1、电子测量技术电子测量技术第 1页 第 5章 信号波形测量 5.1 概述 5.2 CRT显示原理 5.3 通用示波器 5.4 取样示波器 5.5 波形存储及显示技术 5.6 示波器的基本测试技术 电子测量技术电子测量技术第 2页 一、示波器的功能 示波器是一种 电子图示测量仪器 ，它可以用来观察和测量 随时间变化的电信号图形 ，可以定性地观察电路的动态过程，如观察电压、电流的变化过程，还可以 定量测量各种电参数， 例如测量脉冲幅值、上升时间、重复周期或峰值电压等。由于示波器能够直接对被测电信号的波形进行显示、测量，并能 对测量结果进行运算、分析和处理，功能全面，加之具有灵敏度高、输入阻抗高和过载
2、能力强 等一系列特点，因此在生产、维修、教学、科学研究等领域中得到了极其广泛的应用。 5.1 概述5.1.1 示波器的功能及分类示波器的功能及分类电子测量技术电子测量技术第 3页 二、 示波器的分类 从示波器的性能和结构出发，可将示波器分为 模拟示波器、数字示波器、混合示波器和专用示波器。1 模拟示波器 （ 1） 通用示波器 ： 采用 单束示波管 的示波器。这类示波器采用单束示波管，有 单踪型和多踪型 ， 能够定性、定量地观测信号，是最常用的示波器。 多踪示波器是采用单束示波管而带有电子开关的示波器，它能同时观测几路信号的波形及其参数，或对两个以上的信号进行比较。 5.1.1 示波器的功能及分
3、类电子测量技术电子测量技术第 4页 （ 2）多束示波器 ：采用多束示波管的示波器。与通用示波器的叠加或交替显示多个波形不同，其屏上显示的每个波形都由单独的电子束产生，能 同时观测、比较两个以上的波形 。（ 3）取样示波器 ：它根据 取样原理将高频传号转换为低频传号 ，然后 再用通用示波器显示其波形 。这样，被测信号的周期被大大展宽，便于观察信号的细节部分， 常用于观测 300 MHz以上的高频信号及脉冲宽度为纳秒级的窄脉冲信号 。目前已被数字存储示波器或数字取样示波器所取代。 5.1.1 示波器的功能及分类电子测量技术电子测量技术第 5页 2 数字示波器 (1) 数字存储示波器 （ DSO，
4、Digital Storage Oscilloscope）： 它能将 电信号经过数字化 及后置处理后再重建波形，具有 记忆、存储被观测信号的功能，可以用来观测和比较单次过程和非周期现象、低频和慢速信号以及在不同时间或不同地点观测到的信号。 它往往还具有丰富的波形运算能力，如加、减、乘、除、峰值、平均、内插、 FFT、 滤波等，并可方便地与计算机及其它数字化仪器交换数据。 (2) 数字荧光示波器 （ DPO， Digital Phosphor Oscilloscope）： 采用先进的数字荧光技术，能够通过多层次辉度或彩色显示长时间信号，具有传统模拟示波器和现代数字存储示波器的双重特点。 5.1.
5、1 示波器的功能及分类电子测量技术电子测量技术第 6页 3. 混合示波器 混合信号示波器是把 数字示波器对信号细节的分析能力和 逻辑分析仪 对多通道的定时测量能力组合在一起的仪器。 4. 专用示波器 不属于以上几类、能满足特殊用途的示波器称为专用示波器或特殊示波器。例如监测和调试电视系统的 电视示波器 ，主要用于调试彩色电视中有关色度信号幅度和相位的 矢量示波器、 医学上的 心电仪 等等。5.1.1 示波器的功能及分类电子测量技术电子测量技术第 7页 5.1.2 主要技术指标 p161-p1631频带宽度 BW和上升时间 tr P162示波器的 频带宽度 BW一般指 Y通道的频带宽度。上升时间
6、 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。频带宽度 BW与上升时间 tr的关系可近似表示为例如，对于带宽 BW=100MHz的示波器， tr=3.5ns如带宽小时，理想方波的高次谐波分量将被抑制，显示波形将会有一定失真。电子测量技术电子测量技术第 8页 5.1.2 主要技术指标 p161-p163u 2扫描速度 P163 （注意与书上的区别）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，因此 扫描速度的单位也可表示为 “div/s
7、”。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 s、 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。 对高频信号和窄脉冲信号观测时，需要观测细节信号。扫描速度越高，观测能力越强。电子测量技术电子测量技术第 9页 5.1.2 主要技术指标 p161-p163u 3偏转灵敏度偏转灵敏度指在输入信号作用下，光点在荧光屏上的垂直（ 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”）。偏转灵敏度表示了 示波器 Y通道的放大 /衰减能力。所需电压越小，偏转灵敏度越高。反应了示波器观测小信号的能力电子测量技术电子测量技术第 10页 u 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。希望电阻大，电容小，通常为 1M欧姆 /33PF. u 5输入方式 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。 u 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。 5.1.2 主要技术指标 p161-p163
