电子测量及仪器 第四章 时域测量电子示波器ppt课件.ppt

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1、第四章时域测量—电子示波器4.1电子示波器概述4.2波形显示技术4.3示波器的组成和原理4.4高速与取样示波器4.5记忆示波器仪器科学与工程系4.6数字存储示波器厂商:Agilent（HP），Tektronix，RIGOL4.1电子示波器概述电子示波器是一种用屏幕(包括荧光屏、液晶屏)显示电量随时间变化过程的电子测量仪器。它可直观地显示被测信号的波形。一、电子示波器的主要用途：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③显示电子网络的频率特性④显示电子器件的伏安特性附加功能:频谱分析,信号加减运算等二、电子示波器的基本特点：①能显示信号波形，可测

2、量瞬时值，具有直观性。②输入阻抗高，对被测信号影响小。测量灵敏度高，并有较强的过载能力。③工作频带宽，速度快，便于观察高速变化的波形及细节。④在示波器的荧光屏上可描绘出任意两个电压或电流量的函数关系，有时还带有频谱分析功能。三、电子示波器的分类：按技术原理分：模拟式、数字式按性能分：①通用示波器(双踪示波器与双线示波器)②高速示波器和取样示波器③记忆示波器与存储示波器④数字存储示波器四、示波器的组成：三大部分：Y通道、X通道、显示屏Y通道X通道X1X2Y1Y2显示屏信号4.2波形显示技术一、示波管(CRTCathodeRayTube)亮度聚焦辅助聚焦~6.3V

3、F电子枪荧光屏偏转系统真空玻璃管后加速极-1kV0V+15kV3部分组成：电子枪、偏转系统、荧光屏１、电子枪灯丝F─采用交流低压，加热阴极阴极K─表面涂有逸出功小的材料(BaO)，温度升高，发射电子第一栅极G1─电位低于阴极，套于阴极之外，对电子形成排斥力，使电子朝轴向运动，形成交叉点，可控制电子流轰击荧光屏的能量，可调节示波器的亮度。（Z轴）第二栅极G2─第一阳极A1─第二阳极A2─第三阳极A3─位于荧光屏附近，高压，电子加速。先偏转后加速，可减小对电子偏转的影响。构成电子透镜，使电子束向轴线聚拢，形成很细的电子束。2、偏转系统偏转分为静电偏转和磁偏转。偏转

4、系统由水平偏转板X(X1、X2)和垂直偏转板Y(Y1、Y2)这两对相互垂直的偏转板组成。在偏转板间加上电压，电子束在电场的作用下偏转。偏转距离与电场强弱有关。电子束最终的运动情况取决于水平方向和垂直方向电压的合成作用。为了显示信号波形，通常X方向加一线性锯齿波扫描电压，在Y方向加信号输入电压。所形成的电子束在屏幕上按时间沿水平方向展开，形成一条曲线。只有扫描电压频率与被观察信号的频率成倍数关系时，波形才能稳定。Y放大锯齿波扫描电压X1X2Y1Y2信号输入3、荧光屏在荧光屏的玻璃壳内侧涂上荧光粉，就形成了荧光屏，它不是导电体。当电子束轰击荧光粉时，激发产生荧光形

5、成亮点。不同成份的荧光粉，发光的颜包不尽相同，一般示波器选用人眼最为敏感的黄绿色。余辉时间：荧光粉从电子激发停止时的瞬间亮度下降到该亮度的10％所经过的时间称为余辉时间。荧光粉的成份不同，余辉时间也不同。长余辉(100ms~1s)，慢扫描示波器中余辉(1ms~100ms)，普通示波器短余辉(10us~10ms)二、液晶显示(LCD)(平板显示)液晶(LiquidCrystal)是一种介于液体和固体之间(有时称为第四态)，具有规则分子排列的有机化合物。液晶加电或受热后会呈透明的液体状态，断电或冷却后会出现结晶颗粒的浑浊固体状态。可视偏转角<170°玻璃板透明电极

6、液晶体透明电极荧光粉（B、G、R）显示的驱动：(1)液晶数码直流电压，液晶电解，寿命(2)点阵式，行列扫描OLCD4.3通用示波器的组成和原理一、通用示波器的组成Y放大X放大Y输入延迟线Y前置放大器输入衰减器扫描发生器环触发电路校准信号发生器外触发输入校准输出内外外内组成：示波管、X通道、Y通道、校准信号、电源过程：被测波形Y通道探头→衰减器→Y前置放大器→延迟线→Y放大器，加到示波管的Y偏转板上。时基发生器产生线性扫描电压，经X放大器放大后，输出锯齿波信号加到X偏转板上。扫描信号：为了在示波管上得到稳定的显示波形，要求每次扫描的锯齿波信号起点，应对应于周期性

7、被显示信号的同一相应点，因此，将被显示信号的一部分送到触发同步电路，产生触发信号启动时基发生器，产生扫描电压。增辉/消隐：扫描正程，加亮(增辉)；扫描回程，使光迹消隐。延迟线：触发点即锯齿波扫描起点并不在被显示信号的起始过零点，为观察信号前沿，在Y前置放大器之后加入延迟线，对Y向信号进行延迟，以确保触发扫描与显示信号同步。内同步，外同步：内触发，外触发。校正器：用来校准示波器，幅度/扫描时间1kHz,5V方波电源：电子束控制电路常与电源连在一起波形显示过程延迟线作用.二、示波器的主要技术性能1、带宽BW、上升时间带宽指Y偏转通道对正弦波的幅频响应下降到中心频率

8、的0.707(-3dB)的频率范围。目