示波器测量波形浅析

示波器测量波形浅析

【摘要】用示波器的AC与DC档测量同一个波形，观察到不同的现象：一个观察到尖脉冲，另一个观察到脉冲方波，可见采用不同的耦合方式会影响到波形的测量结果。

【关键词】耦合方式；交流耦合；直流耦合

一、引言

现代科技的进步，为电路波形的测量与观察提供了先进的手段，用示波器对波形测量便是众多科技手段之一，它精确而又直观的测量为查找电路故障与电路的分析提供了强有力的保证。

进行波形测量时，我们通常是利用示波器的探头将信号连接到示波器的输入端子，数字示波器菜单上有三个选择：DC、AC与GND。通常来说，当你要观察的波形是含有直流的信号，或是频率极低的信号，这个开关应当置于“直流”位置，有DC标记；当你要观察的波形是交流信号，或是要观察信号中的交流分量，这个开关应当置于“交流”位置，有AC标记；当你不想让接在输入端子上的信号进入，就将这个开关置于“接地”位置，这在双输入端子的示波器上用得较多。

图1是示波器内部结构示意图，左上部分给出了耦合方式的选择示意图。

二、不同耦合方式下的波形

现在，我们从信号发生器送出一个小于10Hz的极低频矩形波连接到数字示波器的CH1、CH2端子，同时观察不同耦合方式下的波形。其中CH1端子选择DC方式，而CH2端子选择AC方式，得到如图2所示的波形对比。

可以观察到波形出现了很大的区别：AC耦合方式下得到一个正负相间的尖脉冲，而DC模式下依然是一个理想的矩形波；现在我们把信号发生器的矩形波频率改为6.4KHz，再重复前面的测量过程，可这次我们观察到两个端子的波形是相同的。是什么样的原因导致了这种区别？

三、示波器的频率响应

为何会出这两种完全不同的结果？这种现象与电路的结构与相关参数的大小有什么样的关系？看下面电路结构，AC耦合方式就相当于串联了一个电容，如图4所示。给示波器输入一个脉冲宽度为tw的方波脉冲信号。

1.低频信号输入（tw >>RC）

开始，输入电压由0突变成Vm时，这一瞬间C上还来不及累积电荷，因

时域波形的参数测量实验报告s

时域测试技术综合实验报告书 实验名称时域波形的参数测量实验 班级一班学号201422070125 姓名杨梅 实验时间：年月日得分： 一、实验目的 1.学习VISUAL DSP++开发流程。 2.掌握波形时域参数（周期、上升时间等）的测量方法。 3.掌握波形幅度参数（幅度、平均值、均方根值等）的测量方法。 4.掌握参数统计的一般实现方法。 二、实验内容 1.学习Visual DSP++的开发设计流程。 2.编写程序测量波形参数。 3.编写程序对波形参数进行统计运算。 三、实验步骤 1、计算并显示示波器幅度参数：平均值、有效值。打开Ypara.c源文件，填充缺少的代码。 int GetAverage(short *pBuffer, int Length) { int Sum=0; int i; for (i=0; i

return Sum/Length;/*input your code*/ } float GetRMS(short *pBuffer, int Length, int ZeroValue) { float Sum=0; int i; for (i=0; itmpbuffer[toppoint]) toppoint=i; }while(i>midpoint);

信号波形测量习题

第七章信号波形测量 一、填空题 1: 示波管由____、偏转系统和荧光荧三部分组成。电子枪 2: 示波器荧光屏上，光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为____。扫描 3: 调节示波器“水平位移”旋钮，是调节____的直流电位。X偏转板 4: 欲在x=10cm长度对的信号显示两个完整周期的波形，示波器应具有扫描速度为 _____。 20ms/cm 5: 取样示波器采用_____取样技术扩展带宽，但它只能观测_____信号。非实时，重复6: 当示波器两个偏转板上都加_____时，显示的图形叫李沙育图形，这种图形在_____和频率测量中常会用到。正弦信号相位 7、示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用_______ 电路。RC分压(或阻容分压) 8、示波器的“聚焦”旋钮具有调节示波器中________极与________极之间电压的作用。第一阳(或A1) 第二阳(或A2，或G2) 9、在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在________状态，若工作在 _____状态，则无信号输入时就没有扫描线。连续扫描触发扫描 10、双扫描示波系统，采用A扫描输出________波，对B扫描触发，调节________来实现延迟扫描的延时调节。锯齿延迟触发电平 二、判断题： 1、双踪示波器中电子开关的转换频率远大于被测信号的频率时，双踪显示工作在“交替”方式。( )错 2、示波器的电阻分压探头一般为100∶1分压，输入阻抗很高，一般用来测量高频高电压。( )错 3、用示波器测量电压时，只要测出Y轴方向距离并读出灵敏度即可（）错 4、电子示波器是时域分析的最典型仪器。（）对 5、用示波法测量信号的时间、时间差、相位和频率都是以测量扫描距离D为基础的。（）对 三、选择题： 1: 通用示波器可观测（ C）。 A:周期信号的频谱； B:瞬变信号的上升沿 C:周期信号的频率； D:周期信号的功率 2: 在示波器垂直通道中设置电子开关的目的是_ A ___。 A:实现双踪显示； B:实现双时基扫描 C:实现触发扫描； D:实现同步

示波器实验报告

一仪器的原理及结构 1．示波器 示波器是一种用途广泛的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等，数字示波器还可以测量信号的频谱特性。实验室拥有的主要是模拟示波器，数字示波器虽有自动测试功能，给操作带来方便，但显示的波形是量化的不够细腻，观察波形没有模拟示波器清晰，特别是观察含有干扰信号的波形时有一定的困难。模拟示波器的组成包括示波管、水平/垂直部分、触发部分及电源等组成。 （1）电子示波管 如图1所示，主要由电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成。电子枪包括灯丝、阴极、栅极和阳极。偏转系统包括Y轴偏转板和X轴偏转板两部分，偏转板上电压形成的电场力将电子枪图 1 示波管结构图 发射出来的电子束，按照偏转板上电压的大小作出相应的偏移。荧光屏是位于示波管顶端涂有荧光物质的透明玻璃屏，当电子枪发射出来的电子束轰击到屏时，荧光屏被击中的点上会发光，显示出曲线或波形。 （2）水平/垂直部分 示波器的水平部分产生扫描电压，使电子在水平方向上偏转，形成时间轴；垂直部分处理被测信号，在荧光屏上还原出被测信号的电压波形。 （3）示波器的使用 ①寻找扫描光迹，将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮；触发方式开关置“自动”；适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。 ②双踪示波器一般有五种工作方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一

示波器原理及其应用分析解析

示波器原理及其应用 示波器介绍 示波器的作用 示波器属于通用的仪器，任一个硬件工程师都应该了解示波器的工作原理并能够熟练使用示波器，掌握示波器是对每个硬件工程师的基本要求。 示波器是用来显示波形的仪器，显示的是信号电压随时间的变化。因此，示波器可以用来测量信号的频率，周期，信号的上升沿/下降沿，信号的过冲，信号的噪声，信号间的时序关系等等。 在示波器显示屏上，横坐标（X）代表时间，纵坐标（Y）代表电压，（注，如果示波器有测量电流的功能，纵坐标还代表电流。）还有就是比较少被关注的-亮度（Z），在TEK的DPO示波器中，亮度还表示了出现概率（它用16阶灰度来表示出现概率）。 1．1．示波器的分类 示波器一般分为模拟示波器和数字示波器；在很多情况下，模拟示波器和数字示波器都可以用来测试，不过我们一般使用模拟示波器测试那些要求实时显示并且变化很快的信号，或者很复杂的信号。而使用数字示波器来显示周期性相对来说比较强的信号，另外由于是数字信号，数字示波器内置的CPU或者专门的数字信号处理器可以处理分析信号，并可以保存波形等，对分析处理有很大的方便。

1.2.1 模拟示波器 模拟示波器使用电子枪扫描示波器的屏幕，偏转电压使电子束从上到下均匀扫描，将波形显示到屏幕上，它的优点在于实时显示图像。 模拟示波器的原理框图如下： 见上图所示，被测试信号经过垂直系统处理（比如衰减或放大，即我们拧垂直按钮－volts/div），然后送到垂直偏转控制中去。而触发系统会根据触发设置情况，控制产生水平扫描电压（锯齿波），送到水平偏转控制中。 信号到达触发系统，开始或者触发“水平扫描”，水平扫描是一个是锯齿波，使亮点在水平方向扫描。触发水平系统产生一个水平时基，使亮点在一个精确的时间内从屏幕的左边扫描到右边。在快速扫描过程中，将会使亮点的运动看起来

大学物理实验示波器实验报告

示波器的使用 【实验简介】 示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器，与其他测量仪器相比，示波器具有以下优点：能够显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小；具有较高的灵敏度；动态范围大，过载能力强；容易组成综合测试仪器，从而扩大使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。在电子测量与测试仪器中，示波器的使用范围非常广泛，它可以表征的所有参数，如电压、电流、时间、频率和相位差等。若配以适当的传感器，还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。正确使用示波器是进行电子测量的前提。 第一台示波器由一只示波管，一个电源和一个简单的扫描电路组成。发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列，示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。 Karl Ferdinand Braun 生平简介 1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun 于1897年发明世界上 第一台阴极射线管示波器，至今许多德国人仍称CRT 为布朗管(Braun Tube)。 【实验目的】 1、 了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。 2、 学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。 3、 通过观察李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。 【实验仪器】 VD4322B 型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等 图8-1 Karl Ferdinand Braun 5 6 9 10

示波器的基础学习知识原理和使用

示波器的原理和使用 示波器是一种用途广泛的基本电子测量仪器，用它能观察电信号的波形、幅度和频率等电参数。用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差，一些性能较好的示波器甚至可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。在实际应用中凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观测。 【实验目的】 1．了解示波器的基本结构和工作原理，掌握使用示波器和信号发生器的基本方法。2．学会使用示波器观测电信号波形和电压幅值以及频率。 3．学会使用示波器观察李萨如图并测频率。 图1-1 示波器结构图 【实验原理】 不论何种型号和规格的示波器都包括了如图1-1所示的几个基本组成部分：示波管（又称阴极射线管，cathode ray tube，简称CRT）、垂直放大电路（Y放大）、水平放大电路（X放大）、扫描信号发生电路（锯齿波发生器）、自检标准信号发生电路（自检信号）、触发同步电路、电源等。 1．示波管的基本结构

示波管的基本结构如图1-2所示。主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，全都密封在玻璃壳体内，里面抽成高真空。 (1)电子枪：由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起控制作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“辉度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、第一阳极与第二阳极电位之间电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚集作用，所以， H-灯丝；K-阴极；G1，G2- 控制栅极；A1-第一阳极；A2-第二阳极；Y-竖直偏转板；X-水平偏转板 图1-2 示波管结构图 第一阳极也称聚集阳极。第二阳极电位更高，又称加速阳极。面板上的“聚集”调节，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还有“辅助聚集”，实际是调节第二阳极电位。 (2)偏转系统：它由两对互相垂直的偏转板组成，一对竖直偏转板，一对水平偏转板。在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束在荧光屏上产生的光斑位置也发生改变。 (3)荧光屏：屏上涂有荧光粉，电子打上去它就发光，形成光斑。不同材料的荧光粉发光的颜色不同，发光过程的延续时间（一般称为余辉时间）也不同。荧光屏前有一块透明的、带刻度的坐标板，供测定光点的位置用。在性能较好的示波管中，将刻度线直接刻在荧光屏玻璃内表面上，使之与荧光粉紧贴在一起以消除视差，光点位置可测得更准。2．波形显示原理

实验3示波器的一般使用和常用参数测量

示波器的一般使用和常用参数测量 一．实验目的 1．了解示波器的组成框图及工作原理 2．掌握示波器各控制开关和旋钮的意义和功能。学会示波器的一般使用方法， 3．学会用示波器测量直流电压和交流电压 4．学会用示波器观察信号波形和测量信号频率 二．实验仪器 1．双踪示波器 2．函数信号发生器 3．数字频率计数器 4．数字万用表 三．预习内容 1．示波器的组成框图及基本工作原理 2．示波器的调节机构 3．用示波器测量电压，频率的方法 四．双路示波器主要调节机构名称及功能介绍 1．电源开关：按入为打开电源，弹出为关上电源。 2．辉度：控制光迹扫描线的亮度 3．聚焦：控制光迹扫描线条的聚焦，使之清晰 4．光迹旋转 5．通道输入选择开关：控制输入信号通过耦合电容（AC方式）接Y放大器，或直接（DC 方式）接到Y放大器，或对地短路为零输入（GND方式）。 6．Y轴位移；X轴位移；分别控制光迹在垂直方向和水平方向的移动 7．Y轴量程与Y轴增益：Y轴量程（也称Y系统偏转因数）选择开关与Y 轴增益旋钮套装在一起。中间为增益旋钮，外部为量程开关。定量测量输入信号电压值时，按Y轴输入信号的幅度选择量程。示波器屏幕上垂直方向共分为10 大格，开关位置所标电压值定义为每格显示的电压值。上述定义只有在增益旋钮顺时针旋到底时才成立。 8．X轴量程；X轴细调：X轴量程（也称X轴扫描因数）开关用来选择X 扫描时基。当X轴细调旋钮顺时针旋到底时，X轴量程开关位置所标数值定义为屏幕上水平方向每格显示的时间，量纲单位为mS或μS。据此可根据显示的信号波形读出信号周期，换算出信号频率。 9．触发电平：调节X 扫描电路，使之与所测信号同步（被测信号的频率是X扫描频率的整数倍）。使屏幕显示波形稳定。 10．触发源选择开关：一般选择通常或自动。 五．实验内容及步骤 1．熟习实验所用示波器各主要开关和旋钮的位置。 2．把该示波器主要技术指标填入表1中。

示波器的平均值参数、参数的统计平均值及波形平均算法

示波器的平均值参数、参数的统计平均值及波形平均算法 ——兼答“一周一问”之No.006问 文档编号：HWTT0065

示波器的平均值参数、参数的统计平均值及波形平均算法 ——兼答“一周一问”之No.006问 汪进进，王雨森 深圳市鼎阳科技有限公司 N0.006问：平均值的物理意义及其和FFT的关系 今天问个简单的问题： 示波器测量参数的平均值算法的物理意义是什么？平均值是否等于FFT的直流（0Hz）的大小？ -------------------------------------- 这个问题很简单，简单得都没人想理会。但是就看这三个回答还是能撩人兴致的，看了后甚至有一下子被蒙住了的感觉。 回答1： 大海象 平均值对于周期信号来说，是直流分量，其等于0hz fft，但是对于非周期信号来说，平均值不等于0hz大小，物理意义上为积分

"平均值对于周期信号来说，是直流分量，其等于0hz fft，但是对于非周期信号来说，平均值不等于0hz大小。" 这个回答是对的，但为什么平均值在物理意义上是积分呢? 积分的物理意义又是什么？我不理解这后半句哦。 回答2： d.sen 示波器测量参数的平均值指的是正弦交流电全波整流并完全滤波后的电压。对正弦波而言，平均值的意义就是全波整流后，频域上的直流分量。 这里面正弦波理解为周期性信号，所以平均值就是直流分量。结论和第1个回答是一致的。 回答2： 叶叶 平均值在数学上是微分方程在一个周期内的平均值一样的算法，这个微分方程就是我们所测的波形，物理意义并不是0Hz的大小，而是要算出包含所有的高频分量后的数学平均值。 这个说法看不太懂了，跪求大师给出详细解释哦。 当我启动了伟大的搜索引擎搜索"平均值"三个字之后，得知“平均值”是初二数学上的

示波器检测全电视视频信号的波形图解

示波器检测全电视视频信号的波形图解 彩电维修更是示波器用武之地，图①②③是全电视视频信号的波形，这种波形贯穿图像通道的全过程。对有光栅有伴音而无图像的故障此波形的有无处就是故障所在点。图④是场输出波形，当光栅出现异常是此波形将有明显变形。最下边是三幅波形图和对应的电视屏幕图像场畸形⑤是行输出变形，一般情况下不要测行管集电极，以免击穿探头。可测低压绕组的输出端，也可在1比10衰减探头后再接一个9M的电阻去测试。图⑩是行振荡电路输出的行激励波形。当行输出波形变成图11波形时多是行激励不足，行管发热温升快，易烧坏。图12是高压包局部短路的波形。图⑥是晶体振动器的波形，在示波器频率指标不够时看到的是一条亮带。它是判断CPU是否工作的主要依据。图⑦是开关电源开关管集电极的波形，是判断电源是否振荡的基本条件。如波形上沿有毛刺将导致开关变压器支支响和开关管损坏。图⑧是沙堡脉冲波形，它是由三个作用不同的脉冲组合而成，在场频时将观察不到它的全貌。它的有无将影响视频信号的色彩和亮度处理。图⑨是视放尾板上三个电子枪阴极的波形，与一些图纸上所标波形不一样，因图纸所 标是彩条信号的波形，这是电视图像的信号波形。

笔者最近将ET521A及健伍CS-4035模拟(40M)示波器进行了实际波形测试，并拍下了一些彩电波形供大 家参考。 健伍CS-4035为带宽40MHz的实时模拟示波器，属典型的手动调节（无CRT读出功能）测试示波器，其所有测试均需手动调节，需对水平扫描速度、垂直灵敏度、同步电平等控制功能进行适当调节方能获得稳定合适的波形显示，由于其采用屏幕为8*10cm内刻度高亮度示波管进行波形显示，故而扫描线亮度清晰度高，内设有电视行场同步触发滤波通道，能方便观察到稳定的行场同步电视信号波形，是比较适合的常 用模拟示波器。 ET521A波形测量采用数字取样、液晶显示，显示采用几秒刷新一次，方便人眼观察，当波形变化较多时，其显示的波形在显示一种波形后，下一次显示的波形又会有所不同，初次接触到的该类显示方式的朋友会不习惯，感觉到波形老是一跳一跳的，实际上是示波表在捕捉动态波形，进行静态显示，此时更能观察到波形的各个细节；当测量的波形为稳定而变化很小的信号时，则显示波形的稳定性与CRT模拟示波器显示无多大差别的，以上是笔者对数字示波表测量显示的粗浅理解，请大家多多指教。 被测彩电为21吋海信OM8370超级芯片彩电比较关键的波形，工作信号是A V信号（卫星接收机实时视频信号）输入；其中标有第“2（或其它）”脚是指OM8370的引脚序号，请大家注意，其它的一些波形都注明了电路功能位置的。下面的图形中标有图a的是CS-4035测得的波形，而标有图b波形为ET521A测 得的波形； 由于CS-4035为手动调节的模拟示波器，故而测量波形时须得适当调节水平扫描、垂直灵敏度、触发同步模式及同步电平等才能获得合适的波形显示，由于其档位难以完整记录，故而未列出其波形的周期、频率、Vp-p值等，只是为取得适当观察的波形进行拍摄，并不说明测量时不用调节其测量旋钮，其各项参数可参考ET521A的读数，ET521A全面的数据显示，可极其方便读取波形的频率、周期、Vp-p值，供参 考分析。 一、OM8370第②、③脚时钟、数据线波形图： 此主题相关图片如下：2脚波形.jpg 此主题相关图片如下：第2脚scl串行时钟信号波形图b.jpg

示波器使用简易说明

实验常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器等的主要性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法 二、实验仪器 1、函数信号发生器EE1641C 2、DS1062E-EDU数字示波器 3、高级电路实验箱 三、实验原理 初步了解示波器面板和用户界面 1. 前面板:DS1000E-EDU系列数字示波器向用户提供简单而功能明晰的前面板, 以进行基本的操作。面板上包括旋钮和功能按键。旋钮的功能与其它示波器类似。显示屏右侧的一列 5 个灰色按键为菜单操作键(自上而下定义为 1 号至 5 号)。通过它们,您可以设置当前菜单的不同选项;其它按键为功能键,通过它们,您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。

电压参数的自动测量 DS1000E-EDU, DS1000D-EDU 系列数字示波器可自动测量的电压参数包括峰峰值、最大值、最小值、平均值、均方根值、顶端值、低端值。下图表述了各个电压参数的物理意义。 电压参数示意图 峰峰值(Vpp):波形最高点至最低点的电压值。 最大值(Vmax):波形最高点至 GND(地)的电压值。 最小值(Vmin):波形最低点至 GND(地)的电压值。 幅值(Vamp):波形顶端至底端的电压值。 顶端值(Vtop):波形平顶至 GND(地)的电压值。

底端值(Vbase):波形平底至 GND(地)的电压值。 过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。 预冲(Preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值的比值。 平均值(Average):单位时间内信号的平均幅值。 均方根值(Vrms):即有效值。依据交流信号在单位时间内所换算产生的能量,对应于产生等值能量的直流电压,即均方根值。 2、函数信号发生器 函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP －P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。 函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 例一:测量简单信号 观测电路中的一个未知信号,迅速显示和测量信号的频率和峰峰值。 1. 欲迅速显示该信号,请按如下步骤操作: (1) 将探头菜单衰减系数设定为1X,并将探头上的开关设定为1X。 (2) 将通道1的探头连接到电路被测点。

用示波器测时间

实验题目：用示波器测量时间 实验目的：1. 了解示波器的基本原理和结构；2. 学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数。 实验原理 1． 示波器的基本结构 示波器由示波管、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。示波管是示波器的基本构件，它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成，被封装在高真空的玻璃管内。电子枪是示波管的核心部分。 （1） 阴极：实现电子发射。 （2） 栅极：由第一栅极和第二栅极构成，只有少量电子通过第一栅极，第二栅极对阴极 发射的电子奔向荧光屏起加速作用。 （3） 第一阳极：第一阳极上加有几百伏的电压，形成一个聚焦的电场，当电子束通过此 聚焦电场时，调节加在上的电压可以达到聚焦的目的。 （4） 第二阳极：第二阳极上加有1000V 以上的电压。聚焦后的电子经过这个高压电场的 加速获得足够的动能，使其成为一束高速的电子流。这些能量很大的电子打在荧光屏上可引起荧光物质发光。 （5） 偏转板：由两对相互垂直的金属板构成，在两对金属板上分别加以直流电压，以控 制电子束的位置，适当调节这个电压值可以把光点或波形移到荧光屏的中间部位。 （6） 荧光屏：荧光屏能在高能电子的轰击下发光。辉光的强度取决于电子的能量和数量。 在电子射线停止作用之后，余辉使我们能在屏上观察到光点的连续轨迹。 垂直偏转板（y 轴）及水平偏转板（x 轴）所形成的二维电场，使电子束发生位移： y y y y D V V S y = = x x x x D V V S x = = （1） 其中，S 和D 分别为偏转板的偏转灵敏度和偏转因数 示波器显示波形的原理 在x 轴偏转板上加一个随时间t 按一定比例增加的电压V x ，V x 周期性变化，并且由于发光物质的特殊性使光迹有一定保留时间，于是就得到一条“扫描线”，称为时间基线。

示波器的调节与使用

数字示波器的调节与使用 一、实验目的 1.了解示波器的结构与示波原理 2.掌握示波器的使用方法，学会用示波器观测各种电信号的波形 3.学会用示波器测正弦交流信号的电压幅值及频率 4.学会用李萨如图法，测量正弦信号频率 二、实验仪器 RIGOL DS1000E型数字存储示波器，ＤＧ１０２２函数波形发生器 三、实验原理 1、双踪示波器的原理： 双踪示波器控制电路主要包括：电子开关、垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路、电源等。 Y CH1 Y CH2 图1. 双踪示波器原理方框图 其中，电子开关使两个待测电压信号YCH1和YCH2周期性地轮流作用在Y偏转板，这样在荧光屏上忽而显示YCH1信号波形，忽而显示YCH2信号波形。由于荧光屏荧光物质的余辉及人眼视觉滞留效应，荧光屏上看到的是两个波形。 如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同，屏上出现的是一移动的不稳定图形，这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍，以致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。为了获得一定数量的完整周期波形，示波器上设有“time/div”调节旋钮，用来调节锯齿波电压的周期，使之与被测信号的周期呈合适的关系，从而显示出完整周期的正弦波形。

当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍，屏上一般会显示出完整周期的正弦波形，但由于环境或其他因素的影响，波形会移动，为此示波器内装有扫描同步电路，同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号，输入到扫描发生器，迫使锯齿波与待测信号同步，此称为“内同步”。如果同步电路信号从仪器外部输入，则称为“外同步”。 2．示波器显示波形原理： 如果在示波器的YCH1或YCH2端口加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦电压的变化周期相等时，则在荧光屏上将显示出完整周期的正弦波形，如图2所示。如果在示波器的YCH1、YCH2端口同时加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，则在荧光屏上将得到两个正弦波。 图2.示波器显示正弦波形的原理 3、数字存储示波器的基本原理 数字存储示波器的基本原理框图如图3所示： 图3.数字存储示波器的基本原理框图 数字示波器是按照采样原理，利用A/D变换，将连续的模拟信号转变成离散的数字序列，然后进行恢复重建波形，从而达到测量波形的目的。 输入缓冲器放大器（AMP)将输入的信号作缓冲变换，起到将被测体与示波器隔离的作用，示波器工作状态的变换不会影响输入信号，同时将信号的幅值切换至适当的电平范围（示波器可以处理的范围），也就是说不同幅值的信号在通过输入缓冲放大器后都会转变成相同电压范围内的信号。 A/D单元的作用是将连续的模拟信号转变为离散的数字序列，然后按照数字序列的先后顺序重建波形。所以A/D单元起到一个采样的作用，它在采样时钟的作用下,将采样脉冲到来时刻的信号幅值的大小转化为数字表示的数值。这个点我们称为采样点。A/D转换器是波形采集的关键部件。 多路选通器（DEMUX）将数据按照顺序排列，即将A/D变换的数据按照其在模拟波形上的先后顺序存入存储器，也就是给数据安排地址，其地址的顺序就是采样点在波形上的顺序，采样点相邻数据之间的时间间隔就是采样间隔。 数据采集存储器（Acquisition Memory)是将采样点存储下来的存储单元，他将

示波器CSV波形数据导入Matlab进行FFT分析

示波器C S V波形数据导入 M a t l a b进行F F T分析(总1 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除

示波器CSV波形数据导入Matlab进行FFT分析 1，将CSV文件拖到workspace窗口，弹出的Import Wizard窗口中，点选“Next”，新窗口中选第二项“Create vectors from each column using column names”，点“Finish”。这时workspace出现2个向量“Volt”和“Second”。 说明：若此时选中“Volt”，右上角的绘图命令变成可选，点“plot(Volt)”则出现如图： 图中横坐标600表示示波器共记录了600个点，纵坐标为示波器的屏幕显示值（未乘探头倍率），因此问题在于改变横坐标为真实时间，改变纵坐标为真实值。结合示波器示数（可另存为图片格式备用）。 下面的步骤即是以Volt替换mdl文件生成的变量u，以便于使用mdl中的powergui的FFT工具进行分析。注意示波器采样点数600应与真实时间对应，并取时间上的600个时间点。纵坐标表示电压幅值，要显示为真实值时，则要考虑示波器探头倍率或示波器内部是否对采样波形进行了衰减，在程序中应予以对应。 具体可将波形在示波器上保存为wfm格式，实验结束后用示波器调出波形，调速为合适波形后，保持窗口不变，分别另存为图片格式和CSV数据格式，将CSV数据导入Matlab后，plot出来的图形与上述图片格式相对照，可知是否为真实时间与幅值。 可见，横坐标为120ms，纵坐标为10倍衰减后的值，在编程中应有相应体现。 2，打开forFFT.mdl，并运行仿真，完成后wordspace出现新的变量“u”和“tout”； Mdl文件中scope的设置已设置为保存波形名称为u，Structure with time格式，不限制最后5000个点。 由于powergui自带的FFT功能只能对该mdl文件中的scope保存的变量u 进行分析，以下考虑将u中的数据替换为示波器保存的数据，注意横坐标真实时间点数0~0.1198s，（间隔0.0002s包含两端共计600个点）与采样点数600相对应。 3，打开forFFT.m，并运行该文件，完成后出现FFT窗口如图： 4，选择要分析的波形的周期数（这里的周期数并不一定是标准意义上的同期），选择要显示的频谱展示范围，点“Display”；如果报错如图则原因是所要分析的波形周期数过大，而所需分析的波形频率设置过小，这两个值为反比关系。如图我的波形真实值是33.3Hz，所以Fundamental frequency应设置为33.3，如果出现以上报错，则应减小Number of cycles设置值。本次实验减小为3后，不再报错。理论上分析的周期数越大越准确。 其中，THD值描述波形的正弦化，该值越小则表示波形越接近正弦波，即波形的谐波含量越小。 5，想要对该结果进行进一步修改调速，则可以点击View->Property Editor进行调速，如改变横纵坐标名称、显示范围等。不需要调速则略过此步。 6，菜单栏中，点Edit->Copy Figure后，即可在word中进行粘贴。

示波器原理使用与声速测量

示波器的原理和使用及声速测量 一．实验目的 （1）了解示波器的基本结构及其工作原理，学习并掌握示波器的基本使用方法 （2）学习电信号有关参数的基本概念，使用示波器观察波形并进行测量 (3)了解声波在空气中传播速度和气体状态参量的关系 (4) 了解超声波产生和接受的原理，学习用相位法测量空气中的声速 二．实验原理 (1)示波器原理框图 示波器按显示方式可分为阴极射线示波管和液晶显示两种。阴极射线示波器一般包括示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。 (2)示波器基本结构 示波管为示波器的主要部分，包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分，全部密封在真空玻璃外壳内。 电子枪由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极及第二阳极组成。灯丝加热表面涂有氧化物的阴极，使其发射电子。因控制栅极电位比阴极低，初速度较大的电子才能通过控制栅极，示波器上的亮度就是通过调整栅极电位来控制的。阳极电位比阴极电位高很多，电子被阴阳极间的电场加速而形成阴极射线。当控制栅极、第一阳极及第二阳极的电位调节合适时，射线收到聚焦。所以第一阳极也称聚焦阳极，而第二阳极电位更高，称为加速阳极。 荧光屏上涂有荧光粉，电子打上去能发出荧光，形成光斑。性能较好的示波管中，荧光屏玻璃内表面直接刻有坐标刻度，荧光粉紧贴坐标刻度以消除视差。

(3)示波器显示波形的原理 竖直偏转板上加交变正弦电压使电子竖直运动，水平偏转板上加锯齿波扫描电压，使电子水平运动。而电子的运动是竖直方向和水平方向的合成，所以当竖直偏转板电压与水平偏转板电压的周期相等时，在荧光屏上能显示出完整周期的波形图 (4)同步触发 (5)李萨如图形的基本原理 如果示波器的X 和Y 输入是频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则屏上的光点将呈现特殊形状的轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。如果做一个限制光点x 、y 方向变化范围的假想方框，则图形与此框相切时，横边上的切点数n x 与竖边上的切点数n y 之比恰好等于Y 和X 输入的两正弦信号的频率之比。即：f y :f x =n x :n y ，若有端点与假想边框相接时，应把一个端点记为1/2个切点。利用李萨如图形能方便得比较出两个正弦信号的频率。 (6)声速测量 （1）理想气体中声波的传播速度为 M RT v γ= 其中，γ为比热容比，Ｍ是气体的摩尔质量，Ｔ是绝对温度，Ｒ＝8.31441J/(mol ·K)。 （2）在室温t 下，干燥空气中的声速为 01T t v v + =，其中v 0为标准状况下干燥空 气声速，为331.5m/s 。 （3）但实际中空气并不是干燥的，所以修正的结果为 ???? ? ?+???? ??+=p rp T t v s 31.0115.3310 其中，r 为相对湿度，p s 为饱和蒸汽压， Pa p 5 10013.1?=。 三．实验仪器 （1)SS-7802双踪示波器 实验用SS-7802双踪示波器能够同时测量频率在20MHz 范围内的两个电压信号。借助于电子开关可将两个信号交替加到示波管的Y 偏转板上，当电子开关的频率足够高时，在屏上可以同时得到两个信号。其基本使用方式如下。 1.X 方式选择按键(HORIZ DISPLAY)：通常选“A”方式，需要显示李萨如图时选择“X -Y”，此时CH-1为X 输入，CH-2为Y 输入。 2.触发方式选择按键(SWEEP MODE)：通常选“AUTO” 方式。 3.打开信号通道，如果信号线插在CH1通道，按下“CH1”键，使屏幕左下方显示“1：”，如果信号线插在CH2通道，按下“CH2”键，使屏幕左下方显示“2：”，注意，“2：”前不能出现“+”号，如果出现“+”，请看第10步。 4.如果屏幕正上方有“TV”字符显示，按下“TV”键，将该功能取消。

更好的观察波形,揭秘示波器四大捕获方式

更好的观察波形，揭秘示波器四大捕获方式 通常我们在Auto Setup 之后，波形就会出现在屏幕上，然后就可以进行测量分析了，但Auto Setup 并不能保证信号被高保真的捕获，高保真捕获信号是第一要素，否则后续的测量分析都没有意义了，那么我们如何才能更好的观 察波形呢，看完本文你就知道了。如何更好的观察波形，本质上就是对感兴趣 的点进行重点测量、分析，如何高保真的捕获波形，就要从示波器处理信号的 过程开始说起。信号经过示波器前端电路处理之后，来到ADC 进行模数转换，接下来便要进行信号的重构还原了，这里也就是本文的重点了，示波器的捕获 模式。一般有四种捕获方式，不同的捕获方式，适用于观察不同的信号。接下来，就示波器对采样点的处理方式，也就是示波器的捕获模式跟大家做一个简 要的介绍。标准捕获模式首先介绍的是标准捕获模式，在该模式下，示波器会对采集到的信号进行等间隔采样。标准捕获的工作模式也最大程度的保证了信号最原始的状态，对于大多数波形来说，使用该模式可产生最佳的显示效果，以下是ZDS2000 系列示波器默认捕获模式。峰值捕获模式接下来就是峰值捕获模式，看着名字就知道是什么意思了，就是采集一个采样间隔信号中的 最大值和最小值。在该模式下，可有效观察到偶尔发生的窄脉宽，在捕获高频率的毛刺方面非常实用，可获取信号的包络或可能丢失的窄脉冲，使用峰值 捕获模式会使波形显示的噪声比较明显。平均捕获模式第三个就是平均捕获模式了，这个名字也非常容易理解，就是采集N 屏信号，将它们在触发位置对其，然后做平均运算。使用平均捕获模式，在减小噪声同时保持了原有的带宽，将噪声滤除有利于对信号进行测量。适用于观测周期性重复信号，其滤波 效果提升了示波器的垂直分辨率。值得一提的是，平均捕获特别适合执行谐波 分析或电源质量分析。高分辨率捕获模式最后就是高分辨率捕获模式，打个

示波器测量波形浅析

示波器测量波形浅析 【摘要】用示波器的AC与DC档测量同一个波形，观察到不同的现象：一个观察到尖脉冲，另一个观察到脉冲方波，可见采用不同的耦合方式会影响到波形的测量结果。 【关键词】耦合方式；交流耦合；直流耦合 一、引言 现代科技的进步，为电路波形的测量与观察提供了先进的手段，用示波器对波形测量便是众多科技手段之一，它精确而又直观的测量为查找电路故障与电路的分析提供了强有力的保证。 进行波形测量时，我们通常是利用示波器的探头将信号连接到示波器的输入端子，数字示波器菜单上有三个选择：DC、AC与GND。通常来说，当你要观察的波形是含有直流的信号，或是频率极低的信号，这个开关应当置于“直流”位置，有DC标记；当你要观察的波形是交流信号，或是要观察信号中的交流分量，这个开关应当置于“交流”位置，有AC标记；当你不想让接在输入端子上的信号进入，就将这个开关置于“接地”位置，这在双输入端子的示波器上用得较多。 图1是示波器内部结构示意图，左上部分给出了耦合方式的选择示意图。 二、不同耦合方式下的波形 现在，我们从信号发生器送出一个小于10Hz的极低频矩形波连接到数字示波器的CH1、CH2端子，同时观察不同耦合方式下的波形。其中CH1端子选择DC方式，而CH2端子选择AC方式，得到如图2所示的波形对比。 可以观察到波形出现了很大的区别：AC耦合方式下得到一个正负相间的尖脉冲，而DC模式下依然是一个理想的矩形波；现在我们把信号发生器的矩形波频率改为6.4KHz，再重复前面的测量过程，可这次我们观察到两个端子的波形是相同的。是什么样的原因导致了这种区别？ 三、示波器的频率响应 为何会出这两种完全不同的结果？这种现象与电路的结构与相关参数的大小有什么样的关系？看下面电路结构，AC耦合方式就相当于串联了一个电容，如图4所示。给示波器输入一个脉冲宽度为tw的方波脉冲信号。 1.低频信号输入（tw >>RC） 开始，输入电压由0突变成Vm时，这一瞬间C上还来不及累积电荷，因

示波器测量波形频率

实验简介 示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转,显示随时间变化的电信号的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路(或元件)的动态过程，而且还可以定量测量各种电学量，如电压、周期、波形的宽度及上升、下降时间等。还可以用作其他显示设备，如晶体管特性曲线、雷达信号等。配上各种传感器，还可以用于各种非电量测量，如压力、声光信号、生物体的物理量(心电、脑电、血压)等。自1931年美国研制出第一台示波器至今已有70年，它在各个研究领域都取得了广泛的应用，示波器本身也发展成为多种类型，如慢扫描示波器、各种频率范围的示波器、取样示波器、记忆示波器等，已成为科学研究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业最常用的仪器。 实验原理 示波器的基本结构 示波器的结构如图1所示，由示波管(又称阴极射线管)、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。 图1 示波器的结构图 为了适应多种量程，对于不同大小的信号，经衰减器分压后，得到大小相同的信号，经过放大器后产生大约20V左右电压送至示波管的偏转板。 示波管是示波器的基本构件，它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成，被

封装在高真空的玻璃管内，结构如图2所示。电子枪是示波管的核心部分，由阴极、栅极和阳极组成。 图2 示波管的结构 (1)阴极――阴极射线源：由灯丝(F)和阴极(K)构成，阴极表面涂有脱出功较低的钡、锶氧化物。灯丝通电后，阴极被加热，大量的电子从阴极表面逸出，在真空中自由运动从而实现电子发射。 (2)栅极――辉度控制：由第一栅极G1( 又称控制极)和第二栅极G2(又称加速极)构成。栅极是由一个顶部有小孔的金属圆筒，它的电极低于阴极，具有反推电子作用，只有少量的电子能通过栅极。调节栅极电压可控制通过栅极的电子束强弱，从而实现辉度调节。在G1的控制下，只有少量电子通过栅极，G2与A2相连，所加相位比A1高，G2的正电位对阴极发射的电子奔向荧光屏起加速作用。 (3)第一阳极――聚焦：第一阳极(A1)程圆柱形(或圆形)，有好几个间壁，第一阳极上加有几百伏的电压，形成一个聚焦的电场。当电子束通过此聚焦电场时，在电场力的作用下，电子汇合于一点，结果在荧光屏上得到一个又小又亮的光电，调节加在A1上的电压可达到聚焦的目的。 (4)第二阳极――电子的加速：第二阳极(A2)上加有1000V以上的电压。聚焦后的电子经过这个高电压场的加速获得足够的能量，使其成为一束高速的电子流。这些能量很大的电子打在荧光屏上可引起荧光物质发光。能量越大就越亮，但不能太大，否则将因发光强度过大导致烧坏荧光屏。一般来说，A2上的电压在1500V左右即可。

示波器 波形显示原理 示波器使用

3.1 波形显示原理 示波器是电子示波器的简称，是一种用途极为广泛的电子测量仪器。它的基本原理是利用电子束轰击阴极射线管（CRT），并使它发光来产生肉眼可见的光点。我们知道，电子学中的信号大都是时间的变量，信号随时间的变化可用函数f(t)来描述。在示波器上，如果用X轴代表时间，用Y轴代表f(t)，来描绘出被测信号随时间的变化规律，就把我们肉眼看不见的，非常抽象的电信号变化过程，转换为肉眼可以直接观看的波形，在荧光屏上显示出来，从而可以对电信号进行分析并测量其参数。示波器可以测量很多电参数，如电压、电流、功率、频率、周期、相位、脉冲宽度、脉冲上升及下降时间等。如果配上相应的传感器，还可以用来测量温度、压力、振动、密度、声、光、热、磁效应等非电量。因而示波器在各个领域中得到了越来越多的应用。 示波器对电信号的分析是按时域法进行的，研究信号的瞬间幅度与时间的函数关系，因此有捕获、显示及分析时域波形的功能。作为实验室常用的电子测量仪器，它具有下述特点： ①具有良好的直观性，能显示波形，能测信号瞬时值。 ②灵敏度高，显示速度快，工作频带宽，可方便观察瞬变信号细节。 ③输入阻抗高（MΩ级），对被测电路影响小，这对测量精度是很重要的。 ④是一种信号比较器，可显示、分析任意两个量之间的函数关系。 无论现在和将来，电子示波器都是一种不可缺少的电子测量仪器，它正向自动化、智能化方向发展。 3．1．1 波形显示原理 1．示波管工作原理： 电子示波器的心脏是示波管，又称阴极射线管（CRT），它是一种特殊的电子管，是能够把电信号转换为光信号的显示器件，因此是示波器能观测电信号波形的关键器件。示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，它的基本结构如图2－1所示。 图3-1：示波管的基本原理图 电子枪的作用是产生极细的高速电子束，轰击荧光屏产生光点。目前绝大多数示波管采用无阳极电流型电子枪，它由灯丝（F）、阴极（K）、控制栅极（G）、第一阳极（A1）和第二阳极（A2）组成。除灯丝电极外，其余电极的结构均为金属圆筒形，且所有电极的轴心都保持在同一条轴线上。从电子枪射出的电子束，若不受电场的作用，则将沿直线前进在荧光屏上显示出静止光点；如果电子束受到垂直方向的电场作用，则其运动方向就会在垂直方向偏离中心轴线，即光屏上的光点位置就会在垂直方向产生位移。如电子束受到水平方向的电场作用，则其运动方向就会在水平方向偏离中心轴线，即荧光屏上的光点位置就会在水平方向产生位移。示波管第二阳极和荧光屏之间由两对互相垂直的偏转板X和Y组成静电偏转系统，分别称为水平偏转板和垂直偏转板；在每对偏转板上加上适当电压，分别控制电子束在水平方向和垂直方向的位移，根据运动的合成法则，两对偏转板共同配合，就决定了任一