电子测量与仪器第四章时域测量电子示波器1.ppt

电子测量与仪器第四章时域测量电子示波器1厂商:Agilent（HP），
Tektronix，
RIGOL4.1电子示波器概述二、电子示波器的基本特点：
①能显示信号波形，可测量瞬时值，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4.2波形显示技术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。2、偏转系统
偏转分为静电偏转和磁偏转。
偏转系统由水平偏转板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。3、荧光屏二、液晶显示(LCD)(平板显示)4.3通用示波器的组成和原理过程：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二、示波器的主要技术性能2、偏转灵敏度
单位输入信号电压uy引起光点在荧光屏上偏转的距离H称为偏转灵敏度S。单位：div/V

偏转因数d=1/S。单位：V/div3、扫描频率
扫描速度就是光点水平移动的速度。
单位：cm/s或div/s
扫描速度的倒数称为时基因数，它表示光点水平移动单位长度所需的时间。扫描频率表示水平扫描的锯齿波的频率。
扫描速度越高，表示示波器能够展开高频信号或窄脉冲信号波形的能力越强。为了观察缓慢变化的信号，则要求示波器具有较低的扫描速度。4、输入阻抗
输入阻抗是指示波器输入端对地的电阻Ri和分布电容Ci的并联阻抗。
输入阻抗越大，示波器对被测电路的影响就越小，所以要求输入电阻Ri大而输入电容Ci小。输入电容在频率越高时，对被测电路的影响越大。
例：SBM-l0，Ri＝1MΩ，Ci＝27pF
TDS-3502，Ri＝10MΩ，Ci＝8pF
5、触发特性
内触发，外触发，电源触发；触发电平，触发极性；电平触发，沿触发6、扫描方式
示波器的扫描方式分为：连续扫描和触发扫描三、电子示波器的基本部件1、探头
探头可分为无源探头，有源探头，电流探头。
无源探头：用示波器观察信号波形时，长的引线会引进杂散干扰，通常采用同轴电缆作为输入引线，以避免干扰影响。因同轴电缆内外导体间存在电容使输入电容显著增加，这对观察高频电路或窄脉冲是很不利的。高频示波器常用电容补偿法提高探头的工作频率。(补偿可以消除电缆的寄生电容)有源探头：无源探头具有分压作用，不宜用来测量微小的信号。有源探头采用结型场效应构成源极跟随器，具有较低的噪声和较大的过载能力。适宜用来探测频率较高的微弱信号。

电流探头：Ｉ－Ｖ变换器。2、输入耦合方式
DC、AC转换开关，直流耦合，交流耦合。

3、输入衰减器
观察幅度较大的信号时，必须接入衰减器。
对衰减器的要求：①输入阻抗高；②线性：同时在示波器的整个通频带内衰减的分压比均匀不变。
因下级输入和引线分布电容影响，单纯电阻分压不能达到要求，引入阻容补