第5章+时域测量(new)课件

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1、第5章时域测量5.1概述5.2CRT显示原理5.3通用示波器5.4采样示波器5.5波形存储及显示技术5.6示波器的基本测试技术5.1概述5.1.1示波器的分类根据示波器对信号的处理方式的不同可分为模拟、数字两大类：1模拟示波器采用模拟方式对时间信号进行处理和显示2数字示波器对信号进行数字化处理后再显示1模拟示波器模拟示波器可分为通用示波器、多束示波器、采样示波器、记忆示波器和专用示波器等通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双踪、多踪示波器多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每个波形都由单独的电子束扫描产生采样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信号记忆示波器采用有记忆功能的示波管，

2、实现模拟信号的存储、记忆和反复显示专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称特种示波器2数字示波器数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量化）后，经由D/A转换器再重建波形数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又称为数字存贮示波器根据取样方式不同，数字示波器又分为实时取样、随机取样和顺序取样三大类5.1.2主要技术指标1．频带宽度BW和上升时间tr示波器的频带宽度BW一般指Y通道的频带宽度上升时间tr是一个与频带宽度BW相关的参数，表示由于示波器Y通道的频带宽度的限制，反映了示波器Y通道跟随输入信号快速变化的能力频带宽度BW与上升时间tr的关系可近似表示为2．扫描速度扫描速度是指荧光

3、屏上单位时间内光点水平移动的距离，单位为“cm/s”荧光屏上通常用间隔1cm的坐标线作为刻度线，因此扫描速度的单位可表示为“cm/div”扫描速度的倒数称“时基因素”，表示单位距离代表的时间，单位为“t/cm”或“t/div”，时间t可为μs、ms或s，在示波器的面板上，通常按“1、2、5”的顺序分成很多档3．偏转因素偏转因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏上的垂直（Y）方向移动1cm（即1格）所需的电压值，单位为“V/cm”、“mV/cm”（或“V/div”、“mV/div”）偏转因素表示示波器Y通道的放大/衰减能力偏转因素的倒数称为“（偏转）灵敏度”4．输入阻抗当被测信号接入示波器时，

4、输入阻抗Zi形成被测信号的等效负载5．输入方式即输入耦合方式，一般有直流（DC）、交流（AC）和接地（GND）三种，可通过示波器面板选择6．触发源选择方式触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号来源，一般有内触发（INT）、外触发（EXT）、电源触发（LINE）三种5.2CRT显示原理5.2.1CRTCRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，基本结构如下图所示1电子枪电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子束，它由灯丝F、阴极K、栅极G1和G2和阳极A1、A2组成通过调节G1对K的负电位可控制电子束的强弱，从而调节光点的亮度，即进行“辉度”控制调节A1的电位器称为“聚焦”旋钮，通过

5、对它进行调节可调节G2与A1和A1与A2之间的电位；调节A2电位的旋钮称为“辅助聚焦”电子束聚焦的原理是，电子从阴极K发射，经G1、G2、A1、A2聚焦和加速后进入偏转系统电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示2偏转系统示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于靠近电子枪的部位，而X偏转板在Y的右边3荧光屏荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部分在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏的一

6、个位置，否则将使荧光屏受损。因此在示波器开启后不使用的时间内，可将“辉度”调暗当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时间，这种现象称为“余辉效应”5.2.2波形显示的基本原理1．显示随时间变化的图形（1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况：光点出现在荧光屏的中心位置光点仅在垂直方向偏移：Uy为正电压时，光点从荧光屏的中心往垂直方向上移；Uy为负电压时，光点从荧光屏的中心往垂直方向下移光点仅在水平方向偏移：Ux为正电压时，光点从荧光屏的中心往水平方向右移；Ux为负电压时，光点从荧光屏的中心往水平方向左移当两对偏转板上同时加固定的正电压时，光点位置应为两电压的矢量合成（2）X、Y偏转

7、板上分别加变化电压，有下面两种情况：仅在垂直偏转板的两板间加正弦变化的电压，则光点只在荧光屏的垂直方向来回移动，出现一条垂直线段仅在水平偏转板的两板间加锯齿电压，则光点只在荧光屏的水平方向来回移动，出现一条水平线段（3）Y偏转板加正弦波信号电压，X偏转板加锯齿波电压，荧光屏上将显示出被测信号随时间变化的一个周期的波形曲线2．显示任意两个变量之间的关系示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为李沙育（Lissajous