第12章 数字示波器

第十二章数字示波器第一节液晶显示器第二节数字示波器的类型第三节数字存储示波器实例第四节逻辑分析仪第十二章数字示波器第十二章目录第一节介绍液晶显示器的简单原理，初步了解分段式与矩阵式的显示器结构。由于数字示波器内部采用微处理器和大规模集成电路，所以本章对数字示波器的内部电路不做详细介绍，主要通过实例，掌握数字示波器的结构、功能和使用方法。

第四节对逻辑分析仪的使用方法作一些简要介绍。

第十二章数字示波器本章要点第十二章数字示波器第一节液晶显示器第十二章数字示波器液晶显示器由两片玻璃基板黏合而成，板间留有微米级空隙，将液晶封存在间隙中。液晶材料是由脂类、联苯类、笨基环已烷类、毗啶类、乙烷类等多种液晶混合而成。当基板上的电极施加反相电压时，经偏振片的室内光线，无法通过液晶返回,即可形成图像。一.液晶显示器的结构第十二章数字示波器液晶显示器的电极有两种结构，一种是分段式结构，另一种是矩阵式结构。分段式结构中的上基板电极分七段可组成0~9十个数码，下基板电极各段连接在一起，作为公共电极。这种结构多用于仪表的数字显示。一.液晶显示器的结构矩阵式结构中的上基板作为行电极，下基板作为列电极，行列交叉组成的点阵，可用于显示图像或文字。第十二章数字示波器1.分段式的驱动方式分段式液晶显示器要显示图像时，可向液晶显示器的两电极分别施加幅度相等相位相反的方波电压（不能加直流电压），使得液晶显示器的基板显出相应的数码图像。如果两电极加上同相电压，液晶显示器则呈熄灭状态。二.液晶显示器的驱动方式第十二章数字示波器2.矩阵型的驱动方式矩阵型液晶显示器的两基板电极分别为行、列电极。行列交点形成像素。如要某像素发亮，行列电极间须加一定数值的电压，达到该电压的点称为选择点，如果电极间所加电压低于选择点所需的电压。则像素呈暗态,该点称为非选择点,如果行列间，一个电极的电压达到选择点,另一电极为非选择点,该像素仍保持暗态，并称为半选择点。二.液晶显示器的驱动方式加于行电极加于列电极行列电极间第十二章数字示波器液晶显示器的模块实际上包括了液晶显示器本体、驱动器、控制器、接口电路等四个部分。驱动器包括行驱动器和列驱动器，一般利用HD66205、HD66100F一类集成电路组成。控制器用于提供时序，节拍以及显示存储器地址与显示数据的管理，控制器要把时间转换为亮点所在的行位置，把信号值大小转换为亮点的列位置，然后向相应行、列电极发出相应的行、列波形数据。接口电路是仪器与模块的连接部分，示波器用的模块接口有两种，一种是用于模拟示波器的模拟接口，输入的被测模拟信号，在控制器内部转换为数字信号，然后再送到驱动器。另一种是数字接口，一般用于数字示波器。这种接口输入的被测信号本身就是数字信号，可以直接用于驱动。三.液晶显示器模块第十二章数字示波器第二节数字示波器的类型第十二章数字示波器这种示波器是在模拟示波器的基础上，增加电压间隔或时间间隔的数字显示功能。除实时显示波形外，可以移动叠放在波形上的光标，指定始点和终点，用数字方式在荧光屏上显示出指定间隔内的电压或时间值。一.实时显示数字读出示波器第十二章数字示波器X、Y通道与一般模拟示波器相同，增设（图中有色方框）数据采集，光标间隔的读出，字符形成、字符位置控制与显示等电路。整个数据的采集、读出由内嵌微处理器控制。一.实时显示数字读出示波器实时显示数字读出示波器结构第十二章数字示波器

调节光标移动电位器RP的两个动点，一方面改变荧光屏上的始点光标和终点光标的位置，另一方面将始点电位与终点电位送入比较器跟实时采集到的电压相比较，当实时电压与始点电位相等时打开控制门，与终点电位相等时关闭控制门，计数器显示的就是始点与终点的间隔，读出电路有两套，一套用于读出X通道的时间间隔，另一套读出Y通道的电压间隔。一.实时显示数字读出示波器数据读出原理第十二章数字示波器数字存储示波器结构这种示波器先将采集到的信号转换为数字并存于存储器，显示时再从存储器中取出，转换为模拟信号。二.数字存储示波器第十二章数字示波器数字存储示波器特点可永久存储被测信号的波形数据，需要时可反复重现，也可随时擦除更新。二.数字存储示波器波形再现的准确率既决定于示波器的模拟带宽同时又与取样速率有关。可以观察触发后的波形，也可以观察触发前的波形。可实现多踪显示。第十二章数字示波器这种示波器通过切换开关，既可工作于模拟状态，又可工作于数字状态。切换到模拟状态时，可实时观察波形。作为模拟示波器使用。切换到数字存储状态时，可以作为数字示波器使用，可以对瞬变或非周期性的信号，进行观察，存储、或“定格”。这种切换现在多用微处理器控制。是一种模拟与数字综合的示波器。三.实时显示与数字存储示波器第十二章数字示波器第三节数字存储示波器实例第十二章数字示波器一.外形、面板和用户界面第十二章数字示波器用户界面一.外形、面板和用户界面第十二章数字示波器二.结构第十二章数字示波器二.结构1.采集部分：即示波器的Y轴系统，有CH1和CH2两个通道，通过探头与被测信号连接。2.显示部分：用于控制示波器的X向扫描，有两个控制旋钮，分别控制光点的水平扫速（S/div）和水平方向的位置(Position)。（1）延迟扫描选择：（2）存储深度选择。3.测量与分析部分：通过微处理器对Y轴系统所采集的信号进行测量、分析与运算，并通过控制菜单，实现后面所说的数字读出，光标读出，以及算术运算等各项功能。4.存档部分：可将数据打印或送到U盘或计算机的硬盘。第十二章数字示波器1.利用刻度系数读出电压与周期三.显示和数字读出第十二章数字示波器2.利用光标读出波形参数三.显示和数字读出第十二章数字示波器3.自动读出波形参数三.显示和数字读出按下测量（MEASURE）按钮，从右边菜单中选择测量信源（CH1、CH2），再从右边菜单中选择测量对象为电压、时间或全部，然后从弹出的数字小方框，或从菜单该项目中列出的数字，直接读出所选择的波形参数。第十二章数字示波器四.对输入信号进行数学运算按下MATH按钮，屏右边弹出的数学运算菜单，从中选择加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）以及快速傅立叶变换（FFT）的操作。图是执行加法操作后的显示波形。第十二章数字示波器五.被测波形的储存和调出“类型”：有“波形存储”、“图象储存”、“CSV文件”、和“出厂设置”选项，只有“波形存储”这一选项储存后可以调出，“图象储存”只能通过USB口存于U盘，然后用图形软件在电脑中打开，“CSV文件”同样只能用EXCAL软件在电脑中打开。“储存位置”可选择被测波形储存到设备还是储存到文件，如设置储存到设备，必须指定存储器编号从No.1至No.7，如设置储存到文件，则须插入U盘。按下SAVE/RECALL按钮，从屏右边的储存/调出菜单中选择储存操作或调出操作,在储存或调出操作中选择类型和存储位置。第十二章数字示波器六.储存/调出参考波形按下REF按钮可在屏幕弹出菜单，操作菜单可以把当前通道CH1或CH2的波形存储在REFA-REFD中，也可以从REFA-REFD中调出，作为比较使用，调出的参考波形显示为红色。第十二章数字示波器七.触发系统的操作触发点指显示时要从那一点开始取出，并作为起点，SDS1062CM示波器的触发起点放在屏幕中间，由前面板“触发电平”控制旋钮进行调节。第十二章数字示波器第四节逻辑分析器第十二章数字示波器用于测量各种数字电路某些点的逻辑状态。示波器通常是测量电压与时间的函数关系图形，属于时域测量。而逻辑定时分析仪则以事件序列为自变量以被测点电平为应变量，自变量可以是等时间间隔的时钟脉冲，也可以是不等时间间隔的其他激励，荧光屏上显示的应变量的电平变化是被处理过的，只有0(低电平)和1(高电平)两种状态，图形高度并不代表具体电压值，只代表电平高低。也称为数据域测量。测出波形如下图。一.逻辑定时分析仪第十二章数字示波器逻辑状态分析仪在荧光屏上显示的不是各通道的逻辑变化波形，而是状态。状态用数字0和1表示，每一行的数据，代表某一时刻各测试点的逻辑状态，如下图所示。二.逻辑状态分析仪第十二章数字示波器逻辑分析仪是将状态分析仪和定时分析仪结合成一体，既能显示定时波形也能显示逻辑状态，基本结构可分为取样、状态比较与触发、显示等三个部分。结构第十二章数字示波器数据采样：图为12通道的分析仪，分别对12通道的信号采样后，经输入寄存器后存于存储器中。工作原理状态比较：采样各通道的状态数据后，取出部分或全部与预置状