电子测量原理课件第七章 76页PPT文档
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《电子测量技术》课件
功能
模拟信号发生器和数字信号发生器。
分类
频率范围、波形精度、调制功能等。
参数
电路测试、信号源校准、模拟通信系统等。
应用ห้องสมุดไป่ตู้景
用于分析数字电路的逻辑时序关系。
功能
多通道同步采样、触发功能强大、可解码多种总线协议。
特点
数字系统调试、嵌入式系统开发、总线分析等。
应用场景
电子测量技术的应用实例
音频信号的测量是电子测量技术的重要应用之一，主要用于声音的质量控制和参数测量。
调制解调的方法
滤波的概念
通过电子线路或器件将不需要的频率分量滤除，以改善信号的质量和特征。
信号放大的概念
通过电子线路或器件将微弱信号放大到所需的幅度和功率水平。
放大与滤波的方法
包括放大器设计和滤波器设计等，用于改善信号的质量和特征。
电子测量仪器的基本知识
产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波等。
数字信号的测量是电子测量技术的重要应用之一，主要用于数字信号的处理和分析。
总结词
数字信号的测量包括信号幅度、频率、脉冲宽度等参数的测量。通过电子测量技术，可以精确地测量数字信号的各种参数，为数字信号的处理和分析提供可靠的数据支持。在通信、雷达、导航等领域中，数字信号的测量具有广泛的应用价值。
详细描述
智能决策支持
未来的电子测量技术将与人工智能技术紧密结合，实现智能决策支持。通过采集大量的测量数据并进行分析，可以为决策者提供科学、准确的决策依据，提高决策效率和准确性。
THANKS
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
电子测量技术的发展趋势与展望
智能化
随着人工智能和机器学习技术的快速发展，电子测量技术正朝着智能化方向发展。智能化测量设备能够自动完成数据采集、处理和分析，提高测量效率和精度。
模拟信号发生器和数字信号发生器。
分类
频率范围、波形精度、调制功能等。
参数
电路测试、信号源校准、模拟通信系统等。
应用ห้องสมุดไป่ตู้景
用于分析数字电路的逻辑时序关系。
功能
多通道同步采样、触发功能强大、可解码多种总线协议。
特点
数字系统调试、嵌入式系统开发、总线分析等。
应用场景
电子测量技术的应用实例
音频信号的测量是电子测量技术的重要应用之一，主要用于声音的质量控制和参数测量。
调制解调的方法
滤波的概念
通过电子线路或器件将不需要的频率分量滤除，以改善信号的质量和特征。
信号放大的概念
通过电子线路或器件将微弱信号放大到所需的幅度和功率水平。
放大与滤波的方法
包括放大器设计和滤波器设计等，用于改善信号的质量和特征。
电子测量仪器的基本知识
产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波等。
数字信号的测量是电子测量技术的重要应用之一，主要用于数字信号的处理和分析。
总结词
数字信号的测量包括信号幅度、频率、脉冲宽度等参数的测量。通过电子测量技术，可以精确地测量数字信号的各种参数，为数字信号的处理和分析提供可靠的数据支持。在通信、雷达、导航等领域中，数字信号的测量具有广泛的应用价值。
详细描述
智能决策支持
未来的电子测量技术将与人工智能技术紧密结合，实现智能决策支持。通过采集大量的测量数据并进行分析，可以为决策者提供科学、准确的决策依据，提高决策效率和准确性。
THANKS
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电子测量技术的发展趋势与展望
智能化
随着人工智能和机器学习技术的快速发展，电子测量技术正朝着智能化方向发展。智能化测量设备能够自动完成数据采集、处理和分析，提高测量效率和精度。
电子测量原理课件第七章
G2
A1
A2
第11页
2 偏转系统
电子测量技术基础
示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板 组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板 。
当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在 偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同 决定的荧光屏上的某个坐标位置。
为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于 靠近电子枪的部位，而X偏转板在Y的右边。
即输入耦合方式，一般有直流（DC）、交流 （AC）和接地（GND）三种，可通过示波器面板选 择。 6．触发源选择方式
触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号来 源，一般有内触发（INT）、外触发（EXT）、电源 触发（LINE）三种。
第8页
7.2 CRT显示原理
电子测量技术基础
7.2.1 CRT
CRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分
3．扫描的概念 如果在X偏转板上加一个随时间线形变化的电压， 垂直偏转板不加电压，那么光点在水平方向的偏移距 离为 xSxkth ，xt比[cm 例/系s]数Sx称为示波管的X轴偏 转灵敏度。 光点在锯齿波作用下扫动的过程称为“扫描”， 能实现扫描的锯齿波电压称为扫描电压，光点自左向 右的连续扫动称为“扫描正程”，自荧光屏的右端迅 速返回左端起扫点的过程称为“扫描逆程”。
若两信号的初相相同，且在 X、Y方向的偏转距离相同， 在荧光屏上画出一条与水平 轴呈45度角的直线。
ux t
第20页
电子测量技术基础
uy
0
4
04
3 1 3t
0 2 4
1
2 2
若两信号的初相相 差90度，且在X、Y 方向的偏转距离相同， 在荧光屏上画出的图
ux t
《电子测量》课件
电子测量技术在人工智能中的应用
数据处理
人工智能需要大量的数 据进行训练和学习，电 子测量技术可以提供高 精度、高效率的数据处 理解决方案。
算法优化
人工智能算法的优化需 要电子测量技术进行性 能评估和改进。
嵌入式系统
人工智能的嵌入式系统 需要电子测量技术进行 硬件和软件的测试和调 试。
THANKS
功能
用于观察和测量电信号的 波形，测量信号的幅度、 频率等参数。
分类
模拟示波器和数字示波器 ，其中数字示波器又分为 实时示波器和采样示波器 。
使用注意事项
正确选择示波器的量程范 围，避免信号过载；根据 需要选择合适的触发模式 。
信号发生器
功能
产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波等 。
分类
模拟信号发生器和数字信号发生器。
网络化
网络化测量仪器将实现远程控制和数 据共享，提高测量效率和资源利用率 。
电子测量技术在物联网中的应用
传感器网络
物联网中的传感器网络需要高精度、高稳定性的电子测量技术进 行数据采集和处理。
无线通信
物联网中的无线通信技术需要电子测量技术进行信号质量测试和优 化。
智能家居
智能家居中的各种设备需要进行精确的电量、温度、湿度等参数的 测量，需要电子测量技术的支持。
当、零点漂移等。
环境误差
由于环境因素的变化，如温度 、湿度、气压等，对测量结果 造成的影响。
人为误差
由于操作人员的主观因素，如 视觉误差、操作不当等，对测 量结果造成的影响。
方法误差
由于测量方法的局限性或不完 善性，如测量电路的设计缺陷 、算法误差等，对测量结果造
成的影响。
电子测量的数据处理
电子测量技术课件PPT课件
应用领域
在电子设备和系统的电压 参数测量中广泛应用。
阻抗的测量
测量方法
通过使用阻抗分析仪等测 量仪器，可以测量电路中 的阻抗值。
测量原理
基于交流电的阻抗和感抗 的测量，通过阻抗分析仪 的测量和计算，得到被测 阻抗的值。
应用领域
在电子设备和系统的阻抗 参数测量中广泛应用。
频率和时间的测量
测量方法
应用领域
详细描述
频谱分析仪能够分析信号在不同频率下的幅度和频率，从而确定信号的频谱分布。频谱分析仪通常采用扫频技术， 通过改变本振信号的频率来覆盖所需的频率范围。在通信、雷达、电子对抗等领域中，频谱分析仪具有重要的应 用价值。
网络分析仪
总结词
网络分析仪是一种用于测量电子网络的阻抗特性的电子测量仪器。
详细描述
幅度、频率、相位等。
测量原理
基于电磁感应原理和电子线路的特 性，将电信号转换为适合测量的物 理量，如电压、电流、电阻等。
应用领域
在通信、雷达、音频处理等领域中 广泛应用。
电压的测量
01
02
03
测量方法
通过使用电压表或万用表 等测量仪器，可以测量电 路中的电压值。
测量原理
基于电压表的电阻和电流 的测量，通过欧姆定律计 算出被测电压的值。
未来，智能化测量技术将在越来越多的领域得到应用，如智能制造、智 能交通、智能医疗等，为各行业的智能化发展提供重要的技术支持。
虚拟仪器技术的前景
虚拟仪器技术是一种基于计算机的测试 和测量技术，它通过软件来模拟传统仪 器的硬件功能，从而实现测量的虚拟化。
虚拟仪器技术具有很多优点，如可重复 未来，随着计算机技术和软件技术的不 性强、易于维护和升级、可远程控制等， 断发展，虚拟仪器技术将得到更广泛的
电子测量PPT教学课件
电子测量仪器的分类 计量的基本内容 计量基准的划分：国家基准（主基 准）、 副基准、工作、基准。 计量器具的特征 计量的分类 二、习题答案 题1.1 （1）不属于电子测量
（2）属于电子测量 题1.2、1.3 参阅本章内容
第2章 测量误差分析与数据处理
学习辅导内容
误差理论是专门从事研究有关测量误 差的科学理论，数据处理则是应用数学方 法和计算工具对测量数据进行科学的分析、
四、参考资料
1．电路分析 2．模拟电路 3．高频电路
第4章 数字测量方法
学习辅导内容
数字量是信号幅度随时间做离散型变化的 物理量。目前，电子测量仪器正向量程扩大化， 集成化模块化、智能化、虚拟化、网络化、跨 专业多功能化、数字化趋势发展。而这些发展 趋势的核心是数字化。因此，必须学习和掌握 数字化测量方法。无论高档还是低档仪器，数 字化越来越普及。
r A 5 5% A0 100
分贝误差为 r[dB]=20Lg(1+r)dB =20Lg(1-0.05)dB =-0.446dB 题2.8解 （1）200KΩ （2）250KΩ
（3）20% 题2.9解 （1）200KΩ （2）199.973KΩ
（3）0.014% 题2.10解 可采用多次测量的方法，设测 量次数为n
题3.5解 根据电压表的刻度特性，可以确定其检 波方式，举例如下
（1）用方波作为测试信号，已知方波的
UP U U U，0 用被检电压表测量这个电压。
①若读数≈ U0 2 0.707U0 则该表为峰值表。
②若读数≈ 1.11U0 则该表为均值表。 ③若读数≈ U0 则该表为有效值表。 （2）分别取峰值相等的一个正弦电压和一个方波
（2）均值表的读数
均值表以正弦波有效值刻度时,其读数 U a K F正 U ，
电子测量原理
Ø 中断方式：将转换状态信号用作中断信号。
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电子测量原理
2. A/D转换接口电路设计
u 参考（基准）电压：根据双积分A/D转换原理，需要
一个参考电压，对于没有内部基准的ADC，需外部提供。 需注意基准电压源的温度系数。如对于16bit ADC， 1LSB=1/216=1/65536=15ppm，即基准电压源的温度系数 应好于15ppm。
u 仪用放大器（IA，Instrument Amplifier） u 基本结构：
u 增益公式
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电子测量原理
3. 放大电路设计
u 特点：
Ø 三运放结构； Ø 高共模抑制比； Ø 双端差分输入单端输出； Ø 通常改变电阻R1，可改变增益；
u 设计选型
Ø 采用三运放构成，如OP07； Ø 采用集成IA，如AD620、PGA系列； Ø 对于小信号放大，通常采用两级放大。
电子测量原理
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2020/11/28
电子测量原理
1. 方案选择
u 全硬件实现； u 基于单片机实现；
1.1 全硬件实现
u 选择具有直接驱动LED或LCD显示的A/D转换器， 其 工 作 过 程 完 全 由 硬 件 控 制 。 该 类 ADC 如 ICL7106。
u 原理框图
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电子测量原理
5. 自检与自动校准、自动量程 转换电路设计
校准过程：
（1）零点校准： （2）参考电压校准：
（3）接入被测电压： 校准后结果：
PP自动校准、自动量程 转换电路设计
u 自动量程转换
Ø 当被测电压变化时，选择合适的输入放大器增益，充 分利用A/D转换器的动态范围，有利于提高测量分辨力。
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电子测量原理
2. A/D转换接口电路设计
u 参考（基准）电压：根据双积分A/D转换原理，需要
一个参考电压，对于没有内部基准的ADC，需外部提供。 需注意基准电压源的温度系数。如对于16bit ADC， 1LSB=1/216=1/65536=15ppm，即基准电压源的温度系数 应好于15ppm。
u 仪用放大器（IA，Instrument Amplifier） u 基本结构：
u 增益公式
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电子测量原理
3. 放大电路设计
u 特点：
Ø 三运放结构； Ø 高共模抑制比； Ø 双端差分输入单端输出； Ø 通常改变电阻R1，可改变增益；
u 设计选型
Ø 采用三运放构成，如OP07； Ø 采用集成IA，如AD620、PGA系列； Ø 对于小信号放大，通常采用两级放大。
电子测量原理
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2020/11/28
电子测量原理
1. 方案选择
u 全硬件实现； u 基于单片机实现；
1.1 全硬件实现
u 选择具有直接驱动LED或LCD显示的A/D转换器， 其 工 作 过 程 完 全 由 硬 件 控 制 。 该 类 ADC 如 ICL7106。
u 原理框图
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电子测量原理
5. 自检与自动校准、自动量程 转换电路设计
校准过程：
（1）零点校准： （2）参考电压校准：
（3）接入被测电压： 校准后结果：
PP自动校准、自动量程 转换电路设计
u 自动量程转换
Ø 当被测电压变化时，选择合适的输入放大器增益，充 分利用A/D转换器的动态范围，有利于提高测量分辨力。
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此扫描速度的单位也可表示为“cm/div”。 扫描速度的倒数称为“时基因素”，它表示单位距
离代表的时间，单位为“t/cm”或“t/div”，时间 t可为μs、ms或s，在示波器的面板上，通常按“1、 2、5”的顺序分成很多档。
第6页
电子测量技术基础
3．偏转因素 偏转因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏
第27页
电子测量技术基础
3．延迟线
触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观测脉 冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完整地 显示出来。
输入信号 扫描 起点
触发点
tT
扫描电压
左图为没有延迟线时屏 幕上显示的脉冲。
显示波形
第28页
3．延迟线（续）
延迟线的作用就是把加到 垂直偏转板上的脉冲信号延 输 入 信 号
频带宽度BW与上升时间tr的关系可近似表示为
tr[s] B W 0 [ .M 3 5 H z],或 tr[n s] B W 0 [ .M 3 5 H z] 1 0 3
第5页
电子测量技术基础
2．扫描速度 扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点水平移动
的距离，单位为“cm/s”。 荧光屏上通常用间隔1cm的坐标线作为刻度线，因
示波管越灵敏。
为提高Y轴偏转灵敏度，可在偏转板至荧光屏之间 加一个后加速阳极A3。
第13页
3 荧光屏
电子测量技术基础
荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显 示部分 。
在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在 荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此 在示波器开启后不使用的时间内，可将“辉度” 调暗。
扫描 起点
迟一段时间，以保证在屏幕 上扫描出包括上升时间在内
触发点 t Tt d
的脉冲全过程。
输入信号 延迟后
延迟线的输入级需采用
低输出阻抗电路驱动，而 扫 描 电 压
输出级则采用低输入阻抗的
缓冲器。
显示波形
第29页
电子测量技术基础
电子测量技术基础
4．Y输出放大器 Y输出放大器是将延迟线传来的被测信号放大到足
内
外触发 外 电源
X输入
触发电路
扫描 发生器
水平 放大器
至X 偏转板
校准信号 输出 校准信号 发生器
至各电路
低压电源
高压电源
正高压 负高压
第24页
电子测量技术基础
7.3.2 通用示波器的垂直通道
1．输入电路：包括衰减器和输入选择开关。
（1）衰减器
vi
R1
Z1 C1
R2
C2
Z2
最佳补偿条件 ： R1C1R2C2
记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟 信号的存储、记忆和反复显示。
专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称 特种示波器。
第3页
2 数字示波器
电子测量技术基础
数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量 化）后，经由D/A转换器再重建波形。
数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又称 为数字存贮示波器。
第2页
1 模拟示波器
电子测量技术基础
模拟示波器可分为通用示波器、多束示波器、取 样示波器、记忆示波器和专用示波器等。
通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双 踪、多踪示波器。
多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每 个波形都由单独的电子束扫描产生。
取样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信 号。
上的垂直（Y）方向移动1cm（即1格）所需的电压 值，单位为“V/cm”、“mV/cm”（或“V/div”、 “mV/div”）。
偏转因素表示了示波器Y通道的放大/衰减能力。 偏转因素的倒数称为“（偏转）灵敏度”。
第7页
电子测量技术基础
4．输入阻抗 当被测信号接入示波器时，输入阻抗Zi形成被测
信号的等效负载。 5．输入方式
3
将显示出被测信 -Uy
号随时间变化的
0
一个周期的波 形曲线。
Ux
Ux -Ux
t
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电子测量技术基础
2．显示任意两个变量之间的关系
示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称
为李沙育（Lissajous）图形，这种图形在相位和频
率测量中常会用到。
uy
1
1
0 2 4t
2 04
3 3
0 1
2 3
4
根据取样方式不同，数字示波器又可分为实时取样、 随机取样和顺序取样三大类。
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7.1.2 主要技术指标
电子测量技术基础
1．频带宽度BW和上升时间tr
示波器的频带宽度BW一般指Y通道的频带宽度。
上升时间tr是一个与频带宽度BW相关的参数，表 示由于示波器Y通道的频带宽度的限制，反映了示波 器Y通道跟随输入信号快速变化的能力。
第12页
电子测量技术基础
电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电
压成正比：
y
lS 2bVa
Vy
l为偏转板的长度；S为偏转板中心
到屏幕中心的距离；b为偏转板间
距；Va为阳极A2上的电压。
lS
示波管的Y轴偏转灵敏度（单位为cm/V）：S y 2 b V a
其倒数为示波管的Y轴偏转因数。偏转灵敏度越大，
( d ) U x = 常 量 、 U y = 常 量
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电子测量技术基础
（2）X、Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情 况：
U y U y
1
0 2 4t 3
1 20 4
3
仅在垂直偏转板的 两板间加正弦变化 的电压，则光点只 在荧光屏的垂直方 向来回移动，出现 一条垂直线段。
- U y
第17页
当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定 的时间，这种现象称为“余辉效应”。
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电子测量技术基础
7.2.2 波形显示的基本原理
1．显示随时间变化的图形 （1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况：
光点出现在荧光屏的中心位置。
( a ) U x = 0 、 U y = 0 光点仅在垂直方向偏移 ：Uy为正 电压时，光点从荧光屏的中心往 垂直方向上移；Uy为负电压时， 光点从荧光屏的中心往垂直方向
7.3.3 通用示波器的水平通道
水平通道主要任务：是产生随时间线性变化的扫描 电压，再放大到足够的幅度，然后输出到水平偏转板， 使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。
包括：触发电路、扫描电路和水平放大器等部分。
触 发 信 号触 发 源 触 发 耦 合 放 大 整 形 选 择 方 式 选 择 电 路
扫 描 扫 描 电 压 闸 门 发 生 器
vo 过补偿
过补偿 ： R1C1 R2C2
最佳补偿
欠补偿
欠补偿： R1C1 R2C2
改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面 板上用“V/cm”标记。
第25页
电子测量技术基础
（2）输入耦合方式 输入耦合方式设有AC、GND、DC三档选择开关。 观察交流信号时，置“AC”档。 确定零电压时，置“GND”档。 观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号
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）：用50Hz的工频正弦信号作为 触发源，适用于观测与50Hz交流有同步关系的信 号。
第32页
电子测量技术基础
（2）触发耦合方式 “DC”直流耦合：用于接入直流或缓慢变化的触 发信号。 “AC”交流耦合：用于观察从低频到较高频率的 信号。 “AC低频抑制”耦合：用于观察含有低频干扰的 信号。 “HF REJ”高频抑制耦合：用于抑制高频成分的 耦合。
若两信号的初相相同，且在 X、Y方向的偏转距离相同， 在荧光屏上画出一条与水平 轴呈45度角的直线。
ux t
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电子测量技术基础
uy
0
4
04
3 1 3t
0 2 4
1
2 2
若两信号的初相相 差90度，且在X、Y 方向的偏转距离相同， 在荧光屏上画出的图
ux t
形为圆。
0 1
2 3
4
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电子测量技术基础
即输入耦合方式，一般有直流（DC）、交流 （AC）和接地（GND）三种，可通过示波器面板选 择。 6．触发源选择方式
触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号来 源，一般有内触发（INT）、外触发（EXT）、电源 触发（LINE）三种。
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7.2 C.2.1 CRT
CRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分
G2
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2 偏转系统
电子测量技术基础
示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板 组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板 。
当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在 偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同 决定的荧光屏上的某个坐标位置。
为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于 靠近电子枪的部位，而X偏转板在Y的右边。
时，置“DC”档。
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电子测量技术基础
2．前置放大器 前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信 号，并具有灵敏度微调、校正、Y轴移位、极性反转 等控制作用。 Y前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平 衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直 流电位，相应的Y偏转板上的直流电位和波形在Y方 向的位置也会改变。 可通过调节“Y轴位移”旋钮，调节直流电位以改 变被测波形在屏幕上的位置。
电子测量技术基础
U x U x
2
1 3t
0
4
- U x
43 012
仅在水平偏转板 的两板间加锯齿 电压，则光点只 在荧光屏的水平 方向来回移动， 出现一条水平线 段。
离代表的时间，单位为“t/cm”或“t/div”，时间 t可为μs、ms或s，在示波器的面板上，通常按“1、 2、5”的顺序分成很多档。
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电子测量技术基础
3．偏转因素 偏转因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏
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电子测量技术基础
3．延迟线
触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观测脉 冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完整地 显示出来。
输入信号 扫描 起点
触发点
tT
扫描电压
左图为没有延迟线时屏 幕上显示的脉冲。
显示波形
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3．延迟线（续）
延迟线的作用就是把加到 垂直偏转板上的脉冲信号延 输 入 信 号
频带宽度BW与上升时间tr的关系可近似表示为
tr[s] B W 0 [ .M 3 5 H z],或 tr[n s] B W 0 [ .M 3 5 H z] 1 0 3
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电子测量技术基础
2．扫描速度 扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点水平移动
的距离，单位为“cm/s”。 荧光屏上通常用间隔1cm的坐标线作为刻度线，因
示波管越灵敏。
为提高Y轴偏转灵敏度，可在偏转板至荧光屏之间 加一个后加速阳极A3。
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3 荧光屏
电子测量技术基础
荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显 示部分 。
在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在 荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此 在示波器开启后不使用的时间内，可将“辉度” 调暗。
扫描 起点
迟一段时间，以保证在屏幕 上扫描出包括上升时间在内
触发点 t Tt d
的脉冲全过程。
输入信号 延迟后
延迟线的输入级需采用
低输出阻抗电路驱动，而 扫 描 电 压
输出级则采用低输入阻抗的
缓冲器。
显示波形
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电子测量技术基础
电子测量技术基础
4．Y输出放大器 Y输出放大器是将延迟线传来的被测信号放大到足
内
外触发 外 电源
X输入
触发电路
扫描 发生器
水平 放大器
至X 偏转板
校准信号 输出 校准信号 发生器
至各电路
低压电源
高压电源
正高压 负高压
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电子测量技术基础
7.3.2 通用示波器的垂直通道
1．输入电路：包括衰减器和输入选择开关。
（1）衰减器
vi
R1
Z1 C1
R2
C2
Z2
最佳补偿条件 ： R1C1R2C2
记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟 信号的存储、记忆和反复显示。
专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称 特种示波器。
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2 数字示波器
电子测量技术基础
数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量 化）后，经由D/A转换器再重建波形。
数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又称 为数字存贮示波器。
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1 模拟示波器
电子测量技术基础
模拟示波器可分为通用示波器、多束示波器、取 样示波器、记忆示波器和专用示波器等。
通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双 踪、多踪示波器。
多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每 个波形都由单独的电子束扫描产生。
取样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信 号。
上的垂直（Y）方向移动1cm（即1格）所需的电压 值，单位为“V/cm”、“mV/cm”（或“V/div”、 “mV/div”）。
偏转因素表示了示波器Y通道的放大/衰减能力。 偏转因素的倒数称为“（偏转）灵敏度”。
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电子测量技术基础
4．输入阻抗 当被测信号接入示波器时，输入阻抗Zi形成被测
信号的等效负载。 5．输入方式
3
将显示出被测信 -Uy
号随时间变化的
0
一个周期的波 形曲线。
Ux
Ux -Ux
t
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电子测量技术基础
2．显示任意两个变量之间的关系
示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称
为李沙育（Lissajous）图形，这种图形在相位和频
率测量中常会用到。
uy
1
1
0 2 4t
2 04
3 3
0 1
2 3
4
根据取样方式不同，数字示波器又可分为实时取样、 随机取样和顺序取样三大类。
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7.1.2 主要技术指标
电子测量技术基础
1．频带宽度BW和上升时间tr
示波器的频带宽度BW一般指Y通道的频带宽度。
上升时间tr是一个与频带宽度BW相关的参数，表 示由于示波器Y通道的频带宽度的限制，反映了示波 器Y通道跟随输入信号快速变化的能力。
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电子测量技术基础
电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电
压成正比：
y
lS 2bVa
Vy
l为偏转板的长度；S为偏转板中心
到屏幕中心的距离；b为偏转板间
距；Va为阳极A2上的电压。
lS
示波管的Y轴偏转灵敏度（单位为cm/V）：S y 2 b V a
其倒数为示波管的Y轴偏转因数。偏转灵敏度越大，
( d ) U x = 常 量 、 U y = 常 量
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电子测量技术基础
（2）X、Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情 况：
U y U y
1
0 2 4t 3
1 20 4
3
仅在垂直偏转板的 两板间加正弦变化 的电压，则光点只 在荧光屏的垂直方 向来回移动，出现 一条垂直线段。
- U y
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当电子束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定 的时间，这种现象称为“余辉效应”。
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电子测量技术基础
7.2.2 波形显示的基本原理
1．显示随时间变化的图形 （1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况：
光点出现在荧光屏的中心位置。
( a ) U x = 0 、 U y = 0 光点仅在垂直方向偏移 ：Uy为正 电压时，光点从荧光屏的中心往 垂直方向上移；Uy为负电压时， 光点从荧光屏的中心往垂直方向
7.3.3 通用示波器的水平通道
水平通道主要任务：是产生随时间线性变化的扫描 电压，再放大到足够的幅度，然后输出到水平偏转板， 使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。
包括：触发电路、扫描电路和水平放大器等部分。
触 发 信 号触 发 源 触 发 耦 合 放 大 整 形 选 择 方 式 选 择 电 路
扫 描 扫 描 电 压 闸 门 发 生 器
vo 过补偿
过补偿 ： R1C1 R2C2
最佳补偿
欠补偿
欠补偿： R1C1 R2C2
改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面 板上用“V/cm”标记。
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电子测量技术基础
（2）输入耦合方式 输入耦合方式设有AC、GND、DC三档选择开关。 观察交流信号时，置“AC”档。 确定零电压时，置“GND”档。 观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号
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）：用50Hz的工频正弦信号作为 触发源，适用于观测与50Hz交流有同步关系的信 号。
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电子测量技术基础
（2）触发耦合方式 “DC”直流耦合：用于接入直流或缓慢变化的触 发信号。 “AC”交流耦合：用于观察从低频到较高频率的 信号。 “AC低频抑制”耦合：用于观察含有低频干扰的 信号。 “HF REJ”高频抑制耦合：用于抑制高频成分的 耦合。
若两信号的初相相同，且在 X、Y方向的偏转距离相同， 在荧光屏上画出一条与水平 轴呈45度角的直线。
ux t
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电子测量技术基础
uy
0
4
04
3 1 3t
0 2 4
1
2 2
若两信号的初相相 差90度，且在X、Y 方向的偏转距离相同， 在荧光屏上画出的图
ux t
形为圆。
0 1
2 3
4
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电子测量技术基础
即输入耦合方式，一般有直流（DC）、交流 （AC）和接地（GND）三种，可通过示波器面板选 择。 6．触发源选择方式
触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号来 源，一般有内触发（INT）、外触发（EXT）、电源 触发（LINE）三种。
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7.2 C.2.1 CRT
CRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分
G2
A1
A2
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2 偏转系统
电子测量技术基础
示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板 组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板 。
当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在 偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同 决定的荧光屏上的某个坐标位置。
为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于 靠近电子枪的部位，而X偏转板在Y的右边。
时，置“DC”档。
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2．前置放大器 前置放大器将信号适当放大，从中取出内触发信 号，并具有灵敏度微调、校正、Y轴移位、极性反转 等控制作用。 Y前置放大器大都采用差分放大电路，输出一对平 衡的交流电压。若在差分电路的输入端输入不同的直 流电位，相应的Y偏转板上的直流电位和波形在Y方 向的位置也会改变。 可通过调节“Y轴位移”旋钮，调节直流电位以改 变被测波形在屏幕上的位置。
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U x U x
2
1 3t
0
4
- U x
43 012
仅在水平偏转板 的两板间加锯齿 电压，则光点只 在荧光屏的水平 方向来回移动， 出现一条水平线 段。