示波器及其函数信号发生器

注意事项
1．通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以使波
形清晰，减小测试误差；不要使光点停留在一点不动，否则电 子束轰击一点宜在荧光屏上形成暗斑，损坏荧光屏。 2．测量系统- 例如示波器、信号源；打印机、计算机等设备等。 被测电子设备- 例如仪器、电子部件、电路板、被测设备供电 电源等设备接地线必须与公共地(大地)相连。 3． TDS200/TDS1000/TDS2000 系列数字示波器配合探头使用时， 只能测量（被测信号- 信号地就是大地，信号端输出幅度小于 300V CAT II）信号的波形。绝对不能测量市电AC220V 或与市 电AC220V 不能隔离的电子设备的浮地信号。
（二）使用前的检查、调整和校准 示波器初次使用前或久藏复用时，有必要进行一次能否工作的简单检查和进 行扫描电路稳定度、垂直放大电路直流平衡的调整。示波器在进行电压和时 间的定量测试时，还必须进行垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准。示 波器能否正常工作的检查方法、垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准方 法，由于各种型号示波器的校准信号的幅度、频率等参数不一样，因而检查、 校准方法略有差异。 （三）使用步骤 1．选择Y轴耦合方式 根据被测信号频率的高低，将Y轴输入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置 于AC或DC。 2．选择Y轴灵敏度 根据被测信号的大约峰-峰值（如果采用衰减探头，应除以衰减倍数；在 耦合方式取DC档时，还要考虑叠加的直流电压值），将Y轴灵敏度选择 V/div开关（或Y轴衰减开关）置于适当档级。实际使用中如不需读测电压 值，则可适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显现所需 要高度的波形。
使用方法
（一）面板装置 （1）电源开关。 （2）电源指示灯。 （3）辉度 调整光点亮度。 （4）聚焦 调整光点或波形清晰度。 （5）辅助聚焦 配合“聚焦”旋钮调节清晰度。 （6）标尺亮度 调节坐标片上刻度线亮度。 （7）寻迹 当按键向下按时，使偏离荧光屏的光点回到显 示区域，而寻到光点位置。 （8）标准信号输出 1kHz、1V方波校准信号由此引出。加 到Y轴输入端，用以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。
仪器分类
通用示波器
通用示波器通常采用80毫米×100毫米矩形荧光屏带内刻度和后加速电极的示
波管。时基发生器产生一电压随时间作线性变化的锯齿波，其重复频率在很 大范围内可变，起始扫描时间受来自触发电路的触发脉冲控制。图中为双通 道双踪示波器，利用电子开关将A、B通道的图像分别显示在荧光屏上。电子 开关有两种工作模式：交替模式和断续模式。在交替工作模式时，电子开关 受时基产生器控制，每次扫描开始时，电子开关立即转换，这种方式适合于 观察变化较快的信号。在断续工作模式时，电子开关受方波振荡器（频率50 千赫～1兆赫）控制，轮流接通 A和B通道，适用于观察慢变化信号。触发电 路和时基发生器的动作都比触发信号有一定滞后。为了显示信号的前沿，在 信号回路中加入一段延迟回路。早期示波器的时基发生器与图中的不同，没 有触发回路,由输入信号直接与锯齿波发生器同步,时基发生器没有精确时间 刻度。后来加入触发电路，使波形稳定，且扫描速度不受输入信号影响。这 种示波器对观察脉冲信号特别方便，称为同步示波器。
4．通用示波器的外壳，信号输入端BNC 插座金属外圈，探头接地线，AC220V 电源 插座接地线端都是相通的。如仪器使用时不接大地线，直接用探头对浮地信号测量， 则仪器相对大地会产生电位差；电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之间 的电位差。这将对仪器操作人员、示波器、被测电子设备带来严重安全危险。 5．用户如须要测量开关电源(开关电源初级，控制电路) 、UPS(不间断电源)、电 子整流器、节能灯、变频器等类型产品或其它与市电AC220V 不能隔离的电子设备 进行浮地信号测试时，必使用DP100高压隔离差分探头。
函数信号发生器
输入信号线
百度文库
函数信号发生器是一种信号发生装置，能产生某些特定的周期性时间函数波形 (正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等)信号，频率范围可从几个微赫到几 十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量 领域
产品资料
技术指标 输出信号：三角波、方波、正弦波、脉冲波、单次脉冲. TTL电平、 直流电平电压输出输出幅度1mV—25Vp-p 输出阻抗:50Ω±10% 3位数显输出 频率：0.2Hz—2MHz 频率误差：±1% 4位数显功率输出频率0.2Hz — 200KHz 输出功率≥10W空载电压：≥25Vp-p 外测频率：0.1Hz－10MHz ±0.1%衰减： 0dB、 -20dB、-40dB 、–60dB直流电平： +10V－-10V连续可 调 占空比:10%－90%连续可调失真度：≤2% (20Hz－20kHz)方波上升时间： ≤50nSTTL方波输出： ≥3Vp-p 上升时间≤25ns外电压控制扫频：输入电平0－ 10V 输出频率 1:100电源 : 220V ±10% 50Hz－60Hz 外形尺寸： 240(W)×90(H)×280(D) 重量：约2.5Kg输出采用保护电路。
性能指标 示波器的主要性能指标是频率范围、灵敏度、信道数和存储 功能。 ①频率范围：指-3分贝时的上限、下限频率。一般示波器下 限频率可达直流或很低频率,上限频率具有重要意义,它决定 可显示的最快速过程。 ②灵敏度:指偏转一格刻度（8～10毫米）所需的输入电压,目 前常用示波器灵敏度可达每格1～10毫伏。 ③信道数目：指同时在荧光屏显示的输入信道的数目，最常 见的为1～4个信道。 ④存储功能：所有示波器都可用来观察重复性（即周期性） 波形,但是,如果周期很长或是单次快速过程，普通示波器在 显示时会出现闪烁、过暗或捕捉不住等现象，存储示波器具 有存储功能，能观察上述特殊波形。

示波器的定义
示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观
测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测 量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分 析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。 示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、 Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成
电气四班 白国仓 1600302136
示波器
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼
看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种 电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成 的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的 光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖， 可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用 示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线， 还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、 相位差、调幅度等等以图像形式在阴极射线管荧光屏上显 示两个或两个以上参数间的函数关系的电子测量仪器。示 波器根据对不同时域测量的要求有通用示波器、存储示波 器和取样示波器三类。
示波器的作用和分类
用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、
扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外，还可 以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过 程都可以用示波器进行观测
示波器分为数字示波器和模拟示波器
模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子枪）电 子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏 幕上。屏幕的内表面涂有荧光物质,这样电子束打中的点就会发 出光来。 数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术 制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单，能 提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提 供存储，实现对波形的保存和处理。
实现方法
（1）用分立元件组成的函数发生器：通常是单函数发生器且频率不高，其工作 不很稳定，不易调试 （2）可以由晶体管、运放IC等通用器件制作，更多的则是用专门的函数信号发 生器IC产生。早期的函数信号发生器IC，如L8038、BA205、XR2207/2209等， 它们的功能较少，精度不高，频率上限只有300kHz，无法产生更高频率的信号， 调节方式也不够灵活，频率和占空比不能独立调节，二者互相影响。 （3）利用单片集成芯片的函数发生器：能产生多种波形，达到较高的频率，且 易于调试。鉴于此，美国美信公司开发了新一代函数信号发生器ICMAX038，它 克服了（2）中芯片的缺点，可以达到更高的技术指标，是上述芯片望尘莫及的。 MAX038频率高、精度好，因此它被称为高频精密函数信号发生器IC。在锁相环、 压控振荡器、频率合成器、脉宽调制器等电路的设计上，MAX038都是优选的器 件。
储存示波器
用通用示波器观察重复频率为几赫的波形时，荧光屏会严重地
闪烁。补救的办法是采用长余辉示波管（余辉时间可长达1～3u 秒），这种办法虽很简单，但余辉时间不能随意调节，不适于 观察高重复频率信号，而且普通示波器还不能观察单次过程。 存储示波器又称记忆示波器,能将波形记忆下来,显示在荧光屏 上。存储示波器采用特殊的阴极射线管，有栅网型和双稳态型 荧光膜两类。存储示波管和普通示波管不同，它有写入电子枪 和读出电子枪（见示波器）。栅网型示波管的优点是辉度连续 可调,存储时间可从1小时到7天,可多次写入、一次读出。双稳 态型存储示波管结构简单，存储时间可达1小时，价格低廉,缺 点是双稳态缺乏中间色调，不能快速写入，荧光膜易烧毁。存 储示波管比普通示波管昂贵、寿命短，将会被数字型存储示波 器所取代。数字型存储示波器是集数字记录装置和普通示波器 于一体，将集成组件的记忆存储器内容由示波器显示，其优点 是可进行数据处理，示波管寿命长，不易烧毁
取样示波器
用抽样法将频率压缩，将快速重复的现象变成低速重 复的现象，用普通示波器显示波形。取样示波器适用 于观察周期性现象，其上限频率已达18吉赫。取样示 波器的关键部分是用高速开关元件（如隧道二极管） 组成的取样头。使用时输入信号电压应比普通示波器 的电压低，以避免损坏取样头，同时须解决测量时的 阻抗匹配问题，以减小波形失真。
（4）利用专用直接数字合成DDS芯片的函数发生器：能产生任意波形并达 到很高的频率。但成本较高。 产生所需参数的电测试信号仪器。按其信号波形分为四大类：①正弦信号发 生器。主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。 按其不同性能和用途还可细分为低频（20赫至10兆赫）信号发生器、高频 （100千赫至300兆赫）信号发生器、微波信号发生器、扫频和程控信号发 生器、频率合成式信号发生器等。②函数（波形）信号发生器。能产生某些 特定的周期性时间函数波形（正弦波、方波、三角波、锯齿波和脉冲波等） 信号，频率范围可从几个微赫到几十兆赫。除供通信、仪表和自动控制系统 测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。③脉冲信号发生器。能产生宽度、 幅度和重复频率可调的矩形脉冲的发生器，可用以测试线性系统的瞬态响应， 或用作模拟信号来测试雷达、多路通信和其他脉冲数字系统的性能。④随机 信号发生器。通常又分为噪声信号发生器和伪随机信号发生器两类。噪声信 号发生器主要用途为：在待测系统中引入一个随机信号，以模拟实际工作条 件中的噪声而测定系统性能；外加一个已知噪声信号与系统内部噪声比较以 测定噪声系数；用随机信号代替正弦或脉冲信号，以测定系统动态特性等。 当用噪声信号进行相关函数测量时，若平均测量时间不够长，会出现统计性 误差，可用伪随机信号来解决。
3．选择触发（或同步）信号来源与极性 通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”档。 4．选择扫描速度 根据被测信号周期（或频率）的大约值，将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关 置于适当档级。实际使用中如不需读测时间值，则可适当调节扫速t/div微调（或 扫描微调）旋钮，使屏幕上显示测试所需周期数的波形。如果需要观察的是信号的 边沿部分，则扫速t/div开关应置于最快扫速档。 5．输入被测信号 被测信号由探头衰减后（或由同轴电缆不衰减直接输入，但此时的输入阻抗降低、 输入电容增大），通过Y轴输入端输入示波器
仪器特点
显著优点


①非常直观，能将波形直接显示在荧光屏上，还可用照相 方法取得永久性记录； ②量程大，可测量从高灵敏示波器的数微伏至高压示波器 的数万伏的信号； ③输入阻抗高，对被测系统影响极小； ④反应迅速，电子束惰性极小，能显示纳秒级的快速过程； ⑤多信道，能在同一荧光屏上同时显示几个过程，便于观 察、比较、测量和分析； ⑥耐过载能力强，能在恶劣环境下工作。