信号波形测量(一)

1、电子测量原理电子测量原理第1页电子测量原理电子测量原理第2页电子测量原理电子测量原理第3页电子测量原理电子测量原理第4页电子测量原理电子测量原理第5页后加速极A3FKG1G2A1A2Y偏转板X偏转板辉度聚焦辅助聚焦+E-E荧光屏电子枪偏转系统荧光屏电子测量原理电子测量原理第6页KG1G2A1A2电子测量原理电子测量原理第7页u 偏转灵敏度（偏转灵敏度（cm/Vcm/V）：）： u 为提高偏转灵敏度，为提高偏转灵敏度，Y Y偏转板靠近电子枪，而偏转板靠近电子枪，而X X偏转板在偏转板在Y Y的右边。的右边。偏转板至荧光屏之间加一个后加速阳极偏转板至荧光屏之间加一个后加速阳极A A3 3。将电信号

2、变为光信号将电信号变为光信号 辉度调节、余辉效应辉度调节、余辉效应 2yalSyVbVL：偏转板长度；S：偏转板中心到屏幕中心距离；b：偏转板间距；Va：阳极A2上的电压。 2yalSSbV偏转灵敏度越大，示波管越灵敏。其倒数为偏转因数。电子测量原理电子测量原理第8页(a) Ux=0、Uy=0(b) Ux=0、Uy=常量xyUy0123401324Uy-UytUx0123401324Ux-Uxt电子测量原理电子测量原理第9页tUy0123401324Uy-Uyt0UxUx-Ux电子测量原理电子测量原理第10页两信号的初相相同，且在两信号的初相相同，且在X X、Y Y方向的偏转距离相同，在荧光方

3、向的偏转距离相同，在荧光屏上画出一条与水平轴呈屏上画出一条与水平轴呈4545度度角的直线角的直线。 t0123401234uytux01234ut0123401234yux01234024两信号的初相相差两信号的初相相差9090度，且度，且在在X X、Y Y方向的偏转距离相同，方向的偏转距离相同，在荧光屏上画出的图形为圆在荧光屏上画出的图形为圆。电子测量原理电子测量原理第11页/xxxSkth t cmst015234678012345678uytuxTyTx=2Ty不增辉产生回扫线电子测量原理电子测量原理第12页uyTyTxuxttTx=nTyTx=nTy，扫描电压与被测电压，扫描电压与被测

4、电压“同步同步”。荧光屏上将稳定显。荧光屏上将稳定显示示n n个周期的被测信号波形。个周期的被测信号波形。 ut015(6)234789012345678uytxTy54Tx101110911TyT Tx xnTnTy y，不满足同步，不满足同步关系时，显示的波形关系时，显示的波形不稳定。不稳定。电子测量原理电子测量原理第13页TsT=Tstt被测脉冲连续扫描t不能观测到脉冲细节T=t波形显示暗，不容易同步Tstt被测脉冲连续扫描，T=tt占空比很小的脉冲Tstt(a)被测脉冲t(d)触发扫描扫描等待能较好地观测脉冲触发扫描触发扫描使扫描脉冲只在被测脉冲到使扫描脉冲只在被测脉冲到来时才扫描一次

5、；没有被测来时才扫描一次；没有被测脉冲时，扫描发生器处于等脉冲时，扫描发生器处于等待工作状态。待工作状态。电子测量原理电子测量原理第14页电子测量原理电子测量原理第15页电子测量原理电子测量原理第16页电子测量原理电子测量原理第17页电子测量原理电子测量原理第18页+-+-+-编码逻辑电路输出寄存器uiRRR+Ur-Ur采样时钟比较器nn-11nn-11MSBLSB21n个比较器个比较器电子测量原理电子测量原理第19页电子测量原理电子测量原理第20页电子测量原理电子测量原理第21页电子测量原理电子测量原理第22页电子测量原理电子测量原理第23页电子测量原理电子测量原理第24页电子测量原理电子测

6、量原理第25页电子测量原理电子测量原理第26页电子测量原理电子测量原理第27页电子测量原理电子测量原理第28页电子测量原理电子测量原理第29页触发释抑，波形稳定显示,分别表示不同的触发点。 ,分别对应,不同触发点所采集的波形。释抑时间电子测量原理电子测量原理第30页电子测量原理电子测量原理第31页电子测量原理电子测量原理第32页电子测量原理电子测量原理第33页电子测量原理电子测量原理第34页1(1)0( 10)12(2)0( 10)1.( )0( 10)1.( )0( 10)1ymmmkymmmkiy immmkky kmmmk电子测量原理电子测量原理第35页电子测量原理电子测量原理第36页,

7、/()0 ,jLLH e其他sin(/)( )(/)k Lh kk L电子测量原理电子测量原理第37页电子测量原理电子测量原理第38页电子测量原理电子测量原理第39页电子测量原理电子测量原理第40页电子测量原理电子测量原理第41页电子测量原理电子测量原理第42页电子测量原理电子测量原理第43页电子测量原理电子测量原理第44页电子测量原理电子测量原理第45页电子测量原理电子测量原理第46页（a）未加电场 （b）加上电场 电子测量原理电子测量原理第47页电子测量原理电子测量原理第48页电子测量原理电子测量原理第49页电子测量原理电子测量原理第50页电子测量原理电子测量原理第51页电子测量原理电子测

8、量原理第52页电子测量原理电子测量原理第53页电子测量原理电子测量原理第54页电子测量原理电子测量原理第55页泰克泰克（Tektronix）安捷伦（Agilent）力科（Lecroy）TDS70000系列最高带宽已达到33GHz，最高实时采样率为100GSPS，最大存储深度为64Mpts ，波形捕获速率高达400，000wfms/s Infiniium族数字存储示波器覆盖1GHz63GHz的带宽，单通道最高采样率达到160GSPS LabMaster10 Zi系列及SDA18000系列最高带宽65GHz和取样率高达160GSa/S 电子测量原理电子测量原理第56页电子测量原理电子测量原理第57

9、页电子测量原理电子测量原理第58页电子测量原理电子测量原理第59页电子测量原理电子测量原理第60页数字示波器波形显示自动设置数据存储波形参数自动测量超前/滞后捕获信号分析自动校正强大而丰富的触发功能等电子测量原理电子测量原理第61页电子测量原理电子测量原理第62页 Tektronix（泰克）公司 Agilent（安捷伦）公司 Lecroy（力科）公司代表代表公司公司研究研究状况状况代表代表公司公司研究研究状况状况 起步较晚，技术指标偏低 UT2000/3000/4000系列 AV4446 YB54500系列 起步早、居领先地位TDS6000、TDS5000系列 Infiniium族 WaveM

10、aster8000A系列 优利德科技 江苏绿扬 普源精电 中电集团41所 电子科技大学国外国内电子测量原理电子测量原理第63页指指标标偏偏低低无自无自主知主知识产识产权权 采样速率采样速率模拟带宽模拟带宽存储深度存储深度波形捕获率波形捕获率我国距离高速数字存储示波器高速数字存储示波器技术的国际先进水平还有很大差距获取这些方面获取这些方面的信息和相关的信息和相关产品难度很大产品难度很大国内尚无自主国内尚无自主高速数字存储高速数字存储示波器技术的示波器技术的知识产权知识产权电子测量原理电子测量原理第64页电子测量原理电子测量原理第65页电子测量原理电子测量原理第66页电子测量原理电子测量原理第67

11、页电子测量原理电子测量原理第68页电子测量原理电子测量原理第69页 Y输入电路Y前置放大器触发电路延迟线Y后置放大器水平放大器扫描发生器Y输入外触发内外至X偏转板至Y偏转板校准信号发生器低压电源高压电源电源至各电路正高压负高压X输入校准信号输出电子测量原理电子测量原理第70页电子测量原理电子测量原理第71页对于直流或低频情况：对于直流或低频情况： 212oiuRuRR对于高频情况对于高频情况 212oiuZuZZ电子测量原理电子测量原理第72页 R R1 1C C1 1=R=R2 2C C2 2R R1 1C C1 1RR2 2C C2 2R R1 1C C1 1RR2 2C C2 2电子测量

12、原理电子测量原理第73页 观察交流信号时，置观察交流信号时，置“AC”AC”档。档。 确定零电压时，置确定零电压时，置“GND”GND”档。档。 观测频率很低或带有直流分量的交流信号时，置观测频率很低或带有直流分量的交流信号时，置“DC”DC”档档电子测量原理电子测量原理第74页电子测量原理电子测量原理第75页触 发 点输 入 信 号扫 描 电 压显 示 波 形扫 描起 点tT触发点输入信号扫描电压显示波形输入信号延迟后td扫描起点tT电子测量原理电子测量原理第76页电子测量原理电子测量原理第77页触发源选择触发耦合方式选择放大整形电路扫描闸门扫描电压发生器水平放大器比较和释抑电路触发信号触发

13、电路扫描发生器环至X偏转板输入端置于“内”时，放大扫描信号；输入端置于“外”时，输入外接信号。电子测量原理电子测量原理第78页放大、整形电路内外电源C1C2C3ACLF REJHF REJDC常态自动 TV触发电平调节至扫描发生器环触发脉冲输出S1S2S4+-S3极性反转电路触发源选择触发耦合方式选择触发极性选择触发方式选择“DC”/ “AC”DC”/ “AC”：直流或缓变信号。：直流或缓变信号。“LF REJ”LF REJ”：观察低频成分的信号。：观察低频成分的信号。“HF REJ”HF REJ”：观察高频成分的信号。：观察高频成分的信号。NORMNORM：有触发脉冲时才有扫描线。：有触发脉

14、冲时才有扫描线。AUTOAUTO：连续扫描锯齿波电压输出。：连续扫描锯齿波电压输出。TVTV：电视行、场同步分离，观测电视信号。：电视行、场同步分离，观测电视信号。电子测量原理电子测量原理第79页扫描闸门扫描锯齿波发生器比较和释抑电路+E至X放大器+E“稳定度”调节比较电平触发脉冲输入“增辉”脉冲电子测量原理电子测量原理第80页扫描闸门扫描锯齿波发生器比较和释抑电路+E至X放大器+E“稳定度”调节比较电平触发脉冲输入“增辉”脉冲电子测量原理电子测量原理第81页E1E0E2Er来自比较电路的参考电平（比较电平）扫描发生器输出Vo上触发电平下触发电平通过“稳定度”调节的静态工作电平E0触发脉冲12345抑制期回扫期开始下一次扫描跟随Vo6释放闸门输出叠加后的闸门输入触发扫描过程触发扫描过程电子测量原理电子测量原理第82页电子测量原理电子测量原理第83页Y1输入电路Y1前置放大器Y1门电路电子开关延迟线Y后置放大器Y2输入电路Y2前置放大器Y2门电路至Y偏