第7章 信号波形测量(new)

1、电子测量原理电子测量原理 第1页 电子测量原理电子测量原理 第2页 电子测量原理电子测量原理 第3页 电子测量原理电子测量原理 第4页 电子测量原理电子测量原理 第5页 3 0.350.35 ,10 rr tst ns BW MHzBW MHz 或 电子测量原理电子测量原理 第6页 电子测量原理电子测量原理 第7页 电子测量原理电子测量原理 第8页 电子测量原理电子测量原理 第9页 F K G1 G2A1A2 Y偏转板 X偏转板 辉度 聚焦 辅助聚焦 +E -E 荧 光 屏 电子枪 偏转系统 荧光 屏 电子测量原理电子测量原理 第10页 电子测量原理电子测量原理 第11页 K G1G2A1A2

2、 电子测量原理电子测量原理 第12页 电子测量原理电子测量原理 第13页 2 y a lS yV bV 2 y a lS S bV 电子测量原理电子测量原理 第14页 电子测量原理电子测量原理 第15页 (a) Ux=0、Uy=0 (b) Ux=0、Uy=常量 电子测量原理电子测量原理 第16页 (c) Ux=常量、Uy=0 (d) Ux=常量、Uy=常量 电子测量原理电子测量原理 第17页 Uy 0 1 2 3 4 0 1 3 24 Uy -Uy t 电子测量原理电子测量原理 第18页 Ux 0 1 2 3 4 01 3 2 4 Ux -Ux t 电子测量原理电子测量原理 第19页 Uy 0

3、 1 2 3 40 1 3 2 4 Uy -Uy t 0 Ux t Ux-Ux 电子测量原理电子测量原理 第20页 t 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 uy t ux 0 1 2 3 4 。 电子测量原理电子测量原理 第21页 t 0 1 2 3 4 0 12 3 4 uy t ux 0 1 2 3 4 0 2 4 。 电子测量原理电子测量原理 第22页 / xx xSkth t cms 电子测量原理电子测量原理 第23页 uy T y T x ux t t 电子测量原理电子测量原理 第24页 t0 15(6) 2 3 4 7 8 9 0 1 2 3 4 56 7 8 uy t ux

4、Ty 5 4 xy TT 10 11 10 9 11 电子测量原理电子测量原理 第25页 Ts T=Ts t t (a)被测脉冲 (b)连续扫描，且T=Ts 不能观测到脉冲细节 电子测量原理电子测量原理 第26页 Ts t t (a)被测脉冲 (c)连续扫描， 且T= T= 脉冲得到展宽，但 波形显示暗，而时基线太亮 电子测量原理电子测量原理 第27页 Ts t t (a)被测脉冲 (d)触发扫描 扫描等待能较好地观测脉冲 电子测量原理电子测量原理 第28页 t 0 15 2 3 46 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 uy t ux Ty Tx=2Ty 电子测量原理电子测量原理 第

5、29页 Y输入Y前置 放大器 触发电路 延迟线 Y后置 放大器 水平 放大器 扫描 发生器 Y输入 外触发 内 外 至X 偏转板 至Y 偏转板 校准信号 发生器 低压电源高压电源 电源 至各电路 正高压 负高压 X输入 校准信号 输出 电子测量原理电子测量原理 第30页 vi vo R1 R2 C1 C2 最佳补偿 过补偿 欠补偿 Z1 Z2 2211 CRCR ： 1122 RCR C 1122 RCR C 电子测量原理电子测量原理 第31页 电子测量原理电子测量原理 第32页 电子测量原理电子测量原理 第33页 触 发 点 输 入 信 号 扫 描 电 压 显 示 波 形 扫 描 起 点 t

6、 T 电子测量原理电子测量原理 第34页 触发点 输入信号 扫描电压 显示波形 输入信号 延迟后 td 扫描 起点 tT 电子测量原理电子测量原理 第35页 电子测量原理电子测量原理 第36页 触 发 源 选 择 触 发 耦 合 方 式 选 择 放 大 整 形 电 路 扫 描 闸 门 扫 描 电 压 发 生 器 水 平 放 大 器 比 较 和 释 抑 电 路 触 发 信 号 触 发 电 路 扫 描 发 生 器 环 至 X 偏 转 板 电子测量原理电子测量原理 第37页 放大、整形 电路 内 外 电源 C1 C2 C3 AC AC低频 抑制 HF REJ DC 常态 自动 TV 触发电平 调节

7、至扫描 发生器环触发脉 冲输出 S1 S2 S4 + - S3 极性反 转电路 触发源选择 触发耦合方式选择 触发极性 选择 触发方式选择 电子测量原理电子测量原理 第38页 电子测量原理电子测量原理 第39页 电子测量原理电子测量原理 第40页 电子测量原理电子测量原理 第41页 电子测量原理电子测量原理 第42页 (a) 正电平、正极性(b) 正电平、负极性 (c) 负 电 平 、 负 极 性(d) 负 电 平 、 正 极 性 电子测量原理电子测量原理 第43页 电子测量原理电子测量原理 第44页 扫描闸门 扫描锯齿波 发生器 比较和释抑 电路 +E 至X放大器 +E “稳定度” 调节 比

8、较电平 触发脉冲 输入 “增辉” 脉冲 电子测量原理电子测量原理 第45页 电子测量原理电子测量原理 第46页 电子测量原理电子测量原理 第47页 ui C Rb1 Re Rc1Rc2 Rb2 V1V2 uo +E 电子测量原理电子测量原理 第48页 0 1 ,0 o EE Vdttt CRR C 来自 扫描闸门 - + R C +E 扫描锯齿波 输出 V o 电子测量原理电子测量原理 第49页 /st x 电子测量原理电子测量原理 第50页 电子测量原理电子测量原理 第51页 电子测量原理电子测量原理 第52页 E1 E0 E2 Er 来自比较电路 的参考电平 （比较电平） 扫描发生 器输出

9、Vo 上触发电平 下触发电平 通过“稳定度 ”调节的静态 工作电平E0 触发脉冲 1 2 3 4 5 抑制期 回扫期 开始下一 次扫描 跟随Vo 6 释放 闸门输出 叠加后的 闸门输入 电子测量原理电子测量原理 第53页 电子测量原理电子测量原理 第54页 电子测量原理电子测量原理 第55页 电子测量原理电子测量原理 第56页 电子测量原理电子测量原理 第57页 Y 1输 入 电 路 Y 1前 置 放 大 器 Y 1 门 电 路 电 子 开 关 延 迟 线 Y后 置 放 大 器 Y 2输 入 电 路 Y 2前 置 放 大 器 Y 2 门 电 路 至 Y 偏 转 板 Y 1输 入 Y 2输 入

10、控 制 信 号 电子测量原理电子测量原理 第58页 uy1 uy2 ux 电子测量原理电子测量原理 第59页 uy1 uy2 ux 电子测量原理电子测量原理 第60页 前置放大延长线 Y后置放大 A触发A扫描 电子开关 X放大 电压比较 B触发 选择门 Y线光迹 分离电路 + - B扫描 RP Y输入 A增辉 B增辉 1 2 3 4 电子测量原理电子测量原理 第61页 电子测量原理电子测量原理 第62页 1 2 3 4 输 入 信 号 A 触 发 A 扫 描 延 迟 触 发 电 平 B 触 发 B 扫 描 A 增 辉 B 增 辉 合 成 增 辉 电子测量原理电子测量原理 第63页 电子测量原理

11、电子测量原理 第64页 取样脉冲 p(t) 输入信号 Vi(t) 取样信号 Vo(t) t t 电子测量原理电子测量原理 第65页 t t 输入信号 取样脉冲 取样信号 经放大和延长 电路后的信号 （显示波形） mT t 2 t3 t4 t s TmTt 1 2 3 4 5 电子测量原理电子测量原理 第66页 输入信号输出信号 Vi(t)Vo(t) 取样脉冲 p(t) 取样门 R C S s TmTt 电子测量原理电子测量原理 第67页 1 2 h t f 电子测量原理电子测量原理 第68页 输入信号 Y放大器输出 t mT t 2 t 3 t4 t s TmTt 1 2 3 4 5 t X放

12、大器输出 （扫描阶梯波电压） 电子测量原理电子测量原理 第69页 延 迟 线 取 样 电 路 触 发 电 路 Y 延 长 门 垂 直 放 大 器 水 平 放 大 器 步 进 脉 冲 发 生 器 Y输 入 外 触 发 内 外 扫 描 信 号 发 生 器 至 X 偏 转 板 至 Y 偏 转 板 电子测量原理电子测量原理 第70页 A 反馈电路 Cs Cm ui(t) S1 取样门 取样脉冲 延长门脉冲 S2 延长门 + - 至Y放大器 uo(t) 跟随器 交流 放大器 电子测量原理电子测量原理 第71页 1csi uKA u 电子测量原理电子测量原理 第72页 21212oiiii uKAuKA

13、uuKAu 电子测量原理电子测量原理 第73页 快斜波 发生器 水平 放大器 电压 比较器 触发脉冲 阶梯波 发生器 取样脉冲 发生器 泵 发生器 至取样门 至X 偏转板 电子测量原理电子测量原理 第74页 触发脉冲 t2 t3 t s TmTt 步进延迟 脉冲 快斜波、 阶梯波 mT 12 34 电子测量原理电子测量原理 第75页 3 0.44 0.64 dB f 电子测量原理电子测量原理 第76页 s s U n U 电子测量原理电子测量原理 第77页 1 s F F U tT N U 电子测量原理电子测量原理 第78页 K G A1A2 G11G12 G21G22 K1 K2 收集极存储

14、介质 存储栅网 荧 光 屏 YX 写入电子枪 偏转系统 读出电子枪记忆与显示 记录系统泛射系统 电子测量原理电子测量原理 第79页 电子测量原理电子测量原理 第80页 衰减器放大器 触发 电路 A/D 转换器 延迟线 存储器 （RAM） D/A 转换器 地址 计数器 D/A 转换器 垂直 放大器 水平 放大器 扫描 发生器 逻辑控制电路 （微处理器） 输入 外触发 内 外 实时 存储 实时 实时 存储 存储 至X 偏转板 至Y 偏转板 电子测量原理电子测量原理 第81页 电子测量原理电子测量原理 第82页 电子测量原理电子测量原理 第83页 电子测量原理电子测量原理 第84页 电子测量原理电子

15、测量原理 第85页 新波形到来移出，消逝 输入波形 放大显示波形 (a) 卷动显示(b) 放大显示 电子测量原理电子测量原理 第86页 电子测量原理电子测量原理 第87页 电子测量原理电子测量原理 第88页 电子测量原理电子测量原理 第89页 /div N f t 电子测量原理电子测量原理 第90页 电子测量原理电子测量原理 第91页 电子测量原理电子测量原理 第92页 + - + - + - 编 码 逻 辑 电 路 输 出 寄 存 器 Vi R R R +V r - Vr 采样时钟 比较器 n n-1 1 n n-1 1 MSB LSB 电子测量原理电子测量原理 第93页 S/H 4位 并行

16、A/D 4位 并行A/D 4位 D/A - + 减法 放大器 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 (MSB) (LSB) Vi V1 电子测量原理电子测量原理 第94页 A/D 转换器 寄存器 RAM1 RAM2 Vi /2 fs 电子测量原理电子测量原理 第95页 电子测量原理电子测量原理 第96页 Y A 顺 序 取 样 Y B 顺 序 取 样 通 道 转 换 器 A B 通 道 转 换 器 A/DRAM V iA V iB 电子测量原理电子测量原理 第97页 电子测量原理电子测量原理 第98页 ADC1 ADC2 RAM1 RAM2 Vi fs 数据输出 Vi fs 反相fs

17、 (a) 原理框图(b) 采样与存储波形图 电子测量原理电子测量原理 第99页 电子测量原理电子测量原理 第100页 电子测量原理电子测量原理 第101页 电子测量原理电子测量原理 第102页 电子测量原理电子测量原理 第103页 电子测量原理电子测量原理 第104页 电子测量原理电子测量原理 第105页 vi vo RRi C Ci Z1 Z2 C0 输入探头 示波器 最佳补偿 过补偿 欠补偿 显示波形 电子测量原理电子测量原理 第106页 电子测量原理电子测量原理 第107页 DCy VhDk DC V y D 电子测量原理电子测量原理 第108页 电子测量原理电子测量原理 第109页 4

18、0.5 1020 DCy VhDk (V) 0.5 1 2 5 10 250 100 50 25 5 VmV V/div 零电平线 显示波形 （直流电压） 电子测量原理电子测量原理 第110页 PPyy VhDk P P V y D y k 电子测量原理电子测量原理 第111页 0.5 1 2 5 10 250 100 50 25 5 VmV V/div 零电平线 显示波形 （交流电压） 8 1 18V P Py VhDk 8 2.3 22 22 2 PP P VV V V 电子测量原理电子测量原理 第112页 / xx TxDk x D x k 电子测量原理电子测量原理 第113页 x D

19、电子测量原理电子测量原理 第114页 0.2 0.5 1 2 10 10010 1 100 50 S ms t/div 5 5 ns x 7 10 /7 10 xx TxDk msms 电子测量原理电子测量原理 第115页 A BA Bx TxD A B x x D xA-B 电子测量原理电子测量原理 第116页 xA-B 电子测量原理电子测量原理 第117页 xA-B 电子测量原理电子测量原理 第118页 T x o 360 T x x 电子测量原理电子测量原理 第119页 x 1 x 2 x T 电子测量原理电子测量原理 第120页 H N V N y f x f y H xV f N f

20、N 电子测量原理电子测量原理 第121页 2 6MHz2 6 H yx V N ff N 1 6MHz2 3 H yx V N ff N MHz MHz NH NV 电子测量原理电子测量原理 第122页 00 arcsin,arcsin mm yx yx 或 电子测量原理电子测量原理 第123页 2x0 2xm 2y02ym 电子测量原理电子测量原理 第124页 电子测量原理电子测量原理 第125页 T t f V(f) 1/2/ T t f V(f) 1/2/ 时时域域中中的的重重复复脉脉冲冲 频频域域中中的的脉脉冲冲串串频频谱谱 V(t) 电子测量原理电子测量原理 第126页 2 1 0

21、( )( ),0,1,1 m jnk m n X kx n en km 电子测量原理电子测量原理 第127页 A A f f 9 9 0 0% % 1 1 0 0% % 5 5 0 0% % b b c c T T t tr r t tf f 理理想想脉脉冲冲实实际际脉脉冲冲 A Aw w e e 顶顶 底底 d d 电子测量原理电子测量原理 第128页 电子测量原理电子测量原理 第129页 电子测量原理电子测量原理 第130页 y ASKH 电子测量原理电子测量原理 第131页 22 0rrxr ttt 电子测量原理电子测量原理 第132页 电子测量原理电子测量原理 第133页 m c E

22、m E 调制信号振幅 载波信号振幅 t U(t) 0 Em Ec Em b a 100% ab m ab 电子测量原理电子测量原理 第134页 u u( (t t) ) + + + + + - - - - X X Y Y b a a b 电子测量原理电子测量原理 第135页 ( )x t( )y t 激激励励 响响应应 系系 统统 （微微分分方方程程） （传传递递函函数数） （频频率率响响应应函函数数） （脉脉冲冲响响应应函函数数） 电子测量原理电子测量原理 第136页 t t0 0 )(t t t0 0 u(t)u(t) (a)单位脉冲信号单位脉冲信号(b)单位阶跃信号(b)单位阶跃信号 1

23、 1 0 ( ) 00 t t t ( )1t dt 且 10 ( ) 00 t u t t ( )( )( )( ) t d u ttt dtu t dt 电子测量原理电子测量原理 第137页 ( )( )( )() ( )( ) ()y tx th tx thdxh td 脉冲响应脉冲响应输入单位脉冲信号时对应的系统输出。输入单位脉冲信号时对应的系统输出。 阶跃响应阶跃响应输入单位阶跃信号时对应的系统的输出输入单位阶跃信号时对应的系统的输出 脉冲响应的积分为阶跃响应脉冲响应的积分为阶跃响应 阶跃响应的微分就是脉冲响应阶跃响应的微分就是脉冲响应 电子测量原理电子测量原理 第138页 微分器微

24、分器示波器示波器被测系统被测系统 单位阶跃单位阶跃 信号发生器信号发生器 示波器示波器被测系统被测系统 单位脉冲单位脉冲 信号发生器信号发生器 被测系统被测系统示波器示波器微分器微分器 单位阶跃单位阶跃 信号发生器信号发生器 h(t)h(t) h(t)h(t) h(t)h(t)u(t)u(t) u(t)u(t) 阶跃阶跃 响应响应 )(t )(t 电子测量原理电子测量原理 第139页 ( )( ) ()( ) ()( )( )( )( ) mm y nx m h nmh m x nmx nh nh nx n ( )( )(1/ ) ( )( )( )(1/ ) ( )h ty tx tx ty th t或 ( )(