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技术文献 |
示波器的使用方法及工作原理 |
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点击次数:384 更新时间:2022-05-16 |
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示波器的使用方法及工作原理 示波器是一种用途非常广泛的电子测量仪器。它可以将不可见的电信号转化为可见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。 示波器的使用方法: 示波器,顾名思义,就是一台显示波形的机器,也被称为“电子工程师的眼睛"。其核心功能是将被测信号的实际波形显示在屏幕上,供工程师查找和定位问题或评估系统性能等。它的发展也经历了模拟和数字两个时代 数字示波器,更准确的名称是数字存储示波器,即DSO(Digital Storage Oscilloscope)。这个“存储"并不是说可以将波形存储在U盘等介质上,而是指模拟示波器的实时显示特性。模拟示波器依靠阴极射线管(CRT,俗称电子枪)发射电子束,电子束在被测信号形成的磁场作用下发生偏转,从而反映被测信号的波形。屏幕上的被测信号。这个过程是即时的,中间没有任何存储过程。数字示波器的原理如下:首先,示波器利用前端ADC对被测信号进行快速采样。这个采样速度通常可以达到每秒几百M到几G次,相当快;端显示组件为液晶屏,液晶屏的刷新率一般只有几十到100多赫兹;这样前端采样的数据就不能实时反映在屏幕上,于是就诞生了存储环节:示波器对前端采样进来的数据暂存到内存中,当显示时刷新后,从这个内存中读取数据,这个级别的存储用来解决前端采样和后端显示的速度差异。 很多人第一次看到示波器时,可能会被面板上的众多按钮吓到。另外,示波器一般都比较贵,所以有一种怕用的心理。这是不必要的,因为示波器虽然看起来很复杂,但实际上使用它的核心功能——显示波形并不复杂,只需要三四步就可以搞定。现在示波器的复杂性是由许多附加的辅助功能造成的,而这些辅助功能自然也有自己的价值,熟练灵活的应用它们可以起到事半功倍的效果。作为初学者,我们先忽略这些,只能应用其最核心最基本的功能。 使用示波器 与万用表类似,要使用示波器,必须首先使用示波器探头将其连接到被测系统,如图 20-4 所示。示波器一般有2个或4个通道(通常标有1到4的数字,额外的探头插座是外触发,一般不用)。将探头插入其中一个通道,探头另一端的小夹子连接到被测系统的参考地(这里必须注意一个问题:示波器探头上的夹子直接接大地,即三插插头上的地线,所以如果被测系统的参考地与大地之间存在电压差,会造成示波器或被测系统损坏),探头接触被测点,使示波器采集该点的电压波形(普通探头不能测量电流,必须选择专用电流探头测量电流)。 接下来,调整示波器面板上的按钮,使测量的波形以适当的大小显示在屏幕上。你只需要根据一个信号的两大要素——幅度和周期来调整示波器的参数(频率和周期在概念上是等价的) 每个通道插座上方的旋钮用于调节通道的幅度。值,即波形垂直大小的调整。旋转它们可以改变示波器屏幕上每个垂直网格所代表的电压值,因此可以称为“伏格"调整,如下两个比较所示:左侧为1V/格,右侧为500mV/格,左边波形的幅度占2.5格,所以是2.5V,右边波形的幅度占5格,也是2.5V。建议将波形向右调整,因为此时波形占可以提高整个测量范围的更大空间,提高波形测量的精度,如图3所示。 除了上面的Volg旋钮外,面板上通常还有一个相同尺寸的旋钮(不一定是20-6所示的位置)。这个旋钮是周期性调整的,也就是波形水平大小的调整。转动它可以改变示波器屏幕上每个水平网格所代表的时间值,因此可以称为“第二网格"调整,如下两个比较所示:左侧为500us/grid,右侧为200us/grid,左周期占2格,周期为1ms,即频率为1KHz,右周期占5格,同样为1ms,即1KHz。这里没有更合理的问题,处理具体问题都是合理的。 示波器使用由高速电子组成的窄电子束撞击涂有荧光物质的屏幕,以产生微小的光点。在被测信号的作用下,电子束就像笔尖,可以在屏幕上描绘出被测信号瞬时值的变化曲线。 使用示波器,可以观察各种电信号幅度随时间变化的波形曲线,也可以用来测试各种信号的功率,如电压、电流、频率、相位差、调幅等. 双迹示波器由y轴前置放大电路、门控电路、电子开关、混合电路、延时电路、y轴后置放大电路、触发电路、扫描电路、x轴放大电路、z-轴由轴放大电路、校准信号电路、示波管和高低压电源电路组成。 在观察信号波形时,被测信号UA和UB通过CHA和CHB两个输入端输入示波器,然后分别送到y轴前置放大电路yA和yB进行放大。因为通道yA和通道yB都是由电子开关控制的,所以UA和UB这两个信号交替送到下面的混频电路、延时电路和y轴后放大电路,加到垂直偏转板上。示波器。 为了满足各种测试需要,电子开关可以有五种不同的工作状态,分别是CHA、CHB、交替、间歇、ADD等。这五种工作状态由显示模式开关控制。 当显示模式开关处于交替位置时,电子开关为双稳态电路。它由来自扫描电路的栅极信号控制,使y轴的前两个通道跟随扫描电路。触发方式有内触发和外触发两种,由触发源选择开关选择。当开关置于内侧位置时,触发信号来自通过y轴通道发送的测量信号。位置,触发信号从外部发出。该信号应与测量信号的频率成比例。在示波器的使用中,大多采用内部触发。 扫描电路产生扫描信号(锯齿电路)。通过x轴选择开关与x轴放大电路连接,放大后送至示波器的x轴偏转板。 Z轴放大电路的作用是调节屏幕上光点的亮度,擦除不需要显示的光点痕迹。当扫描电路的栅极信号到达z轴放大电路时,z轴放大电路输出一个正增强脉冲信号,加到示波器的控制极上。也就是说,当扫描信号在正过程中时,荧光屏上的光斑可以变亮。在电子开关的转换过程中,电子开关电路还将输出脉冲信号加到z轴放大电路中。这时z轴放大电路会输出负脉冲信号,加到示波器的控制极上。这样在电子开关的转换过程中,消除了两个通道交替工作时出现的过多光斑,从而提高了显示波形的清晰度 校正信号产生电路产生具有一定频率和幅度的矩形信号。用于校正y轴放大电路的灵敏度和x轴的扫描速度。 高低压电源,其中高压供给示波器显示系统。低压为示波器的各级电路供电。 |
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