第3-1数字存储示波器

1、现代电子测量3.6 3.6 数字存贮示波器（数字存贮示波器（DSODSO） 基本组成基本组成 第第3 3章章 时域测量时域测量Y Y放大器放大器ADCADCY Y输入输入回路回路触发电路触发电路逻辑控制逻辑控制Y Y输出输出放大器放大器RAMRAMDACDACX X输出输出放大器放大器DACDAC现代电子测量 基本原理基本原理 逻辑控制：由键盘、逻辑控制：由键盘、CPUCPU和和ROMROM组成。组成。 测量工作的两个阶段：测量工作的两个阶段： 取样存贮：将模拟电压变换成数字信号存入取样存贮：将模拟电压变换成数字信号存入RAMRAM的过程，该过程包括取样、量化、按序存入的过程，该过程包括取样、

2、量化、按序存入存贮单元。存贮单元。 读出显示：按序读出读出显示：按序读出RAMRAM中存放的数据，经中存放的数据，经D/AD/A转换成模拟电压，送转换成模拟电压，送Y Y通道。水平扫描电压通道。水平扫描电压为阶梯波电压，其上升速度对应与数据读取速为阶梯波电压，其上升速度对应与数据读取速度。度。第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量 在一个完整测量的两个阶段，可选择取样在一个完整测量的两个阶段，可选择取样存贮和读出显示有相同的速度，也可快速存贮、存贮和读出显示有相同的速度，也可快速存贮、低速读出，或低速存贮、快速读出。低速读出，或低速存贮、快速读出。 如：测量甚低频信号，若等速读出，则易如

3、：测量甚低频信号，若等速读出，则易出现波形显示的闪烁。宜采用低速存贮、快速出现波形显示的闪烁。宜采用低速存贮、快速读出的方式。读出的方式。第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量 主要技术指标主要技术指标第第3 3章章 时域测量时域测量1 1、最高采样速率：指单位时间内的取样次数，取、最高采样速率：指单位时间内的取样次数，取样速率高能更准确地还原被测信号的实际信息。样速率高能更准确地还原被测信号的实际信息。2 2、存储容量（存储深度）：表示一次采样存储过、存储容量（存储深度）：表示一次采样存储过程能够存放的取样点数。程能够存放的取样点数。3 3、存储带宽：、存储带宽： 理论上可以根据采样定

4、理确定其为理论上可以根据采样定理确定其为最高采样速率的一半，实际上因显示恢复技术等的最高采样速率的一半，实际上因显示恢复技术等的限制要稍小一些。由带宽因子限制要稍小一些。由带宽因子K K和最高采样速率决和最高采样速率决定。定。现代电子测量4 4、分辨力：分为电压（垂直）分辨力和时间（水、分辨力：分为电压（垂直）分辨力和时间（水平）分辨力。前者取决于平）分辨力。前者取决于A/DA/D的位数，通常以量的位数，通常以量化结果最低有效位对应的电压值表示。后者指化结果最低有效位对应的电压值表示。后者指X X坐标相邻样点的时间间隔，取决于水平通道坐标相邻样点的时间间隔，取决于水平通道D/AD/A的位数。的

5、位数。 DSODSO的实际测量精度不只取决于上述分辨力，的实际测量精度不只取决于上述分辨力，还与其它条件有关，如系统噪声、扫描速度等。还与其它条件有关，如系统噪声、扫描速度等。第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量 数字存贮示波器的主要特点数字存贮示波器的主要特点可以长期存贮波形可以长期存贮波形 存储器只要不断电即可长期保留存储的波存储器只要不断电即可长期保留存储的波形。便于在需要时进行波形比较。并可利用多形。便于在需要时进行波形比较。并可利用多个存储器进行多波形比较。个存储器进行多波形比较。多种触发方式：多种触发方式： DSODSO信号通道不断进行采样、存储，触发信号通道不断进行采样、

6、存储，触发可作为停止存储的标志，可正延时或负延时触可作为停止存储的标志，可正延时或负延时触发，延时时间通过程序设定，也便于观测发，延时时间通过程序设定，也便于观测单次单次过程过程等特殊信号。等特殊信号。第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量多种显示方式多种显示方式 刷新显示和滚动显示适合观测不同信号。刷新显示和滚动显示适合观测不同信号。 峰值检测功能峰值检测功能 便于检测毛刺信号。便于检测毛刺信号。便于数据处理便于数据处理 利用内部计算机通过软件对存储器所存数据利用内部计算机通过软件对存储器所存数据进行运算，可以方便地进行数据处理，如误差进行运算，可以方便地进行数据处理，如误差处理、处理

7、、FFTFFT等。等。第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量平均功能平均功能 通过对采集数据的平均通过对采集数据的平均, ,可对噪声干扰进行可对噪声干扰进行抑制抑制, ,便于从干扰中提取微弱的欲检测信号。便于从干扰中提取微弱的欲检测信号。CRTCRT读出功能读出功能 在显示屏可直接读取各相关的测量时间和电在显示屏可直接读取各相关的测量时间和电压参量。压参量。数据输出功能数据输出功能 通过通过RS-232RS-232、GP-IBGP-IB、USBUSB等各种类型的接口，等各种类型的接口，进行数据的输出和共享，以便于自动测试系统的进行数据的输出和共享，以便于自动测试系统的构建。构建。第第3

8、3章章 时域测量时域测量现代电子测量第第3 3章章 时域测量时域测量3.7 3.7 示波器功能扩展示波器功能扩展用示波器检测二极管的方法用示波器检测二极管的方法信号源X Y示波器2K5001K检测：检测：I ID D= f(U= f(UD D) )现代电子测量第第3 3章章 时域测量时域测量 测试方法：测试方法：1.1.使信号源输出电压使信号源输出电压10V,10V,频率频率100Hz,100Hz,示波器工示波器工作在作在X-YX-Y显示方式。显示方式。2.2.将两个电位器调至适当位置将两个电位器调至适当位置, ,观察显示结果。观察显示结果。正常正常断路断路击穿击穿现代电子测量第第3 3章章

9、时域测量时域测量原理分析原理分析: : 信号源输出电压作为二极管偏置电压的同信号源输出电压作为二极管偏置电压的同时，也作为示波器的时，也作为示波器的X X扫描电压，因此水平轴可扫描电压，因此水平轴可表示二极管偏置电压的变化情况。表示二极管偏置电压的变化情况。 通过二极管电流的大小，由与其串联的电通过二极管电流的大小，由与其串联的电阻上电压表示，作为阻上电压表示，作为Y Y轴输入信号，因此轴输入信号，因此Y Y轴可轴可以表示二极管导通电流的大小。以表示二极管导通电流的大小。现代电子测量晶体管图示仪工作原理晶体管图示仪工作原理 在在i iB B一定时测量一定时测量i iC C与与u uCECE间的

10、关系曲线间的关系曲线 测量测量i iB B不同时的不同时的i iC C与与u uCECE间的关系曲线间的关系曲线第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量第第3 3章章 时域测量时域测量 用阶梯波电压控制用阶梯波电压控制i iB B的改变，用示波器显示的改变，用示波器显示i iC C与与u uCECE间的关系曲线间的关系曲线 用半波脉动电压做用半波脉动电压做X X扫描及扫描及u uCECE，阶梯波电压，阶梯波电压同步脉动电压，用取样电阻将同步脉动电压，用取样电阻将i iC C转换为电压送转换为电压送到到Y Y通道。通道。基基极极阶阶梯梯 信信 号号发发生生器器 X X轴放大器轴放大器 集电极

11、扫描集电极扫描 电压发生器电压发生器 Y Y轴放大器轴放大器NPNNPNPNPPNP示波管示波管取样电阻取样电阻PNPPNPNPNNPN现代电子测量现代电子测量3.8 3.8 示波器的应用示波器的应用 电压测量电压测量 “ “微调微调”置校准位，选择置校准位，选择“粗调粗调”使波形显使波形显示幅度适当，根据粗调刻度和所用探极衰减比及示幅度适当，根据粗调刻度和所用探极衰减比及波形对应位置的垂直高度求得结果。波形对应位置的垂直高度求得结果。问题：测量直流电压时的步骤？问题：测量直流电压时的步骤？第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量 时间参量测量时间参量测量 “ “微调微调”置校准位，选择置

12、校准位，选择“粗调粗调”使波形使波形显示疏密度适当，根据粗调刻度和波形对应位显示疏密度适当，根据粗调刻度和波形对应位置的水平宽度求得结果。置的水平宽度求得结果。问题：当偏转灵敏度粗调和扫描速度粗调问题：当偏转灵敏度粗调和扫描速度粗调 均未经过或无法进行校准时，怎样进行定均未经过或无法进行校准时，怎样进行定量测量？量测量？第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量 用李沙育图形法进行频率测量用李沙育图形法进行频率测量 示波器工作方式选示波器工作方式选X-YX-Y显示，将被测信号与标显示，将被测信号与标准频率源信号分别输入准频率源信号分别输入Y Y、X X通道。调节标准信号通道。调节标准信号频率

13、直至示波器显示稳定的李沙育图形，分别作频率直至示波器显示稳定的李沙育图形，分别作水平线和垂直线（不过交点、不为切线）与李沙水平线和垂直线（不过交点、不为切线）与李沙育图形形成交点分别育图形形成交点分别为为m m个和个和n n个。则被测个。则被测信号与标准频率源信信号与标准频率源信号的频率之比为号的频率之比为m:nm:n。第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量 相位差的测量相位差的测量 线性扫描法：示波器在双踪显示方式，并选线性扫描法：示波器在双踪显示方式，并选择只由一路信号来进行触发。将显示的两个波形择只由一路信号来进行触发。将显示的两个波形的零线调至重合，且显示幅度相同。测出对应点的零

14、线调至重合，且显示幅度相同。测出对应点间距及周期，从中求得相位差。间距及周期，从中求得相位差。t=2t/T=2t/T第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量李沙育图形法：要比较的两个信号分别输入李沙育图形法：要比较的两个信号分别输入X X、Y Y通道，根据显示的李沙育图形可以判断两者的通道，根据显示的李沙育图形可以判断两者的相位关系。相位关系。相位差：相位差： 0 0o o 0 0o o9090o o 90 90o o 90 90o o180180o o 180 180o o ymy0myy0arcsin第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量 调幅系数的测量调幅系数的测量调幅波的一般

15、表示调幅波的一般表示 v=Va(1+mcost)costv=Va(1+mcost)cost其幅度最大值为其幅度最大值为Va(1+m)Va(1+m) 最小值为最小值为Va(1-m)Va(1-m)第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量线性扫描法：线性扫描法： 将已调幅信号加到示波器的将已调幅信号加到示波器的Y Y输入，调制输入，调制信号送入信号送入X X通道的外触发输入，以同步扫描电通道的外触发输入，以同步扫描电压，得到稳定的调幅波显示波形。测出下图中压，得到稳定的调幅波显示波形。测出下图中的的A A和和B B。ABA=2Va(1+m) B=2Va(1-m)A=2Va(1+m) B=2Va(1-m)m=(A-B)/(A+B)m=(A-B)/(A+B)第第3 3章章 时域测量时域测量现代电子测量 电容的测量电容的测量按下图连接测量电路按下图连接测量电路信信号号源源CH1 CH2CH1 CH2示示波波器器RpRpCxC