1、1示波器與測量技術 4.1、電子示波器 4.2、數字存儲示波器 4.3、示波器測量法 24.1.1、概述：特點：1、直接觀測和真實顯示被測波形。可顯示脈沖信號的前后沿、脈寬、上升下降時間。4.1、電子示波器32、是時域測試典型儀器，能檢測信號波形是否正常，有無失真以及相關關系。3、X-Y圖示儀。 4、是多種電量和非電量測試和測量中的基 本測試儀器。通過描繪被研究的信號隨時間的變化，可用于調試電子電路、維修儀器設備。是構成其他兩個測試領域的儀器設備的基礎。44.1.2、示波器的類型：模擬示波器雙蹤示波器雙線示波器數字示波器數字熒光示波器取樣示波器5ART模擬示波器放大器水平放大器垂直放大器延遲線

2、觸發模擬實時顯示DPO數字熒光示波器放大器數字熒光器A/D uP并行處理觸發電路和時基DSO數字示波器放大器多路分解器采集信號存儲器uP顯示存儲器A/D串行處理觸發和時基電路4.1.3、示波器的典型結構：6波形的捕獲波形捕獲率也就是波形刷新率，已經成為考核一臺示波器的重要參數之一；對于示波器來說，波形捕獲率高，就能夠組織更大數據量的波形質量信息，尤其是在動態復雜信號和隱藏在正常信號下的異常波形的捕獲方面，有著特別的作用。模擬示波器數字熒光示波器數字存儲示波器74.1.4、示波測試的基本原理：衰減Y前置放大器延遲線Y輸出放大器掃描發生器環觸發電路X放大器電源輸入輸入 X Y外觸發輸入校準信號發生

3、器校準輸出s2Y通道X通道s150Hz電源8燈絲陰極K柵極G1G2陽極A1A2FY2Y1X2X1電子槍偏轉系統1、陰極射線示波管示波管由電子槍、偏轉系統、熒光屏組成9電子槍KA1A2G1G2_+輝度聚焦輔助聚焦熒光屏偏轉系統X偏轉板Y偏轉板A2VabVy+_ s Ly靈敏度：Dy =1/hy102、圖象顯示的基本原理：示波器圖象顯示原理分為顯示y=f（t）圖形和顯示任意兩波形關系變量的圖形。1、顯示y=f（t）時變圖形（1）、掃描A、偏轉特性：測試信號波形的理論依據是：示波器CRT偏轉特性靜電特性，y Vy，x Vx光點在鋸齒波作用下掃動的過程稱為掃描，從左到右稱為掃描正程，從右到左為回程。1

4、1B、掃描的同步TsTnTnTn =2TsTn =Ts+1/4Ts為得到穩定的波形，必須保證同步關系，即 Tn=NTs N-為整數12C、關于增輝、消隱存在的問題解決的辦法 如圖所示：掃描正程時加上增輝脈沖，13電子槍KG1G2_+輝度聚焦輔助聚焦熒光屏A1A2增輝消隱！對于觸發掃描，掃描正程增輝可避免無信號時中心亮點毀壞屏幕。14D、掃描信號鋸齒波的產生#對于掃描信號要求： 要求波形線性好，下降快；如線性不好時，信號觀測會產生失真，下降不夠快時，會出現回掃。 如圖所示，X通道主要功能即為產生掃描信號。153、觸發電路作用：產生周期與被測信號有關的觸發電路脈沖，加至掃描門。組成：方式開關、電平

5、旋鈕、極性開關、S1開關組成。+ DCHFAC低抑內外+ 電源電平方式極性AC“極性”決定上升沿或下降沿觸發“電平”決定正半周或負半周觸發方式開關決定不同的耦合方式：AC、DC161、正極性，正電平觸發點172、負極性，正電平觸發點183、正極性，負電平觸發點194、負極性，負電平觸發點201、雙線示波器 發射兩個相互獨立的電子束，特殊的示波管缺點：工藝要求較高，價格較貴。2、雙蹤示波器 組成與普通示波器類似，增加了一個電子開關。電子開關的切換或轉換方式有交替和斷續兩種，可輪流的將波形顯示在熒光屏上。4.1.5、示波器多波形顯示21“交替”方式“斷續”方式22示波器主要技術指標是保證示波器精確

6、顯示信號波形的前提條件示波器的帶寬數字示波器采樣率示波器存儲長度波形捕獲率（先進的DPO）示波器主要的功能是保證示波器穩定、捕獲和顯示波形的必要條件垂直水平示波器的觸發與外部設備的互聯能力數據的處理技術與能力 4.1.6、示波器的主要指標：231、示波器的帶寬示波器的結構決定了帶寬的重要性：放大器的模擬帶寬決定了示波器的帶寬；放大器是信號進入示波器的大門，它的帶寬決定了示波器的帶寬，示波器能請進什么樣的信號由這個大門來決定。數字示波器的帶寬也是模擬帶寬。示波器所謂帶寬是指: 垂直放大器的頻率響應，定義為：隨著正弦波頻率增加，信號幅度下降3dB（70.7）.在此頻點為示波器的帶寬242、示波器的

7、取樣率根據取樣原理，要想采用取樣方式重現原來的信號，取樣率必須遠大于信號帶寬BW的兩倍，即fs=2BW式中：fs為取樣率，BW為信號的帶寬。上述關系保證取樣頻率處于帶寬極限的正弦波每周需進行兩次以上的取樣。這一方程確定了理論上的最小取樣率。在實際中，通常均需采用較高的取樣率來確定重現原來的信號。數字示波器的取樣率與帶寬容易混淆，比如說，100MHz數字示波器，是指它的取樣率為100MHz ，還是帶寬為100MHz ？為了不至混淆這一問題，數字示波器制造廠將取樣率用每秒取樣次數規定，帶寬則以Hz規定。用得更通常的是取樣率用MS/s(每秒兆次)，帶寬用MHz(兆赫茲)。例如：帶寬為100MHz的信

8、號，根據取樣原理，最小取樣率為 fs2BW=2100MHz=200MS/s在實際的數字示波器中，對特定的帶寬，取樣率到底為多少？通常還與示波器所采用的取樣技術有關。例如：一個僅有512點存儲器的數字示波器只能以50kS/s(千次每秒)的最大速度取樣，而且32K存儲器的數字示波器則可以2.5MS/s的速率取樣。253、采樣采樣點數字化需要的保持時間采樣間隔 采樣是等間隔地進行；采樣率以 “點/秒”來表示。實時采樣、隨機等效采樣、順序等效采樣方式26輸入重復信號第一次采集第二次采集第三次采集。數字實時采樣技術：實時采樣是最直觀的采樣方式，采樣率超過模擬帶寬45倍或更高。只需一次觸發已采集到信號所有

9、資料對信號的要求：重復信號且可允許信號變化實時采樣技術示波器，不僅適用捕獲重復信號、而且是捕捉非重復信號和單次信號的有效技術。以及是捕獲隱藏在重復信號中的毛刺和異常信號前提條件。示波器標定帶寬重復信號帶寬瞬態（單次）信號帶寬27第一次觸發采集第二次觸發采集第三次觸發采集第四次觸發采集輸入重復信號隨機數字等效采樣技術：以較低的A/D對信號采集, 將多次觸發采集到的資料進行重組，實現對重復信號的捕獲和顯示。需要經過多次次觸發才能采集到信號的所有資料對信號的要求：信號必須重復并且穩定，如信號變化（如幅度）將造成顯示混亂。等效技術示波器，只適用捕獲重復穩定信號，對捕獲非重復信號和單次信號的能力。以及是

10、捕獲隱藏在重復信號中的毛刺和異常信號的能力。將受到實時采樣率的限制。示波器標定帶寬重復信號帶寬 瞬態（單次）信號帶寬。284、取樣技術在示波測量中的應用取樣分為實時取樣非實時取樣實時取樣：指在信號經歷的實際時間內對一個信號波形進行取樣。缺點：不能解決示波器在觀測高頻信號時所遇到的頻帶限制的困難。非實時取樣：取樣點分別取自若干個信號波形的不同位置。優點：解決了實時取樣的缺點。29Tt2t3 t4 t 5tt1t2t3t4t5t6123456304.2.1、存儲示波器記憶示波器利用記憶示波管組成的電路，可記憶 一周左右。數字存儲示波器4.2、數字存儲示波器31KGA1A2YXK1K2G11G12G

11、21G22收集極存儲介質存儲柵網寫入電子槍偏轉系統讀出電子槍記憶和顯示部分4.2.2、柵網式存儲示波管32輸入2取樣器模-數變換存儲器取樣器模-數變換存儲器時基電路處理器顯示晶體振蕩器時鐘前置放大器輸入1外觸發4.2.3、數字存儲示波管334.2.4、DCS-7020數字存儲示波器熒屏電源開關熒屏斜面垂直微調垂直位移輸入耦合方式開關垂直微調垂直位移垂直衰減器CH1輸入端接地端垂直衰減器輝度電位器校正信號聚焦調節掃跡旋轉電源指示燈刻度照明R/O輸入控制34垂直方式選擇開關輸入方式耦合開關抑釋控制掃描擴展*10觸發電平控制觸發極性選擇開關寫指示燈水平位移CH2倒相開關掃描時間/格控制外部觸發/外部

12、時鐘輸入端微調CH2輸入端35顯示方式開關耦合方式開關觸發源選擇觸發模式選擇觸發批示燈讀批示燈HDTV開關觸發延遲/連續延遲選擇/FINE控制REF /COARSE控制 36顯示設置控制輸出開關存儲開關保持開關實時/存儲模式選擇開關存儲菜單選擇MENU SET、PST RESET、TIME ON/OFF開關TRACE SEP、PRE/SCROLL、SELECTOR開關標尺顯示模式開關37（2）、掃描速度Ss：10S/cm-1nS/cm（3）、帶寬：儀器響應降低3dB時的上限頻率。信號上升時間/示波器對信號的上升時間 測量誤差 1/1 41% 3/1 5.2% 5/1 2% 10/1 0.5%

13、結論:示波器帶寬越寬，上升時間越短，測量誤差越小。4.3.1、工作特性和選用1、工作特性：（1）、偏轉靈敏度:10V-10nV，體現測量強弱信號的能力。4.3、示波器測量法382、示波器的選用依據：1、根據工作特性2、性能價格比3、測量的準確度4、通道數5、數據處理方式6、采樣速率7、評價存檔能力8、易使用394.3.2、基本測量技術1、電壓測量直接法比較法位移法2、時間測量直接法時標法位移法 掌握各種方法的原理、使用，及其優缺點。403、相位測量線形掃描法41李沙育圖形法測相位 424、調幅系數測量梯形法Y通道X通道43包絡法示波器BA444.3.3、正確使用1、探頭配套使用2、注意電壓高低