电子测量与仪器ppt教学课件第6章时域测量

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1、6.1时域测量引论6.2示波管6.3波形显示原理6.4通用电子示波器6.5取样技术在示波器中的应用6.6数字示波器第6章时域测量6.1时域测量引论电子示波器简称示波器。它是一种用荧光屏显示电量随时间变化过程的电子测量仪器。它能把人的肉眼无法直接观察的电信号，转换成人眼能够看到的波形，具体显示在示波屏幕上，以便对电信号进行定性和定量观测，其它非电物理量亦可经转换成为电量使用示波器进行观测，示波器是一种广泛应用的电子测量仪器，它普遍地应用于国防、科研、学校以及工、农、商业等各个领域。6.1.1电子示波器的功用6．1．2示波器的分类当前常用的示波器按技术原

2、理可分为：①模拟式②数字式从性能上按示波器的带宽可分为：①中、低档示波器，带宽在60MHz以下；②高档示波器，带宽在60MHz以上，大多在300MHz以下。更高档的带宽已达1~2GHz。电子示波器的主要用途是：①观测电信号波形。②测量电压电流的幅度、频率、时间、相位等电量参数。③显示电子网络的频率特性。④显示电子器件的伏安特性。6．1．3示波器的组成图6.2示波器的基本组成6.2示波管-1kV０Ｖ一、电子枪，电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、第一栅极(G1)、第二栅极（前加速极）(G2)、第一阳极(A1)、第二阳极(A2)和第三阳极(A3)组成。灯丝F

3、——在交流低压(如6．3V)下，使钨灶烧热，用于加热阴极。阴极K——是—个表面涂有氧化钡(其逸出功小，内部自由电子容易逸出)的金属圆筒，在灯丝加热作用下，温度升高，就能发射电子。第一栅极G1——是一个端面带有圆孔(电子可以通过)的无底圆筒，套于阴极之外。栅极G1电位比阴极K低。第二栅极G2——是一个较长的圆筒，通常与第二阳极A2同电位，以使电子束具有较大的近轴性和速度。还有一个重要作用是，它隔离开G1和A1，以减小亮度调节与聚焦调节的相互影响。第一阳极A1——是一个短圆筒，口径较大，不阻挡电子，主要与第二阳极A2构成一个电子透镜，对电子束起聚焦作用。

4、第二阳极A2——是个更大的同轴圆筒，其上电压较高，它主要与A1构成电子透镜。电子透镜的机理与光学透镜相似，是通过改变电位来改变电场分布的，使电场等位面的曲率改变。从而改变电子流的方向，达到聚焦的目的。通常A2的电位是生产厂家调节好的，置于示波器机箱内；而A1的电位器旋钮置于机箱面板上，供使用者调节聚焦用。G2、A1、A2构成一个对电子束的控制系统。这三个极板上都加有较高的正电位，并且G2与A2相连。穿过栅极交叉点F1的电子束，由于电子间的相互排斥作用又散开。进入G2、A1、A2构成的静电场后，一方面受到阳极正电压的作用加速向荧光屏运动，另一方面由于A

5、1与G2、A1与A2形成的电子透镜的作用向轴线聚拢，形成很细的电子束。如果电压调节得适当，电子束恰好聚焦在荧光屏S的中心点F2处。第三阳极A3——位于荧光屏附近，具有上万伏的高压。用于对电子束加速二、偏转系统1．静电偏转比例系数hy称为示波管的偏转因数，单位为cm/VDy=1/hy，称为示波管的偏转灵敏度，单位为V/cm。2．磁偏转磁偏转系统的结构6．2．3荧光屏示波管正面内壁涂的一层荧光物质，将高速电子的轰击动能转变为光能，产生亮点。当电子束从荧光屏上移去后，光点仍能在荧光屏上保持一定的时间才消失。从电子束移去到光点亮度下降为原始值的10％，所延续

6、的时间称为余辉时间。不同荧光材料，余辉时间不—样，小于10ms的为极短余辉，10ms～1ms为短余辉(通常为蓝色，便于摄影感光)，1ms～0.1s为中余辉(通常为绿色，眼睛不易疲劳)，0.1～1s为长余辉，大于1s为极长余辉(通常为黄色)。6．3波形显示原理6．3．1显示随时间变化的图形1．光点扫描显示原理2．信号与扫描电压的同步Tn=2Ts3．连续扫描和触发扫描(1)选择Tn=Ts(2)选择Tn=t触发扫描的特点是：只有在被测脉冲到来时才扫描一次，6．3．2显示两个变量之间的关系图6．11用示波器显示射极输出器的跟随特性6.4通用电子示波器6.4.

7、1通用示波器的组成6．4．2示波器的Y(垂直)通道垂直通道的任务是检测被观察的信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转极板Y上。同时，为了与水平偏转系统配合工作，要将被测信号进行一定的延迟。为了完成上述任务，垂直偏转系统由探头、输入衰减器、Y前置放大器、延迟线和Y输出放大器组成。1．探头1)无源电压探头R电缆的总电阻应适当，典型数值为400Ω左右。R电缆实际上是一种分布式电阻—电容网络，其电容数值为20～30pF/rn2)有源电压探头源极跟随器式有源探头的基本电路3)电流探头2输入衰减器由于经常需要观察幅度较小的电压波形，示波器的灵敏度设

8、计得较高，但当需要观察幅度较大的信号时，就必须接入衰减器。对衰减器的要求是输入阻抗高，同时在示波器的整个通频