电子测量1PPT学习教案

1、会计学1电子测量电子测量1 一、概述：1931年美国无线电公司发明。特点：1、直接观测和真实显示被测波形。可显示脉冲信号的前后沿、脉宽、上升下降时间。第1页/共42页2、是时域测试典型仪器，能检测信号波形是否正常，有无失真以及相关关系。3、X-Y图示仪。 4、是多种电量和非电量测试和测量中的基本测试仪器。分类通过描绘被研究的信号随时间的变化，可用于调试电子电路、维修仪器设备。是构成其他两个测试领域的仪器设备的基础。根据示波器的性能和结构，分为：通用示波器；多束示波器；取样示波器；记忆、存储示波器；专用或特殊示波器。第2页/共42页二、示波测试的基本原理：衰减Y前置放大器延迟线Y输出放大器扫描发

2、生器环触发电路X放大器电源输入输入 X Y外触发输入校准信号发生器校准输出s2Y通道X通道s150Hz电源第3页/共42页灯丝阴极K栅极G1G2阳极A1A2FY2Y1X2X1电子枪偏转系统一、阴极射线示波管示波管由电子枪、偏转系统、荧光屏组成第4页/共42页KA1A2G1G2_+辉度聚焦辅助聚焦XYA2VabVy+_ s LyyaVbVLsy2yyVhy 灵敏度：Dy =1/hy第5页/共42页电子枪电子枪的作用是发射电子并形成强度可控制的很细的电子束。它由以下几部分组成： 1.灯丝F在交流低压(如6.3V)下使钨丝烧热,用于加热阴极。2.阴极K是一个表面涂有氧化钡（其逸出功小，内部自由电子容

3、易逸出）的金属 3.第一栅极G1调节G1的电位可以调节示波器的亮度，常置于示波器面板上供使用。 当控制信号加于G1，其亮度可随之改变，则可以传递信息，称为示波器的Z轴电路。4.第二栅极G2隔离开G1和A1，以减小亮度调节与聚焦调节的相互影响。5.第一阳极A1与第二阳极A2构成一个电子透镜，对电子束起聚焦作用。 6.第二阳极A2是个更大的同轴圆筒，其上电压较高，它主要与A1构成电子透镜。 第6页/共42页2. 偏转系统1静电偏转-光点法-用于示波器2. 磁偏转-光栅法-用于电视机、计算机显示器及示波器。第7页/共42页三 荧光屏 在示波管正面内壁涂上一层荧光物质，荧光物质将高速电子的轰击动能转变

4、为光能，产生亮点。 余辉时间：当电子束从荧光屏上移去后，光点仍能在屏上保持一定的时间才消失。从电子束移去到光点亮度下降为原始值的10，所延续的时间称为余辉时间 小于10s的为极短余辉； 不同荧光材料余辉时间不一样：10s1ms为短余辉（通常是蓝色，便于摄影感光）；1ms0.1s为中余辉（通常为绿色，眼睛不易疲劳）； 0.1s1s为长余辉（通常是黄色）；大于1s为极长余辉（通常是黄色）。第8页/共42页二、图象显示的基本原理：示波器图象显示原理分为显示y=f（t）图形和显示任意两波形关系变量的图形。1、显示y=f（t）时变图形（1）、扫描A、偏转特性：yyVhy 测试信号波形的理论依据是：示波器

5、CRT偏转特性静电特性，y Vy，x Vx光点在锯齿波作用下扫动的过程称为扫描，从左到右称为扫描正程，从右到左为回程。第9页/共42页B、扫描的同步TsTnTnTn =2TsTn =Ts+1/4Ts为得到稳定的波形，必须保证同步关系，即 Tn=NTs N-为整数第10页/共42页C、连续扫描和触发扫描 Ts被测脉冲连续扫描Tn=Tst TntTn连续扫描Tn=t触发扫描tvy第11页/共42页*连续扫描的特点：1、扫描发生器连续工作；2、无输入信号时显示一条时基线；*触发扫描的特点：1、被测脉冲到来时扫描一次；2、平时为等待扫描状态；3、主要用于观测占空比很小的脉冲，扫描电压持续时间的选择应等

6、于或稍大于脉冲底宽。在有的示波器上，会有一个按钮来进行选择。第12页/共42页D、关于增辉、消隐存在的问题解决的办法 如图所示：扫描正程时加上增辉脉冲，第13页/共42页KG1G2_+辉度聚焦辅助聚焦A1A2！对于触发扫描，扫描正程增辉可避免无信号时中心亮点毁坏屏幕。第14页/共42页第二节 模拟示波器第15页/共42页一、模拟示波器的基本组成：衰减Y前置放大器延迟线Y输出放大器扫描发生器环触发电路X放大器电源输入输入 X Y外触发输入校准信号发生器校准输出s2Y通道X通道s150Hz电源第16页/共42页二 示波器的Y(垂直)通道 示波器的Y通道的任务是将被观测的信号尽量不失真地加到示波管Y

7、偏转板上。 1.探头（探极）与耦合作用提高输入阻抗作用减小外界干扰提高可测电压幅度分类无源电压探头有源电压探头有源电流探头注意：探头不能张冠李戴，必须配对使用。否则300MHz带宽的示波器可能不到50MHz的效果。 第17页/共42页无源电压探头20pF示波器180pF探头 通用示波器探极原理图输入电阻：1M10M输入电容：180pF18pF展宽了频带分压比：101扩展示波器的量程上限第18页/共42页 附加一个RLC阻抗匹配网络，把工作频率上限提高到了300MHz以上。 带有阻抗匹配时的无源探头 源极跟随器式探头的基本电路第19页/共42页2 输入耦合及衰减器cACDC50 1M1M地20p

8、730pf.1001k10k100k1Mf1KHz 10K 100K 1M 10M 100M 10M 50 第20页/共42页输入衰减器 输入衰减器原理示意图uiuoC1C2R1R2对于直流或低频情况： 212oiuRuRR对于高频情况 212oiuZuZZ第21页/共42页当满足 R1C1=R2C2 能在很宽频率范围得到最佳补偿，使信号不失真。 R1C1=R2C2R1C1R2C2R1C1tb（释抑放电时间大于回扫时间） 比较和释抑电路的工作UPuouitptw实用中只要选定s/cm，扫描环则会自动扫出合适的时基线。（不必调Tn/TS=n同步了）第30页/共42页 在连续扫描情况下，比较和释抑

9、电路的工作t1t2t4t5t1t3Ch充Ur（5)连续扫描状态予置：E0E1环路自激Ch放电至E1打开闸门，扫描开始，到Ur ，Ch充电，到E2扫描结束，Ch又放电。当有信号（2号触发脉冲）则环路被信号所同步。第31页/共42页（二） 触发电路 作用-为扫描门提供触发脉冲 触发电路及其在面板上的对应开关第32页/共42页（1)触发源选择“内”触发：利用从Y通道来的被测信号作触发信号，这是最常 用的情况；“外”触发：是用外接信号作触发信号，但触发信号的周期应 与被测信号有一定的关系，外触发常用在被测信号不适宜作触 发信号或比较两个信号时间关系的情况。“电源触发”：在观测与电源有关的信号时，可选“

10、电源”触 发，以便于与电源同步。 第33页/共42页（2)触发耦合方式 “DC”直接耦合：用于直流或缓慢变化的信号进行触发时； “AC”交流耦合：若用交流信号触发，置AC方式，这时电容C1（约0.47F）起隔直作用； “低频抑制”：利用C1、C2（约0.01F）串联后的电容，抑 制信号中大约2kHz以下的低频成分，主要目的是滤除信号中 的低频干扰； “HF”高频耦合：利用C1和更小的C3（约1000pF）串联后只允许通过频率很高的波 第34页/共42页（3)触发电平与触发极性选择 其作用是让使用者可以选定在被测信号波形的某一点上产生触发脉冲，也就是可以自由选定从信号的某一点开始观测。 示波器窗

11、口现代示波器中设计了“自动触发电路”，使触发点能自动地保持在最佳的触发电平的位置。不同触发“极性”和“电平”时显示的波形(a) 正极性、正电平 (b) 负极性、正电平(c) 正极性、负电平 (b) 负极性、负电平AABCD第35页/共42页1、正极性，正电平触发点第36页/共42页2、负极性，正电平触发点第37页/共42页3、正极性，负电平触发点第38页/共42页4、负极性，负电平触发点第39页/共42页结论： E0调节触发扫描：E1E0E2-常态连续扫描：E0E1E2-自动、高频外触发扫描： E0E2扫描环的巧妙加入，通过调节E0（RW稳定度）可使电路处于： “常态” 触发扫描状态；“自动” 低频连续扫描状态