电气测量12章课件.ppt

1、第十二章第十二章 数字示波器数字示波器v第一节第一节 液晶显示器液晶显示器v第二节第二节 数字示波器的类型数字示波器的类型v第三节第三节 数字存储示波器实例数字存储示波器实例v第四节第四节 逻辑分析仪逻辑分析仪本章要点 第一节介绍液晶显示器的简单原理，初步第一节介绍液晶显示器的简单原理，初步了解分段式与矩阵式的显示器结构。了解分段式与矩阵式的显示器结构。由于数字示波器内部采用微处理器和大规由于数字示波器内部采用微处理器和大规模集成电路，所以本章对数字示波器的内部模集成电路，所以本章对数字示波器的内部电路不做详细介绍，主要通过实例，掌握数电路不做详细介绍，主要通过实例，掌握数字示波器的结构、功能

2、和使用方法。字示波器的结构、功能和使用方法。第四节对逻辑分析仪的使用方法作一些简第四节对逻辑分析仪的使用方法作一些简要介绍。要介绍。第一节 液晶显示器 一、液晶显示器结构一、液晶显示器结构 液晶显示器由两片液晶显示器由两片玻璃基板黏合而成，板间留玻璃基板黏合而成，板间留有微米级空隙，将液晶封存在间隙中。有微米级空隙，将液晶封存在间隙中。液晶材料液晶材料是是由脂类、联苯类、笨基环已烷类、毗啶类、乙烷类由脂类、联苯类、笨基环已烷类、毗啶类、乙烷类等多种液晶混合而成。当基板上的电极施加反相电等多种液晶混合而成。当基板上的电极施加反相电压时，经偏振片的室内光线，无法通过压时，经偏振片的室内光线，无法通

3、过液晶返回液晶返回,即即可形成图像。可形成图像。返回本章首页 二、二、液晶显示器的电极液晶显示器的电极 液晶显示器的电极有两种结构，液晶显示器的电极有两种结构，一种是分段式结构，另一种是矩一种是分段式结构，另一种是矩阵式结构。阵式结构。分段式结构中的上基板电极分七分段式结构中的上基板电极分七段可组成段可组成 0 9 十个数码，下基板十个数码，下基板电极各段连接在一起，作为公共电极各段连接在一起，作为公共电极。这种结构多用于仪表电极。这种结构多用于仪表的数字显示。的数字显示。矩阵式结构中的上基板矩阵式结构中的上基板作为行电极，下基板作为作为行电极，下基板作为列电极，行列交叉组成的列电极，行列交叉

4、组成的点阵，可用于显示图像或点阵，可用于显示图像或文字。文字。返回本章首页 三、三、液晶显示器驱动方式液晶显示器驱动方式 1.1.分段式的驱动方式分段式的驱动方式 分段式液晶显示器要显示图像时，可向液晶显示器分段式液晶显示器要显示图像时，可向液晶显示器的两电极分别施加幅度相等相位相反的方波电压（不的两电极分别施加幅度相等相位相反的方波电压（不能加直流电压），使得液晶显示器的基板显出相应的能加直流电压），使得液晶显示器的基板显出相应的数码图像。如果两电极加上同相电压，液晶显示器则数码图像。如果两电极加上同相电压，液晶显示器则呈熄灭状态。呈熄灭状态。返回本章首页 2.矩阵式矩阵式驱动方式驱动方式

5、矩阵矩阵式液晶显示器的两基板电极分别为行、列电极。行式液晶显示器的两基板电极分别为行、列电极。行列交点形成像素。如要某像素发亮，行列电极间须加一定数列交点形成像素。如要某像素发亮，行列电极间须加一定数值的电压，达到该电压的点称为选择点，如果电极间所加电值的电压，达到该电压的点称为选择点，如果电极间所加电压低于选择点所需的电压。则像素呈暗态压低于选择点所需的电压。则像素呈暗态,该点称为非选择该点称为非选择点点,如果行列间，一个电极的电压达到选择点如果行列间，一个电极的电压达到选择点,另一电极为非另一电极为非选择点选择点,该像素仍保持暗态，并称为半选择点该像素仍保持暗态，并称为半选择点。加于行电极

6、加于列电极行列电极间返回本章首页第二节 数字示波器的类型一、实时显示数字读出示波器一、实时显示数字读出示波器 这种示波器是在模拟示波器的基础上，增加电压间隔这种示波器是在模拟示波器的基础上，增加电压间隔或时间间隔的数字显示功能。除实时显示波形外，可以移或时间间隔的数字显示功能。除实时显示波形外，可以移动叠放在波形上的光标，指定始点和终点，用数字方式在动叠放在波形上的光标，指定始点和终点，用数字方式在荧光屏上显示出指定间隔内的电压或时间值。荧光屏上显示出指定间隔内的电压或时间值。返回本章首页 实时显示数字读出示波器结构实时显示数字读出示波器结构 X、Y 通道与一般模拟示波器相同，增设（图中有色方

7、通道与一般模拟示波器相同，增设（图中有色方框）数据采集，光标间隔的读出，字符形成、字符位置控制框）数据采集，光标间隔的读出，字符形成、字符位置控制与显示等电路。整个数据的采集、读出由内嵌微处理器控制。与显示等电路。整个数据的采集、读出由内嵌微处理器控制。返回本章首页 数据读出原理数据读出原理 调节光标移动电位器调节光标移动电位器RP的两个动点，一方面改变荧光屏上的始点的两个动点，一方面改变荧光屏上的始点光标和终点光标的位置，另一方面将始点电位与终点电位送入比较器跟光标和终点光标的位置，另一方面将始点电位与终点电位送入比较器跟实时采集到的电压相比较，当实时电压与始点电位相等时打开控制门，实时采集

8、到的电压相比较，当实时电压与始点电位相等时打开控制门，与终点电位相等时关闭控制门，计数器显示的就是始点与终点的间隔，与终点电位相等时关闭控制门，计数器显示的就是始点与终点的间隔，读出电路有两套，一套用于读出读出电路有两套，一套用于读出 X 通道的时间间隔，另一套读出通道的时间间隔，另一套读出 Y 通通道的电压间隔。道的电压间隔。返回本章首页 二、数字存储示波器二、数字存储示波器 1.数字存储示波器结构数字存储示波器结构 这种示波器先将采集到的信号转换为数字并存于存储器，这种示波器先将采集到的信号转换为数字并存于存储器，显示时再从存储器中取出，转换为模拟信号。显示时再从存储器中取出，转换为模拟信

9、号。返回本章首页 2.数字存储示波器特点数字存储示波器特点 1)数字存储示波器是先存储、后显示。所以数字存储示波器是先存储、后显示。所以所显示的波形不是实时的，而是过去捕捉的。所显示的波形不是实时的，而是过去捕捉的。2)对捕捉的波形信号进行存储，就可以在任对捕捉的波形信号进行存储，就可以在任意时刻取出显示，所以这种示波器具备记忆功意时刻取出显示，所以这种示波器具备记忆功功能，也可以在测量过程中对波形进性功能，也可以在测量过程中对波形进性“定格定格”或或“冻结冻结”。3)3)对捕捉的波形信号进行存储时，要求存储对捕捉的波形信号进行存储时，要求存储与与A/D转换的速度要跟的上信号的变化速度，转换的

10、速度要跟的上信号的变化速度，否则可能出现丢失和遗漏。否则可能出现丢失和遗漏。返回本章首页 三、实时显示与数字存储示波器三、实时显示与数字存储示波器 这种示波器通过切换开关，既可工作于模拟状这种示波器通过切换开关，既可工作于模拟状态，又可工作于数字状态。切换到模拟状态时，可态，又可工作于数字状态。切换到模拟状态时，可实时观察波形。作为模拟示波器使用。切换到数字实时观察波形。作为模拟示波器使用。切换到数字存储状态时，可以作为数字示波器使用，可以对瞬存储状态时，可以作为数字示波器使用，可以对瞬变或非周期性的信号，进行观察，存储、或变或非周期性的信号，进行观察，存储、或“定定格格”。这种切换现在多用微

11、处理器控制。是一种模。这种切换现在多用微处理器控制。是一种模拟与数字综合的示波器。拟与数字综合的示波器。返回本章首页第三节第三节 数字存储示波器实例数字存储示波器实例一、一、SDS1062CM数字示波器的外形、面板和用户界面数字示波器的外形、面板和用户界面 返回本章首页用户界面用户界面返回本章首页二、二、SDS1062CM数字示波器的结构数字示波器的结构 返回本章首页SDS1062CM数字示波器的结构数字示波器的结构 1采集部分：采集部分：即示波器的Y轴系统，有CH1和CH2两个通道，通过探头与被测信号连接。2显示部分：显示部分：用于控制示波器的X向扫描，有两个控制旋钮，分别控制光点的水平扫速

12、（S/div）和水平方向的位置(Position)。（1）延迟扫描选择：（2）存储深度选择 3测量与分析部分：测量与分析部分：通过微处理器对Y轴系统所采集的信号进行测量、分析与运算，并通过控制菜单，实现后面所说的数字读出，光标读出，以及算术运算等各项功能。4存档部分：存档部分：可将数据打印或送到U盘或计算机的硬盘。返回本章首页三、显示和数字读出三、显示和数字读出1利用刻度系数读出电压与周期利用刻度系数读出电压与周期 从被测波形所占的格数以及刻度系数，可直接读出波形的电压或周期。从被测波形所占的格数以及刻度系数，可直接读出波形的电压或周期。同时从屏上小框，直接标出该波形的频率值。达到直接读出的目

13、的。同时从屏上小框，直接标出该波形的频率值。达到直接读出的目的。返回本章首页2利用光标读出波形参数利用光标读出波形参数返回本章首页3、自动读出波形参数、自动读出波形参数返回本章首页 按下测量（MEASURE）按钮，从右边菜单中选择测量信源（CH1、CH2），再从右边菜单中选择测量对象为电压、时间或全部，然后从弹出的数字小方框，或从菜单该项目中列出的数字，直接读出所选择的波形参数，四、对输入信号进行数学运算四、对输入信号进行数学运算 按下按下MATH按钮，屏右边弹出的数学运算菜单，从中选择加按钮，屏右边弹出的数学运算菜单，从中选择加（+）、减（）、减（-）、乘（）、乘（*）、除（）、除（/）以及

14、快速傅立叶变换（以及快速傅立叶变换（FFT）的操作。图是执行加法操作后的显示波形。的操作。图是执行加法操作后的显示波形。返回本章首页五、五、被测波形的储存和调出被测波形的储存和调出 按下按下SAVE/RECALL按钮，从屏右边的储存按钮，从屏右边的储存/调出菜单调出菜单中选择储存操作或调出操作中选择储存操作或调出操作,在储存或调出操作中选择在储存或调出操作中选择类型和存储位置。类型和存储位置。v(1)“类型类型”：有：有“波形存储波形存储”、“图象储存图象储存”、“CSV文件文件”、和、和“出厂设置出厂设置”选项，只有选项，只有“波形存波形存储储”这一选项储存后可以调出，这一选项储存后可以调出

15、，“图象储存图象储存”只能通只能通过过USB口存于口存于U盘，然后用图形软件在电脑中打开，盘，然后用图形软件在电脑中打开，“CSV文件文件”同样只能用同样只能用EXCAL软件在电脑中打开。软件在电脑中打开。v(2)“储存位置储存位置”可选择被测波形储存到设备还是储可选择被测波形储存到设备还是储存到文件，如设置储存到设备，必须指定存储器编号存到文件，如设置储存到设备，必须指定存储器编号从从NO1至至NO7，如设置储存到文件，则须插入，如设置储存到文件，则须插入U盘。盘。返回本章首页 六、储存六、储存/调出参考波形调出参考波形 按下按下REF按钮可在屏幕弹出菜单，操作菜单可以把当前通道按钮可在屏幕

16、弹出菜单，操作菜单可以把当前通道CH1或或CH2的波形存储在的波形存储在REFA-REFD中，也可以从中，也可以从REFA-REFD中调出，作为比较使用，调出的参考波形显示为红色，中调出，作为比较使用，调出的参考波形显示为红色，返回本章首页 七、触发系统的操作七、触发系统的操作 触发点指显示时要从那一点开始取出，并作为起点，SDS1062CM示波器的触发起点放在屏幕中间，由前面板“触发电平”控制旋钮进行调节。返回本章首页第四节第四节 逻辑分析器逻辑分析器 一、逻辑定时分析仪一、逻辑定时分析仪 用于测量各种数字电路某些点的逻辑状态。示波器通常是测量用于测量各种数字电路某些点的逻辑状态。示波器通常

17、是测量电压与时间的函数关系图形，属于时域测量。而逻辑定时分析仪则电压与时间的函数关系图形，属于时域测量。而逻辑定时分析仪则以事件序列为自变量以被测点电平为应变量，自变量可以是等时间以事件序列为自变量以被测点电平为应变量，自变量可以是等时间间隔的时钟脉冲，也可以是不等时间间隔的其他激励，荧光屏上显间隔的时钟脉冲，也可以是不等时间间隔的其他激励，荧光屏上显示的应变量的电平变化是被处理过的，只有示的应变量的电平变化是被处理过的，只有0(低电平低电平)和和1(高电平高电平)两两种状态，图形高度并不代表具体电压值，只代表电平高低。也称为种状态，图形高度并不代表具体电压值，只代表电平高低。也称为数据域测量

18、。测出波形如下图数据域测量。测出波形如下图。返回本章首页 二、逻辑状态分析仪二、逻辑状态分析仪 逻辑状态分析仪在荧光屏上显示的不是各通道的逻辑状态分析仪在荧光屏上显示的不是各通道的逻辑变化波形，而是状态。状态用数字逻辑变化波形，而是状态。状态用数字0和和1表示，表示，每一行的数据，代表某一时刻各测试点的逻辑状态，每一行的数据，代表某一时刻各测试点的逻辑状态，如下图所示。如下图所示。返回本章首页 三、逻辑分析仪三、逻辑分析仪 逻辑分析仪是将状态分析仪和定时分析仪结合成一体，逻辑分析仪是将状态分析仪和定时分析仪结合成一体，既能显示定时波形也能显示逻辑状态，基本结构可分为取既能显示定时波形也能显示逻

19、辑状态，基本结构可分为取样、状态比较与触发、显示等三个部分。样、状态比较与触发、显示等三个部分。返回本章首页 逻辑分析仪的工作原理逻辑分析仪的工作原理 1）数据采样：）数据采样：图为图为12通道的分析仪，分别对通道的分析仪，分别对12通道的信号采样后，经输入寄存器后存于存通道的信号采样后，经输入寄存器后存于存储器中。储器中。2）状态比较：）状态比较：采样各通道的状态数据后，取采样各通道的状态数据后，取出部分或全部与预置状态相比较，若输入数据出部分或全部与预置状态相比较，若输入数据与预置状态相同，则触发数据存储器开始存储，与预置状态相同，则触发数据存储器开始存储，内存中存放和屏幕上显示的是预定触

20、发条件出内存中存放和屏幕上显示的是预定触发条件出现后的数据。也可以先行存储，在与预置状态现后的数据。也可以先行存储，在与预置状态相同时经触发停止存储，这时内存中存放和屏相同时经触发停止存储，这时内存中存放和屏幕上显示的是触发条件出现前的数据。幕上显示的是触发条件出现前的数据。3）显示：）显示：现在的分析仪，是利用嵌入式现在的分析仪，是利用嵌入式PC及及WINDOWS操作系统，既能显示定时波形，操作系统，既能显示定时波形，又能使用鼠标选择不同界面，显示各种不同逻又能使用鼠标选择不同界面，显示各种不同逻辑状态的结构列表。辑状态的结构列表。返回本章首页 逻辑状态的结构列表定时波形与逻辑状态的列表定时波形与逻辑状态的列表定时波形返回本章首页