時域測量課件

第6章時域測量第6章時域測量第6章時域測量第6章時域測量6.1示波器分類6.2模擬示波器6.2.1基本構成6.2.2示波器顯示原理（重點、難點）6.2.3垂直系統(tǒng)（重點、難點）6.2.4水平系統(tǒng)6.3數(shù)字存儲示波器6.4數(shù)字示波器的測試功能6.5示波器功能擴展舉例（重點）6.6示波器的應用（重點）第七條違約責任一．乙方的責任：1．工程質(zhì)量不符合合同規(guī)定的，負責無償維修。2．乙方施工中使用假冒偽劣產(chǎn)品，按合同總金額百分之三賠償。3．乙方如延誤工期，每推遲一天以合同金額的%償付甲方違約金。但總違約金不超過工程總價的%。二．甲方的責任：1.施工前和施工中，甲方為乙方人員在規(guī)定的時間內(nèi)進入工程現(xiàn)場提供便利條件。2.乙方驗收通知書送達甲方后，甲方應在日內(nèi)組織有關人員包括乙方人員驗收，否則視為驗收合格。3.甲方如無正當理由，不按合同規(guī)定撥付工程款，則按銀行有關逾期付款辦法的規(guī)定，每逾期一天以未付款部分金額的千分之五償付乙方違約金，但總違約金不超過該工程總價的%。第6章時域測量第6章時域測量第6章時域測量第6章時域測量1第6章時域測量

6.1示波器分類6.2模擬示波器6.2.1基本構成6.2.2示波器顯示原理（重點、難點）6.2.3垂直系統(tǒng)（重點、難點）6.2.4水平系統(tǒng)6.3數(shù)字存儲示波器6.4數(shù)字示波器的測試功能6.5示波器功能擴展舉例（重點）6.6示波器的應用（重點）第6章時域測量6.1示波器分類6.0概述示波器復現(xiàn)電信號時變規(guī)律，是用途廣泛的綜合性儀器。1、示波器可代替一大堆儀表。理由是：①基本電信號V、I、P等都表現(xiàn)為幅度的大?。虎诨倦妳?shù)T、f、以及調(diào)制特性、失真情況等都是時變規(guī)律。2、示波器是唯一可選儀器（對某些參數(shù)）。如：阻尼振蕩，脈沖的上沖、下沖、上升、下降，重合等。3、配合有關電路組成測試系統(tǒng)。如：晶體管特性圖示儀，阻抗、頻率、網(wǎng)絡測試儀等。第6章時域測量

6.0概述示波器復現(xiàn)電信號時變規(guī)律，是用途廣泛的綜合性4、結合有關傳感器進行非電測量。如：溫度、振動、壓力、密度以及聲、光、熱、磁效應等。示波器應用可謂廣泛、綜合。示波器發(fā)展歷程1922年制造出第一臺陰極射線管1928年制造出第一臺實用的陰極射線管1931年制造出第一臺示波器（美國）。其特點：誤差>10%、頻帶<10MHz、單蹤、定性、全電子管。五十年代末~七十年代初十余年，示波器發(fā)展到第二階段，其特點：除示波管外電路固態(tài)化、精度提高、功能完善。6.0概述4、結合有關傳感器進行非電測量。如：6.0概述第6章時域測量

6.1示波器分類

按功能分最合理通用示波器（單束單蹤、雙蹤）:多束示波器：類似顯象管有R、G、B三束，可同時測幾個信號（不同于多蹤單束加電子開關）存儲示波器：示波管特制，能測瞬時、非周期性信號。專用示波器：電視示波器（矢量）、邏輯分析儀（四蹤以上）、晶體管特性圖示儀等。簡易：帶寬100~500KHz低頻：帶寬<1MHz普通：帶寬5~60MHz(最常用)寬帶：帶寬60~1000MHz取樣示波器：能測1000MHz以上的信號（通過取樣將高頻轉換成低頻）數(shù)字示波器：將輸入信號數(shù)字化（時域取樣和幅度量化）后，經(jīng)由D/A轉換器再重建波形。具有記憶、存貯被觀察信號功能，又稱為數(shù)字存貯示波器。第6章時域測量6.1示波器分類

按功能分最合理通用示波重點講通用型普通示波器（模擬型），其原因：①常用、常見。②本身具有的它類都有，如：X、Y、Z放大器，高、中、低壓電源等。6.2模擬示波器6.2.1模擬示波器的基本組成約有5個獨立部分第6章時域測量

圖6.2.1作業(yè)6.2重點講通用型普通示波器（模擬型），其原因：①常用、常見。②本1、示波管：采用內(nèi)部電偏轉方式，分水平（X方向）偏轉和垂直（Y方向）偏轉，目的是使電子束位移成形。類似電視機的顯象管（采用外部磁偏轉方式），在某些特殊場合可互代（如在教學中用顯象管看大波形）。5.2.1模擬示波器的基本組成圖6.2.11、示波管：采用內(nèi)部電偏轉方式，分水平（X方向）偏轉和垂直（2、垂直信道：簡稱Y軸由輸入電路、Y軸放大器、延遲線等組成，其作用是傳輸、處理被測信號使電子束上下偏轉。5.2.1模擬示波器的基本組成圖6.2.12、垂直信道：簡稱Y軸由輸入電路、Y軸放大器、延遲線等組成，3、水平信道：簡稱X軸（有兩路）由觸發(fā)時基電路、鋸齒波發(fā)生器、水平放大器等組成，其作用使電子束左右偏轉。4、Z軸放大：教材框圖中有，它是一個放大器，受控點是示波管的陰極，有兩個作用：①通過調(diào)整Z軸放大器的增益改變輝度（亮度）；②消除回掃。5.2.1模擬示波器的基本組成圖6.2.13、水平信道：簡稱X軸（有兩路）由觸發(fā)時基電路、鋸齒波發(fā)生器5、供電：將220V市電變換成高壓和低壓直流電源。其中高壓送示波管，作用是使電子束加速產(chǎn)生動能激發(fā)熒光粉發(fā)光。5.2.1模擬示波器的基本組成圖6.2.15、供電：將220V市電變換成高壓和低壓直流電源。其中高壓送6.2.2示波器顯示波形的原理1、普通示波管（CRT）的結構原理（1）電子槍發(fā)射電子并形成很細的高速電子束。由燈絲F、陰極K、控制柵極G1、加速柵極G2、聚焦陽極A1、加速陽極A2組成。組成：電子槍，偏轉系統(tǒng)，熒光屏（圖6.2.2）分類：單束、多束；電偏、磁偏；長、中、短余輝XZY5.2模擬示波器圖6.2.2作業(yè)6.16.2.2示波器顯示波形的原理1、普通示波管（CRT）聚焦結構：有三個同軸中孔圓筒G2、A1、A2，其長短、孔徑和電位不一樣（VA1<VG2=VA2）。調(diào)節(jié)A1的電位器稱為“聚焦”旋鈕(面板)，通過對它進行調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)G2與A1和A1與A2之間的電位；調(diào)節(jié)A2電位的旋鈕稱為“輔助聚焦”(機內(nèi))。調(diào)“聚焦”旋鈕時不影響輝度(即不改變電子的數(shù)量)。XZY發(fā)射：F加熱800CK發(fā)射電子(數(shù)量由VG1控制)。VG1高電子多（“輝度”右調(diào)），反之電子減少變暗。圖6.2.2聚焦結構：有三個同軸中孔圓筒G2、A1、A2，其長短、孔徑和聚焦的原理（各類示波器的共性）②圓筒面積有限、有中孔、孔徑不一，筒間電位差形成非均勻電場。①電力線和等電位線正交垂直，電子沿電力線反方向(等位線垂直)受力運動。③電子在非勻電場中將改變運動方向。④左孔對入射電子呈凸鏡(等位面)，有電子會聚作用；右孔對入射電子呈凹鏡(等位面)，有電子發(fā)散作用。⑤左孔小曲率半徑小會聚強；右孔大曲率半徑大發(fā)散弱；會聚占主導，使得電子束變細。V2V1<等電位線電力線⑥VA1A1端面電場曲率半徑會聚點熒光屏上形成光點。V2V1<（1）電子槍

聚焦的原理（各類示波器的共性）②圓筒面積有限、有中孔、孔徑電子在電子槍中的運動軌跡一般要經(jīng)過兩次會聚后在熒光屏上呈現(xiàn)一個光點。（1）電子槍

作業(yè)6.7(a)電子在電子槍中的運動軌跡一般要經(jīng)過兩次會聚后在（2）偏轉系統(tǒng)及電子束偏轉規(guī)律結構：示波管的偏轉系統(tǒng)由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為垂直偏轉板和水平偏轉板。作用：當有外加電壓作用時，偏轉板之間形成電場；在偏轉電場作用下，電子束打向由X、Y偏轉板共同決定的熒光屏上的某個坐標位置。特點：為了示波器有較高的偏轉系統(tǒng):測量靈敏度，Y偏轉板置于靠近電子槍的部位，而X偏轉板在Y的右邊。+ev1.普通CRT的結構原理圖6.2.2（2）偏轉系統(tǒng)及電子束偏轉規(guī)律結構：示波管的偏轉系統(tǒng)由兩對（3）熒光屏熒光屏是示波管的顯示部分

原理：電子動能轉化為光能。

熒光質(zhì)：硅酸鹽（ZnSiO4:Mn），綠光，中余輝。硫化物（ZnS:Cn），黃綠光，中余輝。人眼綠光敏感(視敏曲線峰值)，藍光對膠片敏感(攝影)

余輝：當電子束停止轟擊熒光屏時，光點仍能保持一定的時間，這種現(xiàn)象稱為“余輝效應”。高速信號用短余輝：10S

~1mS；低速信號用長余輝：0.1

~1S；一般信號用中余輝：1mS

~0.1S。

熒光涂鋁（0.5

~1m）優(yōu)點有反光使亮度提高有利于散熱外接后加速電壓，可以吸收二次電子。

幀形：早期圓形管、外刻度、有視差；現(xiàn)代矩形管、內(nèi)刻度、無視差，一般為810（div）。1.普通CRT的結構原理（3）熒光屏熒光屏是示波管的顯示部分1.普通CRT的偏轉板電壓Uy偏轉板間距d電子電量e偏轉板長度l偏轉板內(nèi)電場E偏轉角偏轉中心玻屏間距L偏轉距離y+++

EeyLldUyt0t0+y1勢能動能電子束Z方向能量守恒2、高靈敏度示波管的結構原理XZY+ev6.2.2示波器顯示波形的原理

偏轉板電壓Uy偏轉板間距d電子電量e偏轉板長度l偏轉板內(nèi)電場偏轉板電壓Uy偏轉板間距d電子電量e偏轉板長度l偏轉板內(nèi)電場E偏轉角偏轉中心玻屏間距L偏轉距離yY軸偏轉靈敏度Sy第二定律f=ma則數(shù)值越小靈敏度越高定義：表示偏轉1cm所需偏轉板電壓（V/cm）+++

EeyLldUyt0t0+y1f偏轉板電壓Uy偏轉板間距d電子電量e偏轉板長度l偏轉板內(nèi)電場普通示波器：Sy=40~10V/cm高靈敏示波器：Sy=2V/cmSx=60~20V/cm+++

EeyLldUyt0t0+y1實用的偏轉板結構有：斜式、折式、指數(shù)式（板書）高頻信號亮度低(電子停留時間短)，若提高UA2增加亮度，則S會下降，通常采用偏轉后加速增加動能。FKG1G2A1A2Y偏轉板X偏轉板輝度聚焦輔助聚焦+E-EA3為避免散焦(電子束內(nèi)排斥外吸引)，限制UA3:UA2<2:1。圖6.2.3采用石墨螺旋帶逐級后加速方式。UA3:UA2<6:1加金屬網(wǎng)的UA3:UA2<10:1圖6.2.3普通示波器：Sy=40~10V/cm高靈敏示波器：Sy=23、示波管波形顯示原理（1）電子束沿uy與ux作用的合成方向運動①ux、uy為固定電壓時，有下面四種情況：（b）ux=0、uy=常量：光點僅在垂直方向偏移，當uy>0時，光點從中心垂直上移；當uy<0時，光點從中心垂直下移。

（c）ux=常量、uy=0：光點僅在水平方向偏移，當ux>0時，光點從中心水平右移；當ux<0時，光點從中心水平左移。

（d）當兩對偏轉板上都加正電壓時，光點位置為兩電壓的矢量合成(第1項限)。（a）ux=0、uy=0：光點出現(xiàn)在熒光屏的中心位置。

6.2.2示波器顯示波形原理作業(yè)6.33、示波管波形顯示原理（1）電子束沿uy與ux作用的合成方向（1）電子束合成方向運動②在Y偏轉板上加變化電壓僅在垂直偏轉板的兩板間加正弦變化的電壓，則光點只在熒光屏的垂直方向上下移動，呈現(xiàn)為一條垂線。僅在水平偏轉板的兩板間加鋸齒電壓，則光點只在熒光屏的水平方向來回移動，呈現(xiàn)為一條水平線段。③在X偏轉板上加變化電壓Ux0123401324Ux-Uxt左中右Uy0123401324Uy-Uyt上中下（1）電子束合成方向運動②在Y偏轉板上加變化電壓僅在垂直偏轉④Y偏轉板加正弦波信號電壓，X偏轉板加鋸齒波電壓Y偏轉板上的正弦電壓被X偏轉板上的鋸齒波電壓均勻“拉開”，熒光屏上將顯示出被測信號隨時間變化的一個周期的波形曲線。（1）電子束沿uy與ux作用的合成方向運動左右上中下圖6.2.5Uy0123401324Uy-Uyt0UxtUx-Ux④Y偏轉板加正弦波信號電壓，X偏轉板加鋸齒波電壓⑤李沙育(Lissajous)圖形在相位測量中常會用到。

示波器兩個偏轉板上都加相同的正弦電壓，且在X、Y方向的偏轉距離相同，在熒光屏上畫出一條與水平軸呈45度角的直線，圖6.2.4為李沙育圖特例。t0123401234uytux01234上中下右中左若熒光屏上畫出一條與水平軸呈45度角的直線。表明x0=0、y0=0，相差=0。圖6.2.4（1）電子束合成方向運動通常李沙育圖⑤李沙育(Lissajous)圖形在相位測量中常會用到。示⑤李沙育圖形若兩信號的初相相差90度，且在X、Y方向的偏轉距離相同，在熒光屏上畫出的圖形為電子圓，圓圖也是李沙育圖的特例。t0123401234uytux01234024上中下右中左若熒光屏上呈現(xiàn)圓圖，表明x0=xm、y0=ym，相差=90°。通常李沙育圖⑤李沙育圖形若兩信號的初相相差90度，且在X、Y方向的偏轉距如果垂直偏轉板不加電壓，在X偏轉板上加一個隨時間線性變化的電壓ux=k1t，k1(V/t)那么光點在水平方向的偏移距離為x=ux/Sx=k1t/Sx=kt

(cm)(6.2.1)（2）掃描時間基準光點在鋸齒波作用下掃動的過程稱為“掃描”，能實現(xiàn)掃描的鋸齒波電壓稱為掃描電壓，光點自左向右的連續(xù)掃動稱為“掃描正程”，光點自熒光屏的右端迅速返回左端起掃點的過程稱為“掃描逆程”。

k(cm/s)比例系數(shù)Sx(V/cm)稱為示波管的X軸偏轉靈敏度（表示X軸偏轉1cm需要加多大的偏轉電壓）。普通示波器：Sy=40~10V/cmSx=60~20V/cm2、示波管波形顯示原理如果垂直偏轉板不加電壓，在X偏轉板上加一個隨時（3）同步的概念①如果掃描電壓周期Tx與被測電壓周期Ty保持Tx=nTy的關系，則稱掃描電壓ux與被測電壓uy“同步”。

若n為正整數(shù)，則熒光屏上將穩(wěn)定顯示n個周期的被測信號波形。2、示波管波形顯示原理圖5.2.8n=2的情況上中下右中左uyTyTxuxtt圖6.2.6（3）同步的概念①如果掃描電壓周期Tx與被測電壓周期Ty保

②Tx≠nTy(n為正整數(shù))，即不滿足同步關系時，顯示的波形不穩(wěn)定。t015(6)234789012345678uytuxTy101110911上中下右中左的情況（波形左移）（3）同步的概念

②Tx≠nTy(n為正整數(shù))，即不滿足同步關系時，顯示（4）主要技術性能指標①頻率響應（頻帶寬度BW）示波器的頻帶寬度BW是指Y通道的頻帶寬度fdB3dBfh0fB=fh-flfh②時間響應（瞬態(tài)響應）通常tr與BW的積是常數(shù)，即:tftVdfAbtr0.1A~0.9A為上升時間tr0.9A~0.1A為下降時間tf上沖量下沖量預沖tr(s)BW(MHz)0.35

它反映了Y通道的頻帶寬度的限制和Y通道跟隨輸入信號快速變化的能力。例fBfh=30MHz2、示波管波形顯示原理舉例（4）主要技術性能指標①頻率響應（頻帶寬度BW）示波器的頻③偏轉靈敏度S(V/cm)：S指在輸入信號作用下，光點在屏幕的垂直(Y)方向偏轉1cm或1格所需的偏轉板電壓。S表示Y通道的放大/衰減能力。特別提示：S(V/cm)在其它教材中稱為偏轉因數(shù)G，G的倒數(shù)稱偏轉靈敏度S(cm/V)，表示1V板壓偏轉幾cm。在示波器的面板上，通常按“1、2、5”的順序分成很多檔。觀測小信號用mV/格檔，觀測大信號用V/格檔。（4）主要技術性能指標

0.512510200100502010VmVV/div(格)③偏轉靈敏度S(V/cm)：特別提示：S(V/cm)在其它教④輸入阻抗ZiZi=Ri//Ci，當被測信號接入示波器時，Zi形成被測信號的負載(不含探頭中的電阻、電容)。

⑤掃描速度(t/cm)指光點在水平(X)方向偏轉1cm或1格所需的時間。速度單位也可表示為t/div(格)。時間t可為s、ms或s。在示波器的面板上，通常按“1、2、5”的順序分成很多檔。觀測高頻用s/格檔，觀測低頻用ms/格檔。（4）主要技術性能指標

0.20.511005020100200Smst/div(格)500s10521502010④輸入阻抗Zi⑤掃描速度(t/cm)在示波器的面板上，通常按6.2模擬示波器1、輸入電路（1）耦合方式S1自探頭到衰減器vI6.2.3垂直系統(tǒng)若是雙蹤，則2個輸入電路用電子開關（圖6.2.9）切換為Y1、Y2。圖6.2.7細分有8部分面板S1功能顯示上AC交流vI的交流分量中GND地參考0電平下DC交直流vI的交直流6.2模擬示波器1、輸入電路S1自探頭到衰減器vI6.2（2）衰減器(10:1探頭)衰減器開關即為垂直靈敏度開關

vivoR1R2C1C2Z1Z2自S1到阻抗變換器高電平時邊沿時正確衰減時k=k′即:過補償C1偏大vok>k′欠補償C1偏小vok<k′vok=k′正確補償1、輸入電路0.512510200100502010VmVV/div(格)（2）衰減器(10:1探頭)衰減器開關即為垂直靈敏度開關v2、前置放大器作用：將單端輸入轉換成雙端平衡輸出特點：6.2.3垂直系統(tǒng)①T1、T2(T3、T4)為單(雙)入雙出共射(基)差分放大器。③輸入不同電壓，Y偏轉電壓隨之改變；可以極性轉換；調(diào)節(jié)垂直位移旋鈕可改變被測波形在屏幕上的位置。

②發(fā)射極電阻均起電流串聯(lián)負反饋作用，改變其值可改變放大器增益。實現(xiàn)信號放大、靈敏度微調(diào)、校準功能。上調(diào)下移下調(diào)上移E微調(diào)ET4T3P4P5P61垂直位移至延遲線至延遲線–自阻抗變換器

–ET1T2P1+P25校準52、前置放大器作用：將單端輸入轉換成雙端平衡輸出特點：6.2上調(diào)下移下調(diào)上移E微調(diào)ET4T3P4P5P61垂直位移至延遲線至延遲線–自阻抗變換器

–ET1T2P1+P25校準52、前置放大器上調(diào)下移下調(diào)上移E微調(diào)ET4T3P4P5P61垂直位移至延6.2.3垂直系統(tǒng)3、延遲線及驅(qū)動放大任何電路的輸出總是滯后輸入，頻帶寬(窄)延遲短(長)。vit0150nsvx延遲150ns180nsY輸入電路Y前置放大器觸發(fā)電路Y后置放大器水平放大器掃描發(fā)生器Y輸入外觸發(fā)內(nèi)40nsZ軸放大40ns80ns20ns50nsvyvxvi延遲線160ns有160ns延遲線的顯示210ns50無延遲線顯示波形可見：當Y軸延遲(tyd)<X軸延遲(txd)時，則：②滿足tyd>txd的要求才能看到全部波形，通常Y軸要延遲約160ns①看到的波形只是被測信號的后半部分(少了txd–tyd)。作業(yè)6.46.2.3垂直系統(tǒng)3、延遲線及驅(qū)動放大任何電路的輸出總是4、垂直系統(tǒng)主放大器（后置放大器）+E自延遲線輸出100~140V功能：Y輸出放大器是將延遲線傳來的被測信號放大到足夠的幅度，用以驅(qū)動示波管的垂直偏轉系統(tǒng)，使電子束獲得Y方向的滿偏轉（8格）。要求：Y輸出放大器應具有穩(wěn)定的增益、較高的輸入阻抗、足夠?qū)挼念l帶、較小的諧波失真。結構：Y輸出放大器大都采用共射-共基、共射-共集或推挽放大器，有利于提高共模抑制比。面板上的“×5”或“×10”開關是采用改變前級負反饋的方法改變放大器的增益的。6.2.3垂直系統(tǒng)4、垂直系統(tǒng)主放大器（后置放大器）+E自延遲線輸出100~15、多蹤示波

在單線示波的基礎上增加了電子開關，利用分時復用原理，分別把多個垂直通道的信號輪流接到Y偏轉板上，最終實現(xiàn)多個波形的同時顯示（圖6.2.9）。有5種工作方式：Y1、Y2、交替、斷續(xù)、Y1+Y2。6.2.3垂直系統(tǒng)Y1輸入電路Y1前置放大器Y1門電路電子開關延遲線Y后置放大器Y2輸入電路Y2前置放大器Y2門電路至Y偏轉板Y1輸入Y2輸入控制信號圖6.2.95、多蹤示波6.2.3垂直系統(tǒng)Y1輸入電路Y1前置放大器2、多蹤示波（1）交替切換方式適合于觀察高頻信號。（2）斷續(xù)切換方式適合于觀察低頻信號。特點①非實時測量②測低頻時有閃爍特點①實時測量②測高頻時成虛線uy1uy2ux左左右右uy1uy2ux左左右右2、多蹤示波（1）交替切換方式（2）斷續(xù)切換方式特點x通道由觸發(fā)電路、掃描發(fā)生器環(huán)、水平放大器組成。6.2.4水平放大系統(tǒng)（x通道）1、概述其主要任務是產(chǎn)生與觸發(fā)信號同步的隨時間線性變化的掃描電壓，再平衡放大到足夠的幅度，然后輸出到水平偏轉板，使光點在熒光屏的水平方向達到滿偏轉。掃描起始點受觸發(fā)脈沖的控制；掃描電壓的終止點受釋抑電路控制。6.2模擬示波器圖6.2.12x通道由觸發(fā)電路、掃描發(fā)生器環(huán)、水平放大器組成。6.2.46.2.4水平放大系統(tǒng)2、掃描發(fā)生器環(huán)（時基電路）常由閘門、掃描積分器、及比較釋抑電路組成。閘門電路產(chǎn)生快速上升或下降的脈沖信號，該信號控制掃描發(fā)生器工作，同時還送到增輝電路，以便在掃描正程加亮掃描的光跡，逆程消隱(不發(fā)射電子)。釋抑電路起到了穩(wěn)定掃描鋸齒波的形成、防止干擾和誤觸發(fā)的作用，準確控制掃描電壓的終止。掃描閘門掃描鋸齒波發(fā)生器比較和釋抑電路+E至X放大器+E穩(wěn)定度調(diào)節(jié)比較電平觸發(fā)脈沖輸入“增輝”脈沖SRQQvoV_V+掃描發(fā)生器產(chǎn)生鋸齒波掃描電壓。掃描發(fā)生器環(huán)6.2.4水平放大系統(tǒng)2、掃描發(fā)生器環(huán)（時基電路）①掃描閘門電路常用閘門電路有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器。送增輝電路（Z軸放大器）的信號與uo相反。主要作用是將輸入信號變換成矩形脈沖，控制鋸齒波的起始點和終止點。觸發(fā)脈沖輸入釋抑電路增輝電路掃描電壓發(fā)生器RS=00保持；RS=01置1；RS=10置0；RS=11錯誤2、掃描發(fā)生器環(huán)掃描閘門掃描鋸齒波發(fā)生器比較和釋抑電路+E至X放大器+E穩(wěn)定度調(diào)節(jié)比較電平觸發(fā)脈沖輸入“增輝”脈沖SRQQvoV_V+uo①掃描閘門電路常用閘門電路有雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器。送增掃描閘門掃描鋸齒波發(fā)生器比較和釋抑電路+E至X放大器+E穩(wěn)定度調(diào)節(jié)比較電平觸發(fā)脈沖輸入“增輝”脈沖SRQQvoV_V+②密勒掃描電路在通用示波器中應用最廣的一種積分電路。

掃描鋸齒波輸出來自掃描閘門-+RCEEuoII開關St正程逆程在示波器中通常改變R或C值作為“掃描速度”粗調(diào)，用改變E值作為“掃描速度”微調(diào)。熒光屏上單位長度所代表的時間為示波器的掃描速度S=t/x(t/cm)，x是光跡在水平方向偏轉的距離；t是偏轉x距離所對應的時間。2、掃描發(fā)生器環(huán)掃描閘門掃描鋸齒波發(fā)生器比較和釋抑電路+E至X放大器+E穩(wěn)定③釋抑電路在比較電路中，兩個信號進行比較，當輸入端(V_)降至預置的參考電平(V+)時，輸出端vo產(chǎn)生正跳變，并作為控制信號控制閘門，使閘門輸出低電平，鋸齒波掃描終止。掃描閘門掃描鋸齒波發(fā)生器比較和釋抑電路+E至X放大器+E穩(wěn)定度調(diào)節(jié)比較電平觸發(fā)脈沖輸入“增輝”脈沖SRQQvoV_V+2、掃描發(fā)生器環(huán)③釋抑電路在比較電路中，兩個信號進行比較，當輸入端④增輝電路作用為了使回掃產(chǎn)生的波形不在熒光屏上顯示出來，在掃描正程期間給示波器增輝（加亮），逆程（回掃）期間應該不增輝（熄滅）。否則將產(chǎn)生回掃線（以Tx=2Ty為例）。Z軸放大器輸入信號t015234678012345678uytuxTxTx=2Ty左右左78t正程逆程送掃描發(fā)生器的閘門信號Z軸放大器輸出信號（控制柵極G1）掃描正程高電平加亮(發(fā)射電子)掃描逆程低電平消隱(不發(fā)射電子)2、掃描發(fā)生器環(huán)作業(yè)6.7(b)④增輝電路作用Z軸放大器輸入信號t01523467801233、觸發(fā)同步電路6.2.4水平放大系統(tǒng)觸發(fā)電路的作用是為掃描信號發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖。包括觸發(fā)源選擇、觸發(fā)耦合方式選擇、觸發(fā)方式選擇、觸發(fā)極性選擇、觸發(fā)電平調(diào)節(jié)和觸發(fā)放大整形等電路。放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACAC低頻抑制HFREJDC常態(tài)自動TV觸發(fā)電平調(diào)節(jié)至掃描發(fā)生器環(huán)觸發(fā)脈沖輸出S1S2S4+-S3極性反轉電路觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇觸發(fā)極性選擇觸發(fā)方式選擇3、觸發(fā)同步電路6.2.4水平放大系統(tǒng)觸發(fā)電路的3、觸發(fā)電路（1）觸發(fā)源選擇方式（內(nèi)、CH2、電源、外）

內(nèi)觸發(fā)：將Y前置放大器輸出（延遲線前的被測信號）作為觸發(fā)信號，適用于觀測被測信號。

CH2觸發(fā)：如果是雙蹤示波器，通常用Y2(CH2)的信號作為觸發(fā)源，用于比較Y1信號的同步關系。放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACAC低頻抑制HFREJDC常態(tài)自動TV觸發(fā)電平調(diào)節(jié)至掃描發(fā)生器環(huán)觸發(fā)脈沖輸出S1S2S4+-S3極性反轉電路觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇觸發(fā)極性選擇觸發(fā)方式選擇電源觸發(fā)：用50Hz的工頻正弦信號作為觸發(fā)源，適用于觀測與50Hz交流有同步關系的信號。外觸發(fā)：用外接的、與被測信號有嚴格同步關系的信號作為觸發(fā)源，用于比較兩個信號的同步關系。3、觸發(fā)電路（1）觸發(fā)源選擇方式（內(nèi)、CH2、電源、外）內(nèi)（2）觸發(fā)耦合方式（有的示波器沒有）DC直流耦合：用于接入直流或緩慢變化的觸發(fā)信號。AC交流耦合：用于觀察從低頻到較高頻率的信號。AC低頻抑制耦合：用于觀察含有低頻干擾的信號。HFREJ高頻抑制耦合：用于抑制高頻成分的耦合。放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACAC低頻抑制HFREJDC常態(tài)自動TV觸發(fā)電平調(diào)節(jié)至掃描發(fā)生器環(huán)觸發(fā)脈沖輸出S1S2S4+-S3極性反轉電路觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇觸發(fā)極性選擇觸發(fā)方式選擇3、觸發(fā)電路（2）觸發(fā)耦合方式（有的示波器沒有）放大、整形電路內(nèi)外電源C放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACAC低頻抑制HFREJDC常態(tài)自動TV觸發(fā)電平調(diào)節(jié)至掃描發(fā)生器環(huán)觸發(fā)脈沖輸出S1S2S4+-S3極性反轉電路觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇觸發(fā)極性選擇觸發(fā)方式選擇3、觸發(fā)電路（3）觸發(fā)方式選擇（自動、常態(tài)、TV-V、TV-H）自動觸發(fā)方式：有連續(xù)掃描鋸齒波電壓輸出，熒光屏上總能顯示掃描線。常態(tài)觸發(fā)方式：指有觸發(fā)源信號并產(chǎn)生了有效的觸發(fā)脈沖時，熒光屏上才有掃描線。電視（TV）觸發(fā)方式：是在原有放大、整形電路基礎上插入電視同步分離電路實現(xiàn)的，以便對電視信號的行(H)、場(V)同步信號進行監(jiān)測與電視設備維修。放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACAC低頻抑制HFRE放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACAC低頻抑制HFREJDC常態(tài)自動TV觸發(fā)電平調(diào)節(jié)至掃描發(fā)生器環(huán)觸發(fā)脈沖輸出S1S2S4+-S3極性反轉電路觸發(fā)源選擇觸發(fā)耦合方式選擇觸發(fā)極性選擇觸發(fā)方式選擇（4）觸發(fā)極性選擇和觸發(fā)電平調(diào)節(jié)(b)正電平、負極性(d)負電平、正極性正電平、正極性觸發(fā)極性：指觸發(fā)點位于觸發(fā)源信號的上升沿(極性開關打在“+”檔)還是下降沿(極性開關打在“”檔)。觸發(fā)電平：指觸發(fā)脈沖到來時對應的觸發(fā)放大器輸出電壓的瞬時值。調(diào)節(jié)觸發(fā)電平可以穩(wěn)定波形。觸發(fā)極性和觸發(fā)電平?jīng)Q定觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時刻，并決定被顯示信號的起始點。舉例：(a)正電平、正極性(c)負電平、負極性3、觸發(fā)電路放大、整形電路內(nèi)外電源C1C2C3ACAC低頻抑制HFRE①多級平衡式差分放大；②有正負幾百伏的穩(wěn)定輸出（由示波管的偏轉靈敏度S(V/cm)決定）；③為便于觀察波形的細節(jié)，常設水平擴展(10)的功能。④可對稱平動—實現(xiàn)左右位移；4、水平放大器（類似Y軸放大）

其基本作用是選擇X軸信號，并將其放大到足以使光點在水平方向達到滿幅偏轉的程度。要求：6.2.4水平放大系統(tǒng)①多級平衡式差分放大；4、水平放大器（類似Y軸放大）6.3數(shù)字示波器1、概述用于顯示單次或極慢信號圖6.3.1為兩種存儲方式的方框圖（1）存儲示波管（幾分～幾天）

第6章時域測量

KK1YXGA1A2K2G11G10G21G22存儲介質(zhì)電極①特點：1次高速電子轟擊電介質(zhì)后激發(fā)2次低速電子(自然現(xiàn)象)若：1次電子少，2次電子多，介質(zhì)呈正(自然現(xiàn)象)1次電子多，2次電子少，介質(zhì)呈負(自然現(xiàn)象)

定義：2次電子與1次電子之比為2次發(fā)射效率1次2次6.3數(shù)字示波器1、概述第6章時域測量KK1YXG（1）記憶示波管②二次發(fā)射特性uA1ABCDuCuDAB段：ua較低能量小打入多反彈少

較低。BC段：ua升高能量見長激發(fā)2次電子見長

見長。當uA>uD

時能量過強深入過深激發(fā)難發(fā)射難

較低。通常工作在CD段：有良好的二次電子發(fā)射特性。uA—加速電壓（相對陰極）euA—一次電子發(fā)射能量KK1YXGA1A2K2G11G10G21G22存儲介質(zhì)電極1次2次（1）記憶示波管②二次發(fā)射特性uA1ABCDuCuDAB示波管內(nèi)有兩種電子槍，一種稱為寫入槍，另一種稱為讀出槍。③信號存儲過程存儲波形前先清除存儲網(wǎng)上的電子，并使讀出槍截止。加速(uC<uA<uD)的偏轉電子束轟擊介質(zhì)產(chǎn)生的二次電子(>1)都被收集網(wǎng)吸收與軌跡相關的介質(zhì)帶正電實現(xiàn)了信號存儲功能(與軌跡無關的介質(zhì)相對偏負)。KK1收集網(wǎng)存儲介質(zhì)存儲柵網(wǎng)熒光屏YX寫入電子槍偏轉系統(tǒng)讀出電子槍記憶與顯示泛射系統(tǒng)記錄系統(tǒng)GA1A2K2G11G10G21G221次2次校直電極（1）記憶示波管示波管內(nèi)有兩種電子槍，一種稱為寫入槍，另一種稱為讀出槍④信號讀出過程（寫入電子槍截止）KK1收集極存儲介質(zhì)存儲柵網(wǎng)熒光屏YX寫入電子槍偏轉系統(tǒng)讀出電子槍記憶與顯示泛射系統(tǒng)記錄系統(tǒng)GA1A2K2G11G10G21G22校直電極+讀出電子槍泛(散)射低速平直電子流射向介質(zhì)，將出現(xiàn)兩種情況：與波形軌跡相關帶正電的介質(zhì)接收較多能量，散射電子將穿越存儲柵網(wǎng)致熒光質(zhì)發(fā)光。與波形軌跡無關的偏負介質(zhì)將排斥讀出電子，使其返回收集網(wǎng)，不可能發(fā)光。從而復現(xiàn)被測信號的波形。④信號讀出過程KK1收集極存儲介質(zhì)存儲柵網(wǎng)熒光屏YX寫入電子KK1收集極存儲介質(zhì)存儲柵網(wǎng)熒光屏YX寫入電子槍偏轉系統(tǒng)讀出電子槍記憶與顯示泛射系統(tǒng)記錄系統(tǒng)GA1A2K2G11G12G21G22校直電極+讀出電子槍在控制柵極（G11、G21）和加速柵極（G12、G22）作用下發(fā)出能量較大的脈沖散射電子轟擊柵網(wǎng)，使已存和未存的存儲介質(zhì)都趨向統(tǒng)一。脈沖過后讀出電子槍恢復常態(tài)，完成抹跡。⑤清除方式（1）記憶示波管KK1收集極存儲介質(zhì)存儲柵網(wǎng)熒光屏YX寫入電子槍偏轉系統(tǒng)讀出（2）數(shù)字存儲示波器（時間無限）

1、概述

特殊部分衰減器放大器觸發(fā)電路A/D轉換器延遲線存儲器（RAM）D/A轉換器地址計數(shù)器D/A轉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偏轉板至Y偏轉板隨機存儲器RAM包括信號數(shù)據(jù)存儲器、參考波形存儲器。參考波形存儲器、測量數(shù)據(jù)存儲器和顯示緩沖存儲器。（2）數(shù)字存儲示波器（時間無限）1、概述特殊部分衰減器放6.3.1數(shù)字存儲示波器的基本原理1、存儲工作模式：一般分為存儲和顯示兩個階段。6.3數(shù)字存儲示波器特殊部分（1）存儲工作階段：將模擬信號轉換成數(shù)字化信號，在邏輯控制電路的控制下依次寫入到RAM中。6.3.1數(shù)字存儲示波器的基本原理6.3數(shù)字存儲示波器特（2）顯示工作階段：將數(shù)字信號從存儲器中讀出轉換成模擬信號，經(jīng)垂直放大器加到Y偏轉板。同時CPU的讀地址計數(shù)脈沖加至D/A轉換器，得到一個階梯波掃描電壓，驅(qū)動X偏轉板。1、存儲工作模式特殊部分（2）顯示工作階段：將數(shù)字信號從存儲器中讀出轉換成模擬信號，2、數(shù)字存儲示波器的工作方式

（1）觸發(fā)工作方式

常態(tài)觸發(fā)—同模擬示波器基本一樣。

預置觸發(fā)—可觀測觸發(fā)點前后不同段落上的波形。6.3.2數(shù)字存儲示波器的基本原理特殊部分2、數(shù)字存儲示波器的工作方式6.3.2數(shù)字存儲示波器的（2）測量與計算工作方式

數(shù)字存儲示波器對波形參數(shù)的測量分為自動測量和手動測量兩種。一般參數(shù)的測量為自動測量，特殊值的測量使用手動光標進行測量。（3）面板按鍵操作方式

數(shù)字存儲示波器的面板按鍵分為立即執(zhí)行鍵和菜單鍵兩種。

2、數(shù)字存儲示波器的工作方式（4）數(shù)字存儲示波器的顯示方式

存儲顯示：適于一般信號的觀測。抹跡顯示：適于觀測一長串波形中在一定條件下才會發(fā)生的瞬態(tài)信號。（2）測量與計算工作方式2、數(shù)字存儲示波器的工作方式（4）

6.3.2主要性能指標（1）最高取樣速率：指單位時間內(nèi)取樣的次數(shù)，用每秒鐘完成的A/D轉換的最高次數(shù)來衡量。6.3數(shù)字存儲示波器實時取樣速 N為每格的取樣數(shù)；t/div為掃描一格所用的時間。（2）存儲帶寬(B)：與取樣速率密切相關。（3）分辨率：包括垂直分辨率（電壓分辨率）和水平分辨率（時間分辨率）。（4）存儲容量：由采集存儲器（主存儲器）的最大存儲容量來表示。

（5）讀出速度：讀出速度是指將數(shù)據(jù)從存儲器中讀出的速度，常用(時間)/div來表示。

6.3.2主要性能指標6.3數(shù)字存儲示波器實時取樣速6.3數(shù)字存儲示波器模擬數(shù)字轉換器（ADC）和數(shù)字模擬轉換器（DAC）

1、ADC通常有：并聯(lián)型、串聯(lián)型、計數(shù)型、逐次漸近型等。優(yōu)點：轉換速度快；缺點：器件多需2n-1（n是位數(shù)）套，編碼困難。（1）全并行ADC由比較器、寄存器、編碼器組成（數(shù)字電路）。圖6.3.2（2）串全并行ADC（略）6.3.3數(shù)字示波器中的關鍵器件

6.3數(shù)字存儲示波器模擬數(shù)字轉換器（ADC）和數(shù)求和運放權電阻網(wǎng)絡輸入4位二進制數(shù)圖6.3.42、DAC的基本原理通常有：權電阻型、T型、倒T型、權電流型等。（1）權電阻DACS0~S3電子開關，d=0,S接地無電流，d=1,S接VREF(基準電壓源)有電流。輸出模擬電壓vO=－RFI∑vO=－RFI∑=－RFI0(23d3＋22d2＋21d1＋20d0)=－RF

(23d3＋22d2＋21d1＋20d0)vO=－(2n-1dn-1＋2n-2dn-2～21d1＋20d0)I023d3=23d3

通式中位數(shù)n=46.3.3數(shù)字示波器中的關鍵器件

求和運放權電阻網(wǎng)絡輸入4位二進制數(shù)圖6.3.42、DAC的基vO=－RFI∑=－RFI0(23d3＋22d2＋21d1＋20d0)=－RF(23d3＋22d2＋21d1＋20d0)vO=－(2n-1dn-1＋2n-2dn-2～21d1＋20d0)（3）倒T形DAC①di=0,S接實地(左邊)I∑分量無。②di=1,S接虛地(右邊)I∑分量有。③流進節(jié)點電流≡流出節(jié)點電流⑤vO=－RFI∑④輸入電阻1R通式=RF基準結電阻R支電流I020結電阻R支電流I021結電阻R支電流I022結電阻R支電流I023I=I024=VREF

/R

（2）T形DAC（略）vO=－RFI∑=－RFI0(23d3＋22d2＋21d16.4數(shù)字示波器的功能、特點（1）觸發(fā)點位置可任意設定不僅能顯示觸發(fā)后的信號，而且能顯示觸發(fā)前的信號。（2）卷動顯示方式多樣（3）峰值檢測功能通過峰值檢波器可以檢測快變化的毛刺信號。（4）游標測量功能（5）波形的擴大、縮小第6章時域測量

6.4數(shù)字示波器的功能、特點（1）觸發(fā)點位置可任意設定（（6）測量準確度高

采用晶振和高分辨率A/D轉換器。（7）能長時間保存信號能觀察單次出現(xiàn)的瞬變信號。（8）操作菜單功能（9）測量準確度高

采用晶振和高分辨率A/D轉換器。（10）很強的數(shù)據(jù)處理能力

內(nèi)含微處理器，能自動實現(xiàn)多種波形參數(shù)的測量與顯示；還具有自檢與自校等多種自動操作功能。（11）外部數(shù)據(jù)通信接口

可以很方便地將存儲的數(shù)據(jù)送到計算機或其他的外部設備，進行更復雜的數(shù)據(jù)運算和分析處理。6.4數(shù)字示波器的功能、特點（6）測量準確度高6.4數(shù)字示波器的功能、特點6.5示波器功能擴展舉例第6章時域測量

1、晶體管特性圖示儀的組成三部分半導體特性圖示儀，是一種用示波管顯示半導體器件的各種特性曲線，并可測量其靜態(tài)參數(shù)的測試儀器。階梯波發(fā)生器（基極信號源）可用波形合成法產(chǎn)生，也可用數(shù)字電路實現(xiàn)。掃描發(fā)生器（集電極電壓源）220V市電經(jīng)全波整流后降壓獲得。示波器（X-Y模式顯示特性）等組成。ICIEICVY階梯波發(fā)生器集電極掃描發(fā)生器X-Y示波器Y(Y1)(Y2)X圖6.5.16.5示波器功能擴展舉例第6章時域測量1、晶體管特性圖6.5圖示儀組成及原理2、晶體管特性圖示儀的原理

（1）手動測量晶體管輸出特性EBIBEC/VCEIC000大ICEOEB1IB10大IC1EB2IB20大IC2EB3IB30大IC3EB4IB40大IC4VCEVCEmaxt（2）自動測量晶體管輸出特性IBtIB4IB3IB2IB1IB0IB0VCEICIB1IB2IB3IB4為了擴大測量范圍，集電極電壓有10檔，階梯電流有17檔，每簇有112級并可連續(xù)可調(diào)?；鶚O階梯電流波每變化一級，集電極掃描電壓變化一次，形成一條曲線。VCEICIB0IB2IB3IB4IB1ICIEICVY階梯波發(fā)生器集電極掃描發(fā)生器X-Y示波器Y(Y1)(Y2)X取樣RCICAVECVCEIBEBA6.5圖示儀組成及原理2、晶體管特性圖示儀的原理

（1）手測量三極管輸出特性3DK2A:ICEO≤

0.1A,>40；fT>150MHz；tr<30ns,tf<30ns；BVCEO>15V,PCM=300mW。峰值電壓范圍:10V掃描電壓:從小到大掃描極性:正（+）功耗電阻:250ΩX軸集電極電壓:1V/度Y軸集電極電流.5mA/度階梯:10A取樣功耗階梯波發(fā)生器集電極電源X軸測試電路1K250串聯(lián)CBEY軸VCE(V)IC560A50A40A30A20A10A02.5mA01.751.32測量三極管輸出特性3DK2A:ICEO≤0.1A,手動測試是逐點描繪的過程，花費時間長，精度低。當采用自動測試時，集電極懸空。將“集電極掃描發(fā)生器”輸出移至基極，X-Y示波器X方向是VBE，Y方向來自基極電流IB經(jīng)取樣電阻上的電壓。自動測試具有測試速度快、精度高等優(yōu)點。3、晶體管特性圖示儀的原理AVIBVBEEB手動IB0IB1IB2IB3IB4VBE0VBE1VBE2VBE3VBE4VBEIBVBEIBVY集電極掃描發(fā)生器X-Y示波器Y(Y1)(Y2)X取樣自動測試VBEIB0.7V（3）測量晶體管輸入特性手動測試是逐點描繪的過程，花費時間長，精度低。3、晶體管特性*6.6示波器的應用1、用示波器檢測電子線路性能（1）測量放大器的放大倍數(shù)第6章時域測量

被測放大器信號源vY2=4VvY1=0.1V1.1作業(yè)6.11*6.6示波器的應用1、用示波器檢測電子線路性能第6章被測放大器信號源Y2Y1①由于輸入信號過強過強，發(fā)現(xiàn)輸出端Y2的負半周壓縮，為截止失真，如圖6.6.3（b）。1、用示波器檢測電子線路（2）觀測波形失真被測放大器信號源Y2Y1①由于輸入信號過強過強，發(fā)現(xiàn)輸出端YY2Y1②由于推挽功率放大器的輸入端沒有采取直流補償，發(fā)現(xiàn)輸出端Y2有嚴重的交越失真，如圖6.6.3（d）。（2）用示波器觀測波形失真功率放大器信號源Y2Y1②由于推挽功率放大器的輸入端沒有采取直流補償，發(fā)現(xiàn)輸3、測量調(diào)幅度（Ma）調(diào)幅放大器信號源1B=2VA=5.6V1、用示波器檢測電子線路3、測量調(diào)幅度（Ma）調(diào)幅放大器信號源1B=2VA=5.6V0.51251025010050255VmVV/div零電平線（直流電壓）顯示波形[例]

h=3div、若ky=10:1、Sy(V/div)=0.5，讀VDC是多少？

①將垂直偏轉微調(diào)旋鈕置于校準位置(右旋到底)；②垂直輸入端接待測信號；③耦合開關撥向“地”檔；④調(diào)Y位移確定零電平；⑤耦合開關撥向“DC”檔，⑥調(diào)Y軸靈敏度Sy(V/div)；⑦讀距離h；⑧計算被測直流電壓值VDV=hSy

ky。1.測直流電壓

2、用示波器測量電壓（1）直流電壓的測量方法

6.6示波器的應用解：VDV=hSy

ky=30.510=15(V)0.51251025010050255VmVV/div（2）交流電壓的測量方法2、用示波器測量電壓①Y微調(diào)置校準，②接信號，③輸入耦合置AC，④調(diào)節(jié)掃速和觸發(fā)電平使波形穩(wěn)定，⑤調(diào)Y靈敏度，⑥讀交流電壓峰-峰高度，⑦計算VPP和有效值V。[舉例]VP-P=5110=50V0.51251025010050255VmVV/div（2）交流電壓的測量方法2、用示波器測量電壓①Y微調(diào)置校準①將掃描速度微調(diào)旋鈕置于“校準”位置（右旋到底）；②將待測信號送至示波器的垂直輸入端；③將示波器的輸入耦合開關置于“AC”位置；④調(diào)節(jié)掃描速度開關，記錄Sx(t/div)值；⑤讀出被測信號在屏幕水平方向偏轉距離x(div)；⑥計算被測信號的周期T=xSx/nkx，n為屏幕中波形數(shù)。[例]波形、刻度已圖示，求被測信號的T。0.20.5121010010110050Smst/div55ns短鍵(x擴展10倍)2T=9div解:T=4.5ms3、用示波器測量時間和頻率（f=1/T）

6.6示波器的應用作業(yè)6.6①將掃描速度微調(diào)旋鈕置于“校準”位置（右旋到底）；②將待測

4、用雙蹤示波法測量相位

①將兩個欲測信號A和B分別接Y1、Y2兩個輸入通道。②利用坐標測出信號的一個周期在水平時間長度xT

。③再測量兩波形上對應點之間的水平距離x，則兩個信號的相位差：2xTx圖例中相差=145.76.6示波器的應用4、用雙蹤示波法測量相位信號的相位差：2xTx圖例中作業(yè)：6.1、6.2、6.3、6.4、6.6、6.7、6.11、4.4作業(yè)：ThankyouThankyou80第6章時域測量第6章時域測量第6章時域測量第6章時域測量6.1示波器分類6.2模擬示波器6.2.1基本構成6.2.2示波器顯示原理（重點、難點）6.2.3垂直系統(tǒng)（重點、難點）6.2.4水平系統(tǒng)6.3數(shù)字存儲示波器6.4數(shù)字示波器的測試功能6.5示波器功能擴展舉例（重點）6.6示波器的應用（重點）第七條違約責任一．乙方的責任：1．工程質(zhì)量不符合合同規(guī)定的，負責無償維修。2．乙方施工中使用假冒偽劣產(chǎn)品，按合同總金額百分之三賠償。3．乙方如延誤工期，每推遲一天以合同金額的%償付甲方違約金。但總違約金不超過工程總價的%。二．甲方的責任：1.施工前和施工中，甲方為乙方人員在規(guī)定的時間內(nèi)進入工程現(xiàn)場提供便利條件。2.乙方驗收通知書送達甲方后，甲方應在日內(nèi)組織有關人員包括乙方人員驗收，否則視為驗收合格。3.甲方如無正當理由，不按合同規(guī)定撥付工程款，則按銀行有關逾期付款辦法的規(guī)定，每逾期一天以未付款部分金額的千分之五償付乙方違約金，但總違約金不超過該工程總價的%。第6章時域測量第6章時域測量第6章時域測量第6章時域測量81第6章時域測量

6.1示波器分類6.2模擬示波器6.2.1基本構成6.2.2示波器顯示原理（重點、難點）6.2.3垂直系統(tǒng)（重點、難點）6.2.4水平系統(tǒng)6.3數(shù)字存儲示波器6.4數(shù)字示波器的測試功能6.5示波器功能擴展舉例（重點）6.6示波器的應用（重點）第6章時域測量6.1示波器分類6.0概述示波器復現(xiàn)電信號時變規(guī)律，是用途廣泛的綜合性儀器。1、示波器可代替一大堆儀表。理由是：①基本電信號V、I、P等都表現(xiàn)為幅度的大小；②基本電參數(shù)T、f、以及調(diào)制特性、失真情況等都是時變規(guī)律。2、示波器是唯一可選儀器（對某些參數(shù)）。如：阻尼振蕩，脈沖的上沖、下沖、上升、下降，重合等。3、配合有關電路組成測試系統(tǒng)。如：晶體管特性圖示儀，阻抗、頻率、網(wǎng)絡測試儀等。第6章時域測量

6.0概述示波器復現(xiàn)電信號時變規(guī)律，是用途廣泛的綜合性4、結合有關傳感器進行非電測量。如：溫度、振動、壓力、密度以及聲、光、熱、磁效應等。示波器應用可謂廣泛、綜合。示波器發(fā)展歷程1922年制造出第一臺陰極射線管1928年制造出第一臺實用的陰極射線管1931年制造出第一臺示波器（美國）。其特點：誤差>10%、頻帶<10MHz、單蹤、定性、全電子管。五十年代末~七十年代初十余年，示波器發(fā)展到第二階段，其特點：除示波管外電路固態(tài)化、精度提高、功能完善。6.0概述4、結合有關傳感器進行非電測量。如：6.0概述第6章時域測量

6.1示波器分類

按功能分最合理通用示波器（單束單蹤、雙蹤）:多束示波器：類似顯象管有R、G、B三束，可同時測幾個信號（不同于多蹤單束加電子開關）存儲示波器：示波管特制，能測瞬時、非周期性信號。專用示波器：電視示波器（矢量）、邏輯分析儀（四蹤以上）、晶體管特性圖示儀等。簡易：帶寬100~500KHz低頻：帶寬<1MHz普通：帶寬5~60MHz(最常用)寬帶：帶寬60~1000MHz取樣示波器：能測1000MHz以上的信號（通過取樣將高頻轉換成低頻）數(shù)字示波器：將輸入信號數(shù)字化（時域取樣和幅度量化）后，經(jīng)由D/A轉換器再重建波形。具有記憶、存貯被觀察信號功能，又稱為數(shù)字存貯示波器。第6章時域測量6.1示波器分類

按功能分最合理通用示波重點講通用型普通示波器（模擬型），其原因：①常用、常見。②本身具有的它類都有，如：X、Y、Z放大器，高、中、低壓電源等。6.2模擬示波器6.2.1模擬示波器的基本組成約有5個獨立部分第6章時域測量

圖6.2.1作業(yè)6.2重點講通用型普通示波器（模擬型），其原因：①常用、常見。②本1、示波管：采用內(nèi)部電偏轉方式，分水平（X方向）偏轉和垂直（Y方向）偏轉，目的是使電子束位移成形。類似電視機的顯象管（采用外部磁偏轉方式），在某些特殊場合可互代（如在教學中用顯象管看大波形）。5.2.1模擬示波器的基本組成圖6.2.11、示波管：采用內(nèi)部電偏轉方式，分水平（X方向）偏轉和垂直（2、垂直信道：簡稱Y軸由輸入電路、Y軸放大器、延遲線等組成，其作用是傳輸、處理被測信號使電子束上下偏轉。5.2.1模擬示波器的基本組成圖6.2.12、垂直信道：簡稱Y軸由輸入電路、Y軸放大器、延遲線等組成，3、水平信道：簡稱X軸（有兩路）由觸發(fā)時基電路、鋸齒波發(fā)生器、水平放大器等組成，其作用使電子束左右偏轉。4、Z軸放大：教材框圖中有，它是一個放大器，受控點是示波管的陰極，有兩個作用：①通過調(diào)整Z軸放大器的增益改變輝度（亮度）；②消除回掃。5.2.1模擬示波器的基本組成圖6.2.13、水平信道：簡稱X軸（有兩路）由觸發(fā)時基電路、鋸齒波發(fā)生器5、供電：將220V市電變換成高壓和低壓直流電源。其中高壓送示波管，作用是使電子束加速產(chǎn)生動能激發(fā)熒光粉發(fā)光。5.2.1模擬示波器的基本組成圖6.2.15、供電：將220V市電變換成高壓和低壓直流電源。其中高壓送6.2.2示波器顯示波形的原理1、普通示波管（CRT）的結構原理（1）電子槍發(fā)射電子并形成很細的高速電子束。由燈絲F、陰極K、控制柵極G1、加速柵極G2、聚焦陽極A1、加速陽極A2組成。組成：電子槍，偏轉系統(tǒng)，熒光屏（圖6.2.2）分類：單束、多束；電偏、磁偏；長、中、短余輝XZY5.2模擬示波器圖6.2.2作業(yè)6.16.2.2示波器顯示波形的原理1、普通示波管（CRT）聚焦結構：有三個同軸中孔圓筒G2、A1、A2，其長短、孔徑和電位不一樣（VA1<VG2=VA2）。調(diào)節(jié)A1的電位器稱為“聚焦”旋鈕(面板)，通過對它進行調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)G2與A1和A1與A2之間的電位；調(diào)節(jié)A2電位的旋鈕稱為“輔助聚焦”(機內(nèi))。調(diào)“聚焦”旋鈕時不影響輝度(即不改變電子的數(shù)量)。XZY發(fā)射：F加熱800CK發(fā)射電子(數(shù)量由VG1控制)。VG1高電子多（“輝度”右調(diào)），反之電子減少變暗。圖6.2.2聚焦結構：有三個同軸中孔圓筒G2、A1、A2，其長短、孔徑和聚焦的原理（各類示波器的共性）②圓筒面積有限、有中孔、孔徑不一，筒間電位差形成非均勻電場。①電力線和等電位線正交垂直，電子沿電力線反方向(等位線垂直)受力運動。③電子在非勻電場中將改變運動方向。④左孔對入射電子呈凸鏡(等位面)，有電子會聚作用；右孔對入射電子呈凹鏡(等位面)，有電子發(fā)散作用。⑤左孔小曲率半徑小會聚強；右孔大曲率半徑大發(fā)散弱；會聚占主導，使得電子束變細。V2V1<等電位線電力線⑥VA1A1端面電場曲率半徑會聚點熒光屏上形成光點。V2V1<（1）電子槍

聚焦的原理（各類示波器的共性）②圓筒面積有限、有中孔、孔徑電子在電子槍中的運動軌跡一般要經(jīng)過兩次會聚后在熒光屏上呈現(xiàn)一個光點。（1）電子槍

作業(yè)6.7(a)電子在電子槍中的運動軌跡一般要經(jīng)過兩次會聚后在（2）偏轉系統(tǒng)及電子束偏轉規(guī)律結構：示波管的偏轉系統(tǒng)由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為垂直偏轉板和水平偏轉板。作用：當有外加電壓作用時，偏轉板之間形成電場；在偏轉電場作用下，電子束打向由X、Y偏轉板共同決定的熒光屏上的某個坐標位置。特點：為了示波器有較高的偏轉系統(tǒng):測量靈敏度，Y偏轉板置于靠近電子槍的部位，而X偏轉板在Y的右邊。+ev1.普通CRT的結構原理圖6.2.2（2）偏轉系統(tǒng)及電子束偏轉規(guī)律結構：示波管的偏轉系統(tǒng)由兩對（3）熒光屏熒光屏是示波管的顯示部分

原理：電子動能轉化為光能。

熒光質(zhì)：硅酸鹽（ZnSiO4:Mn），綠光，中余輝。硫化物（ZnS:Cn），黃綠光，中余輝。人眼綠光敏感(視敏曲線峰值)，藍光對膠片敏感(攝影)

余輝：當電子束停止轟擊熒光屏時，光點仍能保持一定的時間，這種現(xiàn)象稱為“余輝效應”。高速信號用短余輝：10S

~1mS；低速信號用長余輝：0.1

~1S；一般信號用中余輝：1mS

~0.1S。

熒光涂鋁（0.5

~1m）優(yōu)點有反光使亮度提高有利于散熱外接后加速電壓，可以吸收二次電子。

幀形：早期圓形管、外刻度、有視差；現(xiàn)代矩形管、內(nèi)刻度、無視差，一般為810（div）。1.普通CRT的結構原理（3）熒光屏熒光屏是示波管的顯示部分1.普通CRT的偏轉板電壓Uy偏轉板間距d電子電量e偏轉板長度l偏轉板內(nèi)電場E偏轉角偏轉中心玻屏間距L偏轉距離y+++

EeyLldUyt0t0+y1勢能動能電子束Z方向能量守恒2、高靈敏度示波管的結構原理XZY+ev6.2.2示波器顯示波形的原理

偏轉板電壓Uy偏轉板間距d電子電量e偏轉板長度l偏轉板內(nèi)電場偏轉板電壓Uy偏轉板間距d電子電量e偏轉板長度l偏轉板內(nèi)電場E偏轉角偏轉中心玻屏間距L偏轉距離yY軸偏轉靈敏度Sy第二定律f=ma則數(shù)值越小靈敏度越高定義：表示偏轉1cm所需偏轉板電壓（V/cm）+++

EeyLldUyt0t0+y1f偏轉板電壓Uy偏轉板間距d電子電量e偏轉板長度l偏轉板內(nèi)電場普通示波器：Sy=40~10V/cm高靈敏示波器：Sy=2V/cmSx=60~20V/cm+++

EeyLldUyt0t0+y1實用的偏轉板結構有：斜式、折式、指數(shù)式（板書）高頻信號亮度低(電子停留時間短)，若提高UA2增加亮度，則S會下降，通常采用偏轉后加速增加動能。FKG1G2A1A2Y偏轉板X偏轉板輝度聚焦輔助聚焦+E-EA3為避免散焦(電子束內(nèi)排斥外吸引)，限制UA3:UA2<2:1。圖6.2.3采用石墨螺旋帶逐級后加速方式。UA3:UA2<6:1加金屬網(wǎng)的UA3:UA2<10:1圖6.2.3普通示波器：Sy=40~10V/cm高靈敏示波器：Sy=23、示波管波形顯示原理（1）電子束沿uy與ux作用的合成方向運動①ux、uy為固定電壓時，有下面四種情況：（b）ux=0、uy=常量：光點僅在垂直方向偏移，當uy>0時，光點從中心垂直上移；當uy<0時，光點從中心垂直下移。

（c）ux=常量、uy=0：光點僅在水平方向偏移，當ux>0時，光點從中心水平右移；當ux<0時，光點從中心水平左移。

（d）當兩對偏轉板上都加正電壓時，光點位置為兩電壓的矢量合成(第1項限)。（a）ux=0、uy=0：光點出現(xiàn)在熒光屏的中心位置。

6.2.2示波器顯示波形原理作業(yè)6.33、示波管波形顯示原理（1）電子束沿uy與ux作用的合成方向（1）電子束合成方向運動②在Y偏轉板上加變化電壓僅在垂直偏轉板的兩板間加正弦變化的電壓，則光點只在熒光屏的垂直方向上下移動，呈現(xiàn)為一條垂線。僅在水平偏轉板的兩板間加鋸齒電壓，則光點只在熒光屏的水平方向來回移動，呈現(xiàn)為一條水平線段。③在X偏轉板上加變化電壓Ux0123401324Ux-Uxt左中右Uy0123401324Uy-Uyt上中下（1）電子束合成方向運動②在Y偏轉板上加變化電壓僅在垂直偏轉④Y偏轉板加正弦波信號電壓，X偏轉板加鋸齒波電壓Y偏轉板上的正弦電壓被X偏轉板上的鋸齒波電壓均勻“拉開”，熒光屏上將顯示出被測信號隨時間變化的一個周期的波形曲線。（1）電子束沿uy與ux作用的合成方向運動左右上中下圖6.2.5Uy0123401