电子测量与仪器 第六章 时域测量

第六章时域测量（示波器）

6．1 通用示波器由哪些主要电路单元组成?它们各起什么作用？它们之间有什么联系？6．2 通用示波器垂直偏转通道包括哪些主要电路？它们的主要作用是什么？它们的主要工作特性是什么？

6．3 简述通用示波器扫描发生器环的各个组成部分及其作用？

6．4 在示波器的水平和垂直偏转板上都加正弦信号所显示的图形叫李沙育图形。如果都加上同频、同相、等幅的正弦信号，请逐点画出屏幕上应显示图形；如果两个相位差为90°的正弦波，用同样方法画出显示的图形。

6．5 现用示波器观测一正弦信号。假设扫描周期（T x）为信号周期的两倍、扫描电压的幅度V x＝V m时为屏幕X方向满偏转值。当扫描电压的波形如图6.42的a、b、c、d所示时，试画出屏幕上相应的显示图形。

解：

a b

c d

Vx

6．6 试比较触发扫描和连续扫描的特点。

6．7 一示波器的荧光屏的水平长度为10cm ，现要求在上面最多显示10MHz 正弦信号两个周期（幅度适当），问该示波器的扫描速度应该为多少？

解：正弦信号频率为10MHz ，T ＝s f T 76101101011-⨯=⨯==

，要在屏幕上显示两个周期，则显示的时间为s 71022T t -⨯==，扫描速度为

s cm /10501021067⨯=⨯-

6．8 示波器观测周期为 8ms ，宽度为 1ms ，上升时间为 0.5ms 的矩形正脉冲。试问用示波器分别测量该脉冲的周期、脉宽和上升时间，时基开关（ t/cm ）应在什么位置（示波器时间因数为 0.05μs ～0.5s ，按 1－2－5 顺序控制）。

解：

在示波器屏幕上尽量显示一个完整周期，而水平方向为10cm ，所以

测量周期时，8ms/10cm ＝0.8ms/cm ，时基开关应在1ms 位置，

测量脉宽时，1ms/10cm ＝0.1ms/sm ，时基开关应在100μs 位置，

测量上升时间时，0.5ms/10cm ＝50μs/cm 时基开关应在50μs 位置

6．9 什么是非实时取样？取样示波器由哪些部分组成？各组成部分有何作用？说明取样示波器观察重复周期信号的过程。

解：由r t BW /35.0=，可知MHz BW 7)1050/(35.09

=⨯=-，选择示波器时，信号上升时间应大于3~5 t R （示波器上升时间），或者带宽大于3～5f M ，这样只有（2）和（4）满足，而（4）的上升时间最小，观察效果最好，但价格贵。

6．10欲观察上升时间t R 为50ns 的脉冲波形，现有下列四种技术指标的示波器，试问选择哪一种示波器最好？为什么？

（1）f 3dB ＝10MHz ，t r ≤40ns （2）f 3dB ＝30MHz ，t r ≤12ns

（3）f 3dB ＝15MHz ，t r ≤24ns （4）f 3dB ＝100MHz ，t r ≤3.5ns

6．11用8位A/D[转换时间100μs 、输入电压范围（0～5V ）]作为数字存储示波器Y 通道的模数转换器。试问：

（1） Y 通道能达到的有效存储带宽是多少？

（2） 拟定输入信号范围为（－2.5～＋2.5）V 时的输入电路形式；

（3） 信号幅度的测量分辨力是多少？

（4） 若要求水平方向的时间测量分辨力优于1％，则D/Ax 应该是多少位的？

6．12数字存储示波器，设水平分辨力N ＝100点/Div ，当扫描速度为5μs/Div ；5ms/Div ；5s/Div ；时，其对应的采样频率为多少？有何启示？

解：因为水平分辨力N ＝fs ×t/div ，

所以扫描速度为5μs/Div 时：采样频率MHz t N f s 2010

51006=⨯==

- 扫描速度为5ms/Div 时：采样频率KHz t N f s 2010

51003=⨯==- 扫描速度为5s/Div 时：采样频率Hz t N f s 205100=⨯== 6．13 有A ，B 两台数字示波器，最高采样率均为200Ms/s ，但存储深度A 为1K ，B 为1M ，问当扫速从10ns/div 变到1000ms/div 时，试计算其采样率相应变化的情况，并仿照教材图

6.XX 形式用曲线表示出来。这给选用DSO 有何启示？

解：根据DSO 扫速、采样速率和记录长度的关系：

)(10)/()/()(div div S S s MS f pts L s ⨯⨯≥

保持不变）(10

)()/()/(pts L div S S s MS f s ≤

⨯ A ： div s div

s div s MS f pts L div S S s /5.010/102001000)(10)/()()/(6μ=⨯⨯=⨯= 对应P1点 当扫速为1ms/div 时，相应的采样速率

s KS div

s div div S S pts L s MS f s /10010/1011000)(10)/()()/(3=⨯⨯=⨯=- 对应P2点 B ：div ms div

s div s MS f pts L div S S s /5.010/1020010)(10)/()()/(66

=⨯⨯=⨯= 对应P3点 当扫速为1000ms/div 时，相应的采样速率

s KS div

s div div S S pts L s MS f s /10010/10100010)(10)/()()/(36

=⨯⨯=⨯=- 对应P4点

结论：在选用DSO时，对相同最高采样率的DSO，应该选用记录长度较大的，这样扫速在较大范围变化时，采样速度不必跟着变化。