《电子电工实践初步》PPT课件.ppt

示波器函数发生器的介绍 几种典型信号的波形及参数 矩形波 脉冲幅度Vm VH VL 占空比D tw T 频率f 1 T 几种典型信号的波形及参数 正弦波 VP 峰值V 有效值 VP V Vo 几种典型信号的波形及参数 叠加在直流上的正弦波 直流电平A Vo A Vo 几种典型信号波形及参数 三角波 几种常用电子仪器 示波器信号源稳压电源交流毫伏表数字万用表 电子技术实验室所配备仪器 1 4室 电子技术实验室所配备仪器 5 8室 示波器 示波器是一种图形显示设备 它描绘电信号的波形曲线 观察和测量电压信号的瞬时幅度 频率和相位等等 示波器 模拟示波器数字示波器 模拟示波器原理及基本结构 将电信息变为光信息 用来显示波形和参数 待测信号输入和预处理通道 用来耦合 放大 衰减和切换 多通道输入时 被测信号 用来产生代表时间轴的扫描时基信号 并提供同步 触发信号 保证波形清晰 稳定地显示 数字存储示波器的原理及基本结构 转变为数字信号 水平通道垂直通道 示波器中的几个重要概念 时基触发 示波器中的几个重要概念 水平通道 示波器的水平通道 时基 正程期间 扫描电压从0v线性地增大到Uxm 相应的光点从显示屏的左端移到右端 逆程期间光点又很快地从右端返回到左端 称之为回扫线 然后开始下一个周的扫描 周而复始 形成一条代表时间变化的水平扫描线 实际示波器都会将逆程期的回归线消隐而不显示出来 时基发生器产生的锯齿波 示波器的水平通道 时基 示波器的水平通道 时基 示波器的水平通道 时基 示波器的水平通道 时基 时基旋钮 通常用 Time div 标出 它代表光点每扫过显示屏的一个分度 一格 所需要的时间 模拟示波器的水平通道 触发 触发 决定了时基信号扫描的起点时刻 保证波形的稳定显示 触发扫描 目的是将触发信号作用于时基发生器 来控制扫描信号的起点 强制扫描电压与被测信号同步 从而保证稳定而清晰地显示波形 模拟示波器的水平通道 触发 同步 模拟示波器的水平 触发 不同步 模拟示波器的水平通道 触发 触发源 TriggerSource 内触发 INTTrig CH1 CH2 交替 电源触发 ACTrig 外触发 EXTTrig 模拟示波器的水平通道 触发 触发类型 TriggerType 边沿触发 EdgeTrig 视频触发 TVTrig 分为上升沿触发 或正斜波触发 和下降沿触发 或负斜波触发 模拟示波器的水平通道 触发 扫描方式 SweepMode 触发方式 自动 Auto 常态 Norm 单次 Single 在没有触发信号 如观察直流信号时 或信号不够触发电平时 为避免显示屏出现一个点或一条竖线显示 时间基线发生器 自激产生扫描信号 用户可以看到扫描线 然后调节触发电平 使波形稳定显示 在无触发信号时 扫描电路处于等待 准备 状态 此时屏幕不出现扫描线 一旦触发信号到来 才出现扫描线 并立即进入正常显示波形 接到触发信号后 启动单次扫描 扫描一周后又立即停止 不产生周期的重复的锯齿波 单次扫描方式用于捕捉突发的 非重复性的瞬态信号 示波器的几个重要概念 垂直通道 垂直灵敏度通道切换开关耦合方式 CoupledMode 位置 Position 探头带宽 示波器的垂直通道 垂直灵敏度 垂直通道示意图 例如 示波器上垂直灵敏度选为0 2V div 波形在显示屏上垂直偏转为5 3div 那么输入信号的峰峰值为 Uipp 5 3 div 0 2 V div 1 06V 示波器的垂直通道 通道切换开关 垂直通道示意图 单踪显示双踪显示CH1 CH2CH1 CH2 必须将CH1 CH2两个通道的电压灵敏度旋钮调到一样大 接地方式 当耦合开关置 接地 时 输入信号与示波器断开 示波器垂直通道输入端接地 此时扫描时基线将出现在显示屏的正中间 示波器的垂直通道 耦合方式 垂直通道示意图 交流耦合方式 AC耦合 信号经过隔直流电容耦合到示波器上 信号中的直流分量被阻挡 信号中含有的频率很低的分量也将产生畸变 直接耦合方式 DC耦合 此时信号是直通的 信号中的所有成分 包括直流分量都可以加到示波器上 接地方式 非常实用 例如一时找不到扫描线时 可能偏到显示屏外边 可将耦合方式置 地 扫描线就会立即回到显示屏中央 而被发现 示波器的垂直通道 耦合方式 经AC耦合后 直流电平被革除 信号的平均值变为0 当输入信号频率很低 脉宽很宽时 由于电容器充放电的影响 使信号的顶部降落而产生畸变 失真 这是DC耦合的信号 含直流电平 在需要观测信号直流电平或极低频率分量时 必须置 DC 挡 当不需要观察直流分量 信号频率又不很低时 一般高于几十赫兹 用AC耦合 当直流分量很大 交流分量很小时 必须用AC耦合 以将直流成分隔掉 将交流分量放大 示波器的垂直通道 耦合方式 示波器的垂直通道 耦合方式 AC耦合 DC耦合 A a a U 10 0 1sin t V 示波器的垂直通道 耦合方式 探头是示波器与被测电路的连接电缆 探头屏蔽要好 以减小外来杂波干扰 所选用的探头要与示波器的输入阻抗相匹配 1 1探头 也称 1探头 它是一根直接将被测电路与示波器相连的电缆 其优点是信号不会衰减 缺点是频率响应差 10 1探头 也称 10探头 它存在10倍衰减 所以测量时要将测量值 10 补偿电容的电容值一般在几十个pF左右 这个电容可以对信号的幅度和上升时间测量造成影响 根据电路知识我们知道电容对于低频信号等效为一个非常高的电阻 因此不会对信号幅度有大的影响 但当信号频率增加时 电容呈现的电抗减小 对待测信号的影响将随着信号频率的增加而加大 当要观测高频信号或宽带信号时 一定要用10 1探头 而不能用1 1探头 并适当调整补偿电容的值 使探头在整个频段内有平坦的10倍衰减特性 示波器的垂直通道 探头 有一个开关 可以控制探头在1 1和10 1之间切换 补偿电容 示波器的垂直通道 探头 a 过补偿的探头 b 欠补偿的探头 c 正确补偿的探头 示波器的垂直通道 带宽 示波器带宽决定了示波器能观测多高频率和多宽频带的信号 在选择示波器的时候 应该选择大于最高正弦信号频率3 5倍的带宽 我们电子技术实验室的模拟示波器的带宽是20MHz 数字示波器的使用方法 波形显示AUTOSET 自动显示输入信号波形方式 以校准信号的自动设置为例 数字示波器的使用方法 波形显示手动设置 以信号从CH1通道输入为例 TRIGMENU触发菜单的设置 信源指触发源 信号从哪通道输入即选择该通道为触发源 数字示波器的使用方法 波形显示手动设置 以信号从CH1通道输入为例 ch1menu设置 需要同时观察的输入信号交 直流情况 耦合选 DC 只观察的输入信号交流情况 耦合选 AC 数字示波器的使用方法 波形显示手动设置 以信号从CH1通道输入为例 调节VOLTS DIV SEC DIV LEVEL旋钮 使信号波形稳定显示合适大小 数字示波器的使用方法 信号波形的测量MEASURE测量功能 对ch1通道输入的校准信号进行测量为例 确认示波器探头上的衰减开关设为 1 ch1menu中 探头 设置为1 档按 MEASURE 键 可读取信号的峰峰值 频率等多种参数 数字示波器的使用方法 信号波形的测量用CURSOR光标测量电压 时间按CURSOR 测量类型为电压 时间可选垂直POSITION键调整2条光标位置 数字示波器的使用方法 其他按键的功能DISPLAY 显示方式按钮 可选择 格式 为YT信号波形显示和XY方式显示 数字示波器的使用方法 其他按键的功能MATH 计算显示方式按钮 可选择显示CH1 CH2 CH1 CH2等波形在进行2个通道波形加 减后的幅度测量时 注意CH1 CH2的电压灵敏度处于同一档位 数字示波器的使用方法 ACQUIRE 波形获取方式若输入信号幅度为毫伏级 受干扰信号的影响 可选择 平均值 显示 平均次数选择较大数值 可使波形显示清晰一些 信号源 主要功能 信号源主要给被测电路提供所需要的已知信号 各种波形 信号源的分类 逻辑信号源 从广义上分 混合信号源 函数信号发生器 任意函数发生器 AFG 码型发生器 脉冲信号发生器 模拟式 数字合成式 任意发生器 任意波形发生器 AWG 信号源的分类 按照输出信号的类型分 射频信号发生器 扫描信号发生器 频率合成器 噪声信号发生器 按照使用频段分 高频信号源 低频信号源 模拟式函数发生器 简要框图 三角波发生器是利用电容的恒流充放电产生三角波 改变电容器电容值可实现频率波段的转换 控制恒流源大小可实现频率微调和扫频功能 方波是三角波经电压比较器整形后得到 正弦波是利用三角波经一非线性特性 正弦波整形器 变换而成 输出信号幅度控制是通过可调衰减器来实现的 作用是减小输出电阻和增加负载驱动能力 数字合成式函数信号发生器 DDS DDS的基本原理框图 一个周期性的正弦信号的离散相位的幅度序列 模拟函数发生器的主要指标 带宽 输出频率范围 频率 定时 分辨率 频率准确度 频率稳定度 输出阻抗 输出电平范围 模拟函数发生器主要可调节参数 波形及功能 通常由三种波形可供选择 正弦波 三角波 矩形波 调节矩形波和三角波的对称度 调节各种波形的直流电平 偏移 DCoffset 调节TTL信号和CMOS电平信号 模拟函数发生器主要可调节参数 频率调节 模拟函数发生器主要可调节参数 幅度调节 输出小信号时可加衰减 通常有衰减20dB 即衰减10倍 40dB 即衰减100倍 或更大 模拟函数发生器主要可调节参数 频率显示和幅度显示 模拟函数发生器主要可调节参数 波形及功能频率调节幅度调节频率显示和幅度显示 数字合成式函数发生器主要可调节参数 波形及功能频率调节幅度调节频率显示和幅度显示 共地问题 一组电子仪器同时工作时 即使它们使用的是同一电源 也会在电子仪器