第4章 电子示波器-3.ppt

第4章．电子示波器 4.1 概述 4.2 示波管 4.3 电子示波器的结构框图与性能 4.4 电子示波器的基本部件 4.5 双综和双线示波器 4.6 高速和取样示波器 4.7 记忆示波器和存储示波器 4.8 示波器的基本测试技术 4.5 双综和双线示波器 1．多线示波 利用多枪电子管和独立的偏转系统来实现的。 测试时各通道、各波形之间产生的交叉干扰可以减少或消除，可获得较高的测量准确度。 2．多踪示波 在单线示波的基础上增加了电子开关，利用分时复用的原理，分别把多个垂直通道的信号轮流接到Y偏转板上，最终实现多个波形的同时显示。 4.5 双综和双线示波器(续) 4.5.1 双踪示波器 “Y1”通道（CH1）、“Y2”通道（CH2）和叠加方式（CH1+CH2）都只显示一个波形。 4.5 双综和双线示波器(续) 4.5.1 双踪示波（续) 交替方式（ALT）：适合于观察高频信号。 4.5 双综和双线示波器(续) 4.5.1 双踪示波（续) 断续方式（CHOP）：适用于被测信号频率较低的情况。 4.5.2 双线示波器 双线示波器有两个独立的触发和扫描电路，特别适用于在观察一个脉冲序列的同时，仔细观察其中一个或部分脉冲的细节。 4.5.2 双线示波器 为了能同时观测脉冲列的全貌及其中某一部分的细节，设立电子开关，把两套扫描电路的输出交替地接人X放大器。这称为A延迟B。 把A、B扫描门产生的增辉脉冲叠加起来，形成合成增辉信号，用它来给A通道增辉，则A通道所显示的脉冲列中，对应B扫描期间的那个脉冲3被加亮，这称为B加亮A。 包括上两种方式的，被称为自动双扫描。 4.5.2 双线示波器 4.5.3 双综、双线示波器比较 双综示波器 优点：比普通示波器增加的部件不多，可以达到较高指标，价格只增加百分之十五。 缺点：无法观察两个快速的单次信号或短时间的非周期信号。 双线示波器 优点：两个偏转系统可以用不同的时基发生器，仪器更为灵活多用。 缺点：部件增加，价格较高。受示波管性能限制，技术指标较低。 4.6 取样示波器 4.6.1 概述 1．取样的基本概念 取样就是从被测波形上取得样点的过程。 取样分为实时取样和非实时取样两种。 从一个信号波形中取得所有取样点，来表示一个信号波形的方法称为实时取样。 从被测信号的许多相邻波形上取得样点的方法称为非实时取样，或称为等效取样。 4.6.1 概述 1．取样的基本概念 实时取样示意图 4.6.1 概述 1．取样的基本概念 非实时取样示意图 4.6.1 概述 2．取样原理 核心电路取样保持器示意图 两个取样脉冲的时间间隔为 ，由于波形包络所经历的时间变长了，故可用低频示波器显示较高频率的信号。 4.6.1 概述 2．取样原理（续） 步进间隔Δt与信号最高频率fh应满足取样定理 非实时采样只适用于周期性信号。 顺序进行的取样称为顺序取样；否则称为随机取样。 4.6.1 概述 3 显示原理 顺序取样示波器中的水平扫描信号为阶梯波电压，阶梯持续时间，阶梯数对应屏幕上显示的不连续的光点数。 4.6.2 取样示波器的组成及工作原理 1.取样示波器的基本框图 4.6.2 取样示波器的组成及工作原理 2.取样示波器的垂直通道 垂直通道由延迟线、延长门和Y放大器等电路组成，最关键的电路是取样电路，它产生正比于取样值的阶梯电压。下图为常用的闭环取样电路组成框图。 4.6.2 取样示波器的组成及工作原理 2.取样示波器的垂直通道（续） 第一个取样脉冲到来时，取样门闭合，输入的被测信号对取样电容Cs充电； 然后该电压被送到交流放大器A放大，在延长门闭合期间对保持电容Cm充电； 最后保持电压经过反馈电路送回取样电容Cs，故取样电容Cs上最终得到的电压为 （K为取样门的传输函数）。 若kAβ=1，则取样电路的输出电压值正比于输入电压的取样值。 4.6.2 取样示波器的组成及工作原理 2.取样示波器的垂直通道（续） 第二个取样脉冲到来时，取样门闭合，输入的被测信号与cs上的电压ui1之差给取样电容Cs充电，充电的电压值经过传递系数K和增益A后，将在保持电容上与前一次的输出信号叠加，得到uo2为 取样电路的输出是由离散的、与被测信号成正比的阶梯波构成的。 4.6.2 取样示波器的组成及工作原理 3.取样示波器的水平通道 X通道主要包括触发、放大、分频单元、快斜波发生器、比较器、阶梯波发生器和X放大器。 下图为阶梯波发生器框图： 4.6.2 取样示波器的组成及工作原理 3.取样示波器的水平通道（续） 图示波形说明了步进脉冲发生器的工作过程 4.6.2 取