数字示波器的原理及使用

数字示波器

模拟示波器以连续方式将被测信号显示出来。数字示波器首先将被测信号抽样和量化，变为二进制信号存贮起来，再从存贮器中取出信号的离散值，通过算法将离散的被测信号以连续的形式在屏幕上显示出来。现在是1页\一共有51页\编辑于星期六1.1示波器面板介绍电源开关：控制示波器电源的通断校准信号：提供1KHZ3V的基准信号，用于示波器的自检现在是2页\一共有51页\编辑于星期六1.1示波器面板介绍屏幕：用于显示被测信号的波形，测量刻度，以及操作菜单垂直通道控制部分：用于选择被测信号，控制现实的被测信号在Y轴方向的大小或移动输入探头插座：用于连接输入电缆，以便输入被测信号，共有两路，CH1和CH2现在是3页\一共有51页\编辑于星期六1.1示波器面板介绍扫描部分：用于控制显示的波形在水平轴方向的变化触发部分：用于控制显示的被测信号的稳定性现在是4页\一共有51页\编辑于星期六1.1示波器面板介绍操作方式控制：提供“自动调整”和“显示静止”两种选择辅助测量设置：提供显示方式、测量方式、光标方式、采样频率、应用方式等选择现在是5页\一共有51页\编辑于星期六1.1示波器面板介绍屏幕电源开关输入插座校准信号测量辅助设置辅助操作稳定触发Y轴调整扫描调整屏幕菜单选择现在是6页\一共有51页\编辑于星期六1.1示波器面板介绍局部面板图返回现在是7页\一共有51页\编辑于星期六1.2屏幕刻度和标注信息测量状态触发电平指示第一路被测信号指示CH1电压档位CH2电压档位扫描时间档位显示的信号在存贮器中的位置触发信号源刻度线扫描线显示的波形在时间周轴上移动的相对时间，X轴与Y轴的交叉点为T=0返回屏幕菜单选择键现在是8页\一共有51页\编辑于星期六2.1.1探头在输入信号插座上接上测试探头2.基本操作方法2.1垂直通道调整现在是9页\一共有51页\编辑于星期六2.1.1探头探头地线探头信号线测试钩探头衰减开关，一般应打在X1档返回现在是10页\一共有51页\编辑于星期六2.1.2

Y通道选择按CH1可取得CH1的控制权，随后，位移旋钮和电压档开关只对CH1信号有效而对CH2信号无效。若要在屏幕上关闭CH1信号，则应先按以下CH1键，再按OFF键现在是11页\一共有51页\编辑于星期六2.1.2

Y通道选择按CH1键调出CH1菜单按屏幕菜单选择键将衰减设为X1探头衰减为X1屏幕菜单返回现在是12页\一共有51页\编辑于星期六2.1.3输入耦合选择按此键选择输入耦合方式，共有3种：接地、交流和直流。输入耦合的菜单现在是13页\一共有51页\编辑于星期六2.1.3输入耦合选择返回现在是14页\一共有51页\编辑于星期六2.1.4Y轴位移调整Y轴位移旋钮返回现在是15页\一共有51页\编辑于星期六2.1.5电压测量读数3.1格每格电压档位指示值电压档位调整开关电压值=每档指示值×格数=1V×3.1=3.1V返回现在是16页\一共有51页\编辑于星期六3.2.1时间挡位调整3.2扫描调整按扫描菜单按钮，调出扫描菜单现在是17页\一共有51页\编辑于星期六3.2.1时间挡位调整扫描菜单，一般按此菜单所示设置现在是18页\一共有51页\编辑于星期六3.2.1时间挡位调整时间档调整开关现在是19页\一共有51页\编辑于星期六3.2.1时间挡位调整扫描时间为每大格1ms扫描时间为大格200μs返回现在是20页\一共有51页\编辑于星期六3.2.2时间参数测量调整X轴位移旋钮，使被测信号波形的后沿（或者前沿）对准X=0的轴线2大格被侧信号的周期T=时间档位值×格数=500μs×2=1000μs时间档位值指示返回现在是21页\一共有51页\编辑于星期六3.3稳定触发调整3.3.1触发调节的作用3.3.1触发源选择3.3.2

触发电平调整返回现在是22页\一共有51页\编辑于星期六3.3.1触发调节的作用示波器触发调节的作用当触发调节不当时，显示的波形将出现不稳定现象。所谓波形不稳定，是指波形左右移动不能停止在屏幕上，或者，出现多个波形交织在一起，无法清楚地显示波形。触发调节是示波器操作的难点和易错点，触发部分调节的关键是正确选择触发源信号。3.3稳定触发调整现在是23页\一共有51页\编辑于星期六3.3.1触发调节的作用波形稳定，静止清晰波形不稳定，轻则波形或向左或向右移动不止，重则多个波形交织重叠在一起返回现在是24页\一共有51页\编辑于星期六3.3.2触发源选择按触发菜单键调出触发菜单用屏幕菜单键选择触发源触发源选择菜单现在是25页\一共有51页\编辑于星期六3.3.2触发源选择触发源选择原则单路测试时，触发源必须与被测信号所在通道一致，例如，Y通道CH1测试时触发源必须选CH1，否则波形将不稳定。两个同频信号双路测试时，应选信号强的一路为触发信号源。两个有整倍数频率关系的信号，应选频率低的一路作为触发信号源。两路没有整倍数频率关系的信号，无法同时稳定显示，除非用存储方式。现在是26页\一共有51页\编辑于星期六3.3.2触发源选择触发源指示触发电平指示线，这条线只有在调“LEVEL”旋钮时才出现，随后自动消失触发电平数值返回现在是27页\一共有51页\编辑于星期六3.3.3触发电平调整调整电平旋钮使触发电平线进入被测信号电压范围内，可使波形稳定按50%按钮可使触发电平自动调整到被测电压值的中点，从而使波形稳定现在是28页\一共有51页\编辑于星期六3.3.3触发电平调整

当两个被测信号同频时，触发源应选其中较为稳定的一路现在是29页\一共有51页\编辑于星期六3.3.3触发电平调整数字示波器面板控制部分局部图当选择正弦波信号为触发源时，仅正弦波一路信号稳定此时方波信号不稳定现在是30页\一共有51页\编辑于星期六经同步触发的显示未经同步触发的显示示波器的使用方法＿＿触发模式自动：即使没有触发，由示波器中的定时器触发扫描。正常：当输入信号不能满足触发条件示波器没有任何显示，如符合触发条件，再次进行捕获，并刷新显示的波形。单次：当输入的单次信号满足触发条件时，只进行一次捕获（扫描），将波形存储和显示在屏幕上。滚动：是一种可以应用于完全连续显示的方式．注：在实际应用中，采用正常触发模式即使触发以很慢的速率发生，也能观测感兴趣的内容。对低重复的信号捕获是非常有意义。现在是31页\一共有51页\编辑于星期六边缘触发功能：使重复信号同步、稳定显示触发位置、沿和触发电平决定每次扫描的开始时刻。边缘触发控制器是使每一次扫描起始都从信号的相同触发位置开始，不断的显示输入信号的相同部分，并使每次捕获的波形相重叠显示。波形边缘触发电平的设置成为重复信号显示的标准条件触发点触发电平触发电平

触发条件不符合

满足触发条件示波器的使用方法对于重复信号AUTOSET(自动设置）是最简单的触发方式。现在是32页\一共有51页\编辑于星期六边缘触发和单次触发：使简单单次信号得到捕获 为使单次信号（包括重复信号中的过冲异常）得到捕获。边缘触发条件是基本的触发方式。但要同时设定单次触发模式进行配合。触发电平触发电平触发电平触发电平上升沿和电平构成触发条件下降沿和电平构成触发条件上升沿和电平构成触发条件沿和电平构成触发条件触发点触发点触发点触发点示波器的使用方法触发电平触发电平多个触发条件不能捕获触发电平边沿与电平构成唯一触发条件能捕获多个触发条件不能捕获触发点触发点触发点现在是33页\一共有51页\编辑于星期六3.4校准信号的使用3.4.1

校准信号的作用3.4.2

校准信号的使用返回现在是34页\一共有51页\编辑于星期六3.4.1校准信号的作用3.4.1校准信号的作用示波器提供一个频率为1KHZ,电压为3V的校准信号，其作用是：①可以用于检查示波器自身的测量是否准确。②可以检查输入探头是否完好。③当使用比较法测量其他信号时，统一个标准作为参考信号。返回现在是35页\一共有51页\编辑于星期六3.4.2校准信号的使用校准信号接入示意图现在是36页\一共有51页\编辑于星期六3.4.2校准信号的使用校准信号接入方法局部放大示意图校正信号地线校准信号输出端现在是37页\一共有51页\编辑于星期六3.4.2校准信号的使用校准信号的测量返回3VT=1ms当测得校准信号为1KHZ,3V时，说明接入探头线完好，并且示波器Y通道和X通道测试准确。现在是38页\一共有51页\编辑于星期六4.小结示波器是电子测量中必备的仪表，每一个电子技术行业的从业者都必须熟练掌握。所谓“熟练”掌握有三个标准：①每调节一个开关或旋钮都有明确的目的；②调节顺序正确没有无效动作；③快速。对初学者而言示波器使用有两个难点：①Y轴输入耦合开关的正确选择；②触发源的正确选择。希望同学们在操作练习时格外注意。现在是39页\一共有51页\编辑于星期六函数信号发生器简介本实验所用函数信号发生器可以输出频率在0.2Hz-2MHz的正弦波、三角波、方波信号。面板主要控制件的作用：电源开关频率显示幅度显示波形选择频率范围选择频率微调幅度衰减幅度微调函数信号输出现在是40页\一共有51页\编辑于星期六AC常态触发耦合方式（COUPLING）顺时针旋足微调（VIRIABLE）CH1触发源（TRIGGERSOURCE）0.1V(X)电压衰减（VOLTS/DIV）0.5ms扫描速率（SEC/DIV）CH1垂直方式（MODE）触发极性（SLOPE）居中位移（三只）（POSITION）自动扫描方式（SWEEPMODE）居中聚焦（FOCUS）DC输入耦合居中亮度（INTENSITV）作用位置控制件名称作用位置控制件名称4、测量前示波器面板控件的位置注意：测量时对控件进行适当的调节现在是41页\一共有51页\编辑于星期六四、实验内容1、观察波形打开信号发生器电源开关，将其输出接CH1。调节信号发生器的输出频率和电压，调节示波器CH1通道偏转因数、扫描速率、电平等，使示波器显示稳定的波形。观察并画出示波器上的波形。现在是42页\一共有51页\编辑于星期六2、测量正弦信号电压与周期

调好信号发生器的输出信号，选择示波器CH1通道合适的偏转因数、选择合适的扫描速率值，使屏上刻度范围内出现完整波形，将实验数据记录入下表信号发生器示波器频率（Hz）电压示数（V）偏转因数(V/格)Y(格)扫描速率（s/格）X(格)例:幅度测量读数偏转因数：1V/格；测量原理偏转因数时基因数周期测量读数扫描时因数：1ms；峰峰值垂直距离：4.02格一个波长的水平距离：5.10/3＝1.70格现在是43页\一共有51页\编辑于星期六现在是44页\一共有51页\编辑于星期六将信号分别输入CH1和CH2通道，扫描速率旋钮置X-Y（逆时针到底），调节信号幅度或改变通道偏转因数，使图形不超出荧光屏视场，观察李萨如图3、测量信号的频率

观察李萨如图形两个相互垂直的谐振动合成时，若其频率fx与fy

成简单的整数比，合成的轨迹是封闭的稳定几何图形，称为李萨如图测量原理测量信号频率调出=1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形，在下表中描下李萨如图形并记下相应CH2通道信号的频率fy

现在是45页\一共有51页\编辑于星期六nx＝2，ny＝3现在是46页\一共有51页\编辑于星期六nx＝3，ny＝4现在是47页\一共有51页\编辑于星期六nx：ny1:11:22:33:4李萨如图形nxnyfy(Hz)fx(Hz)（待测）现在是48页\一共有51页\编辑于星期六4、观察“拍”现象

两个同方向的谐振动合成时，若其频率f1与f2的差值远小于f1、f2，合成振动的振幅随时间缓慢的呈周期性变化，这种现象称为“拍”

“拍”频：

垂直方式选ADD，通道2极性选NORM，