中职中专 电子测量与仪器 课件 (3)

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（3）设Ux=kt，Uy=0 ,由于Y偏转板不加 电压，光点在垂直方向是不移动的，则光 点在荧光屏的水平方向上来回移动，出现 的是一条水平线段。
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由上三种情况可看出： 1、X偏转板上所加电压控制电子的水平运动； 2、Y偏转板上所加电压控制电子的垂直运动； 3、电子位移长度取决于所加电压的大小。
释抑期：从扫描正程 开始到闸门“释放” 时为止的一段时间， 比逆程期长。
一次扫描至少包括扫 描正程和释抑期，释 抑期内既完成扫描回 程，又保证电路恢复 到初始状态，等待下 一个触发脉冲触发。
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2、触发整形电路
作用：为扫描信号发生器提供符合要求的触发脉冲。 结构：包括触发源选择、触发耦合方式选择、触发方式选择、触发 极性选择、触发电平选择和触发放大整形等电路。
为了观测缓慢变化的信号，则要求示波器具有极慢的扫描速度。
为了观测很宽频率范围的信号，就要求示波器的扫描速度能在很宽 范围内调节。
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3.2 示波测量的基本原理
3.2.1 阴极射线示波管
组成：电子枪、偏转系统和荧光屏
工作原理： 由电子枪产生的高速电子束轰击荧光屏的相应部位产生荧
光，而偏转系统则能使电子束产生偏转，从而改变荧光屏上光 点的位置。
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（1）探头
作用：便于直接探测被测信号，提供示波器的高输入阻抗，减小波形失 真及展宽示波器的工作频带等。
探头分有源探头及无源探头。无源探头由R、C组成，其原理电路如 图所示。其中C是可变电容，调整C对频率变化的影响进行补偿。
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（2）耦合方式选择开关 AC：交流耦合，适于观察交流信号。 DC：直流耦合，用于观测频率很低的信号或带有直流分量的交流信号。 GND：接地，用于确定零电压。 （3）步进衰减器 作用：衰减输入信号，进行频率补偿。面板上用“V/cm”标记的开关改变 分压比从而改变示波器的偏转灵敏度。
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3、X放大器 作用：主要是放大扫描电压，使电子束在水平方向获得足够偏
转，同时还兼设寻迹、水平位移、扫描扩展等功能。
扫描扩展：就是在不改变扫描电压产生电路参数的情况下提高 扫描速度。通过提高X放大器的放大倍数，使扫描锯齿波的幅度加 大，因而使光点在相同的时间里，在扩展后通过的水平距离较扩展 前大得多，从而使扫描速度得到提高。
②当锯齿波电压达到预定的幅度后，电压比较器输出经释抑 电路产生停止信号，关闭时基闸门，使扫描电压产生电路进入回 程期；
③在回程期，释抑电路起“抑止”作用，防止后续触发脉冲 去开启时基闸门，直到闸门输入端及扫描电路完全恢复到初始状 态才释放闸门。
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扫描正程：从时基闸 门打开到闸门关闭的 一段时期。
表示了示波器Y通道的放大/衰减能力，其下限表征示波器观测微弱信 号的能力，其上限表示示波器输入所允许加的最大电压（峰-峰值）。
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3．输入阻抗
Y通道的输入阻抗包括输入电阻和输入电容。输入电阻越大越好，输 入电容越小越好。
4．扫描速度
常用时基因数表示。 时基因数是扫描速度的倒数，指在无扩展情况下，亮点在X方向偏转 单位距离所需的时间。
作用： 将输入的被测信号进行衰减或线性放大后，输出符合示波器偏
转要求的信号，驱动电子运动，使被测信号在屏幕上显示出来。 构成：
输入电路、Y前置放大器、延迟线和Y后置放大器等。
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1、输入电路 作用：引入被测信号，并为前置放大器提供良好的工作条件。
输入电路必须有适当的通频带、输入阻抗、较高的灵敏度、大的过载能力、 适当的耦合方式，尽可能靠近被测信号源，一般采取平衡对称输出。
描锯齿波信号，而是另一路被测信号，则示波器工作于 X－Y显示方式，它可以反映加在两副偏转板上的电压信 号之间的关系。
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3.3 通用示波器
通用示波器的组成:主要由示波管、垂直通道和水平通道三部分组成。 此外，还包括电源电路及校准信号发生器。
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3.3.1 通用示波器的垂直系统（Ｙ通道）
结束 放映
第3章 示波测试技术
3.1 概述 3.2 示波测量的基本原理 3.3 通用示波器 3.4 数字存储示波器 3.5 示波器的选择和使用 3.6 示波器的基本测量实例
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3.1 概述
3.1.1 示波器的分类
模拟示波器
示波器
（对信号的处理方式）
数字示波器
通用示波器 取样示波器 存储示波器 专用示波器
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示波管结构图及供ห้องสมุดไป่ตู้电路
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1．电子枪
（1）作用：发射电子并形成很细的高速电子束，轰击荧光屏使之发光。
（2）组成：灯丝F、阴极K、栅极G和阳极A1、A2。 1）灯丝F、阴极K 灯丝用于加热阴极。 阴极受热后发射电子。
2）控制栅极G 控制栅极用来控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变荧光屏上波 形的辉度（亮度）。G的负电位绝对值越大，打到荧光屏上电子的数目 越少，图形越暗，反之越亮。 调节“辉度电位器”RP1改变栅、阴极之间的电位差即可达到此目 的。
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（3）触发极性：开关S3称为触发极性开关。当S3置于“+”，则在触发源信
号的上升部分某时刻开始产生锯齿波，即开始扫描；若S3置于“－”，则在被 测信号的下降部分某时刻开始扫描。
（4）触发电平：电位器RP为“触发电平”电位器。调节它可以选择合适的
触发点，以控制锯齿波电压的起始时刻。
当示波器工作于X-Y方式时，X放大器则作为X外接输入信号的 传输通道。
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4、扫描方式
（1）连续扫描：扫描电压是连续的，即扫描正程紧跟着逆程，逆程结 束又开始新的正程，扫描是不间断的。
（2）触发扫描：由被测信号激发扫描发生器的间断的工作方式，适用 于测量脉冲信号。
（3）自动扫描：无触发信号时，连续扫描；有触发信号时，触发形成 扫描。
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（4）设Y偏转板加正弦波信号电压 Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电 压Ux=kt，且有Tx=Ty。荧光屏显示
被测信号随时间变化的稳定波形。
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（5）设Y偏转板加正弦波信号电压 Uy=Umsinωt， X偏转板加锯齿波电 压Ux=kt，且有Tx=2Ty，荧光屏显示
2、波形显示原理 Y偏转板：加被测信号 X偏转板：加扫描电压信号
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（1）设Ux=Uy=0，则光点在垂直和水平方 向都不偏转，出现在荧光屏的中心位置 。
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（2）设Ux=0，Uy=Umsinωt ,由于X偏转板不加电 压，光点在水平方向是不偏移的，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。
电阻衰减直流分量； 电容器衰减交流分量。
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2、延迟线
作用：把加到垂直偏转板上的信号延迟一段时间，使信号出现的 时间滞后于扫描开始时间，保证在屏幕上扫描出信号全过程。
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3、Y通道中的放大电路 为了保证示波器的频带宽度，Y通道放大器为宽带放大器，多采
用带有高频补偿网络的多级差动反馈放大电路。它的基本任务是将 被测信号不失真地放大到足够幅度，使电子束在Y方向获得足够的偏 转。另外，在Y放大器中还设有极性倒换、移位、寻迹等功能。
实时取样 随机取样 顺序取样
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3.1.2 示波器的主要技术指标
1．频带宽度BW和上升时间tr
BW一般指Y通道的频带宽度。
BW fH fL
tr反映了示波器Y通道跟随输入信号快速变化的能力。
fH tr 0.35
2．偏转灵敏度
指输入信号在无衰减的情况下，亮点在屏幕的Y方向上偏转单位距离 （1cm即1div）所需的电压峰一峰值。
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（1）触发源选择
内触发（INT）：采用来自Y通道的被测信号作触发信号源。
外触发（EXT）：用外接的、与被测信号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。或者，当被测信号不适于作触发 信号时使用。
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。
G1、A1、A2的电位关系为：VG<VK、 VG < VA1 、VA2>VA1，因此， 电子从G至A1、A1至A2将得到会聚并加速，而从K至G将发散。
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2．偏转系统
（1）工作原理：线性偏转理论 电子的位移与所加电压的大小成正比。
（2）结构： 由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为垂直（Y）偏转板和
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（2）触发耦合方式
DC 直流耦合：用于接入直流或变化缓慢的信号，或者频率很低且含 有直流成分的信号。一般用于外触发或连续扫描方式。
AC 交流耦合：用于观察由低频到较高频率的信号，“内”、“外”、 “电源”触发均可使用，是常用的一种耦合方式。
AC（H）高频耦合：属低频抑制状态。用于观察高频信号。
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（5）放大整形电路
扫描信号发生器要稳定工作，对触发信号有一定的要求，因此， 需对触发信号进行放大、整形。
整形电路的基本形式是电压比较器，当输入的触发源信号与通过 “触发极性”和“触发电平”选择的信号之差达到某一设定值时，比 较电路翻转，输出矩形波，然后经过微分整形，变成触发脉冲。