信号波形测量ppt课件

1、第7章信号波形测量、7.1概要7.2 CRT显示原理7.3模拟计程仪显示技术和通用示波器7.4波形采样技术和采样示波器7.5波形存储技术和数字存储示波器7.6示波器的基本测量技术7.7时域测量技术、7.1概要、 7.1.1示波器的分类根据示波器对信号的处理方式分为模拟计程仪、数字两种： 1模拟计程仪示波器以模拟计程仪方式处理和显示时间信号。 2数字示波器观测器将信号数字化表示。 数字存储示波器(DSO:Digital Storage Oscilloscope )、7.1.2主要技术指标、1带宽BW和上升时间示波器的带宽BW一般是指y信道的带宽。 上升时间是关于带宽BW的残奥仪表，表示由于示波器

2、y信道的带宽的限制，示波器y信道反映了追随输入信号快速变化的能力。 带宽BW与上升时间的关系为(7-1)、7.1.2主要技术指标、2扫描速度扫描速度是指荧光屏上的单位时间内光点水平移动的距离，单位为“cm/s”。 扫描速率的倒数被称为“时间轴要素”，表示单位距离所代表的时间，单位是“t/cm”或“t/div”、7.1.2主要的技术指标，3偏转要素偏转要素根据输入信号，表示光斑在荧光屏上垂直(y )的偏转要素是示波器偏转因素的倒数称为“(偏转)灵敏度”。 7.1.2主要技术指标，4输入阻抗被测信号进入显示器后，输入阻抗Zi形成被测信号的等效负载。 作为5输入方式的输入耦合方式，一般有直流(DC

3、)、交流(AC )和接地(gnd ) 3种，可以用示波器面板选择。 6触发器源选择方式触发器源是用于提供产生扫描电压的同步信号的源，一般有内部触发器(INT )、外部触发器(EXT )、电源触发器(LINE种。 我是英吉利的物理学家和化学家。 我1832年6月17日出生在伦敦。 1848年进入伦敦皇家化学学院攻读化学，1855年担任切斯特师范学院的化学讲师。 他继承了一大笔父亲生育后，在自各儿的个人实验室从事科学研究。 由于研究成果广泛卓越，1863年被选为英吉利王立协会的会员，19131915年就任会长。 1919年4月4日在伦敦去世，7.1.3示波器的发展，7.2 CRT显示原理，CRT

4、: Cathode Ray Tube，阴极射线管内部结构图，7.3计程仪示波器技术与通用示波器，7.3.1通用示波器的(1)衰减器，最佳补偿条件改变过补偿：不足补偿：分压比的开关是示波器的垂直灵敏度粗调开关，在观察面板上设有“V/cm”标记、(2)输入耦合方式输入耦合方式设有AC、gg的交流信号时，定径套“AC”文件。 确定零电压时，定径套“GND”文件。 观测频率低的信号或有直流成分的交流信号时，定径套“DC”文件。2前置放大器前置放大器对信号适当放大，从中提取内部触发信号，具有灵敏度微调、补偿、y轴移位、极性反转等控制作用。 y前置放大器大多采用差动放大电路，输出平衡的一对交流电压。 如果

5、向差动电路的输入端输入不同的直流电位，则对应的y偏转板上的直流电位和波形在y方向的位置也会发生变化。 通过调节“y轴位移”旋钮，可调节直流电位，改变被测量波形在画面上的位置。 3延迟线触发扫描后，扫描开始时间始终比被观测脉冲延迟有会儿，脉冲上升过程完全消失。(a )没有延迟线时，(b )没有延迟线时，图7-14延迟线的作用，4Y输出放大器y输出放大器将来自延迟线的被测量信号放大到一盏茶宽度，驱动演示管的垂直偏转系统，得到y方向的全偏转。 y输出放大器应具有稳定的男同志、高输入阻抗、宽一盏茶频带、小谐波畸变。 y输出放大器多采用云推送拉型放大器，有利于共模抑制比的提高。 可以用改变负反馈的方法改

6、变放大器的男同志(面板上的“5”或“10”开关)。 7.3.3通用示波器的水平通道、水平通道包含触发电路、扫描电路和水平放大器等部分，其主要任务是产生随时间线性变化的扫描电压，放大到一盏茶宽度后，输出到水平偏转板，使光点在荧光屏的水平方向上完全偏转、图7-15水平通道的构成分块图、1触发器电路、图7-16触发器电路的构成、(1)触发器选择内触发器(int ) :将y前置放大器输出(延迟线前的被测定信号)作为触发信号，适合于被测定信号的观测。 外部触发(EXT ) :将与外部被测信号具有严格同步关系的信号作为触发源，用于比较两个信号的同步关系。 电源触发(line ) :适用于以50hz的商用正

7、弦波信号为触发源，观测与50hz交流具有同步关系的信号。 (2)触发耦合方式“DC”直流耦合：用于输入直流或缓慢变化的触发信号。 “AC”交流耦合：用于观察从次低频到射频波的信号。 “AC次低频抑制”结合：用于观察含有低频噪声的信号。 “HF REJ”射频波抑制键：用于抑制射频波成分的键。 (3)扫描触发方式选择(TRIG MODE )正常(NORM )触发方式：有触发源信号，发生有效的触发脉冲时，在荧光屏上有扫描线。 自动(AUTO )触发方式：有连续扫描锯齿波电压输出，荧光屏上始终显示扫描线。 电视(TV )触发方式：在原来的放大、整形电路中插入电视同步分离电路实现，进行电视信号(例如线、

8、场同步信号)的监视和电视设备维修。 (4)触发极性选择和触发电平调节，图7-17触发极性和触发电平不同时显示的波形，(5)放大整形电路放大整形电路的作用是放大整形触发信号，满足触发信号的要求。 整形电路的基本形式是电压比较仪，当输入的触发源信号与在“触发极性”和“触发电平”下选择的信号之间的差达到某个设定值时，比较电路反转输出矩形波，经过微分整形成为触发脉冲。2扫描发生器、图7-18扫描发生器的构成、3水平放大器的基本作用是选择x轴信号，将光点在水平方向放大到全片偏移的程度。 x放大器的输入端为“内”时，x放大器放大扫描信号；为“外”时，水平放大器放大从面板上的x输入端子直接输入的信号。 7.

9、3.4通用显示器的其他电路、1高低压电源分别用于显示器的高压直流供电。 2Z轴的增亮和调亮增亮：放大男同性恋定信号，使显示的波形以正步骤变亮。 调亮：将调制信号或时间斯坦共和国信号相加，使画面上显示的波形发生变化。 3校准信号发生器生成幅度和频率准确的基准方波信号，并可以向设备本身提供校准信号源。 7.3.5显示器的多波形显示，1多线显示波是用多枪电子管实现的。 可以减少或去除测试时各通道、各波形之间产生的交叉噪声，获得高测量精度。 2多蕾丝花边示波器圈套向单线示波器圈套添加电子开关，利用分时复用原理，分别将多个垂直通道的信号依次连接至y偏光板，最终实现多个波形的云同步显示。、2多蕾丝花边示波

10、器、图7-22双蕾丝花边示波器的y通道原理分块图、7.3.6双时间扫描显示、双时间示波器有两个独立的触发器和扫描电路，特别是在观察一个脉冲序列的同时，其中之一7.4波形采样技术和采样指示器，7.4.1概要1采样的基本概念采样是从被测波形取得样本点的过程。 抽样有实时抽样和非实时抽样两种。 从一个信号波形获取所有的采样点位，表示一个信号波形的方法称为实时采样。 从被测量信号的许多相邻波形取得样本点的方法被称为非实时采样或者等效采样。7.4.1概要、1采样的基本概念实时采样示意图、图7-28非实时采样示意图、2采样原理核心电路采样保持示意图、图7-29采样保持的基本模型、2采样原理(续) 步进间隔

11、t和信号最大射频波数fh将按照应满足采样的顺序进行的采样称为顺序采样，否则称为随机抽样。 另外，3个显示原理上顺序采样显示器中的水平扫描信号对应于步进波电压、步进持续时间、步进数目对应于屏幕上显示的不连续的光点的数目。图7-30依次采样示波器的显示过程、7.4.2采样示波器的组成与工作原理、图7-31采样示波器的构成分块图、4 .采样示波器的主要残奥仪表(1)采样示波器的带宽(2) 7.5.1波形天线计程仪存储技术和存储器示波器计程仪存储示波器是利用存储波导管的波形存储(存储)特性实现长时间波形存储的技术，其核心是存储波导管：图7-35存储器示波器的结构示意图、7.5.2数字存储示波器、 图7

12、的2数字存储器示波器的运作模式(1)数字存储器的功能信号数据存储器参照波形存储器计量资料存储器显示缓冲器(2)触发运作模式正常触发与计程仪示波器大致相同触发可观测触发前后不同段的波形(3)测定与校正运作模式(4) 面板牛鼻子操作模式3数字存储器示波器的显示方式(1)存储器显示(2)滚动显示(3)滚动显示(4)放大显示(5)XY显示(6)显示的内插、4数字存储器示波器的特征(1)波形的采样/存储器与波形的显示是指(2)由于可以长时间保存信号，因此容易观察一下出现的传输二烯烃信号。 (3)先进的触发功能不仅能显示触发后的信号，还能显示触发前的信号。 4数码存储示波器的特点(续) (4)采用了测量精

13、度高的石英振荡和高极限分辨率A/D转换器。 (5)在强大的数据处理能力中内置微处理器，还具备能够自动实现各种波形残奥仪表测量和显示的自检和自校等多种自动操作功能。 (6)外部数据通讯接口能够将所存储的数据容易地传送到计算机或其他外部设备，能够进行更复杂的数据运算和分析处理。 5数字存储示波器的主要技术指标(1)最高采样速率(2)存储带宽(B) (3)极限分辨率(4)存储容量(5)读取速度、6数字存储示波器的主要零配件和请求(1)高速A/D转换器() 然后读取CCD中存储的信号并进行A/D转换，并将其结果保存到RAM中。 (2)组合扫描交换管理和A/D将高速信号存储在扫描转换管理的营销对象画面。

14、然后，以图像信号输出的形式在电子扫描营销对象画面中读出存储信号，经过A/D转换将数字化结果存储在存储器中。(3)通过等效采样和A/D的组合以等效采样的方式将高速信号转换为低速信号，并且收集和累积该低速信号，则测量塔斯克可能完成。 (4)多信道的组合将多个信道的收集能力全部在一个信道上收集被测量信号。图7-43 2通道的组合收集原理、7.6示波器的基本测量技术、7.6.1示波器的选择(1)根据显示的信号数，选择单蕾丝花边或双蕾丝花边示波器。 (2)根据被测量信号的频率特性来进行选择。 (3)根据被测量信号的再现方式进行选择。 (4)根据被检测信号中是否包含正交直流成分来进行选择。 (5)根据被测

15、量信号的测试点进行选择。 7.6.2示波器的正确使用、使用注意事项(1)检查电源电压。 (2)通电预热后，在调整各旋钮的同时，请注意各旋钮大致转到中间。 (3)亮度不要太高。 此外，辉点不应该长时间地停留在一定的位置。 如果不观测波形，请降低亮度。 (4)输入信号电压的幅度请控制在示波器的最大允许输入电压范围内。 2通用示波器的主要技术性能(1)Y轴通道包括偏转灵敏度、带宽、输入阻抗、最大输入电压、工作方式及y通道延迟时间等。 (2)X轴信道包含时基因数、动作方式、触发方式、耦合方式及外触发最大输入电压等。 (3)X-Y动作方式(4)主体包括显示尺寸、后加速阳极电压、校准信号等。3通用示波器面

16、板成像，4探头正确使用低容量高电阻探头：图7-45补偿式衰减器电路，7.6.3示波器测量电压，1直流电压的测量，被测量电压出现在屏幕上的直线为时间基线(零电平线) 以偏离的高度和被测定电压的大小成比例的关系进行的、例7-1测定显示器的直流电压及垂直灵敏度的开关模式图如图所示，h=4cm、V/cm、k=10:1，求出被测定直流电压值。 (v )、2交流电压的测定(1)测定原理为被测定交流电压值(峰值-峰值)； h是被测量交流电压的峰和谷的高度或任意两点间的高度示波器的垂直灵敏度。是探头的阻尼系数。 (2)测量方法将垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置，调整扫描速度，以稳定地显示将输入耦合开关设为

17、AC 的波形，该输入耦合开关向测量对象信号网站数据库，读出被测量交流电压的峰值和谷的高度的步骤，计算被测量交流电压的峰值2交流电压的测定(接着)例7-2示波器的正弦电压如图所示，如果h=8cm、V/cm、K=1:1，则求出被测定正弦信号的峰-峰值与有效值。 正弦信号的峰值-峰值是正弦信号的有效值：v，7.6.4示波器测量时间和频率，1测量周期和频率(1)测量原理被测量交流信号的周期(x是被测量交流信号的一个周期在荧光屏水平方向上所占的距离示波器的扫描速度。x轴扩展倍率。 周期的倒数是频率。 如例7-3荧光屏上的波形图所示，信号在周期7cm、扫描速度开关在“10ms/cm”位置、扫描扩展在“抽屉10”位置，求出被测定信号的周期。 用示波器测量ms、7.6.5相位，用双蕾丝花边示波器测量1相位时，要测量的2个信号a和b分别与示波器的2个输入通道