第七章 信号波形测量(一).ppt

第7章 信号波形测量 7.1 波形的模拟测量 7.2 波形的数字测量 7.3 示波器的原理与设计 7.4 示波器的应用 7.5 示波器专题讲座 什么是波形？ 几种典型的波： 正弦波 方波和矩形波 三角波和锯齿波 阶跃波和脉冲波 调幅波和调频波 什么是波形？ 正弦波是波形的基本组成，任何非正弦波都可视成是基波和无数不同频率的谐波分量组成。 例如：方波是由基波以及3，5，7，9……次谐波分量递加而成。 1次（基波） 3次 5次 7次 方波(2500次) F(x)=2E/ Π(sin(ωt)+1/3sin(3 ωt)+1/5sin(5 ωt)+1/7sin(7 ωt)+……) 对于非正弦波由最小值过渡到最大值的时间越短，所含的谐波分量也就越多，波形所含谐波的频率也越高。 对于脉冲波占空比越小，波形所含谐波就越多，谐波频率分量也越高。 7.1 波形的模拟测量 7.1.1 CRT 由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。 1 电子枪 作用：发射电子并形成很细的高速电子束。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。 2 偏转系统 两对相互垂直的平行金属板，垂直偏转板和水平偏转板 。 电压?偏转?偏转距离。偏转距离与偏转电压成正比。 7.1.2 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 （2）X、Y偏转板上分别加变化电压（续） Y偏转板加正弦波，X偏转板加锯齿波，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）X、Y偏转板上分别加变化电压（续） 李沙育（Lissajous）图形显示，常用在相位和频率测量中 7.1.2 波形显示的基本原理（续） 3．扫描的概念 在X偏转板上加一个随时间线形变化的电压，光点在水平方向的偏移距离为： 光点在锯齿波作用下扫动的过程称“扫描”，实现扫描的锯齿波电压称“扫描电压”，光点自左向右的扫动称为“扫描正程”，自右迅速返回左端起扫点的过程称为“扫描逆程”。 扫描过程的增辉（逆程消隐）：为使回扫产生的波形不在荧光屏上显示，可以设法在扫描正程期间，给示波器增辉。 7.1.2 波形显示的基本原理（续） 4．同步的概念 7.1.2 波形显示的基本原理（续） 5．连续扫描和触发扫描 第7章 信号波形测量 7.1 波形的模拟测量 7.2 波形的数字测量 7.3 示波器的原理与设计 7.4 示波器的应用 7.5 示波器专题讲座 波形数字测量的基本流程 7.2.1 信号采集 1．采样定理 7.2.1 信号采集 1．采样定理 7.2.1 信号采集 7.2.1 信号采集 7.2.1 信号采集(续) 3．采样方式 7.2.1 信号采集(续) （1）实时采样 7.2.1 信号采集(续) （1）实时采样 7.2.1 信号采集(续) （1）实时采样 7.2.1 信号采集(续) 7.2.1 信号采集(续) 7.2.2 采样点的存储 存储的目的 7.2.2 采样点的存储（续） 7.2.2 采样点的存储（续） 7.2.2 采样点的存储（续） 7.2.3 波形的处理 被测波形被转化为离散的数字序列并被捕捉、存储下来后，其最大好处便是可以利用处理器强大的功能进行波形的各种处理和运算。 在这一环节主要包含两方面的工作，即波形重构和波形参数的测量。 7.2.3 波形的处理（续） 1.波形的重构: 7.2.3 波形的处理（续） 1.波形的重构: 7.2.3 波形的处理（续） 波形的内插 7.2.3 波形的处理（续） 1、波形的内插 7.2.3 波形的处理（续） 1、波形的内插 7.2.3 波形的处理（续） 1、波形的内插 7.2.3 波形的处理（续） 1波形的内插 7.2.3 波形的处理（续） 2.波形参数计算 7.2.3 波形的处理（续） 2.波形参数计算 7.2.3 波形的处理（续） 2.波形参数计算 7.2.4 波形显示 波形的数字测量中，对波形的显示通常有模拟和数字两种处理手段： 7.2.4 波形显示（续） 1．液晶显示原理 7.2.4 波形显示（续） 1．液晶显示原理 7.2.4 波形显示（续） 2