《示波器基本知识》课件

示波器基本知识示波器简介示波器是一种电子测量仪器，主要用于观察和测量电子信号的波形，是电子工程师必备的工具之一。示波器可以显示电压、电流、频率、相位、脉冲宽度等信号参数，帮助我们分析电路的工作状态，查找故障，设计电路。示波器工作原理1信号输入信号输入到示波器的垂直输入端，经放大和处理后形成一个与输入信号成正比的电压。2扫描系统扫描系统产生一个水平方向的线性扫描电压，该电压驱动电子束在屏幕上水平移动。3垂直偏转垂直偏转板根据输入信号的电压变化使电子束上下移动。4电子束电子束受到扫描系统和垂直偏转系统的共同作用，在屏幕上描绘出信号波形的轨迹。示波器的基本结构显示屏控制面板输入端口示波器的输入端输入阻抗示波器的输入阻抗通常为1MΩ，用于匹配大多数信号源。输入耦合示波器通常提供AC、DC和GND三种输入耦合方式，用于选择不同的信号耦合方式。输入探头示波器探头用于连接信号源，并放大信号以便在示波器屏幕上显示。示波器的扫描系统电子束扫描示波器的扫描系统利用电子束在荧光屏上进行水平扫描。扫描速度扫描速度由时基控制，决定了信号波形在屏幕上的横向显示范围。扫描模式示波器可以进行单次扫描或重复扫描，用于观察一次性事件或重复信号。示波器的时基系统1扫描速度时基系统控制扫描波形的速度，影响图像的横轴时间刻度。2扫描周期扫描周期决定扫描一个完整波形的时长，影响横轴时间范围。3扫描模式不同的扫描模式可实现不同的波形显示效果，例如单次扫描、连续扫描等。示波器的垂直系统信号放大垂直系统负责接收和放大输入信号，以便在示波器屏幕上显示。信号衰减垂直系统还允许对输入信号进行衰减，以防止示波器过载。信号耦合垂直系统可以通过耦合方式选择信号的直流或交流成分。示波器的触发系统触发系统允许示波器仅在特定事件发生时才捕获信号。触发条件可以包括电压电平、斜率、脉冲宽度等。触发功能使示波器能够精确地捕捉到信号中的特定部分。示波器的电子转换系统信号放大器将微弱的输入信号放大到足以驱动显示设备的水平。模数转换器(ADC)将模拟信号转换为数字信号，以便进行数字处理和存储。数字信号处理器(DSP)处理数字信号，例如进行滤波、校正和分析。示波器的显示系统示波器屏幕示波器屏幕通常为阴极射线管(CRT)，显示信号波形的图像。显示模式示波器可以显示多种波形，例如正弦波、方波和脉冲波。显示参数显示参数包括时间轴、电压轴和触发水平。示波器的配件与附件探头探头是示波器的重要配件，用来将信号传递到示波器的输入端。探头可以分为各种类型，例如电压探头、电流探头、高频探头等。测试夹测试夹用于连接探头和被测信号源，方便对信号进行测量和观察。示波器笔示波器笔是一种用于记录示波器屏幕上波形的工具，可以方便地将波形保存下来。示波器软件示波器软件可以用于分析示波器采集到的波形数据，并生成各种报表和图表。示波器的使用环境与注意事项1环境温度示波器工作温度通常在0°C到40°C之间。2湿度示波器工作湿度通常在10%到80%之间。3电源使用稳定可靠的电源，避免电压波动过大，以确保示波器正常工作。4安全使用示波器时要小心操作，避免触碰高压部分，注意防电。示波器的分类1模拟示波器模拟示波器直接将信号转换为模拟量，并使用示波管或CRT显示。2数字示波器数字示波器将信号转换为数字量，并使用LCD或TFT显示。3混合示波器混合示波器结合了模拟和数字示波器的特点，具有更高的精度和灵活性。模拟示波器的工作原理1信号输入信号通过探头输入示波器。2信号放大放大信号以满足显示需求。3扫描系统横向扫描电子束，形成水平时间轴。4偏转系统垂直偏转电子束，显示信号波形。模拟示波器将输入信号的电压转换成电子束在荧光屏上的偏转，从而将信号的波形显示出来。其工作原理基于电子束的偏转，并利用电子束在荧光屏上的移动轨迹来描绘信号的波形。数字示波器的工作原理1采样将模拟信号转换为数字信号2量化将数字信号转换为离散的数值3存储将量化后的数据存储到内存中4处理对存储的数据进行计算和分析5显示将处理后的数据以图形的形式显示模拟示波器与数字示波器的对比特征模拟示波器数字示波器信号处理模拟信号直接显示模拟信号数字化后显示频率范围相对较低更高，可达GHz级别精度相对较低更高，可达8位或更高功能基本测量功能多种高级功能，如波形存储、数据分析等价格相对较低相对较高示波器的校准校准目的确保示波器测量结果的准确性。校准方法使用标准信号源进行校准。校准周期定期进行校准，以保证测量精度。示波器的故障排除1电源故障检查电源线是否连接良好，电源开关是否打开，电源电压是否正常。2信号输入问题检查信号源是否正常工作，信号线是否连接正确，输入耦合方式是否合适。3显示屏故障检查显示屏是否正常点亮，亮度是否合适，是否有暗点或条纹。4探头故障检查探头是否连接正确，探头连接线是否断裂，探头是否损坏。5其他故障检查示波器的其他功能是否正常，例如触发系统，时基系统，垂直系统等。示波器的维护保养清洁定期清洁示波器，避免灰尘和污垢进入。使用柔软的布和酒精清洁表面。校准定期校准示波器，确保其精度。校准应由专业技术人员进行。存储示波器应储存在干燥、通风良好的地方，避免阳光直射和高温潮湿环境。使用在使用示波器时，应注意操作规范，避免过载或损坏。示波器的测量方法电压测量示波器通过垂直刻度直接读取电压值。通过校准，确保电压刻度与实际电压值一致。时间测量利用水平刻度，读取两个信号之间的时间间隔。通过时基设置，确保时间刻度准确。频率测量通过测量信号周期，计算频率。利用示波器的频率测量功能，可直接读取频率值。相位测量利用示波器上的相位测量功能，读取两个信号之间的相位差。也可以通过观察波形，计算相位差。电压测量的方法直接测量使用示波器的垂直通道，直接测量信号的电压幅值。峰峰值测量测量信号的峰峰值，即信号最大值和最小值之间的差值。有效值测量测量信号的有效值，即信号的平均功率。频率测量使用示波器的频率测量功能，测量信号的频率。时间测量的方法时间刻度示波器屏幕上的水平轴表示时间，可以通过调整时间刻度来放大或缩小观察到的信号波形。时间基线时间基线可以用来测量信号周期、脉冲宽度、上升时间等参数。时间间隔示波器可以测量两个信号之间的延迟时间或两个信号事件之间的间隔时间。频率测量的方法时间测量法通过测量波形的一个周期的时间来计算频率。利用示波器上的时间刻度，直接读出波形一个周期的长度，再根据频率和周期的关系计算出频率。频率计法使用频率计直接测量信号频率。频率计是一种专门用于测量频率的仪器，其精度较高，但需要将信号接入频率计。利萨如图形法利用两个正弦波信号在示波器上形成的利萨如图形，根据图形形状和两个信号的相位差来计算频率。相位测量的方法Lissajous图形法通过观察示波器上两个信号形成的Lissajous图形，可以直观地判断相位差。时间差法测量两个信号波形之间的水平时间差，并根据信号的频率计算出相位差。相位计法使用专门的相位计，直接测量两个信号之间的相位差。示波器的应用领域示波器在电子技术领域扮演着重要的角色，广泛应用于各个行业，包括：电子产品研发与测试电子设备维修与维护工业自动化控制科研教学通信网络测试示波器的发展趋势数字化传统的模拟示波器逐渐被数字示波器取代，数字示波器具有更高的精度、更快的采样率和更强大的功能。混合信号混合信号示波器能够同时测量模拟信号和数字信号，满足了现代电子系统复杂测试的需求。无线连接越来越多的示波器支持无线连接，方便用户远程操作和数据分析。人工智能人工智能技术被应用到示波器中，可以自动识别信号、分析数据，提高测试效率。示波器的未来展望1更高精度未来的示波器将具有更高的精度，能够更准确地测量信号参数，从而提高测试结果的可靠性。2更快的采样率示波器的采样率将进一步提升，能够更准确地捕捉到瞬态信号，并提供更详细的信号特征信息。3更强大的分析功能示波器将具备更强大的分析功能，能够对信号进行更深入的分析，帮助用户更好地理解信