1、第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学1第八章第八章 电子示波器电子示波器n第一节第一节 电子示波器的类型和基本工作原理电子示波器的类型和基本工作原理n第二节第二节 示波管示波管n第三节第三节 液晶显示器液晶显示器n第四节第四节 示波管电源示波管电源n第五节第五节 示波器的示波器的Y Y通道通道n第六节第六节 示波器的示波器的X X通道通道n第七节第七节 通用示波器通用示波器实例实例n第八节第八节 示波器的应用示波器的应用n第九节第九节 数字示波器数字示波器n第十节第十节 逻辑分析仪逻辑分析仪n第十一节第十一节 描绘特性曲线的专用示波器描绘特
2、性曲线的专用示波器 第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学2本章要点本章要点n 本章介绍电子示波器的电路与器件，包括示波本章介绍电子示波器的电路与器件，包括示波管、液晶显示器、高低压电源、管、液晶显示器、高低压电源、Y Y通道、通道、X X通道、通道、电子开关，以及附属电路的结构、原理与技术性电子开关，以及附属电路的结构、原理与技术性能。并通过第七节的典型实例，进一步了解常用能。并通过第七节的典型实例，进一步了解常用的示波器电路形式，电子示波器的使用方法以及的示波器电路形式，电子示波器的使用方法以及面板上旋钮的功能。面板上旋钮的功能。n 本章
3、还对数字示波器和描绘特性曲线的专用示本章还对数字示波器和描绘特性曲线的专用示波器作一般的介绍。波器作一般的介绍。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学3第一节第一节 电子示波器的类型和基本工作原理电子示波器的类型和基本工作原理数字示波器模拟示波器通用示波器通用示波器取样示波器多束示波器特殊示波器实时显示数字读出示波器数字存储示波器数字存储示波器实时显示与存储示波器逻辑示波器一、一、电子示波器电子示波器分类分类电子示波器第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学4 二、电子示波器工作原理二、电子示
4、波器工作原理 电子示波器是利用被测信号控制电子束在电子示波器是利用被测信号控制电子束在Y轴的位置，同时轴的位置，同时利用内部的锯齿信号，使电子束重复地沿水平方向匀速扫描，然利用内部的锯齿信号，使电子束重复地沿水平方向匀速扫描，然后在示波管荧光屏或液晶显示器上观察被测信号波形的一种仪器，后在示波管荧光屏或液晶显示器上观察被测信号波形的一种仪器，因此一台电子示波器至少要包括因此一台电子示波器至少要包括X、Y通道和显示器三个部分。通道和显示器三个部分。返回本章首页第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学5第二节第二节 示波管示波管一、一、示波管示波管
5、结构结构 示波管又称阴极射线管，由电子枪、偏转系统和示波管又称阴极射线管，由电子枪、偏转系统和荧光屏等部分组成，所有部件都密封在一个喇叭状的荧光屏等部分组成，所有部件都密封在一个喇叭状的玻璃管中，内部抽至高真空，其结构如下图。玻璃管中，内部抽至高真空，其结构如下图。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学6 二、示波管电路二、示波管电路 通常的情况下，被观察的波形信号加在通常的情况下，被观察的波形信号加在 Y 偏转板，偏转板，时间扫描信号加在时间扫描信号加在 X 偏转板，为了控制荧光屏上显示图偏转板，为了控制荧光屏上显示图象的亮度和聚焦，在示波
6、管的栅极和各阳极加上不同的象的亮度和聚焦，在示波管的栅极和各阳极加上不同的直流电压，如下图所示。直流电压，如下图所示。返回本章首页第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学7第二节第二节 液晶显示器液晶显示器 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由脂类、联苯类、笨基环已烷类、毗啶类、乙是由脂类、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烷类等多种液晶
7、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，无法通过反相电压时，经偏振片的室内光线，无法通过液液晶返回晶返回,即可形成图像。即可形成图像。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学8 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，一种是液晶显示器的电极有两种结构，一种是分分段式结构，另一种是矩阵式结构。段式结构，另一种是矩阵式结构。分段式结构中的上基板分段式结构中的上基板电极分七段可组成电极分七段可组成 0 9 十十个数码，下基板电极各段个数码，下基板电极各段连接在一起，作为公共电连接在一起，作为公共电极。
8、这种结构多用于仪表极。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。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学9 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器的两电极分别施加幅度相等相位相反的方波电
9、压（不能加直流电压），使得液晶显示器的基板显出相（不能加直流电压），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，液晶显示应的数码图像。如果两电极加上同相电压，液晶显示器则呈熄灭状态。器则呈熄灭状态。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学10 2.矩阵式矩阵式驱动方式驱动方式 矩阵矩阵式液晶显示器的两基板电极分别为行、列电极。行列交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，行列电极间须加选择点波形的电点形成像素。如要某像素发亮，行列电极间须加选择点波形的电压，如要某像素呈暗态压，如要某像素呈
10、暗态,电极间须加非选择点波形的电压电极间须加非选择点波形的电压,如果一如果一个电极为选择点个电极为选择点,另一电极为非选择点另一电极为非选择点,该像素为半选择点仍保持该像素为半选择点仍保持暗态暗态。加于行电极加于列电极行列电极间返回本章首页第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学11第四节第四节 示波器电源示波器电源 示波器必须为内部各种元、器件及电路提供不同电压示波器必须为内部各种元、器件及电路提供不同电压的电源，包括的电源，包括 一、示波管灯丝电源一、示波管灯丝电源 示波管灯丝电压由工频电源经变压器降压后提供，虽示波管灯丝电压由工频电源经变
11、压器降压后提供，虽然灯丝电压本身只有几伏或十几伏，属于低压。但是因然灯丝电压本身只有几伏或十几伏，属于低压。但是因为灯丝与阴极极为靠近，为减小两者电位差，通常也置为灯丝与阴极极为靠近，为减小两者电位差，通常也置以高电位，如图加以高电位，如图加1kV电位电位。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学12 二、直流低压电源二、直流低压电源 示波器内部所需的低压电源，可用工频经降压、整示波器内部所需的低压电源，可用工频经降压、整流、滤波获得。也可以利用直流流、滤波获得。也可以利用直流-交流交流-直流转换器，后一直流转换器，后一种方法因工作频率较高，所
12、需的变压器体积小，并可用种方法因工作频率较高，所需的变压器体积小，并可用较小的滤波电容，使得性能与价格都比工频优越。较小的滤波电容，使得性能与价格都比工频优越。有工频变压器的直流-交流-直流转换器 无工频变压器直流-交流-直流转换器第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学13三、直流高压电源三、直流高压电源 示波管需要示波管需要1000V以上的直流高压电源，通常使用以上的直流高压电源，通常使用直流直流-高频交流高频交流-直流变换器，这种变换器因工作频率高，直流变换器，这种变换器因工作频率高，可以用体积较小高压变压器和电容量较小的高压滤波电可以用
13、体积较小高压变压器和电容量较小的高压滤波电容，以节省费用和空间。容，以节省费用和空间。振荡管振荡管稳压稳压电路电路降压整流降压整流返回本章首页第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学14第五节第五节 示波器的示波器的Y Y通道通道 一一、Y 通道的技术性能通道的技术性能 由于被测信号要从示波器的由于被测信号要从示波器的Y Y通道输入，因此它的性通道输入，因此它的性能直接影响示波器的测量准确度，所以要求能直接影响示波器的测量准确度，所以要求Y Y通道通道 1.1.频率宽度：频率宽度：必须满足测量对象的需要，例如测量视必须满足测量对象的需要，例如测
14、量视频信号至少要有频信号至少要有6MHz带宽。带宽。2.输入阻抗：输入阻抗：例如例如5MHz带宽带宽的示波器，其的示波器，其输入电输入电阻阻至少至少必须大于必须大于1M，输入电容小于，输入电容小于40F。3.灵敏度：灵敏度：一般示波器一般示波器Y灵敏度约为毫伏级，特殊的灵敏度约为毫伏级，特殊的场合要求场合要求Y Y通道通道灵敏度能达到微伏级。灵敏度能达到微伏级。4.非线性失真：非线性失真：一般要求小于一般要求小于3%10%。5.抗干扰与抗漂移能力：抗干扰与抗漂移能力：Y Y通道应具备通道应具备抗干扰与抗抗干扰与抗漂移能力。漂移能力。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京
15、信息工程大学南京信息工程大学15 二二、Y 通道的结构通道的结构 Y 通道包括探头、衰减、放大、电子开关与延迟线通道包括探头、衰减、放大、电子开关与延迟线。1.探头：探头：提高输入阻抗，补偿输入引线对频率特性的影响。提高输入阻抗，补偿输入引线对频率特性的影响。2.衰减器：衰减器：调节调节Y 通道的灵敏度。通道的灵敏度。3.前置放大与输出级：前置放大与输出级：增加增加Y 通道放大倍数，提高灵敏度。通道放大倍数，提高灵敏度。4.电子开关：电子开关：双踪显示时，用于选择双踪显示时，用于选择A 通道或通道或B 通道。通道。5.延迟线：延迟线：延迟延迟Y 通道信号到达偏转板的时间，防止通道信号到达偏转板
16、的时间，防止Y 通道信通道信号比扫描信号到达偏转板的时间早，使被测信号开始部分无法号比扫描信号到达偏转板的时间早，使被测信号开始部分无法显示。显示。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学16 三、三、Y 通道的调节通道的调节 1衰减调节衰减调节:通常利用通常利用RC分压衰减器，改变分压衰减器，改变RC值，值，达到改变达到改变Y 通道的输出幅度的目的，调节时应注意正确通道的输出幅度的目的，调节时应注意正确补偿。补偿。2.幅度微调幅度微调:衰减调节通常作为输出幅度的粗调，还要通过调节衰减调节通常作为输出幅度的粗调，还要通过调节放大器的放大倍数对输
17、出幅度进行微调。两者结合以后可使荧光放大器的放大倍数对输出幅度进行微调。两者结合以后可使荧光屏所显示的波形大小适中，以便于观察。例如输入信号幅度为屏所显示的波形大小适中，以便于观察。例如输入信号幅度为1mV，若示波管，若示波管 的的Y 轴偏转灵敏度为轴偏转灵敏度为20V/cm，要使显示波形的，要使显示波形的幅度达到幅度达到5cm，就要求，就要求Y 通道输出幅度达通道输出幅度达 100V，这就要求粗调，这就要求粗调与微调能使与微调能使Y 通道的放大倍数在通道的放大倍数在0至至100000之间进行调节。之间进行调节。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息
18、工程大学17 四、双踪显示四、双踪显示 如示波器有两个如示波器有两个Y 通道，可以通过电子开关，打通道，可以通过电子开关，打开其中一个通道，显示该通道的波形，也可以同时打开开其中一个通道，显示该通道的波形，也可以同时打开两个通道，实现双踪显示，双踪显示有交替和断续两种两个通道，实现双踪显示，双踪显示有交替和断续两种方式，如果交换周期等于扫描周期，则每次扫描都可以方式，如果交换周期等于扫描周期，则每次扫描都可以有一个完整的扫描波形，称为交替。如果交换周期小于有一个完整的扫描波形，称为交替。如果交换周期小于扫描周期，显示波形会呈现为断续状，称为断续。扫描周期，显示波形会呈现为断续状，称为断续。返回
19、本章首页第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学18第六节第六节 示波器的示波器的X X通道通道 一、一、X 通道的技术性能通道的技术性能 1.扫描电压幅度：扫描电压幅度：为便于观察，一般示波管要求扫描为便于观察，一般示波管要求扫描线长度有线长度有10cm，液晶显示器要求占满显示板。液晶显示器要求占满显示板。因此要求因此要求X X通道的输出电压达到通道的输出电压达到100V100V以上。以上。2.扫描电压线性：扫描电压线性：一般示波器要求一般示波器要求X X通道的非通道的非线性失真线性失真小于小于3%-10%。3.扫描速度调节范围扫描速度调节范
20、围:扫描速度要与被测信号的频率相扫描速度要与被测信号的频率相适应，至少能观察到一个完整的波形，若适应，至少能观察到一个完整的波形，若 Y 通道最高频率通道最高频率为为0 100MHz，扫描速度调节范围要，扫描速度调节范围要1s 0.01s，调，调节扫速实际上就是调节扫描波的正程时间。节扫速实际上就是调节扫描波的正程时间。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学19 二、二、X 通道的结构通道的结构 X X通道结构有连续和触发两种方式，现在示波器都通道结构有连续和触发两种方式，现在示波器都采用由密勒电路组成的触发扫描结构，这种结构由触采用由密勒电
21、路组成的触发扫描结构，这种结构由触发放大与整形、密勒积分与闸门、释抑电路以及发放大与整形、密勒积分与闸门、释抑电路以及X X 放放大等几部分组成。其中大等几部分组成。其中X X 放大与一般放大器没有什么放大与一般放大器没有什么区别，频宽约为区别，频宽约为Y Y 通道频宽的十分之一，放大倍数要通道频宽的十分之一，放大倍数要使输出的扫描线宽度占满全屏。使输出的扫描线宽度占满全屏。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学20 三、触发放大与整形三、触发放大与整形 触发信号可以是被测信号本身触发信号可以是被测信号本身(内内)，也可从外部引入，也可从外部
22、引入(外外)。触发信号经放大后还需整形，整形利用施密特电。触发信号经放大后还需整形，整形利用施密特电路在它翻转时输出的方波脉冲作为整形脉冲，调节参考路在它翻转时输出的方波脉冲作为整形脉冲，调节参考电平可改变输出方波前沿与后沿的位置，以改变闸门开电平可改变输出方波前沿与后沿的位置，以改变闸门开启的时刻。启的时刻。整形后的方波又称整形后的方波又称为闸门输出脉冲，为闸门输出脉冲，闸闸门脉冲的下降沿相当门脉冲的下降沿相当于闸门开启，闸门脉于闸门开启，闸门脉冲上升沿相当于闸门冲上升沿相当于闸门关闭。关闭。闸门开启时密闸门开启时密勒电路便开始扫描，勒电路便开始扫描，所以闸门输出脉冲的所以闸门输出脉冲的下降
23、沿也代表扫描正下降沿也代表扫描正程的开始。程的开始。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学21 四、密勒电路四、密勒电路 密勒电路实际是一个他激锯齿波发生器，由高增益放大器密勒电路实际是一个他激锯齿波发生器，由高增益放大器A和反馈电容（也称密勒电容和反馈电容（也称密勒电容）C 组成。电容反馈可等效为在组成。电容反馈可等效为在输入端接上一个输入端接上一个 C（A+1）大电容的放大器。经）大电容的放大器。经施密特电路整施密特电路整形后的闸门输出方波加在形后的闸门输出方波加在密勒电路输入端，密勒电容开始充电，密勒电路输入端，密勒电容开始充电，相当于
24、扫描正程的开始，直至相当于扫描正程的开始，直至闸门输出方波翻转闸门输出方波翻转，密勒电容开，密勒电容开始放电作为正程结束逆程开始。始放电作为正程结束逆程开始。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学22 五、释抑电路五、释抑电路 释抑电路用来控制扫描波的终点释抑电路用来控制扫描波的终点与起点。扫描电压升到一定高与起点。扫描电压升到一定高度后，通过释抑电路，使整形度后，通过释抑电路，使整形施密特电路翻转，关闭闸门，施密特电路翻转，关闭闸门，结束正程转为逆程。结束正程转为逆程。考虑到逆程开始之后，闸门考虑到逆程开始之后，闸门随时都可能被触发信号重新
25、打随时都可能被触发信号重新打开，造成扫描波未回到起点，开，造成扫描波未回到起点，又开始新的正程。为此，扫描又开始新的正程。为此，扫描发生器通过释抑电容将逆程电发生器通过释抑电容将逆程电压下降速度变慢，用它抑制闸压下降速度变慢，用它抑制闸门不使过早打开。保证扫描波门不使过早打开。保证扫描波形回到起点之后，才会产生新形回到起点之后，才会产生新的一轮扫描的一轮扫描。返回本章首页第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学23第七节第七节 通用示波器的典型电路通用示波器的典型电路 一、一、SR-8双踪示波器双踪示波器 1.内部结构框图内部结构框图 SR-8
26、为频宽为频宽015MHz，灵敏度为，灵敏度为0.1mV/cm，输入，输入阻抗为阻抗为 1M的双踪示波器，内部结构如图：的双踪示波器，内部结构如图：第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学242.2.衰减电路衰减电路衰减电路由两级衰减电路由两级 RC RC 分压器组成，共分压器组成，共1111档，档，可从可从1:11:1调至调至1:20001:2000。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学25 3.Y 通道前置放大通道前置放大 Y 通道输入级采用场效应管提高输入阻抗，其中通道输入级采用场效应管
27、提高输入阻抗，其中平衡、极性、移位和幅度微调旋钮都放在面板上，可平衡、极性、移位和幅度微调旋钮都放在面板上，可以由使用者进行调节。平衡旋钮的作用，是使调节移以由使用者进行调节。平衡旋钮的作用，是使调节移位时不影响波形幅度，同样在调节幅度时不要影响移位时不影响波形幅度，同样在调节幅度时不要影响移位。位。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学26 4.4.混合级混合级 Y 通道前置放大有通道前置放大有YAYA、YB YB 两个通道，两通道的信号，通过电两个通道，两通道的信号，通过电子开关子开关A A、B B 控制，可以使用一个通道控制，可以使用一
28、个通道,实现单踪显示实现单踪显示,也可以轮也可以轮流（交替、断续）或叠加（流（交替、断续）或叠加（YA+YBYA+YB）后送混合级，实现双踪显示。）后送混合级，实现双踪显示。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学27 5.电子开关与触发放大电子开关与触发放大 通过工作方式开关，可以使电子开关工作于双稳、无稳或通过工作方式开关，可以使电子开关工作于双稳、无稳或断开四种状态。分别选择单踪断开四种状态。分别选择单踪(YA或或YB)、交替、断续和叠加、交替、断续和叠加（YA+YB）五种工作方式。内触发源选择开关可以改变内触）五种工作方式。内触发源选择
29、开关可以改变内触发源来自发源来自YA或或YB。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学28 6.末级放大末级放大 末级包括延迟线和两级的共射、共基组合放大。当屏幕末级包括延迟线和两级的共射、共基组合放大。当屏幕上找不到被测信号波形时，可按下寻迹开关，将输入接地，让上找不到被测信号波形时，可按下寻迹开关，将输入接地，让扫描线居中央位置，以便判断是否扫描线居中央位置，以便判断是否 Y 通道出现故障。通道出现故障。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学29 7.X 通道放大通道放大 X 通道放大电路
30、主要用于放大通道放大电路主要用于放大 X 向信号，控制向信号，控制 X 向的移位向的移位（RP25-1）和扫描线长度（按拉式开关）和扫描线长度（按拉式开关S25-1作作10扩展，扩展，RP25-1作作长度调试），长度调试），寻迹开关按下时，除将寻迹开关按下时，除将 Y 向输入接地外，还在向输入接地外，还在 X电路中置电路中置时基为自激状态，自行连续扫描。如无故障，图像应出现于屏幕中央。时基为自激状态，自行连续扫描。如无故障，图像应出现于屏幕中央。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学30 8.触发放大触发放大 触发放大电路用于调节与选择触发信
31、号，内设置触发方式、触发极性、触发放大电路用于调节与选择触发信号，内设置触发方式、触发极性、触发耦合方式和内、外触发源选择四个开关。用于控制显示波形的触发和波触发耦合方式和内、外触发源选择四个开关。用于控制显示波形的触发和波形的起点位置。形的起点位置。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学31 9.扫描发生器扫描发生器 扫描发生器包括时基闸门、密勒电路和释扫描发生器包括时基闸门、密勒电路和释抑电路等部分。抑电路等部分。扫速开关通扫速开关通过改变时基电阻、时基电容，来调节扫速。稳定性旋钮可使扫描发生器处于过改变时基电阻、时基电容，来调节扫速。稳
32、定性旋钮可使扫描发生器处于自激或触发状态。自激或触发状态。RP23-2可以调节扫描线长度可以调节扫描线长度。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学32 二、二、BS-601双踪示波器双踪示波器 1.结构框图结构框图第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学33 2.衰减电路衰减电路 BS-601BS-601双踪示波器的双踪示波器的衰减电路有两衰减电路有两级，第一级为级，第一级为 RC RC 分分压压衰减器，衰减比分别为衰减器，衰减比分别为1:11:1、1:101:10、1:1001:100、1:
33、10001:1000，第二级，第二级为集成电路为集成电路 IC10IC10组成的衰减器，衰减比分别为组成的衰减器，衰减比分别为1:11:1、1:21:2、1:41:4，级连后组成级连后组成1111级的衰减电路。可以由级的衰减电路。可以由1:11:1调至调至1:40001:4000，测量范，测量范围从围从5mV/cm5mV/cm至至20 mV/cm 20 mV/cm。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学34 3.前置放大级前置放大级 前置放大级的任务是将前置放大级的任务是将Y Y 输入信号送输入信号送Y Y 放大和触发放大，放大和触发放大，其
34、中其中RP1-6RP1-6作移位、作移位、S1-2S1-2作极性调节（限作极性调节（限YBYB）、）、RP1-2RP1-2作增益微作增益微调，调，RP1-1RP1-1、RP1-4RP1-4作为直流平衡调节。作为直流平衡调节。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学35 4.混合级与末级混合级与末级 混合级与末级任务是将前置放大级送来信号放大后混合级与末级任务是将前置放大级送来信号放大后送示波管的送示波管的Y 偏转板。偏转板。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学36 5.X 放大与放大与 XY
35、 选择选择 XY XY 选择可以控制工作于扫描方式或选择可以控制工作于扫描方式或 XY XY 方式，前者用于观察方式，前者用于观察随时间变化的波形，后者用于观察李沙育图形或描绘特性曲线，随时间变化的波形，后者用于观察李沙育图形或描绘特性曲线，RP2-12RP2-12用于调节用于调节X X向放大量，向放大量，MAG5MAG5可使放大量得到可使放大量得到5 5倍扩展。倍扩展。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学37 6.扫描电路扫描电路第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学38 扫描电路的组成
36、扫描电路的组成 扫描电路由触发放大、同步分离、触发整形、时基闸门、密扫描电路由触发放大、同步分离、触发整形、时基闸门、密勒积分电路和释抑电路等部分组成。所设置的控制开关和旋钮，勒积分电路和释抑电路等部分组成。所设置的控制开关和旋钮，可调整扫描状态。可调整扫描状态。触发部分调节旋钮触发部分调节旋钮 1)1)触发源信号选择：触发源信号选择：S2-3S2-3可选内可选内（INTINT）、）、YBYB、外（、外（EXTEXT）、电）、电网网（LINELINE）。）。2)2)同步方式选择：同步方式选择：S2-2S2-2可选可选ACAC、HFHF、TVTV。3)3)极性选择：极性选择：S2-1S2-1可调
37、节同步极性可调节同步极性+/-+/-，选择扫描起点在前沿或，选择扫描起点在前沿或后沿后沿。扫描发生器部分扫描发生器部分调节旋钮调节旋钮 1)1)扫速调节：扫速调节：S2-4S2-4作粗调，作粗调，R R2-42-4作微调。作微调。2)2)扫描线长度调节：扫描线长度调节：RP2-13RP2-13可调节荧光屏上的扫描线长度。可调节荧光屏上的扫描线长度。3)3)稳定度调节：可调节扫描发生器处于自激还是触发状态。稳定度调节：可调节扫描发生器处于自激还是触发状态。4)4)电平调节：触发电平，用于选择扫描起点位置。电平调节：触发电平，用于选择扫描起点位置。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气
38、测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学39 7.工作方式逻辑控制电路工作方式逻辑控制电路 BS-601BS-601有有YAYA、YBYB、DUAUDUAU（双踪）（双踪）、ADDADD（YA+YBYA+YB）等四种）等四种工作方式，选择某一种工作方式时，必须通过逻辑控工作方式，选择某一种工作方式时，必须通过逻辑控制电路，选择信号的走向。包括制电路，选择信号的走向。包括 1 1）选择进入）选择进入Y Y 通道混合级的信号是通道混合级的信号是YAYA或或YBYB或同时输或同时输入，入，OAOA和和OBOB就是用来打开就是用来打开YA YA 和和YB YB 的控制信号。例如的控制信号。例如单踪时仅
39、打开单踪时仅打开YAYA或或YBYB中的一个，双踪时轮流打开。如中的一个，双踪时轮流打开。如果是选择轮流打开果是选择轮流打开YAYA、YBYB，则控制信号，则控制信号OAOA、OBOB也必须也必须轮流置低电平。轮流置低电平。2 2）选择进入触发放大器的信号，）选择进入触发放大器的信号，如果选择外触发或如果选择外触发或LINELINE触发可以由触发源选择开关控制触发可以由触发源选择开关控制，但在使用内触，但在使用内触发时，还需要通过发时，还需要通过OTAOTA、OTBOTB控制信号，选择进入触发控制信号，选择进入触发放大器的触发信号是放大器的触发信号是YAYA还是还是YBYB。以上工作由逻辑控制
40、电路和工作方式转换开关联合以上工作由逻辑控制电路和工作方式转换开关联合完成。完成。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学40单踪显示的逻辑控制电路工作状态单踪显示的逻辑控制电路工作状态第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学41双踪显示的逻辑控制电路工作状态双踪显示的逻辑控制电路工作状态第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学42叠加方式的逻辑控制电路工作状态叠加方式的逻辑控制电路工作状态第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技
41、术南京信息工程大学南京信息工程大学43X-Y工作方式的逻辑控制电路工作状态工作方式的逻辑控制电路工作状态第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学44第八节第八节 示波器的应用示波器的应用一、用于测量波形的电压与周期一、用于测量波形的电压与周期波形电压波形电压=在在Y 轴所占格数轴所占格数 Y 轴偏转因数轴偏转因数波形周期波形周期=在在X 轴所占格数轴所占格数 X 轴偏转因数轴偏转因数二、用于测量李沙育图形二、用于测量李沙育图形Y 轴加电压轴加电压X 轴加电压轴加电压tAu11sin)sin(22tBu)sincos(22xAxABy当两电压的频
42、率相同时，所形成的轨迹方程为当两电压的频率相同时，所形成的轨迹方程为 利用本式可以测量两电压的相位差，若频率不同图形与图形方利用本式可以测量两电压的相位差，若频率不同图形与图形方程都比较复杂。但可以根据与程都比较复杂。但可以根据与Y Y、X X 轴的交点数推算两频率的比轴的交点数推算两频率的比值值。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学45 1.频率比值为频率比值为1:2时形成的李沙育图形时形成的李沙育图形 求频率比可以在李沙育图形上引进一条水平线和一条垂直线，求频率比可以在李沙育图形上引进一条水平线和一条垂直线，注意不要通过交点，也不要相切
43、，力求交点最多。则注意不要通过交点，也不要相切，力求交点最多。则 Y 向交点数向交点数/X 向交点数向交点数=X通道信号频率通道信号频率/Y 通道信通道信号频率号频率第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学46 2.频率相同相位不同形成的李沙育图形频率相同相位不同形成的李沙育图形第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学47三、调辉法测量周期三、调辉法测量周期 调辉法必须使用示波器调辉法必须使用示波器的的 Z 轴通道，将轴通道，将标标准时间间隔脉冲加在准时间间隔脉冲加在 Z 轴轴，就会在被测波形上
44、，就会在被测波形上嵌入加亮的时间标志，从而测出被测波形的周嵌入加亮的时间标志，从而测出被测波形的周期期。加亮的时间标志第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学48四、用方波测量网络的频率特性四、用方波测量网络的频率特性 将方波信号输入被测网络输入端，用示波器将方波信号输入被测网络输入端，用示波器观察网络输出端的波形。可以评估网络的频率特观察网络输出端的波形。可以评估网络的频率特性性。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学49第九节第九节 数字示波器数字示波器一、实时显示数字读出示波器一、实时显
45、示数字读出示波器 这种示波器是在模拟示波器的基础上，这种示波器是在模拟示波器的基础上，增加电压间增加电压间隔或时间间隔的数字显示功能隔或时间间隔的数字显示功能。除实时显示波形外，可。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，用数字方式在荧光屏上显示出指定间隔内的电压或时间值方式在荧光屏上显示出指定间隔内的电压或时间值。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学50 1.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（图中有通道与一般模
46、拟示波器相同，增设（图中有色方框）色方框）数据采集数据采集，光标间隔的读出光标间隔的读出，字符形成字符形成、字符位字符位置控制与显示置控制与显示等电路。整个数据的采集、读出由内嵌微处等电路。整个数据的采集、读出由内嵌微处理器控制理器控制。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学51 2.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光的两个动点，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实时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
47、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，与终点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，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，一套用于读出有两套，一套用于读出 X 通道的时间间隔，另一套通道的时间间隔，另一套读出读出 Y 通道的电压间通道的电压间隔。隔。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学52 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
48、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，转换为模拟信号。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学53 2.数字存储示波器特点数字存储示波器特点 1)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，所以这种示波器意时刻取出显示，所以这种示波器具备记忆具备记
49、忆功能功能，也可以在测量过程中对波形进行，也可以在测量过程中对波形进行“定定格格”或或“冻结冻结”。3)对捕捉的波形信号进行存储时，对捕捉的波形信号进行存储时，要求存储要求存储与与A/D转换的速度要跟上信号的变化速度转换的速度要跟上信号的变化速度，否则可能出现丢失和遗漏否则可能出现丢失和遗漏。第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学54 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，既可工作于模拟状态，又可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。切换到模拟示波器档时，可实时观察波形。工
50、作于数字状态。切换到模拟示波器档时，可实时观察波形。切换到数字存储示波器档时，作为数字示波器具又存储特点，切换到数字存储示波器档时，作为数字示波器具又存储特点，用于观测瞬变波形或非周期性的信号，对波形进行存储、用于观测瞬变波形或非周期性的信号，对波形进行存储、“定格定格”。也可以不用切换开关，直接用微处理器控制。是。也可以不用切换开关，直接用微处理器控制。是模拟与数字两种的综合。模拟与数字两种的综合。返回本章首页第八章第八章 电子示波器电子示波器电气测量技术电气测量技术南京信息工程大学南京信息工程大学55第十节 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
