示波器基本知识及其操作培训课件

示波器基本理论培训教程1目录波和波形什么是示波器示波器的主要指标及其选择指南数字示波器技术的发展2目录波和波形什么是示波器示波器的各个组成部分示波器的类型和区别数字示波器的工作原理示波器的主要指标及其选择指南数字示波器技术的发展3波和波形什么是波波的类型波的参数示波器是测量波的基本仪器4什么是波随时间变化的模式称为波，声波、脑电波、海浪、电压波形都是波波形能够揭示信号的许多特性当看到波形的高度变化，则表示电压值在变化当看到的是平坦的水平线，则表示在一段时间内，信号没有变化。平直斜线表示线性变化，电压以恒定的斜率上升或下降。波形中的尖角指示的是突然的变更5波的类型大多数波都属于如下类型：正弦波方波和矩形波三角波和锯齿波阶跃波和脉冲波噪声波复杂波还有很多波是上述波形的组合6波的类型周期信号和非周期信号同步信号和异步信号7波的参数周期频率正脉冲宽度负脉冲宽度上升时间下降时间幅度占空比＋占空比－延迟相位突发宽度峰-峰值均值周期均值高低值最小值最大值过冲＋过冲－均方值周期均方值8常见波形参数频率和周期幅度和相位9常见波形参数相位差10目录波和波形什么是示波器示波器的各个组成部分示波器的类型和区别数字示波器的工作原理示波器的主要指标及其选择指南数字示波器技术的发展11什么是示波器示波器是形象地显示信号随时间变化波形地仪器，是一种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本种类。示波器的用途：电压表，电流表，功率计频率计，相位计脉冲特性，阻尼振荡示波器的应用：电子，电力，电工压力，振动，声，光，热，磁以示波器为基础的仪器：逻辑分析仪，时域反射仪，晶体管特性测试仪，心电图。。。。12示波器的组成水平系统垂直系统扫描系统触发系统显示系统13示波器的类型模拟示波器模拟数字混合示波器数字示波器数字荧光示波器取样示波器14示波器的典型结构ARTDSODPO放大器水平放大器垂直放大器延迟线触发放大器多路分解器采集信号存储器uP显示存储器A/D放大器数字荧光器A/DuP模拟实时显示串行处理并行处理15示波器的刻度水平刻度垂直刻度触发电平刻度格线1617示波器的主要指标示波器的带宽数字示波器的采样率示波器的触发和信号存储先进的DPO技术18选择示波器的带宽19带宽是选择示波器的第一参数示波器的结构决定了带宽的重要性：放大器的模拟带宽决定了示波器的带宽； 放大器是信号进入示波器的大门，它的带宽决定了示波器的带宽，示波器能请进什么样的信号由这个大门来决定。数字示波器的带宽也是模拟带宽。20带宽测量AC波形的仪表通常有某种最大频率，超过它，测量精度就会下降，这一频率就是仪表的带宽，它由仪器的幅频特性决定。

定义：在幅频特性中，仪表的灵敏度下降3dB，此时的频率为仪表的带宽。注：只能测量AC电压的仪表，必须对高频和低频带宽都加考虑。100%（0dB）71%（-3dB）仪表的带宽（BW）

只能测量低频交流的仪表在处也下滑。幅频特性曲线21选择示波器的带宽依据以谐波情况为核心选择示波器；以上升沿情况选择示波器；22波形谐波除绝对的正弦波之外，周期波含的一切频率分量称谐波。谐波频率是基波频的整数倍。周期波无论其波形如何都有谐波。周期波给定的频率为基波频率。方波基波为正弦波23以方波为例方波是由基波与无数奇次谐波叠加所构成，包含的谐波越多，波形越近似方波。方波的质量根据包含的谐波次数，其近似程度有所不同。每个谐波的幅度必须使波形成为方波所需要的恰当值。此外，谐波之间的相位关系也必须正确：

谐波以不等量延迟，即使谐波幅度正确，方波也会失真。叠加3次谐波叠加5次谐波基波叠加7次谐波叠加9次谐波方波24由方波为例得知正弦波只有一个基波，仪表的带宽必须至少是波形的频率。但是，在大多数情况下，这仅仅是最基本的，如果只是这样，是不够精确的，甚至是错误的。要对波形进行准确的测量，对于非正弦波的波形，必须考虑其谐波。假如组成波形的主要谐波分量超出仪表的带宽，那么我们就不能精确地测得波形的参数。25测量20MHz的方波在20MHz带宽示波器测试所显示的结果在200MHz带宽示波器测试所显示的结果示波器所显示的波形仪器带宽对测量波形影响26带宽对方波的影响带宽如何在时域影响波形。信号进入示波器首先是通过放大器，它是一个低通滤波器。放大器的带宽很宽（和基波比较），输出方波不表现失真。放大器的带宽变窄，波形中的某些谐波不能通过，输出的方波发生畸变，产生误差。放大器带宽很窄，输出的几乎完全不像方波，由于缺少主要的谐波分量，波形呈圆弧状。低通滤波器高带宽时的输出中带宽时的输出低带宽时的输出输入输出27波形的谐波与测量精度的关系 波形重要谐波数（基波10％）正弦波无谐波分量方波1:9三角波1:3脉冲波（占空比50％）1:9脉冲波（占空比25％）1:14脉冲波（占空比10％）1:26注：列出的影响波形的谐波数是基波的倍数：2890％10％上升时间测量*上升时间理想的方波和脉冲波的电压是有突然变化的波形，陡变有一定时间这取决于系统带宽及其他电路参数。波形从一种电压变至另一种电压的时间称为上升时间上升时间通常在过渡的10％至90％处29测量仪表的带宽将影响脉冲和方波的上升时间，上升时间和带宽的关系由下式决定：T上升＝0.35/BWBW=带宽（－3dB时的频率）（单位Hz）波形从最小值过渡到最大值越快，所含谐波就越多，波形所含的频率量也越高。仪表的上升时间应小于被测量信号波形的上升时间。测量所得的上升时间＝信号上升时间2＋测量仪表上升时间2上升延同带宽的关系30波形上升时间与测量精度的关系 1:1 41% 2:1 22% 3:1 12% 4:1 5% 5:1 2% 7:1 1% 10:1 0.5%信号上升时间仪表上升时间之比 上升时间测量精度％31总结：选择示波器的带宽波形的重要谐波列出的影响波形的谐波数是基波的倍数：波形重要谐波数（基波10％）正弦波1:1方波1:9三角波1:3脉冲波（占空比50％）1:9脉冲波（占空比25％）1:14脉冲波（占空比10％）1:26（正弦波基波为：1）

上升时间与测量精度信号上升时间上升时间仪表上升时间测量精度

之比％

1:141%2:122%3:112%4:15%5:12%7:11%10:10.5%32采样原理及应用33采样采样点数字化需要的保持时间采样间隔采样是等间隔地进行；采样率以“点/秒”来表示。34采样时发生了什么？采样过程信号采样数字化存储采样保持转换成为数据顺序存储屏幕显示选定部分的内存屏幕1011100111110101...11…01…11…11…10…01…00…11…35采样过程模拟信号转化为数字信号经变换后最终恢复成模拟波形显示在示波器上，通俗地说，采样实际上是在用点来描绘进入示波器的模拟信号。“死区”指的是仪表不捕获信号的时间，如：数字化过程、数据处理过程，模拟示波器的回扫过程……数据存储到存储器中，还可以进行预触发，后触发的观察与分析。36泰克公司数字实时采样技术轻易地捕捉到5ns的毛刺最小水平时基为100ns，即未能对单次毛刺进行捕捉采样率对单次信号的捕获的影响37欠幅脉冲捕捉毛刺捕捉实际工作中，比如：冲击电流、破坏性试验的捕捉和测量，对欠幅脉冲、单脉冲、毛刺、电源中断、电压击穿、开关特性等等瞬态信号和非重复信号进行捕捉和分析，这些都是每天都要面对的。（稳态和瞬态的分析）单次信号的捕获应用广泛38只需一次触发已采集信号所有资料实时采样是最直观的采样方式，采样率超过模拟带宽4－5倍或更高。重复带宽＝单次带宽不仅适用捕获重复信号，而且是捕捉单次信号以及隐藏在重复信号中的毛刺和异常信号的有效方法。数字实时采样技术39单次采样带宽也就是我们常说的实时带宽，它是由模拟带宽、采样率以及波形重建的方法共同决定，因此它决定了所构建的单次波形的完整性。波形重建的方法主要是指波形再现的插值算法。幅度时间对于单次事件，示波器必须具有足够的采样速率用以恢复单次捕捉所获得的波形。奈奎斯特抽样定律中指出采样率至少为信号最高频率带宽的2倍从而保证信号在恢复时不发生混迭现象。单次采集带宽40总结：采样率的选择我们在确定示波器的带宽后，还要选择足够的采样率来与之相配合，这样才能获得适合于实际测量中的实时带宽，从而获得满意的测量结果。如果在实际的测量中，比较重视单次信号的精确信息，我们建议采样率要在带宽的五倍以上，最好能在八到十倍。41示波器的触发和信号存储42示波器的触发触发电路的作用就是保证每次时基在屏幕上扫描的时候，都从输入信号上与定义的触发点相同的点开始，这样每一次扫描的波形就同步的，从而显示稳定的波形，见图b/c；没有触发电路在屏幕上看到的将会是具有随机起点的很多波形杂乱重叠的图象，见图a。触发是使用示波器最麻烦的一点，示波器提供了许多触发方式，可根据测量问题加以应用。作为数字示波器来说，触发实际上参与了确定波形的存储起点。}}}321不正常触发正常触发abc43触发耦合触发耦合：触发信号与触发电路的耦合方式默认时为DC耦合，触发源直接连到触发电路交流耦合：触发源通过一个串联的电容连到触发电路HF抑制：使触发源信号通过低通滤波器以抑制高频分量，这意味即使一个低频信号中包含很多高频噪声，仍能使其按低频信号触发。LF抑制：使触发源信号通过一个高通滤波器以抑制其低频成分，这对于显示包含很多电源交流声的信号时的情况是很有用的。TV触发：在TV模式下触发电平控制不起作用。这时示波器使用视频信号中的同步脉冲作为触发信号。TV触发有两种模式，TVF场和TVL行数字示波器的高级触发功：单次、毛刺、宽度、欠幅脉冲、斜率、建立/保持逻辑（定时关系和状态分析）TV（可选场/行和行计数）44触发隔离（Holdoff）有些信号具有多个可能的触发点，如右图数字信号。 该信号虽然在较长的时间周期内是重复的，但是在短时间内情况则不然，这样一来，正常触发扫描出的波形出现混迭。为解决这个问题，采用了触发隔离功能，即在各次扫描之间加入延迟时基，使得扫描的每次触发总是从相同的信号沿开始。从而得到稳定的波形显示。另一方面，触发隔离的使用显然在波形捕获方面遭到了损失。隔离时间过短波形混迭正确隔离时间45记录长度定义：

一个波形记录是指可被示波器一次性采集的波形点数。最大的记录长度由示波器的存储容量决定，要增加存储容量才能增加记录长度。记录长度和观看波形细节有关：46波形的存储示波器的存储由两个方面来完成：触发信号和延时的设定确定了示波器存储的起点；示波器的存储深度决定了数据存储的终点。记录时间＝记录长度/采样率触发点延时时间记忆长度起点终点47记录长度的计算记录时间＝记录长度/采样率举例：TDS3012B，记录长度10K约为10000点时基与采样率的关系48

数字示波器的一个最显著特点在于它容许用户观看触发前的事件。这是因为数据被连续地存储到内存中，同时触发事件在数据量足够后停止采集。预触发/后触发采样点数字化时间等间隔可选的预/后触发49毛刺预触发单次采样其他方面应用如：开关特性输入和输出瞬态特性，以输出信号触发来观看研究输入的小信号。捕捉毛刺预触发50数字示波器的高级触发功能高级触发功能的模式，主要针对数字信号：首先，对偶尔出现问题的信号现象进行预测；确定脉冲的受限状态况，以及安排用一个脉冲，或者是与这些状况相匹配的脉冲来触发。具体形式有：脉冲宽度触发；矮脉冲触发；脉冲斜率触发；逻辑触发建立/保持时间触发……51数字示波器滚动模式滚动模式是一种可以应用于全连续显示的方式 在这种模式下，示波器采集采样点并立即将采集的数据复制到显示存储器。而这些新的采样点显示于屏幕的右面，屏幕上已有的波形则向左滚动。老的采样点一但移到屏幕左面即行消失。这样一来屏幕上显示的波形总是反映出最新信号对时间变化的情况。由于有了滚动模式，就可以用示波器来代替图表记录仪来显示慢变化的现象，如化学过程、电池的冲放电周期或温度对系统性能的影响等。52先进的DPO技术53

数字荧光示波器

能够以信号的三维信息，即：幅度，时间，以及幅度随时间的变化，实时地显示，存储与分析复杂信号的新一代示波器。

数字荧光示波器（DPO）的定义54数字荧光示波器

泰克公司的数字荧光示波器是基于一种新的高速并行处理器结构(DPX),它同时具有信号获取和显示处理能力DPX是泰克公司独有的波形成像处理技术,它负责建立和处理实时的显示亮度等级DPX提供了比数字示波器多

1000倍的信号数据具有Y-T,X-Y,X-Y-Z显示模式55结构比较ARTDSODPO放大器水平放大器垂直放大器延迟线触发器显示放大器多路分解器采集存储器y微处理器显示存储器A/D显示放大器采集光栅显示存储器A/D显示数字磷光微处理器DPX波形图像示波器模拟显示串行处理并行处理NEWNEW56波形的捕获的比较模拟示波器数字荧光示波器数字存储示波器57示波器的波形捕获率波形捕获率也就是波形刷新率，已经成为考核一台示波器的重要参数之一；对于示波器来说，波形捕获率高，就能够组织更大数据量的波形质量信息，尤其是在动态复杂信号和隐藏在正常信号下的异常波形的捕获方面，有着特别的作用。58为什么模拟示波器产品不能够模拟示波器的缺点只有纯粹的视觉信息闪烁，丢失带宽不够只有边沿触发，无预触发

59为什么数字示波器产品不能够普通数字示波器的缺点

波形捕获率低由于数据不够，造成混跌2维数据显示不能表明事件发生频度60数学荧光示波器特点将ART和DSO的定性和定量性能合二为一，是一项可观的成就。提供三维的信号信息，可用它解释信号的动态特性，包括信号瞬态变化情况和事件频率，可精确地显示复杂信号，如视频信号或数字波形上的高速异常信号等。DPO提供的信号数据远远多于DSO，可确保看到所有信号细节，；可防止出现数字混淆现象，并能够轻松地捕获偶发信号事件。61数字荧光示波器(DPO)的发展历程

99年1月TDS3000系列TDS500D/700DTDS30002000年6月TDS7000系列2001年8月TDS3000B系列2001年10月TDS5000系列98年6月TDS500D/700DTDS7000新产品TDS3000B新产品TDS500062

自从1999年1月系列面市以来,已经超过50,000台TDS3000应用在各行各业!泰克的TDS3000屡获大奖Test&MeasurementTestProductoftheYear,2000TDS3000-WINNERControlEngineering1999Editors’ChoiceAwardTDS3000-WINNEREvaluationEngineeringReaders’Choice1999TDS3000-WINNER6364如何合理选择示波器呢？泰克示波器产品技术咨询---------------北京伯仲达仪器公司侯强整理侯强整理65首先来了解一下有关测量仪器组合的基础知识电路试验、调试和电子设备安装调试以及检修排除电路故障的常用仪器有：示波器万用表频率计信号源电源它们的作用是：完成对电路的静态和动态工作状态参数的测量信号源电源电压电流表被测电路示波器频率计我这里有一个常用的各种电路测量的示意图：66示波器是观察电信号的强有力的工具和窗口示波器功能的简要介绍：示波器既不像电压表也不像频率计那样只提供单维信息（电压值、频率值），它可以提供更多的信息。示波器能够精确的复现作为时间函数的电压波形、测定波形量（如幅度和频率、比较两个不同波形、测量它们的时间和相位关系，并可以以波形显示的亮度层次得到信号出现的频度的第三维的信息。模拟和数字示波器可以完成同样的测量，但内部采用的技术是不同的。数字示波器的技术发展让示波器能够以更高的波形捕获力来观察现实世界。由于数字示波器具有的数学运算功能，它可以是一台具有波形显示的：电压表、电流表、FFT、频率计、功率测量和波形参数分析的综合智能性仪表。2002－05－17北京伯仲达仪器有限公司侯强整理制作示波器技术演变进程CRT屏幕荧光储存示波器MCP模拟示波器（第一代）DPO数字储存示波器数字荧光示波器（第三代）CRT取样InstaVu数字储存示波器（第二代）DRT68泰克示波器产品展示：$1K$15K$5K$10K$20KB/WPrice100Mhz200Mhz300Mhz400Mhz500Mhz1Ghz2Ghz60MhzTDS400THS700TDS500D/TDS700DTDS7000TDS2004Ghz6Ghz8GhzDPODSOTDS600TDS800TDS300069选择示波器需要考虑的要素模拟还是数字？带宽如何？采样率（取样速度）？有多少通道？记录长度（存储深度）？要求何种方式触发？你能发现这些难以捉摸的异常现象吗？确定所需要的分析功能？探头如何？可不费力的使用它吗？70示波器带宽及上升时间侯强整理于5月13日下午71根据被测信号的频率选择示波器带宽示波器首要规格－带宽示波器的带宽是指示波器垂直放大器的频率响应，定义为：信号幅度下降3dB.在此频点为示波器的带宽例如：100M带宽示波器输入100M1V正弦波观察到的将是100M0.707V对于非正弦波的波形，必须考虑其谐波。请谨记5倍带宽法则72示波器带宽不足将导致波形失真非正弦波是由基波加无数奇次谐波所构成。包含的谐波越多，波形越近似方波。所以方波的质量根据包含的谐波次数不同，近似程度也有所不同。例：100M方波是由3次、5次、7次……合成，3次谐波频率为300M、5次谐波频率为500M……幅度衰减波形失真73示波器带宽对测量波形影响测量20MHz的方波在20MHz带宽示波器测试所显示的结果在200MHz带宽示波器测试所显示的结果示波器所显示的波形74波形重要谐波及上升时间与测量精度的关系影响波形的谐波数是基波的倍数75上升时间与测量精度波形上升时间与测量精度的关系上升时间在波形10％－90％处测量，上升时间可由：

t上升时间＝0.35/BWBW：3db带宽(单位为Hz),0.35：系数例如：波形上升时间为3.5nS,经计算带宽为100M被测上升时间可由信号上升时间和仪表上升时间计算被测上升时间＝/信号上升时间²＋仪表上升时间²

例如：信号上升3.5nS,仪表上升3.5nS,测得上升时间为：76数字示波器采样技术北京伯仲达公司侯强5月14日整理77数字示波器采样率•采样点等时间间隔分布•采样率以

样点数/秒描述(S/s,

kS/s,MS/s,GS/s)采样点采样间隔78数字示波器采样技术采样技术数字等效采样数字实时采样采样技术的不同，使数字示波器带宽定义复杂化重复信号带宽即模拟带宽（放大器带宽）单次信号带宽79采样率与单次信号带宽的关系奈奎斯特取样原理在正弦波上采样，需要在一个周期采集最少两个以上的点就可重现波形fs(取样率)＞2BW(信号频率）例如：100M正弦波信号，最少采样率？

2×100M＝200MS/s数字示波器的单次带宽定义是指在单次(瞬态)信号测量中可获得的最大带宽BWs＝fs(采样率)

kR(与重现技术有关的内插系数)kR

的值有：2.5.4.10.例如：内插系数为4，采样率为100MS/s,求示波器单次带宽？

100MS/s4＝25MHz80数字等效采样技术需要对信号进行多次触发从重复性信号的不同的周期经过多次单采样，取得足够的采样点来重建这个重复信号的波形。等效采样必须满足两个前提条件：

1、信号必须是重复的

2、必须能稳定触发81只需一次触发已采集信号所有资料实时采样是最直观的采样方式，采样率超过模拟带宽4－5倍或更高。每通道都有同样的表现，单一频带宽，重复带宽＝单次带宽不仅适用捕获重复信号，而且是捕捉单次信号以及隐藏在重复信号中的毛刺和异常信号的有效方法。数字实时采样(DRT)82数字等效采样与实时采样比较采样间隔83请注意所谓－等效采样率采样率的标准定义（实时）最高采样率是指在单一触发中，模拟数字转换器（A/D)能采集的最大采样点数目。其他定义（等效）转换率是指在最快的水平扫描速度下，把从对重复信号多次触发收集的采样点显示在屏幕上时，点与点之间的最小时间距离。1

最快扫（显示屏上每格描速度显示点数目）等效转换率＝1/(5nS/25)=5GS/s单一触发每秒8个采样点

采样率＝8S/s84数字示波器带宽100M，采样率500MS/s

数字示波器带宽100M，采样率20MS/s采样率决定DSO对单次信号的捕获能力比如：冲击电流、破坏性试验的捕捉和测量，对欠幅脉冲、单脉冲、毛刺、电源中断、电压击穿、开关特性等等瞬态信号和非重复信号进行捕捉和分析。（及物理量分析）85低速实时采样等效时间实时采样当信号不是特别重复时的比较86采样率与单次带宽的关系统一带宽的标准（泰克）模拟带宽＝重复信号带宽＝单次信号带宽每一通道都有同样的表现87数字示波器的波形捕获率北京伯仲达公司侯强5月14日整理88波形捕获速率是示波器重要的指标示波器是观察电信号的窗口不但要观察重复信号并要捕获单次信号，而且需要捕获重复信号中的毛刺和偶然事件。不但显示简单信号而且能显示复杂信号实时显示波形变化，并可生成丰富的数据，准确地反映波形的活动情况。捕获波形波形数字化更新波形存储体显示波形89波形捕获速率为什么重要？快速捕获率意味示波器花费更多次数捕捉数据和观察信号捕获毛刺的概率毛刺频率

×在毛刺时间的采集概率毛刺频率

×Ta/(Ta＋Tu）提高波形捕获速率将有效提高捕获毛刺的概率提高波形捕获率将有效提高显示信号的三维信息TaTu90决定波形捕获率用数字示波器捕获动态复杂信号如下几点必须考虑－采样率（时间分辨率）－记录长度（捕获的持续时间）－波形捕获率（捕获的可能性）在给定的时间窗口下，高的采集率提供更高的波形捕获细节但需要更长的存储器较长的记录长度或信号的触发率将引起示波器波形捕获率的降低慢的波形捕获率会导致示波器漏失某些波形中的偶发事件（出现在两次获取波形的死区）91三代示波器结构的比较模拟实时显示数字串行处理数字并行处理DPO放大器数字荧光器A/DDisplayuPART放大器水平放大器垂直放大器延迟线触发DisplayDSO放大器多路分解器采集信号存储器uP显示存储器A/DDisplay92采集技术－波形捕获率模拟数字荧光数字存储93DPO快速波形捕获率的意义模拟示波器虽有快速的波形捕获率，但无法显示异常现象（能捕到，看不到）利用余晖的模式发现问题数字示波器波形捕获率低，需长时间捕获，才能发现问题数字荧光示波器具有快速的波形捕获率，可迅速发现异常现象94数字示波器的储存深度北京伯仲达仪器公司侯强收集整理95记录长度（存储深度）存储深度：指存储采样点的能力（记录长度），同时也是屏幕上一幅波形所含的点数。最大的记录长度由示波器的存储容量决定要增加存储容量才能增加记录长度记录时间＝储存长度/采样率

96根据信号确定存储深度应用数字荧光示波器的能力发现异常信号利于示波器的时间延时触发、事件延时触发、条件触发等功能可以减小示波器实际需要的存储深度记录长度对信号采集的影响数字示波器如何保真？A、采样速率（实时、等效）B、波形捕获速率（波形更新速率）采样间隔要求尽量的小、更新速率要尽量地快影响波形更新的主要原因：模拟：100,000－400,000次/秒X－Y扫描快数字：60－200次/秒量化－处理－存取－显示记录长度对信号实时采集产生的影响：存取时间作为全部过程的重要环节，直接影响到信号采集的实时感.即：存取时间越长，采集停顿时间也就越长。重复信号，单次信号，重复信号中出现的瞬态信号各需要什么样的记录长度？

98数字示波器的触发功能北京伯仲达仪器有限公司侯强收集整理99触发耦合：决定选定的触发源信号送往触发电路的耦合方式DC耦合：触发源直接连到触发电路AC耦合：触发源通过一个串联的电容连到触发电路峰－峰值电平：（数字示波器由触发电平钮控制）HF抑制：使触发源信号通过低通滤波器以抑制高频分量，这意味即使一个低频信号中包含很多高频噪声，仍能使其按低频信号触发。LF抑制：使触发源信号通过一个高通滤波器以抑制其低频成分，这对于显示包含很多电源交流声的信号时的情况是很有用的。TV触发：在TV模式下触发电平控制不起作用。这时示波器使用视频信号中的同步脉冲作为触发信号。TV触发有两种模式，TVF场和TVL行数字示波器的高级触发功能:单次、毛刺、宽度、欠幅脉冲、斜率、建立/保持逻辑（定时关系和状态分析）TV（可选场/行和行计数）触发100预触发/后触发数字示波器的一个最显著特点在于它容许用户观看触发前的事件。这是因为数据被连续地存储到内存中，同时触发事件在数据量足够后停止采集。101数字示波器的触发功能102触发隔离－释抑（Holdoff）的应用隔离时间过短波形混迭正确隔离时间有些信号具有多个可能的触发点。图为数字信号。该信号虽然在较长的时间周期内是重复的，但是在短时间内情况则不然。为了更详细地观察少数个别脉冲，必须使用快速扫描时基。但这样一来每次扫描时显示的波形段就是变化不一的。显示波形出现混迭。为解决这个问题，采用了触发隔离功能，即在各次扫描之间加入延迟时基，使得扫描的每次触发总是从相同的信号沿开始，从而得到稳定的波形显示。103数字示波器的高级触发功能104高级触发功能的模式，主要针对数字信号。当对偶尔出现问题的信号现象进行预测，此种触发模式是很有用的是基于确定脉冲的受限状态况，以及安排用一个脉冲，或者是与这些状况相匹配的脉冲来触发。数字示波器触发功能105数字示波器的高级触发功能106高级触发对信号捕获能力的意义欠幅脉冲捕捉毛刺捕捉采用高级的触发功能和能够存储波形信息。这使得DSO在捕获低重复率信号，或者研究完全不重复信号即所谓单次信号的工作中具有特别宝贵的价值。107ART采用传统电路技术在CRT上显示波形。DSO是把模拟信号转换为数字形式，才能显示或存储。ART的波形显示时间暂短的，当输入信号消失，波形也消失。只用来观察周期性的重复信号。DSO波形可以保留在屏幕上，可进行分析。不但可以显示重复波形和对低频信号做到无闪烁的清晰显示，并有捕获、显示单次信号的能力。ART整个系统，包括显示器必须维持示波器全部带宽。DSO在取样器之前，电路必须维持示波器的全部带宽，但在A/D转换之后需要的带宽大大降低。数字储存示波器与模拟示波器比较108了解它，信任它－－模拟示波器109从模拟转到数字示波器之三大困难模拟示波器有用户熟悉的操作界面，数字示波器在感官上与模拟有所不同，需要有了解和学习的过程对数字示波器能否如实捕捉和显示输入信号的能力感到担心价格垂直水平触发触发灯110阴极射线管（CRT）结构模拟示波器受到电子轰击后，CRT上的荧光物质就会发光。当电子束移开后，荧光物质在一个短时间内还会继续发光。这个时间称为余晖时间。一般采用的荧光物质的余晖时间为：小于1ms采用长余晖荧光物质的慢扫描模拟示波器是为了解决观察较慢信号的变化。荧光物质的余晖时间约为：300ms波形轨迹的亮度与时基扫描速度成反比。111模拟示波器在显示极值时会遇到问题低重复率快前沿信号显示昏暗难以读出中等重复性信号（中等频率），显示清楚但是否漏失什么信息低重复率信号（低频信号），光迹不连续由于模拟示波器的技术局性。即使示波器触发和信号存在，但对某些信号也是无法进行清晰的显示或无法显示。并丢失信息如：毛刺112数字示波器捕捉模拟示波器难以发现的问题低重复率快前沿信号的细节高频的差别快速毛刺的细节非常低频的信号113模拟示波器的优劣对实际的信号变化有直接的视觉效果亮度等级（信息出现的频率）非常快的波形获取率，没有量化误差和信号混迭在单通道作业模式下性能最好单一的用户界面纯粹的视觉信息无法进行瞬态信号的捕获及储存闪烁和漏失带宽性能有限、只有边沿触发无法观察触发事件之前的信息对于低重复率信号写速有限114具有比模拟示波器更多的优势和功能提高水平时间基线的线性度和精确度通道之间没有时间误差，可进行精确的定时和相位测量可以长期存储波形，并调出存储波形可以将波形传送到计算机进行存储和进一步的分析，可硬拷贝可捕获单次信号和非周期信号通过光标和参数自动测量对多项波形参数进行测量波形信息可用数学运算方法进行处理和显示先进的触发方式可以显示大量的预触发信息DSO的不足有限的波形捕获速率，因采集数据不足而信号在显示时易混迭二维显示不能标明事件发生的频度没有亮度等级（信息出现的分布)数字示波器的优劣115数字荧光示波器（DPO）鱼和熊掌可以兼得

优于模拟示式波器（ART）优于数字存储式示波器（DSO）波形的三维显示还有－－116突破性的解决方案－数字荧光示波器数字荧光示波器定义：

一台能将电信号数字化，并且以三维数据（信号的幅度、时间、以及幅度相对于时间的分布）实时地储存、分析、显示波形的仪器。放大器数字荧光器A/DDisplayuP并行处理117DPO的实质是...DPO不仅仅是一种技术...

DPO＝采集技术＋实时显示技术＝新一代的示波器产品具有DSO的各种功能，以数字形式仿真模拟示波器CRT中生成的强度渐次变化的化学荧光过程和明暗灰度等级的实时显示信号的功能，使显示效果与模拟示波器相似。118为什么要采用TDS3000数字荧光示波器

?数字荧光示波器是泰克公司推出的新一代示波器平台，采用并行处理结构对信号并行进行快速捕获和显示仿真处理，是测量领域中的一项重大突破。DPO不仅蒹有模拟和数字两种示波器的长处和优点，并且在技术上优于前两种示波器。您可以用一部示波器捕获具有波形所有特征的三维信息，即振幅、时间、以及振幅在时间上的分布。119数学荧光示波器特点将ART和DSO的定性和定量性能合二为一提供三维的信号信息：振幅、时间以及振幅在时间上的分布情况，可用它解释信号的动态特性，包括信号瞬态变化情况和事件频率。ART虽然也可以显示三维信息，但不能存储或分析这些信号。DPO可利用波形数据的三维显示功能提供前所未有的信息内容。DPO提供的信号数据远远多于DSO，可确保看到所有信号细节。DPO可防止出现数字混淆现象，同时使用DPO大可不必再因漏失偶发信号事件而感到苦恼了。DPO可精确地显示任何以及所有的复杂信号，如视频信号或数字波形上的高速异常信号等。更重要的一点是，DPO以实时显示实际信号的活动情况。120数字荧光示波器的优势DPO在性能优于模拟和数字示波器。它能轻而易举地解决快速波形和复杂的信号所带来的问题。显示复杂波形的全部微小细节，其中包括“事件频率”的信息。象ART示波器一样提供实时的响应。具备波形存储、深入分析和全面的自动测量功能。可将波形存储，进行分析测量。DPO的带宽不受CRT技术的限制。支持先进的触发功能。121数字荧光示波器的好处波形存储在XY轴上全带宽比DSO快的波形捕获率先进的触发能力预触发显示信号处理存储波形的传输/拷贝比模拟示波器有更精确的时基象模拟示波器一样的实时显示信息相对于时间的分布，波形亮度(灰度级)的实时显示122示波器显示技术比较DPO：DPOART：－－明暗的显示功能和可调节不同的亮度。具有快速的波形捕获率，可以很自然地将实时“统计”量度加在波形图象上，它可以显示信号不同部分的频率。低的波形写入速度。DSO：－－低的波形捕获率，因采集数据不足，显示波形易发生混迭，只能显示信号的二维信息。－－采用余晖方式生成明暗度，需放入许多数据的累积“屏幕”，而生成显示所需要的时间由于波形捕获率不够快而受到限制。－－高的波形写入速度－－将光栅化功能与深度三维数据库和快速波形捕获率结合在一起，使DPO具有高超的数据显示密度。－－提供人们所需要的模拟式示波器显示特点，明暗显示和实时功能。它能以数字形式仿真模拟示波器CRT中生成的强度渐次变化的化学荧光过程，－－亮度层次将信号隔离123数字荧光示波器不是余辉显示DPO提供实时的亮度等级控制，是获取系统的荧光部分－仅受触发速率（获取）的影响

－在动态信号上提供了亮度等级－实时的获取动态信号的变化，让我们能看到实际的信号变化－迅速建立信号变化统计学表现AnalogDSOPersistenceDPO124小结DPO示波器并行处理结构综合了显示和捕获两种系统功能DPO的并行处理功，能支持高速波形采样率，从而实时显示信号活动情况具有DSO的各种传统优点－从实时采样、数据存储到先进的触发功能样样俱全也能提供人们所需要的模拟式示波器的某些特性－如亮度等级和实时显示的功能，它能以数字形式仿真模拟示波器CRT中生成的强度渐次变化的物理荧光过程DPO示波器使数字式示波器一跃成为万能的波形采集仪器AFG300系列任意波形发生器创造现实世界的任意波形北京伯仲达仪器有限公司侯强收集整理

126p

任意信号发生器AWG2040AWG2005任意波形发生器AWG2021任意波形发生器AWG510,520任意波形发生器AFG310/320任意波形/函数发生器

用途广泛的信号源127时钟速率与信号频率的关系时钟速率（点的数号）＝波形周期（重复速率）1/周期＝波形频率例如：速率为1ns,10点的波形，其周期是多少？频率是什么？

04096128

10点波形的分辨率10点波形的分辨率

40960129

10点波形的分辨率在相同波形滤波器后10点波形分辨率130任意波形发生器的功能及应用功能输出“现实世界”各种信号在理想信号上插入噪声、毛刺、交调等.产生复杂的波形用途波形加扰测试模拟信号异常混合模拟/数字测试复杂信号的调制替代一些传统信号源替代一些定制信号源131

扰乱理想波形优点对理想信号进行加扰,使信号异常存储异常信号以进行重复测试利用数字示波器捕捉异常信号作抗干扰测试Ideal

SignalSourceUnit

UnderTestIdeal

InputpAWG/AFGUnit

UnderTestCorrupted

InputIncorrect

OutputCorruptWithCorrect

Output加扰

理想信号源

理想输入

正确输出被测单元被测单元加扰输入

错误输出用132模拟传感器优点替代传感器作为信号源模拟信号异常以作容限测量生产测试上有更好的重复性对元器件、电路和系统进行模拟pAWG/AFGCircuit

thatinterpretestransducersignalUnmodifiedTransducerCircuit

thatinterpretestransducersignalTransducer

signalCorruptedSimulateWith激励传感器传感器信号

描述传感器的电路用加扰

未变的信号133数字/模拟混合测试AnalogGeneratorpAWG/AFGWithReplaceTheseDigitalPatternGenerator优点可同时输出模拟和8，12，24通道数字信号

有GPIB接口DigitalDataGenerator替代模拟发生器和数字图形发生器可利用AWG/AFG134

复杂信号的调制AnalogGeneratorpWithReplaceThese...DigitalPatternGenerator优点进行复杂的数模混合调制便携,低价多样的调制为其他产品所不及RFGeneratorAWG&AWGMixer

代替

模拟信号发生器

射频发生器

泰克任意波和任意函数发生器数字图形发生器

混频模拟信号发生器和数字图形发生器加射频信号发生器用作调制输出135

替代专用信号源优点一台信号源可替代多种信号源易维修,升级,替换,

从而灵活应付不断改变的需要SpecializedSignalGeneratorpWithUnitUnderTestAWG/AFGUnitUnderTestReplaceThese...代替被测单元用136

替代传统信号源

优点单一的用户界面便携,灵活,占更少的空间单台仪器的价格确有多台仪器的功能pAWG/AFGWithFunctionGeneratorPulseGeneratorSweepGeneratorSynthesizedSinewaveGeneratorReplaceThese...

代替

函数发生器

脉冲发生器

扫频发生器

频率合成的正弦波发生器137任意波形发生器的应用市场无线通讯SatelliteCommunications&NavigationCordlessandCellularPhones网络物理层汽车/工业/生物医学LAN/WANDevelopment138无线通讯提供调制控制信号I&Q模拟,雷达/声纳,广播网络通讯误码传输测试物理层,接收机汽车/工业/生物医学传感器模拟引擎控制模块,刹车防抱死系统,安全管制系统旋转机械控制信号的模拟软、硬盘驱动器,磁带驱动器,驱动器控制ASIC抯应用市场13916MHz函数和任意波形信号发生器AFG300函数和任意波形发生器两种型号,AFG310(1ch)和AFG320(2ch)16MHz,10VPP输出可存储四组波形GPIB接口,可编程包括波形编辑软件通过泰克所有示波器获取波形140WaveWriter软件好处在计算机上易于编辑和修改波形可从示波器读波形支持:TektronixArbitrary

FunctionGeneratorsTekGPIBcompatible11K,

2400,2200andTDSDSOs窗口环境编程Minimalcomputerskills

required波形

绘图、存储、打印141

传感器模拟电子引擎控制模块,刹车防抱死系统,安全气囊系统等

旋转机械

控制信号的模拟软。硬盘驱动器,磁带驱动器,驱动器控制ASIC抯仿真物理量到电量的现象信号（如撞击、振动、压力、张力）应用市场－汽车/工业142应用

起博器医学波形分析心脏监护设备血气分析仪肌肉EEG，ECC血压仿真器应用市场－生

物医学说明模拟低频真实的生物医学信号仿真生理学的信号143TR210电路板维修测试仪北京伯仲达仪器有限公司侯强收集整理144TR210性能提供完善的测试方法先进的排障功能TR210为维修技术员提供解决离电时电路板(在线或非在线)故障的测试方法领先的性能TR210提供了为低电压的集成块新增3Volt范围，能够简化对CMOS和MOS电路等较新技术元器件的测试。内装的脉冲发生器可用于可控硅以及光耦合器等以控制极触发的元器件曲线特性的测试。显著的价值TR210与TDS210结合(或与任何泰克示波器)利用V－I曲线进行分析在无需图纸和资料的情况下，采用好/坏比较鉴别的方法，直观的显示各种故障如：开路、短路、元件泄露、静电破坏和随机故障等。145TR210应用领域TOWHOM需要解决电路板故障在线和非在线的维修人员工业银行(自动提款机)通信(程控交换机)计算机和办公设备生物医学电力电源教育现有泰克示波器的用户146TR210的用途解决电路板的故障使用者需要分析电路板上元器件的性能鉴别分析的技术结合了TR210和示波器的功能，采用ASA曲线技术，进行分析在离线的情况下排除电阻电路故障进行非损伤测试147什么是ASA技术？ASA技术即模拟曲线技术，是断电排除电子故障的独有技术它使用交流正弦波，施加到没有通电的电子设备或元件两端，在示波器上显示该电流或元件的V－I曲线（电压－电流曲线），该曲线叫V－I曲线。ASA技术如何排除电子设备故障因为不同的元器件具有不同的特性，也就有不同的V－I曲线。同时元器件发生故障时它的V－I曲线也会改变，而电路板上的节点都是由几个元器件组成的，则几个元器件组合也会形成一个复合的V－I曲线。只有电路板或元器件结构一样，在性能良好的情况下，它们的V－I曲线应该是一样的，反之它们的V－I曲线就会不相同。这样只要您有一个好的电路板或元器件，你就会根据TR210两个通道交替的在示波器上显示的两条曲线的误差的大小直观分析，迅速地判断电子设备故障点。TR210能测量那些元件

TR210具有两通道外输出脉冲发生器，输出电平可以任意调节同时内部具有稳定的正弦波。这样它会对很多元件进行静态或动态定性测试。同时具有五种电压测试范围，三种测试频率，会动态地反映元件的频响特性和电压特性。它可以对以下元件进行比较鉴别的快速测试电路的开路和短路、电阻、电容、电感、机电开关元件(譬如继电器线圈)二极管(包括齐纳二极管)、三极管、光电开关(光耦合器)、可控硅(SCR)、三端双向可控硅(Triacs)、TTL、CMOS、模拟集成电路(运算放大器，电压控制器等)低压表面贴装元件

测试方案组合与TDS210组合成为电路板和元件的测试系统151数字示波器实时采样技术152屏幕模拟信号转化为数字信号经变换后最终恢复成模拟波形显示在示波器上。“死区”指的是数字化与数据处理过程。大量处理过程是由一系列数字化的FFT，取平均值及测量等数值计算来完成的。还可把数据存储到存储器中进行预触发，后触发的观察与分析。采样过程153ET（等效时间）与RT（实时）数字化

等效时间数字化可以获取任何可达模拟带宽的重复信号采样率低于模拟带宽通过多次触发积累采样点

实时数字化对于非重复性信号非常适合

最大获取信号频率更多地依赖采样率而不是模拟带宽单次触发得到所有采样点

154示波器的应用介绍基本应用：电路诊断与波形察看与测量YT,XY（Lissaju图)异常情况捕获波形基本参数测量信号的高级分析数学运算（FFT、积分、微分、通道相减/加、等等）时钟恢复、眼图显示、抖动分析与测量串行通信信号的捕捉与解码（I2C、SPI、CAN等）超宽带信号的调制域分析（UWB、雷达等）标准通信接口的一致性/兼容性测试USB2.0、PCI-E、GbE、FibreChannel、SATA、HDMI等数据采集……155数字示波器的工作原理衰减器垂直放大器A/D转换采样存储器触发电路时基存储控制器DSP显示器实际输入的波形示波器显示的波形……156带宽-3dBfGain(dB)前端模拟带宽带宽3dB意味着30%的幅度衰减157你需要多大带宽的示波器?

计算方法估计信号最快的上升时间,tr