电子式电测仪表.ppt

第3章电子式电测仪表 授课老师 前言 电子式电测仪表种类很多 应用范围也很广 电子示波器是其中的一种 按用途与特点分类如下 通用示波器取样示波器数字存储示波器专用示波器 专用示波器有矢量示波器 环扫描示波器和逻辑示波器等 上一页 下一页 本章内容 3 1电子示波器原理 3 2电子示波器的应用 3 3取样示波器 3 4数字存储示波器 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 1 3 1 1示波器的基本结构 通用示波器原理框图 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 2 1 示波管 简称CRT 它是一种利用高速电子冲击荧光屏使它发光的显示器件 示波管由电子枪 偏转系统和荧光屏三个部分组成 整个结构密封在一个喇叭状的抽成真空的玻璃壳中 被测信号经垂直偏转板显示 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 3 偏转原理 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 4 2 扫描方式 连续扫描和触发扫描 采用连续扫描时 如果Tn nTs 屏幕上的波形会有 移动 现象 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 5 触发扫描 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 6 3 双踪显示 双踪显示实现的方法一般是用双束示波管或用单束示波管外加电子开关 采用双束示波管的示波器结构复杂 价格较贵 利用单束示波管实现双踪显示的方法如图所示 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 7 控制S1 S2的方法有两种 即交替法和断续法 a 交替法显示波形 b 断续法显示波形 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 8 4 其它 放大器作用灵敏度选择开关 V DIV 或 VOLTS DIV 扫描速度控制 T DIV 或 SEC DIV 示波器电源 高压部分和低压两部分 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 9 3 1 2示波器的主要性能指标 频率响应范围扫描速度输入阻抗偏转灵敏度时域响应指标 上一页 下一页 返回 3 1电子示波器原理 10 标准矩形方波的示波器显示图形 上一页 下一页 返回 3 2电子示波器的应用 1 3 2 1电压的测量 交流电压的测量 上一页 下一页 返回 3 2电子示波器的应用 2 直流电压的测量 VOLTS DIV 的指示值为0 5 则Vp p 0 5 3 7 1 85V 上一页 下一页 返回 3 2电子示波器的应用 3 时间间隔的测量 3 2 2时间的测量 上一页 下一页 返回 3 2电子示波器的应用 4 上升时间的测量 上一页 下一页 返回 3 2电子示波器的应用 5 3 2 3两个同频率信号相位差的测量 1 直接测量法 上一页 下一页 返回 3 2电子示波器的应用 6 2 李萨育图形法 上一页 下一页 返回 3 2电子示波器的应用 7 3 2 4频率的测量 频率测量的另一种方法是李萨育图形法 即在示波器的X轴加可调标准频率信号 在Y轴加被测信号 反复调节标准信号的频率和幅值 使示波器显示稳定的圆形或椭圆形 则被测频率 式中为标准信号的频率值 上一页 下一页 返回 3 3取样示波器 1 3 3 1取样原理 取样保持器的基本原理图 上一页 下一页 返回 3 3取样示波器 2 取样示波器工作波形图 上一页 下一页 返回 3 3取样示波器 3 3 3 2取样示波器的基本组成 取样示波器原理框图 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 1 3 4 1数字存储示波器的基本组成 典型数字示波器原理框图 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 2 3 4 2数字存储示波器的信号采集技术 1 采样方式 1 实时采样 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 3 2 等效时间采样 随机采样 顺序采样 随机采样 多点随机采样 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 4 顺序采样 2 采样速率 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 5 3 采样器件 两路组合采样原理图 并联比较式A D转换器 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 6 CCD A D技术 CCD A D组合采集原理图 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 7 4 采样存储器 采样存储器的结构形式 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 8 5 触发方式 触发功能示意图 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 9 毛刺触发捕捉尖峰干扰的波形 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 10 3 4 3数字存储示波器的波形显示技术 1 点显示技术 视觉混淆示意图 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 11 2 数据点插入技术 用数据点插入技术可以解决视觉错误问题 主要有两种插入方法 即线性插入和曲线插入 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 12 3 4 4数字存储示波器的控制系统 数字存储示波器的控制系统需要完成数据采集 数据处理 显示 人机控制等功能 用一个微处理器很难及时完成这些任务 因此现代数字存储示波器出现多CPU系统 通常一个CPU为主CPU 具有相应的存储器 ROM RAM 输入输出接口 I O 和外设 键盘 显示器等 执行管理整个仪器的软件 其余CPU为从CPU 在主CPU管理下完成一部分工作 如数据采集CPU 数据处理CPU 通信管理CPU等 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 13 3 4 5数字存储示波器的主要性能指标 1 最高采样速率 2 存储带宽BW 1 重复带宽 2 单次带宽 上一页 下一页 返回 3 4数字存储示波器 14 3 分辨率 分辨率指示波器能分辨的最小电压增量 即量化的最小单元 包括垂直分辨率和水平分辨率两种 4 存储容量 存储容量即记录长度 由采样存储器的最大容量表示 数字存储示波器常用256 512 1K 4K等容量的高速半