《时域测量》PPT课件

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1、第六章时域测量本章要点：·示波器的功用、分类、组成和波形显示原理·通用示波器的组成原理、特性与应用·取样技术在示波器中的应用·数字示波器的组成原理、信号采集处理技术、特性与功能本章开始将介绍几种图示式仪器，从三个方面去进行研究，即时域(TimeDomain)反映的幅度U与时间T的关系(如示波器)、频域(FrequencyDomain)反映的幅度U与频率F的关系(如频谱仪)及调制域(ModulationDomain)。下面将分三章介绍三种图示式仪器：时域——示波器、频域——频谱仪和数据域——逻辑分析仪。T图6.1调频波

2、频谱图FU调制域频域时域6.1.1示波器的功用1.示波器是一种基本的、应用最广泛的时域测量仪器。2.是一种全息仪器。示波器能让人们观察到信号波形的全貌，能测量信号的幅度、频率、周期等基本参量，能测量脉冲信号的脉宽、占空比、上升（下降）时间、上冲、振铃等参数，还能测量两个信号的时间和相位关系。这些功能是其它电子仪器难以胜任的。3.示波器从早期的定性观测，已发展到可以进行精确测量。4.示波器是其它图式仪器的基础。对扫频仪、频谱仪、逻辑分析仪以及医用B超等各种图示仪器就容易理解了。6.1.2示波器的分类当前常用的示波器从技

3、术原理上可分为：（1）模拟式——通用示波器（采用单束示波管实现显示，当前最通用的示波器）。（2）数字式——数字存储示波器（采用A/D、DSP等技术实现的数字化示波器）。（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。更高档的有1GHz～2GHz以上。从性能上，按示波器的带宽可分为：6.1.3示波器的组成Y（垂直）通道：由探头、衰减器、前置放大器、延迟线和输出放大器组成，实质上是个多级宽频带、高增益放大器，主要对被测信号进行不失真的线性放大，以保证示波器的测量

4、灵敏度。X（水平）通道：由触发电路、时基发生器和水平输出放大器组成，主要产生与被测信号相适应的扫描锯齿波。显示屏：主要由阴极射线管组成，常以CRT(CathodeRayTube)表示，通常称为示波管。当前以光点和光栅方式作显示屏的主要采用示波管。另外，平板显示屏是后起之秀，发展很快，尤其是液晶显示屏（LCD）已经应用于示波器了。Y(垂直)通道X(水平)通道电源图6.2示波器的基本组成显示屏6.2示波管（CRT）示波管属于电真空器件，又称为阴极射线管（CRT）。KG1G2A1A2Y2X2F~6.3V-1KV0VX1亮度

5、Ug1聚焦UA1辅助聚焦后加速极A3＋15KV电子枪偏转系统荧光屏Y1真空玻璃管图6.3阴极射线示波管Z轴6.2.1电子枪电子枪的作用是发射电子并形成强度可控制的很细的电子束。它由以下几部分组成：1.灯丝F——在交流低压(如6.3V)下使钨丝烧热,用于加热阴极。2.阴极K——是一个表面涂有氧化钡（其逸出功小，内部自由电子容易逸出）的金属3.第一栅极G1——调节G1的电位可以调节示波器的亮度，常置于示波器面板上供使用。当控制信号加于G1，其亮度可随之改变，则可以传递信息，称为示波器的Z轴电路。4.第二栅极G2——隔离开

6、G1和A1，以减小亮度调节与聚焦调节的相互影响。5.第一阳极A1——与第二阳极A2构成一个电子透镜，对电子束起聚焦作用。6.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。7.第三阳极A3——具有上万伏的高压，用于对电子束加速，故也称后加速阳极。6.2.2偏转系统1．静电偏转---光点法----用干示波器2..磁偏转-----光栅法----用于电视机、计算机显示器及示波器。图6.4电子束的偏转LSYUyUa屏幕电子束A2比例系数称为示波管的偏转因数，单位为cm/V，它的倒数Dy＝1／hy称

7、为示波管的偏转灵敏度，单位为V/cm。偏转灵敏度是示波管的重要参数。6.2.3荧光屏在示波管正面内壁涂上一层荧光物质，荧光物质将高速电子的轰击动能转变为光能，产生亮点。余辉时间：当电子束从荧光屏上移去后，光点仍能在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％，所延续的时间称为余辉时间．小于10μs的为极短余辉；不同荧光材料余辉时间不一样：10μs～1ms为短余辉（通常是蓝色，便于摄影感光）；1ms～0.1s为中余辉（通常为绿色，眼睛不易疲劳）；0.1s～1s为长余辉（通常是黄色）；大于1s为

8、极长余辉（通常是黄色）。6.3波形显示原理6.3.1显示随时间变化的图形1.光点扫描显示原理光点位置控制：uyY1Y212340t13024(a)(b)tX2X100uxTsTn++++--------++++光点在合力作用下移动.2.信号与扫描电压的同步uy12340tTsuxuyuxX1X2Y1Y212340t0Tn12340图6.6扫描过