示波器波形分析 ppt课件

讲义提纲
示波器测量讲解内容概要
基本概念
• 用途介绍 • 数字与模拟示
波器比较 • 几种典型波 • 波形测量参数
指标与功能
• 带宽指标 • 采样率指标 • 实时/等效采样 • 存储深度 • 触发方式
基本使用
• 面板操作 • LCD显示 • 触发的设定 • 探头的增益 • 探头的类型
注意事项
• 示波器校正 • 有关浮动测量 • 交流耦合与直
-3dB
频率上限
频率下限
…..
④ 带阻
频率下限 频率上限
-3dB
频率下限 频率上限
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频率上限 频率下限
频率上限
频率下限
…..
第二章：指标与功能-示波器主要指标
带宽与上升时间
• 上升时间通常定义为信号从上升跳变沿的10％到90％的时间长度。
90%
10% 上升时间
• 示波器的上升时间则与其带宽有直接关系
...can hurt you!
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第二章：指标与功能-示波器主要指标
采样过程
① 等间隔进行采样及A/D转换
①
② 顺序存储采样数据 ③ 读取采样数据以构建波形
② ③
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第二章：指标与功能-示波器主要指标
实时采样
• 实时采样在一次触发事件期间捕获所有用于重建波形的样本点， 它要求采样率至少为被测波形最高频率分量的5倍。
• 如上图所示，① 表示第一次触发所采样的数据点，并且一次就完 成一个采样过程
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第二章：指标与功能-示波器主要指标
等效采样
• 等效采样是在多个触发事件上捕捉样本点，要求输入的波形为重复波形。 对于每个触发事件示波器会捕捉多个样本点，并把它们与原已捕捉的样 本点组合到一起。

6．在单通道模式下检测舒适CAN总线
● 舒适CAN的电压可以用DSO直接检测。进行总线诊断时，采用双通道模 式进行电压检测更为适合，在单通道模式下检测舒适CAN总线主要用于 快速判断总线是否处于激活状态。
（1）单通道模式检测时DSO的连接
● 在单通道模式下检测舒适CAN总线时，DSO的连接如图所示。
● 当故障存储记录中出现“驱动CAN总线故障”时，使用DSO进行故障波形分 析，可以很方便地确定故障点的位置以及引发故障的原因。在驱动CAN总线 故障波形分析中，一般习惯于用通道A测量CAN-High导线的电压（黄色波 形），用通道B测量CAN-Low导线的电压（绿色波形）。
1．CAN-High导线与CAN-Low导 线 短 路 ● CAN-High导线与CAN-Low导线短路的故障波形如图9-31所示。CAN-High导
线与CAN-Low导线的波形一致，其电压置于隐性电压值（大约2.5V）。控制单 元内部短路或CAN-High导线和CAN-Low导线连接在一起都可能导致这种短路 故障。可以通过插拔驱动CAN总线上的控制单元，对故障点进行判断。
CAN-High导线与CAN-Low导线短路的故障 波形
2．CAN-High导线对正极短路
● 利用DSO的单通道对CAN总线的电压波形进行检测时，将 DSO的红色测量导线连接CAN-High导线，黑色测量导线连接 CAN-Low导线，如图所示。
DSO单通道工作模式下的线路连接
（2）DSO的设置和波形分析
● 在单通道检测模式下，DSO的设置和电压分析如图
DSO的设置和电压分析（单通道工作时）
在单通道模式下检测舒适CAN总线时DSO的 连接
● 当用单通道的DSO对两个CAN信号进行检测时，DSO屏幕上显示的是两个CAN信号的电 压差值，即CAN-High信号与CAN-Low信号的电压差值。该检测模式不如双通道检测模式 便于故障查询。在隐性电压电位传送状态下，通过计算负的电压差值用于电压分析。在短 路故障情况下以单通道模式进行检测是不可行的。在双线工作模式下CAN-Bus的每一条线 路都有电压电位显示，这更有利于判定故障。

数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又称 为数字存贮示波器。
根据取样方式不同，数字示波器又可分为实时取样、 随机取样和顺序取样三大类。
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6.1.2 示波器的特点及作用 能直接观测信号的波形
1、时域测试：研究信号随时间变化的 测试，示波器是时域测试的最典型仪 器
2、X-Y图示仪：显示两个变量之间的关 系
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电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电 压成正比：
lS y 2bVa Vy
l为偏转板的长度；S为偏转板中心 到屏幕中心的距离；b为偏转板间 距；Va为阳极A2上的电压。
Sy
lS 2bVa
示波管的Y轴偏转灵敏度（单位为cm/V）：
其倒数为示波管的Y轴偏转因数。偏转灵敏度越大，
示波管越灵敏。
5
记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟信号 的存储、记忆和反复显示。 HP1741A是一种双踪变辉记忆示波器，其存储记录 速度为 100cm/µs 。它具有自动存储、自动抹迹和 第三通道触发显示性能
6
专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称特种 示波器。
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数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量 化）后，经由D/A转换器再重建波形。
Uy Uy
1
0 2 4t
3 -Uy
1 2 04
3
仅在垂直偏转板的 两板间加正弦变化 的电压，则光点只 在荧光屏的垂直方 向来回移动，出现 一条垂直线段。
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6.3 波形显示原理
1．显示随时间变化的图形（续）
Ux Ux
2
1 3t
0
4
-Ux
43 0 12
仅在水平偏转板的 两板间加锯齿电压， 则光点只在荧光屏 的水平方向来回移 动，出现一条水平 线段。

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电子束聚焦的原理是，电子从阴极K发射，经G1、 G2、A1、A2聚焦和加速后进入偏转系统。 电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。
G1 K G2 A1 A2
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示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组 成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板 。 当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在偏 转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同决定 的荧光屏上的某个坐标位置。 为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于靠 近电子枪的部位，而X偏转板在Y的右边。
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6.Y轴内触发放大器



其作用是将Y轴送来的被测信号适当放大后送到时 基触发器作为内触发信号，以实现同步。 “内触发信号选择开关”：“CH1” “CH2” 在“CH1”位置时，内触发信号是取自CH1的前置放 大器的发射极。 “CH2”时，内触发信号取自CH2的前置放大器的发 射极。
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6.4.2 通用示波器的X通道
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电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转电
压成正比：
lS y Vy 2bVa
l为偏转板的长度；S为偏转板中心 lS 到屏幕中心的距离；b为偏转板间 S y 2bVa 距；Va为阳极A2上的电压。
示波管的Y轴偏转灵敏度（单位为cm/V）：
其倒数为示波管的Y轴偏转因数。偏转灵敏度越大， 示波管越灵敏。 为提高Y轴偏转灵敏度，可在偏转板至荧光屏之间加 一个后加速阳极A3。
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2. 前置放大器
作用——将单端输入的信号转换为双
端对称信号输出； 大都采用差分放大器； “垂直位移控制旋钮” “倒相”开关：实现信号的反向，YA 通道（CH1）中没有该功能