仪器仪表-时域测量课件

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1、 第第5 5章章 时域测量时域测量电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章第第5 5章时域测量章时域测量 电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章第第5 5章时域测量章时域测量 5.1 5.1 示波器的分类示波器的分类 5.2 5.2 通用示波器通用示波器*5.3 5.3 多波形显示多波形显示 5.4 5.4 取样示波器取样示波器 5.5 5.5 示波器的应用示波器的应用*电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章第第5 5章时域测量章时域测量 重点：重点：通用示波器通用示波器 通用示波器的基本构成通用示波器的基本构成 通用示波器显示波形的原理通用示波器显示波形的原理 示

2、波器的应用示波器的应用 测频、测相位测频、测相位 通用示波器显示波形的原理通用示波器显示波形的原理电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章第第5 5章时域测量章时域测量 示波器的应用：示波器的应用：示波器的特点：示波器的特点：电信号的时域测量电信号的时域测量非电信号（如非电信号（如T、压力、压力、a等）的变化测量等）的变化测量速度快，工作频率宽，可测速度快，工作频率宽，可测高速脉冲高速脉冲灵敏度高，可观察灵敏度高，可观察微弱信号微弱信号变化变化过载能力强过载能力强输入阻抗高输入阻抗高电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章 5.1 示波器的分类示波器的分类A/D，D/AB100

3、MHz电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2 通用示波器通用示波器 5.2.1 5.2.1 通用示波器的基本构成通用示波器的基本构成 5.2.2 5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理 5.2.3 5.2.3 垂直系统垂直系统 5.2.4 5.2.4 水平系统水平系统电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.1 通用示波器的基本构成通用示波器的基本构成电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理一、示波管的结构一、示波管的结构(CRT-Cathode Ray Tube)(CRT-Cathode

4、Ray Tube)FKG1G2A1A2Y偏转板X偏转板辉度聚焦辅助聚焦+E-E荧光屏电子枪偏转系统荧光屏电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理一、示波管的结构一、示波管的结构电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理一、示波管的结构一、示波管的结构电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理一、示波管的结构一、示波管的结构电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理

5、一、示波管的结构一、示波管的结构电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理一、示波管的结构一、示波管的结构(CRT-Cathode Ray Tube)(CRT-Cathode Ray Tube)FKG1G2A1A2Y偏转板X偏转板辉度聚焦辅助聚焦+E-E荧光屏电子枪偏转系统荧光屏电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理一、示波管的结构一、示波管的结构电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理一、示波管的结构一、示波管的结

6、构22yAlLyUdUyyUS电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理一、示波管的结构一、示波管的结构1 m 电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理 电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示

7、原理0 01 12 23 34 40 02 24 41 13 3电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理0 01 13 32 24 40 00 01 12 23 34 4电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理0 01 13 32 24 40 01 12 23 34 4电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理

8、二、示波管波形显示原理电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理01234678109110 01 12 23 34 45 55 56 67 78 89 910100 01 12 23 34 45 56 67 79 91010电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理012346780 01 12 23 34 45 56 67 78 85 550 01 12 23 34 46 67 78 8电

9、子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理tt电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章t5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理01234电子测量技

10、术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理01234024电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理0.35350,rrtst nsBW MHzBW MHz或电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.2 示波器显示波形的原理示波器显示波形的原理二、

11、示波管波形显示原理二、示波管波形显示原理电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.3 垂直系统垂直系统1、作用、作用电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.3 垂直系统垂直系统一、输入电路一、输入电路电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.3 垂直系统垂直系统一、输入电路一、输入电路电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.3 垂直系统垂直系统二、前置放大器二、前置放大器电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.3 垂直系统垂直系统三、延迟线三、延迟线触发点触发点输入信号输入信号扫描电压扫描电压显示波形显示波形扫描扫描起

12、点起点t tT T电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.3 垂直系统垂直系统三、延迟线三、延迟线触发点触发点输入信号输入信号扫描电压扫描电压显示波形显示波形输入信号输入信号延迟后延迟后扫描扫描起点起点t tT Tt td d电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.3 垂直系统垂直系统四、后置放大器四、后置放大器电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统1、作用、作用触发源选择触发耦合方式选择放大整形电路扫描闸门扫描电压发生器水平放大器比较和释抑电路触发触发信号信号触发电路触发电路扫描发生器环至至X X偏转板偏转板扫描电路扫描电

13、路电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统一、触发电路一、触发电路放大、整形放大、整形电路电路内内外外电源电源C C1 1C C3 3ACACTVTVHF REJHF REJDCDC常态常态 自动自动 单次单次触发电平调节触发电平调节至扫描至扫描发生器环发生器环触发脉触发脉冲输出冲输出S S1 1S S2 2S S4 4+-S S3 3极性反极性反转电路转电路触发源触发源选择选择触发耦合方式选择触发耦合方式选择触发极触发极性选择性选择触发方式选择触发方式选择电视同步电视同步分离电路分离电路电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水

14、平系统一、触发电路一、触发电路电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统一、触发电路一、触发电路电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统一、触发电路一、触发电路电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统一、触发电路一、触发电路电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统一、触发电路一、触发电路(a)(a)正电平、正极性正电平、正极性(b)(b)正电平、负极性正电平、负极性(c)(c)负电平、负极性负电平、负极性(d)(d)负电平、正极性负电平、正极性电子测量技

15、术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统二、扫描发生器环二、扫描发生器环至至X X放大器放大器稳定度稳定度调节调节比较电平比较电平触发脉触发脉冲输入冲输入扫描闸门扫描闸门积分器积分器比较释比较释抑电路抑电路增辉脉冲增辉脉冲+E+E电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统二、扫描发生器环二、扫描发生器环电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统二、扫描发生器环二、扫描发生器环来自扫来自扫描闸门描闸门-+R RC C+E+E扫描锯齿波输出扫描锯齿波输出VoVot tt t01,0 oEEVdtttCRR

16、 Ctt 电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.2.4 水平系统水平系统二、扫描发生器环二、扫描发生器环触发脉冲触发脉冲C Ch h充电充电C Ch h放电放电上触发电平上触发电平E E1 1下触发电平下触发电平E E2 2闸门输入闸门输入闸门输出闸门输出比较电平比较电平U Ur r扫描电压扫描电压E E0 0电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.3 多波形显示多波形显示电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.3.1 多踪显示多踪显示Y Y1 1输入输入电路电路Y Y1 1前置前置放大器放大器Y Y1 1门电路门电路电子电子开关开关延迟延迟线线Y Y后置

17、后置放大器放大器Y Y2 2输入输入电路电路Y Y2 2前置前置放大器放大器Y Y2 2门电路门电路至至Y Y偏转板偏转板Y Y1 1输入输入Y Y2 2输入输入控制信号控制信号电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章u uy1y1u uy2y2u ux x5.3.1 多踪显示多踪显示电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.3.1 多踪显示多踪显示u uy1y1u uy2y2u ux x电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章前置放大前置放大延长线延长线Y Y后置放大后置放大A A触发触发A A扫描扫描电子开关电子开关X X放大放大电压比较电压比较B B触发触发选择

18、门选择门Y Y线光迹线光迹分离电路分离电路+-B B扫描扫描R RP PY Y输入输入A A增辉增辉B B增辉增辉5.3.2 双扫描显示双扫描显示1 12 23 34 4电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.4 取样示波器取样示波器t tt t输入信号输入信号取样脉冲取样脉冲取样信号取样信号经放大和延长经放大和延长电路后的信号电路后的信号（显示波形）（显示波形）T TD D tT D D t1 12 23 34 45 52D2D t3D3D t4D4D t电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.5 示波器的应用示波器的应用 5.5.1 电压的测量电压的测量 5.5.2

19、 时间的测量时间的测量 5.5.3 相位的测量相位的测量 5.5.4 频率的测量频率的测量电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.5.1 电压的测量电压的测量DCyUhSk被测电压离零被测电压离零电平的高度电平的高度垂直偏转垂直偏转灵敏度灵敏度探头衰探头衰减系数减系数通过通过DCDC耦合确定零电平线耦合确定零电平线电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.5.1 电压的测量电压的测量ACyUhSk被测电压离零被测电压离零电平的高度电平的高度垂直偏转垂直偏转灵敏度灵敏度探头衰探头衰减系数减系数通过通过ACAC耦合滤除直流信号耦合滤除直流信号电子测量技术基础电子测量技术基础

20、第第5 5章章/xxtDSk5.5.2 时间的测量时间的测量所测时间宽度所测时间宽度扫描速度扫描速度X X轴扩展系数轴扩展系数可测周期、脉宽、时间间隔等可测周期、脉宽、时间间隔等电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.5.3 相位的测量相位的测量1sinyt2sinyt设设d2dT2dTd dT T电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章0arcsin()mxx5.5.3 相位的测量相位的测量sinxAtsinyBt设设2x2x0 002x2xm mm2y2y0 02y2ym m则：则：22sinsincoscossincossinyBtBttBxAxA0sinyB0sin

21、xAmyBmxA0arcsin()myy电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.5.3 相位的测量相位的测量步骤：步骤：2x2x0 002x2xm mm2y2y0 02y2ym mNoteNote：垂直位移垂直位移0arcsin()myy或或0arcsin()mxx电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.5.4 频率的测量频率的测量yHxVfNfNN NH HN NV V原理：原理：水平线与图形的切点个数水平线与图形的切点个数垂直线与图形的切点个数垂直线与图形的切点个数电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.5.4 频率的测量频率的测量原理：原理：xfmf电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章5.5.4 频率的测量频率的测量原理：原理：xfmf电子测量技术基础电子测量技术基础 第第5 5章章作业作业P202203 5.4，5.5 5.8，5.9