中国民航大学电子信息技术实验课件示波器使用分析.ppt

1、电子仪器的使用,示波器的使用,2,SS7802/7804型示波器外形,3,什么是示波器,示波器是形象地显示信号幅度随时间变化的波形显示仪器，是一种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本种类 示波器的用途： 电压表，电流表，功率计 频率计，相位计 脉冲特性，阻尼振荡 示波器的应用： 电子，电力，电工 压力，振动，声，光，热，磁,4,示波器的类型,模拟示波器 模拟数字混合示波器 数字示波器 数字荧光示波器 取样示波器,5,水平系统 垂直系统 扫描系统 触发系统 显示系统,1. 示波器的基本组成,一、示波器工作原理简介,6,2. 示波管的结构,灯丝F及阴极C：用于加热阴极。阴极被加热后发射电子。

2、 栅极G1：控制电子到达屏幕上的数目，用以调节光点之亮暗。 前加速阳极G2及聚焦阳极A1、A2：它像光学中的透镜一样，使电子聚成一束。同时对电子束起加速作用，可以辅助调节聚焦。 X轴偏转板X1、X2和Y轴偏转板Y1、Y2：两对偏转板分别控制电子束在垂直方向和水平方向的偏移，以改变光点位置和描绘曲线。 荧光屏S：涂有化学荧光物质，受到电子轰击时就发出荧光。 加速阳极A3：使电子再次加速，以提高光点亮度。,7,3. 波形显示原理,将被测信号VY加于Y偏转板，同时在X偏转板上加锯齿波扫描电压VX 。为使屏上显示的波形稳定，扫描电压的周期TC必须是输入电压周期TS的整数倍。,8,4. 信号的输入,被测

3、信号与示波器的连接可以选用引线或附带的探极，通常选用性能良好、抗干扰能力强的高输入阻抗的探极。 探极分为有源和无源两种，应用较多的是无源探极。探极中通常设置了衰减器，衰减比为1：1和10:1,当衰减比为10：1时，被测电压值是示波器测得电压的10倍。,1:1无源探头,9,典型10:1高阻无源探头模型,10:1探头是在探头尖端至BNC接头间串入RC并联电路，其中R是9MW,C是很小的电容（约在10PF左右），由于示波器的内阻为1MW，因此探头尖端的讯号经过10:1探头后，呈现在示波器端的讯号只有原来的1/10，这也是这种探头被称为10:1探头的原因。,10,5.双踪显示原理,当示波器需要显示两个

4、通道的波形时，有两种模式可以选择：断续和交替 当示波器置于“断续”位置时，内部产生一个频率约为200kHz的振荡电压，控制门电路使YA和YB的信号交替地转接到Y轴偏转板上，从而同时显示分成许多小段的VA和VB的波形。因此“断续”档仅适用于两个频率较低的信号的观察。 当示波器置于“交替”位置时，受扫描系统的控制，第一次扫描时YB的信号，第二次扫描YA的信号。示波器就轮流地显示出VB和VA的图形，因此，这种方式只能适用于两个频率较高的信号的观察。,11,6.采用触发扫描方式来稳定显示波,触发电路的作用就是保证每次时基扫描或采集的时候，都从输入信号上与定义的相同的触发条件开始，这样每一次扫描或采集的

5、波形就同步，可以每次捕获的波形相重叠，从而显示稳定的波形。 所谓“触发扫描”，就是利用Y轴输入(或外接)脉冲的上升沿或下降沿，触发电压发生器产生扫描电压，扫描电压加到X轴偏转板上进行光点的扫描，由于Y轴上同时有输入信号，且输入信号与扫描信号始终同步，所以能够在屏幕上看到稳定的输入信号波形。,12,示波器的触发方式,示波器提供了许多触发设置方式，这些触发器（功能）可以响应输入信号的不同条件，根据波形特征加以设定和正确应用。会使检测简化，帮助快速发现问题。如一个脉冲比实际应该达到的宽度要窄，若只使用电压门限的触发器是不可能捕获到这样的脉冲。 触发模式：自动、正常、单次、滚动模式 TV触发： 在TV

6、模式下触发电平控制不起作用。这时示波器使用视频信号中的同步脉冲作为触发信号。TV触发有两种模式，TVF 场和TVL行,13,7.触发耦合,由于示波器的输入信号经放大器分两路，一路进入A/D采样器；一路到触发电路，形成触发信号。 触发耦合是触发信号与触发电路的耦合方式，就像垂直系统输入一样，可为触发信号选择各种耦合方式。这些设置对消除触发噪声很有用处，噪声的消除可以避免错误的触发。耦合方式： 默认时为DC耦合：触发信号直接连到触发电路 交流耦合：触发源通过一个串联的电容连到触发电路起到隔直作用 HF抑制：使触发信号通过低通滤波器以抑制高频分量，这意味即使一个低频信号中包含很多高频噪声，仍能使其按

7、低频信号触发。 LF抑制：使触发源信号通过一个高通滤波器以抑制其低频成分。这意味即使一个高频信号中包含很多低频噪声，仍能使其按低频信号触发。这对于显示包含很多电源交流信号时情况是很有用处的。,14,触发释抑的作用是使特殊重复信号同步、稳定显示： 一些信号在在小周期内不重复，但每个小周期可以相重叠的周期信号如：调制、多周期、重复率低等信号（如图） 信号具有多个可能的触发点，但示波器的扫描间隔是固定的，会造成使每一次扫描起始都从信号不相同位置开始，使波形显示混乱。 采用触发隔离功能 即在各次扫描之间加入延迟时间，使得扫描的每次触发总是从相同的信号沿开始。从而得到稳定的波形显示。 依据波形特征设置显

8、示稳定的触发条件 沿和触发电平标准条件设定，同时还有设定触发释抑波形特征条件。,隔离时间过波形混迭,正确隔离时间,8.触发释抑(Hold off),15,8.(XY)模式Lissajous,XY模式是示波器是一种测量相移的方法。这时示波器将时基关闭，两个通道X，Y轴都跟踪电压。从李萨如模式的形状可以分辨两个信号间的相位差异，而且还能分辨它们的频率比率。 相位测量 频率测量,16,二、示波器的使用,显示调整,17,用示波器观测波形,示波器接入电路后并不能看到波形，我们需要根据已知信号的特征进行对示波器调整和触发条件的设定，才能捕获得到稳定显示的波形。 调整垂直和水平部分，合理的选择耦合、垂直与时

9、基等，为波形稳定或为单次信号的捕获做好合理显示的准备。 根据的波形特征，选择触发器和设定触发条件才能稳定和捕获你关心的信号。,18,1.显示屏幕,19,2.显示的调节,20,电源开关（POWER）：此开关为自锁开关，按下此开关，接通仪器的总电源，再次按下即关断总电源。 亮度调节旋钮/寻迹开关（INTEN/BEAM）：此旋钮为一双功能旋钮。旋转此旋钮，可调节屏幕上扫描线的亮度。亮度调节旋钮的第二个功能为“寻迹”，当扫描线偏离屏幕中心位置太远，超出了显示区域时，为判断扫描线偏移的方向，可将此旋钮按下，这时，扫描线便回到屏幕中心附近，之后再将扫描线调到显示区域内。 屏幕读出亮度调节旋钮/开关（REA

10、DOUT/ON/OFF）: 此旋钮为一双功能旋钮。旋转此旋钮，可调节屏幕上显示的文字、游标线的亮度。另外还作屏幕读出的开关，按动此旋钮可以切换屏幕读出(“开”或“关”)。 聚焦旋钮（FOCUS）：用此旋钮调节示波管的聚焦状态，提高显示波形、文字和游标的清晰度。 扫描线旋转调节（TRACE ROTATETION）：调节扫描线的水平程度。 “标尺”亮度（SCALE）：用于调节屏幕上坐标刻度线的亮度。 校准信号输出（CAL）：此接线座输出幅度为0.6VPP，频率为1kHz的标准方波信号，用以校验Y轴灵敏度和X轴的扫描速度。 接地端子：本接线柱接到示波器机壳。,21,3.垂直部分的调整,22,信号输入

11、端（CH1或CH2）：被测信号由此端口输入，端口的输入电阻为1M, 输入电容为25pF。 通道选择按钮（CH1或CH2）：此按钮可以选择所要观察的信号通道，可以设置为通道1/通道2单踪显示方式及双踪显示方式，被选中的通道号在示波器屏幕的下端以“1：”或“2：”的形式显示出来。 灵敏度调节旋钮（VOLT/DIV VARLABLE）：该旋钮是一个双功能的旋钮，旋转此旋钮，可进行Y轴灵敏度的粗调，按125的档次步进，灵敏度的值在屏幕上显示出来。按动一下此按钮，在屏幕上通道标号后显示出“”符号，表明该通道的Y轴电路处于微调状态，再调节该旋钮，就可以连续改变Y轴放大电路的增益。注意，此时Y轴的灵敏度刻度

12、已不准确，不能做定量测量。 Y轴位移旋钮(POSITION)：此按钮可改变扫描线在屏幕垂直方向上的位置，顺时针旋转使扫描线向上移动，逆时针旋转使扫描线向下移动。,23,输入耦合方式选择(DC/AC)：用于选择交流耦合和直流耦合方式。当选择直流耦合时，屏幕上的通道灵敏度指示的电压单位符号为“V”, 当选择交流耦合时，屏幕上的通道灵敏度指示的电压单位符号为“ v ”。 通道接地按钮(GND)： 将此按钮按下，即将相应通道的衰减器的输入端接地，以观察该通道的水平扫描基线，确定零电平的位置。输入端接地时，屏幕上电压符号“V” 的后面出现接地符号。再按一次此符号消失。 显示信号相加按钮(ADD)：按动此

13、按钮后，屏幕上显示出“1： 500 mV +2: 200 mV”的字样，这时屏幕上在1通道和2通道的波形的基础上，又显示出1通道2通道的波形。 倒相按钮(INV)：按动此按钮后，屏幕上显示出“1： 500 mV +2: 200 mV”的字样，这时2通道的显示波形是输入信号波形的倒相。如果同时也按动了“相加”按钮，则看到的相加波形就是“通道1”“通道2”的波形。 外触发输入口(EXT TRIG)：外触发信号由此口输入。,24,4.水平部分的调整,25,扫描时间选择旋钮(TIME/DIV VARLABLE): 该旋钮为一双功能旋钮。用该旋钮粗调扫描时间，按125的分档步进，屏幕上每格所代表的扫描时

14、间显示于屏幕的左上角，例如“A 10s”。若按动一下此按钮，在字符“A”的后面显示出“”符号，表示X轴电路处于微调状态，再调节该旋钮，就可以连续调节X轴的扫描时间。此时X扫描时间刻度已不准确，不能做定量测量。 X轴位移旋钮(POSITION)：调节此旋钮可改变扫描线的左右位置，顺时针旋使扫描线向左移动，逆时针旋转使扫描线向右移动。 扫描切换选择按钮（ALT CHOP）：用以选择两通道的显示方式，即是交替扫描还是断续扫描。当按钮上方的指示灯灭时是处于交替（ALT）工作方式，指示灯亮时处于断续（CHOP）工作方式。一般，被观测信号的频率高时用交替（ALT）工作方式，被观测信号的频率低时用交替（CH

15、OP）工作方式。 扫描扩展按钮（MAG10）：当此按钮按下时，在示波器屏幕的右下角出现“MAG”,此时光标在屏幕水平方向的扫描速度增大10倍，即每格代表的时间为原来的十分之一。,26,水平位置微调按钮（FINE）：按动FINE后指示灯亮，可微调扫描线的水平位置。将位移旋钮调到头，扫描线就按一个方向缓慢移动，在扫描线移到合适位置后再将此旋钮往反方向微调一点扫描线即停住不动。 触发源选择按钮（SOUCE）： 选择触发信号的来源。根据所观察信号的情况，可分别选择 1通道（CH1）、2通道（CH2）、50Hz交流电网（LINE）或外触发（EXT）作为触发信号的来源。触发源符号显示于屏幕上方。 触发信号

16、耦合方式选择按钮（COUPL）：选择触发的耦合方式，共有AC、DC、HFR(高频抑制)、LFR（低频抑制）四种耦合方式。其中后两种耦合方式是在触发信号形成电路之前插入一个滤波电路，以抑制高频或低频成分。例如被观察的信号是一个叠加有高频干扰信号的低频信号，就可选高频抑制 (HFR)耦合方式抑制掉高频干扰成分。 触发沿选择按钮（SLOPE）：选择触发沿为“”（上升沿），或“”（下降沿）。,27,触发电平调节旋钮（LEVEL）：用来调节触发信号形成电路的触发电平（即阈值电平），从而决定电路是否能产生触发信号以及触发信号的起始相位，触发电平合适可以使波形稳定。 全电视信号触发模式（TV）：触发信号取自

17、包含有行同步信号和场同步信号的全电视信号，触发信号由被测信号中的同步信号产生。共有不分奇偶场触发（BOTH）、奇数场触发（ODD）、偶数场触发（EVEN）、行同步触发（H）等方式，根据被观察的信号和观察的目的而定。 自动扫描方式按钮（AUTO）：该按钮按下，进入自动扫描方式，即不管有无触发信号均会显示出扫描线。这种扫描方式适合于测量频率在50Hz以上信号。 常态扫描方式按钮（NORM）：该按钮按下，进入常态扫描方式。这种扫描方式是没有触发信号时就没有扫描线，适合于观察频率低于50Hz的信号。 单次扫描方式按钮（SGL/RST）: 按下该按钮后示波器处于单次扫描等待状态，这时“等待”(READY

18、)指示灯亮，触发信号来到后开始一次扫描，扫描过后“等待”（READY）指示灯灭。,28,正常扫描显示按钮（A）：此按钮按下时，由示波器内部电路产生线性扫描信号。应该注意，当由“X-Y”显示方式返回到正常扫描时必须按此按钮。 X-Y显示按钮（X-Y）：按下此按钮后，1通道（CH1）的输入信号加到X轴，CH1或CH2或 CH1+CH2的输入信号加到Y轴。用此功能，可方便得观测电路的滞回特性、转移特性曲线等。 游标切换按钮（V-t-off）：在利用游标测量电压幅度、时间间隔、相位等参量时，使用此按钮来选择测量对象，按动此按钮可依次选定测量电压（V）（水平线游标）、测量时间间隔（t）（垂直线游标）和关闭游标。 游标线选择按钮（TCK/C2）：选择两条游标线中的一条或两条，依次为VC1、VC2、VTRACK或HC1、HC2、HTRACK。其中的“V”表示测量垂直方向的物理量，“H”