《示波器基础知识》课件

示波器基础知识示波器是电子工程师不可或缺的工具之一。它可以帮助我们观察和测量电子信号，例如电压、电流和频率。by什么是示波器？电子设备示波器是一种用于观察和测量电子信号的仪器。波形显示示波器可以将电子信号的电压随时间变化的图形显示出来，称为波形。广泛应用示波器在电子工程、通信、科研等领域得到广泛应用，用于信号分析、故障诊断、电路调试等。示波器的历史发展1早期示波器真空管技术体积庞大，功能单一2晶体管时代体积减小，功能增多模拟示波器3数字示波器数字化技术功能强大，精度更高4现代示波器混合信号示波器网络化示波器示波器从最初的真空管技术发展到如今的数字示波器，经历了数十年的技术革新。现代示波器功能强大，应用范围广泛，成为现代电子技术的重要工具。示波器的基本构造示波器由多个主要部件组成，共同完成信号的接收、处理和显示。主要部件包括时基系统、垂直系统、触发系统、显示系统和控制面板。时基系统负责控制水平扫描速度垂直系统负责处理信号的幅度和垂直方向显示触发系统负责控制示波器开始扫描的时间显示系统负责将处理后的信号显示在屏幕上控制面板提供操作员调整示波器设置的接口示波器的分类模拟示波器模拟示波器直接使用模拟电子元件来处理信号。数字示波器数字示波器使用数字电路来对信号进行采样和处理。混合信号示波器混合信号示波器结合了模拟示波器和数字示波器的优点，可以同时分析模拟和数字信号。实时示波器实时示波器可以实时地捕获和显示信号，适用于高速信号分析。模拟示波器模拟示波器使用模拟电子线路来处理和显示信号。这种示波器直接将输入信号转换为模拟电压，并使用阴极射线管（CRT）显示波形。模拟示波器以其简单性和相对较低的成本而闻名。它们适用于各种应用，包括音频信号分析、电子电路调试以及基础教育。数字示波器11.高精度数字示波器使用A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，可提供更高的精度和分辨率。22.高采样率数字示波器能够以极高的采样率采集信号，可以精确捕捉快速变化的信号。33.多功能性数字示波器可以进行各种测量，包括频率、周期、相位、电压、电流等等。44.高级功能数字示波器通常还具有自动测量、波形数学运算、触发功能等等。示波器的工作原理示波器利用电子束在荧光屏上扫描，将电信号转换成可视化的波形，从而实现对信号的观察和分析。1信号输入将被测信号输入示波器2垂直放大放大信号幅度3水平扫描控制电子束横向扫描速度4荧光屏显示显示信号波形时基系统时间基准时基系统控制示波器水平轴的扫描速度。水平放大调整扫描速度，放大或缩小波形。延迟扫描延迟扫描允许观察波形的特定部分。垂直系统垂直放大器垂直放大器负责放大输入信号，并将其显示在示波器的屏幕上。耦合方式垂直系统可以采用不同的耦合方式，如直流耦合、交流耦合、高阻抗耦合等。校准功能垂直系统通常具有校准功能，用于保证示波器显示的信号准确可靠。触发系统触发信号触发信号是示波器用来同步信号捕捉的参考点。触发条件设置触发条件，例如上升沿、下降沿、电平触发，控制示波器何时开始捕捉信号。触发源选择触发源，可以是外部信号、内部信号或时间基准信号。触发延迟触发延迟允许您在触发点之后的一段时间内开始捕捉信号，用于观察信号的特定部分。示波器的实际应用示波器在电子电路设计、调试和故障诊断等方面发挥着重要作用。例如，可以用于测量电压、电流、频率、相位和波形等参数。在工业生产中，示波器用于监测生产过程中的信号，例如，检测电机运行状态、控制电路工作情况等。在科学研究中，示波器被广泛应用于信号分析和数据采集，例如，物理实验、化学研究和生物工程研究等。示波器测量电压示波器测量电压是示波器最基本的功能之一，可以使用示波器观察电压信号的波形、幅度和频率等信息。示波器测量电压的原理是将输入的电压信号转换为电流信号，然后在示波器屏幕上显示出来。示波器测量电压需要将探头连接到被测电路，并选择合适的测量范围和耦合方式。测量范围是指示波器所能测量的电压范围，耦合方式是指探头连接到被测电路的方式，常见的耦合方式有交流耦合和直流耦合。示波器测量电流方法描述电流探头将电流探头与待测电路串联，示波器显示电压信号，通过转换公式计算电流。电压降测量在电路中引入已知电阻，测量电阻两端的电压，根据欧姆定律计算电流。示波器测量时间示波器可以测量时间，通过查看信号的宽度或两个信号之间的间隙来实现。10ns分辨率示波器的分辨率可以精确到纳秒级别，可用于测量快速电子脉冲。1ms毫秒对于周期性信号，例如交流电，示波器可以测量信号的周期。1s秒对于较慢的事件，示波器可以测量事件的持续时间。1min分钟对于非常缓慢的事件，示波器可以测量事件的持续时间。示波器测量频率示波器可以通过测量信号周期来计算信号频率。周期是信号完成一个完整波形的时长。频率与周期成反比，这意味着周期越短，频率越高。1/T频率频率等于信号周期（T）的倒数1ms周期周期是信号完成一个完整波形的时长示波器测量相位示波器可以用于测量两个信号之间的相位差。相位差是两个信号之间的时间延迟。相位差可以用度数或弧度来表示。为了测量相位差，示波器需要两个通道。两个通道的信号必须是相同的频率，并且在同一时间尺度上显示。示波器测量相位差的方法是，将两个通道的信号叠加在一起，然后测量两个信号之间的水平距离。水平距离表示两个信号之间的时间延迟，然后将时间延迟换算成度数或弧度。示波器测量功率功率测量方法优点缺点电压和电流测量法直观，简单易行测量精度有限功率计测量法精度较高成本较高示波器测量波形示波器可以测量不同类型的波形，例如正弦波、方波、三角波等。您可以观察波形的形状、频率、幅度、相位等特性。这些信息可以帮助您分析信号并解决电路问题。示波器的校准调整校准时间基准使用已知频率的信号源或时钟信号校准时间基准，确保示波器能准确显示信号的时间间隔。校准垂直偏转使用已知幅值的信号源或电压源校准垂直偏转，确保示波器能准确显示信号的电压幅值。校准触发电平使用已知触发电平的信号源校准触发电平，确保示波器能准确地触发和捕获信号。校准探头使用已知衰减系数的探头或校准信号源校准探头，确保探头能准确地测量信号。示波器的维护保养1清洁定期清洁示波器，清除灰尘和污垢。使用柔软的布或刷子轻轻擦拭。避免使用酒精或其他腐蚀性溶剂。2校准定期校准示波器，确保其精度。可以使用校准信号发生器或校准源。3存储将示波器存放在干燥、通风良好的地方。避免高温、潮湿或阳光直射。示波器注意事项11.安全第一使用示波器时，务必注意安全，避免触电，也要注意使用环境，避免高温、潮湿或振动等环境的影响。22.正确连接连接示波器时，应按照说明书的指示，正确连接信号源和示波器，避免接错线或短路。33.规范操作操作示波器时，应严格按照操作规程，避免误操作，也要注意示波器的使用寿命，定期进行维护保养。44.妥善保管示波器使用后，应将其妥善保管，避免灰尘、湿气和腐蚀性物质的侵蚀，也要避免强烈的阳光直射。示波器发展趋势数字化示波器逐渐数字化，从模拟信号到数字信号的转换提高了精度和功能。数字示波器可以实现更多测量和分析功能，例如自动测量、波形存储和分析等。智能化人工智能和机器学习应用于示波器，自动识别和分析信号，帮助用户更轻松地进行测量和故障排除。智能示波器还可以提供更直观的界面和操作体验，方便用户进行操作。示波器常见故障及解决屏幕显示异常屏幕显示模糊、闪烁或失真，可能是示波器内部电路问题。检查信号线连接，确保接触良好。测量结果不准确示波器校准偏差会导致测量结果不准确。定期校准示波器，并确保校准标准准确无误。无法触发触发系统故障可能导致示波器无法正常触发。检查触发模式设置和触发电平设置。电源故障示波器电源故障会导致无法正常工作。检查电源线连接，确保电源插座正常工作。示波器的使用实例1假设我们使用一个示波器来测量一个方波信号。将示波器探头连接到方波信号源，并设置合适的电压量程和时间刻度。然后，我们可以在示波器的屏幕上观察到方波信号的波形。通过测量方波信号的周期和幅度，我们可以计算出方波信号的频率和电压。示波器的使用实例2示波器可用于测量音频信号，例如音乐或语音。可以通过示波器观察音频信号的波形，例如频率、幅度和相位，以了解音频信号的质量和特性。音频信号的频率范围通常在20Hz到20kHz之间，可以用示波器观察这些频率范围内的信号。示波器可以帮助工程师和音乐制作人分析和调整音频信号，以改善音频质量，例如去除噪声或优化音调。示波器的使用实例3电子设备维修示波器是电子设备维修人员的必备工具之一。通过观察信号波形，维修人员可以快速诊断出电路故障并进行修复。电路调试示波器可以用于电路板的调试。通过观察信号波形，工程师可以了解电路的工作状态，并进行必要的调整。科学研究在科学研究领域，示波器被广泛用于各种实验中。例如，在物理学、化学和生物学等领域。示波器的使用实例4示波器可以测量信号的频率和相位。测量频率时，示波器可以显示信号的周期，通过周期计算频率。测量相位时，示波器可以显示两个信号之间的相位差。示波器还可以测量信号的占空比。占空比是指信号在一个周期内高电平持续的时间占整个周期的比例。示波器还可以用来分析信号的波形。示波器的使用实例5示波器可以用来测量各种电信号，例如电压、电流、频率、相位和波形等。示波器在电子电路故障诊断、信号分析、科学研究和教学等领域发挥着重要作用，帮助我们更深入地了解电路的工作原理和信号的特性。课程总结示波器基础知识本课