电子测量仪器及应用 课件 任务五 电子示波器

任务五

电子示波器电子示波器概述数字示波器的使用数字示波器的结构与原理电子示波器概述电子示波器是电子测量中最常用的一种仪器。它可以直观地显示电信号的时域波形图像，并根据波形测量信号的电压、频率、周期、相位、调幅系数等参数，亦可间接观测电路的有关参数及元器件的伏安特性；利用传感器，示波器还可测量各种非电量甚至人体的某些生理现象。示波器也可以工作在X-Y模式下，用来反映相互关联的两信号之间的关系。。根据目前发展的现状，电子示波器主要分为模拟示波器和数字示波器，进一步可分为以下几类：通用示波器（包括简易示波器、慢扫描示波器、多线示波器和多踪示波器等）；取样示波器；存储示波器；特种示波器等。模拟示波器采用的是模拟电路（示波管，其基础是电子枪）电子枪向屏幕发射电子，发射的电子经聚焦形成电子束，并打到屏幕上，屏幕的内表面涂有荧光物质，这样电子束打中的点就会发出光来，具有实时显示，波形真实、结构简单的特点。图5-1（a）为通用单踪模拟示波器，图5-1（b）为通用双踪模拟示波器。

（a）

（b）

图5-1模拟示波器

数字示波器在模拟示波器的基础上不断发展，是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能。还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。图5-2（a）为半台式通用数字示波器，图5-2（b）为手持式通用数字拟示波器。

（a）

（b）

图5-2数字示波器

特种示波器是指具有特殊用途的示波器，图5-3（a）为手持式汽车专用示波器，图5-3（b）为医用心电图仪。

（a）

（b）

图5-3特种示波器

（一）数字示波器的使用

1、数字示波器面板功能按钮的使用（1）示波器面板如图5-4所示图5-4示波器前面板（2）示波器各按钮操作功能①电源开关（POWER），按入状态接通电源，弹出状态切断电源。②菜单键，SUB1~SUB5共5个灰色按键，对应显示屏右侧5个菜单显示区域，按动菜单键可以设置当前显示区域菜单的不同选项。③校准信号，可选择输出0.5VP-P1KHZ、10KHZ、100KHZ方波，用于校正探头方波和检测垂直通道的偏转系数。④GND，整机接地端子。⑤CH1功能键，该键用来打开或关闭CH1通道及菜单。⑥CH1通道垂直偏转系统，调节衰减档位系数，按下该键设置CH1通道的垂直档位调节为粗调或微调。⑦CH1通道信号输入插座，CH1通道的信号接入端口，X-Y工作方式时，作为X轴信号输入端。⑧运算MATH功能键，按下该键打开或关闭运算功能及菜单。⑨CH2功能键，该键用来打开或关闭CH2通道及菜单。⑩CH2通道垂直偏转系统，调节衰减档位系数，按下该键设置CH2通道的垂直档位调节为粗调或微调。11CH2通道信号输入插座，CH2通道的信号接入端口，X-Y工作方式时，作为Y轴信号输入端。12扫描时基开关，根据需要选择适当的扫描时间档级。13外触发输入端，外接同步信号的输入插座。14CH1垂直位移旋钮，调节CH1波形垂直位移，顺时针方向旋转，辉线上移，逆时针方向旋转，辉线下移。按下该键使CH1通道波形的垂直显示位置迅速回到屏幕中心点。15CH2垂直位移旋钮，调节CH2波形垂直位移，顺时针方向旋转，辉线上移，逆时针方向旋转，辉线下移。按下该键使CH2通道波形的垂直显示位置迅速回到屏幕中心点。16水平位移旋钮，改变显示波形水平方向的位置，按下该键将使触发位移或延迟扫描位移恢复到水平零点处。17扫描功能键（SWEEP），按下该键打开扫描菜单。18触发电平调整旋钮（LEVEL），根据触发电平决定扫描开始的位置。19公共旋钮，按下该键可设置选项或关闭弹出菜单。20光标测量功能键，光标模式允许用户通过移动光标进行测量，可选择手动、追踪和自动测量。21自动测量功能键（MEASURE），测量功能可以对CH1和CH2通道波形进行自动测量。22显示功能键，可以设置示波器的显示信息。23采样功能键，设置采样方式为实时或等效采样。24应用功能键，应用菜单可以选择示波器的语言种类，设置通过测试和波形记录功能，系统维护，自校功能以及设置时间、日期等。25存储功能键，可以将当前的设置文件保存到仪器的内部存储区或USB存储设备上。26运行/停止功能键，按下该键使波形采样在运行和停止之间切换。27自动功能键，自动设定仪器各项控制值，以产生适宜观察的波形显示。28触发功能键，可以设置触发方式、触发源、触发条件，触发释抑时间等参数。29单次功能键，按下该键在符合触发条件下进行一次触发，然后停止运行。30LCD显示屏，显示各种信息31USB接口，在该菜单中可以对USB存储设备进行操作整理。32电源插座，电源输入端。33RJ45网口（选配），可以利用RJ45网口进行信息处理。34RS232，可以利用RS232进行信息处理。35通过/失败输出端口，输出通过/失败脉冲波形（光耦隔离功能）。（3）示波器显示界面如图5-6所示，各部分的含义如下：图5-6示波器显示界面1-CH1标志2-CH2标志3-触发位置指示4-CH1耦合及垂直档位状态5-CH2耦合及垂直档位状态6-水平时基档位状态7-触发位移显示8-触发状态指示9-当前显示波形窗口在内存中的位置10-运行/停止状态显示2、波形的测量（1）功能检查（2）波形显示的自动设置（3）垂直系统的练习（4）CH1、CH2通道设置（5）通道带宽限制的设置（6）探头衰减系数的设置（7）档位调节的设置（8）波形反相的设置（9）水平系统的练习（10）触发系统的练习（11）触发菜单中“触发方式”功能设置（12）采样系统的设置直流信号、交流信号的测量（1）显示、测量直流信号的步骤从直流稳压电源从产生10V的直流电压打开电源，按任意键退出自检画面示波器的输入端CH1加上信号线，与直流稳压电源相连接。（示波器的输入端CH1的地线接直流稳压电源地线）按下AUTO自动设置钮按下CH1菜单，耦合方式选接“地”，调节位置旋钮，将接地线调到适当位置。调整伏/格为5.00V/div，探头设置为1×，反相关闭。再将耦合方式选“直流”，屏幕上的线将上跳2格。（2）显示、测量交流信号的步骤打开电源，按任意键退出自检画面

示波器的输入端CH1加上信号线。（示波器的输入端CH1的地线接信号地线）按下AUTO自动设置钮按下自动设置钮按下CH1菜单，耦合方式选“交流”，调整伏/格为2.00V/格，探头设置为1×，反相关闭。按下触发（TRIG）菜单，信源选CH1调节触发电平，可使波形稳定下来。按下测量（MEASURE）钮，可测量信号的频率、周期、峰-峰值等

信源选CH1，类型依次调整为周期、频率、峰-峰值等。按下光标（CURSOR）钮，可用光标测量信号的电压、周期二、仿真练一练1、数字示波器面板功能按钮的使用

在仿真软件中，观察电子示波器各端钮的作用。2、波形的仿真测量

在仿真软件中，用电子示波器测量稳压电源输出直流信号的幅度和信号发生器输出交流信号的频率、周期、幅度等。三、实践量一量1、制作放大电路2、用数字示波器观察放大波形、记录参数。

输入1kHz、100mV的正弦信号us，用示波器观察输出信号uo波形，在测试记录对应栏目画出波形，在下表中填入相关数据。（二）数字示波器的结构与原理一、自主学一学1、数字示波器的结构与框图图5-9数字示波器的结构框图2、数字示波器的主要技术参数（1）最高取样速度（2）存储带宽（3）分辨力（4）存储容量（5）读出速度4、数字示波器的使用注意事项（1）安全检查及注意事项（2）使用探头注意事项

（a）最佳

（b）容量过小

（c）容量过大图5-10补偿电容对显示波形的影响二、拓展修一修1、短路故障的仿真维修短路故障的仿真分析：（1）故障分析导图

由于内部短路引起的保险丝烧断，通常是电子电压表内部电源电路故障引起。若电路中滤波电容、开关三极管击穿，造成内部短路，往往会烧断保险丝，甚至烧坏整流二极管。故障分析导图如图5-11所示。（2）动画显示故障回路

打开仿真软件，进入故障维修模块，选择故障一“电源指示灯不亮、显示器无显示”，单击“显示故障回路”，