè)量結(jié)果t tr r。 157 c2上沖測(cè)量上沖測(cè)量c1c100Ab2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 圖中，圖中，b b為脈沖上升時(shí)間后的第一個(gè)峰值，為脈沖上升時(shí)間后的第一個(gè)峰值，c c為第一個(gè)峰值后的波動(dòng)為第一個(gè)峰值后的波動(dòng)最大值。最大值。 158 100Ac2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定 159 圖例圖例 傾斜傾斜2 2垂直系統(tǒng)的檢定垂直系統(tǒng)的檢定* * 下垂量總是在指定脈沖下垂量總是在指定脈沖持續(xù)時(shí)間下才有意義。持續(xù)時(shí)間下才有意義。 160 3 3水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（X X軸）

26、的檢定軸）的檢定100AAB 161 3 3水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)（X X軸）的檢定軸）的檢定 162 4 4示波器校準(zhǔn)信號(hào)輸出的檢定示波器校準(zhǔn)信號(hào)輸出的檢定 163 4 4示波器校準(zhǔn)信號(hào)輸出的檢定示波器校準(zhǔn)信號(hào)輸出的檢定標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)信號(hào)輸出校準(zhǔn)信號(hào)輸出比較器比較器 示波器校準(zhǔn)儀示波器校準(zhǔn)儀圖圖3-6 用示波器校準(zhǔn)儀檢定校準(zhǔn)信號(hào)輸出幅度原理框圖用示波器校準(zhǔn)儀檢定校準(zhǔn)信號(hào)輸出幅度原理框圖Ux 被檢示波器被檢示波器比較器的平衡監(jiān)視輸比較器的平衡監(jiān)視輸出端接到監(jiān)視示波器的出端接到監(jiān)視示波器的垂直輸入端垂直輸入端( (可以用被檢可以用被檢示波器或另一臺(tái)示波器示波器或另一臺(tái)示波器) )。示波

27、器示波器輸入方式輸入方式置置“DC”DC”耦合，掃描速率置于耦合，掃描速率置于1 1ms ms /div/div檔，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)檔，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)置于被置于被測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)幅度幅度的的1/101/10或更或更小小, ,將被測(cè)校將被測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)接至比較器準(zhǔn)信號(hào)接至比較器U Ux x輸輸入端。入端。 164 差分示波器差分示波器 Y+ Y-示波器校準(zhǔn)儀示波器校準(zhǔn)儀被檢示波器被檢示波器校準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)信號(hào)圖圖3-8 差分示波器測(cè)量校準(zhǔn)信號(hào)幅度原理框圖差分示波器測(cè)量校準(zhǔn)信號(hào)幅度原理框圖標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出被測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)被測(cè)校準(zhǔn)信號(hào)示波器校準(zhǔn)儀標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)示波器校準(zhǔn)儀標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)4 4示波器校準(zhǔn)信號(hào)輸出的檢定示

28、波器校準(zhǔn)信號(hào)輸出的檢定 165 4 4示波器校準(zhǔn)信號(hào)輸出的檢定示波器校準(zhǔn)信號(hào)輸出的檢定 166 5輸入電阻、電容測(cè)量輸入電阻、電容測(cè)量 167 168 169 測(cè)量顯示波形測(cè)量顯示波形a)掃速：掃速：1ms/div；b)掃速：掃速：100ns/diva)b)圖圖a)為為數(shù)字示波器掃速設(shè)置數(shù)字示波器掃速設(shè)置為為1ms/div，上升沿觸發(fā)，數(shù)字示波器加上升沿觸發(fā)，數(shù)字示波器加10ms周期的時(shí)標(biāo)周期的時(shí)標(biāo)信號(hào)信號(hào)時(shí)的顯示波形。時(shí)的顯示波形。 圖圖b)為為當(dāng)數(shù)字示波器水平掃描延遲時(shí)間當(dāng)數(shù)字示波器水平掃描延遲時(shí)間設(shè)置為設(shè)置為10ms, 延遲掃描速度設(shè)置為延遲掃描速度設(shè)置為100ns/div,顯示顯示相對(duì)

29、于第一個(gè)觸發(fā)時(shí)標(biāo)信相對(duì)于第一個(gè)觸發(fā)時(shí)標(biāo)信號(hào)后的下一個(gè)時(shí)標(biāo)信號(hào)的前沿波形。號(hào)后的下一個(gè)時(shí)標(biāo)信號(hào)的前沿波形。 170 171 172 )(lg20dBhhAoi( (三三) ) 單次存儲(chǔ)帶寬檢定（單次取樣帶寬檢定）單次存儲(chǔ)帶寬檢定（單次取樣帶寬檢定） 173 174 示波器示波器校準(zhǔn)儀校準(zhǔn)儀 被檢示波器被檢示波器繪圖儀繪圖儀或打印機(jī)或打印機(jī)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)接口功能檢查框圖接口功能檢查框圖( (五五) )接口功能檢查接口功能檢查在示波器屏幕上顯示一個(gè)穩(wěn)在示波器屏幕上顯示一個(gè)穩(wěn)定的波形，示波器接口功能定的波形，示波器接口功能置于只講狀態(tài)，繪圖儀或打置于只講狀態(tài)，繪圖儀或打印機(jī)置于只聽狀態(tài)，用示波印機(jī)置于只

30、聽狀態(tài)，用示波器的硬拷貝命令，在繪圖儀器的硬拷貝命令，在繪圖儀或打印機(jī)上打印一份屏幕拷或打印機(jī)上打印一份屏幕拷貝。還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的接貝。還可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的接口發(fā)儀器控制命令，檢查示口發(fā)儀器控制命令，檢查示波器是否能按接口命令動(dòng)作，波器是否能按接口命令動(dòng)作，包括儀器的聽及講功能是否包括儀器的聽及講功能是否正常。正常。 175 176 二、分辨力造成的測(cè)量結(jié)果不確定度二、分辨力造成的測(cè)量結(jié)果不確定度 177 二、分辨力造成的測(cè)量結(jié)果不確定度二、分辨力造成的測(cè)量結(jié)果不確定度mVuuuc4 .132221mVmVu95. 83/5 .1523k 178 二、分辨力造成的測(cè)量結(jié)果不確定度二、分辨力造成

31、的測(cè)量結(jié)果不確定度mV4111u22c.mVmV3100/30mV1 . 3100256/8 179 22rsrprottt三、上升時(shí)間測(cè)量的不確定度三、上升時(shí)間測(cè)量的不確定度式中：式中： t troro 屏幕上觀察到的上升時(shí)間，單位為屏幕上觀察到的上升時(shí)間，單位為s s ； t trprp被測(cè)脈沖真實(shí)的上升時(shí)間，單位為被測(cè)脈沖真實(shí)的上升時(shí)間，單位為s s ； t trsrs 示波器自身的建立時(shí)間，單位為示波器自身的建立時(shí)間，單位為s s 。 如果示波器建立時(shí)間遠(yuǎn)小于被測(cè)量脈沖的上升時(shí)間，此項(xiàng)影響可如果示波器建立時(shí)間遠(yuǎn)小于被測(cè)量脈沖的上升時(shí)間，此項(xiàng)影響可以忽略。例如，示波器建立時(shí)間小于被測(cè)脈沖

32、上升時(shí)間的七分之一時(shí)，以忽略。例如，示波器建立時(shí)間小于被測(cè)脈沖上升時(shí)間的七分之一時(shí)，測(cè)量誤差小于測(cè)量誤差小于1%，否則應(yīng)該進(jìn)行修正。，否則應(yīng)該進(jìn)行修正。 180 002)11 (ttnttss( (一一) ) 影響上升時(shí)間測(cè)量結(jié)果的因素影響上升時(shí)間測(cè)量結(jié)果的因素式中式中，n n為為t ts s/ /t t r r ，時(shí)基的不確定度分量時(shí)基的不確定度分量t0/t0對(duì)測(cè)量偏差對(duì)測(cè)量偏差ts/ts的影響與的影響與n值有關(guān)，當(dāng)示波器的上升時(shí)間可以忽略時(shí)（值有關(guān)，當(dāng)示波器的上升時(shí)間可以忽略時(shí)（n值很大），則值很大），則ts/tst0/t0，因此可以看出，時(shí)基誤差直接對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，特別是當(dāng)示波器的上

33、升因此可以看出，時(shí)基誤差直接對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，特別是當(dāng)示波器的上升時(shí)間不可忽略時(shí)，其影響隨時(shí)間不可忽略時(shí)，其影響隨n值的減小而增大。值的減小而增大。因此，從減小時(shí)基誤差影響的角度看，因此，從減小時(shí)基誤差影響的角度看，n n值越大越好。值越大越好。 181 ( (一一) ) 影響上升時(shí)間測(cè)量結(jié)果的因素影響上升時(shí)間測(cè)量結(jié)果的因素 182 ( (二二) ) 脈沖上升時(shí)間測(cè)量不確定度的計(jì)算脈沖上升時(shí)間測(cè)量不確定度的計(jì)算 183 %1 . 1%111. 173k%64. 00064. 03011. 07u( (二二) ) 脈沖上升時(shí)間測(cè)量不確定度的計(jì)算脈沖上升時(shí)間測(cè)量不確定度的計(jì)算 184 3k%2

34、. 1012. 0302. 08u%1 . 22827262524232221uuuuuuuuuc%24.042. 0021. 02ckuU( (二二) ) 脈沖上升時(shí)間測(cè)量不確定度的計(jì)算脈沖上升時(shí)間測(cè)量不確定度的計(jì)算 185 186 187 主振級(jí)主振級(jí)延遲電路延遲電路脈沖形成電路脈沖形成電路輸出級(jí)輸出級(jí)觸發(fā)電路觸發(fā)電路脈沖輸出脈沖輸出觸發(fā)輸出觸發(fā)輸出電源電源外觸發(fā)外觸發(fā) 脈沖發(fā)生器的基本組成脈沖發(fā)生器的基本組成 188 第二節(jié)第二節(jié) 脈沖發(fā)生器的計(jì)量檢定脈沖發(fā)生器的計(jì)量檢定1.1.脈沖發(fā)生器輸出重復(fù)頻率的檢定脈沖發(fā)生器輸出重復(fù)頻率的檢定 計(jì)數(shù)器工作方式置于測(cè)頻。調(diào)整計(jì)數(shù)器輸入觸發(fā)電平，使之

35、正常計(jì)數(shù)。計(jì)計(jì)數(shù)器工作方式置于測(cè)頻。調(diào)整計(jì)數(shù)器輸入觸發(fā)電平，使之正常計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器所顯示的頻率即是脈沖發(fā)生器輸出脈沖重復(fù)頻率。檢定應(yīng)按儀器技術(shù)數(shù)器所顯示的頻率即是脈沖發(fā)生器輸出脈沖重復(fù)頻率。檢定應(yīng)按儀器技術(shù)指標(biāo)給出的重復(fù)頻率范圍逐點(diǎn)測(cè)量，記下各點(diǎn)測(cè)量值。指標(biāo)給出的重復(fù)頻率范圍逐點(diǎn)測(cè)量，記下各點(diǎn)測(cè)量值。RL脈沖發(fā)生器脈沖發(fā)生器計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器脈沖發(fā)生器重復(fù)頻率檢定原理框圖脈沖發(fā)生器重復(fù)頻率檢定原理框圖注意：計(jì)數(shù)器在測(cè)量頻率時(shí)對(duì)高注意：計(jì)數(shù)器在測(cè)量頻率時(shí)對(duì)高頻率信號(hào)測(cè)量準(zhǔn)確度高，而在測(cè)頻率信號(hào)測(cè)量準(zhǔn)確度高，而在測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)受顯示位數(shù)限制，量低頻信號(hào)時(shí)受顯示位數(shù)限制，使測(cè)量誤差加大，這時(shí)應(yīng)改為測(cè)使測(cè)量誤

36、差加大，這時(shí)應(yīng)改為測(cè)量脈沖重復(fù)周期，以保證測(cè)量準(zhǔn)量脈沖重復(fù)周期，以保證測(cè)量準(zhǔn)確度。確度。 189 （1）直接測(cè)量頻率）直接測(cè)量頻率直接測(cè)頻法測(cè)量脈沖重復(fù)頻率時(shí)，其絕對(duì)誤差直接測(cè)頻法測(cè)量脈沖重復(fù)頻率時(shí)，其絕對(duì)誤差 f f和相對(duì)誤差和相對(duì)誤差 f f按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： 式中：式中：f fm m被檢脈沖重復(fù)頻率的實(shí)測(cè)值，單位為被檢脈沖重復(fù)頻率的實(shí)測(cè)值，單位為HzHz； f fs s被檢脈沖重復(fù)頻率的標(biāo)稱值；單位為被檢脈沖重復(fù)頻率的標(biāo)稱值；單位為HzHzmsfff%100mmsffff 190 （2）周期法測(cè)量頻率）周期法測(cè)量頻率周期法測(cè)量脈沖重復(fù)頻率時(shí)，根據(jù)測(cè)得脈沖重復(fù)周期值，計(jì)算周期法測(cè)量脈沖重復(fù)頻率時(shí)，根據(jù)測(cè)得脈沖重