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示波器的实验报告(共7篇)

示波器的实验报告(共7篇)

篇一:电子示波器实验报告一、名称:电子示波器的使用二、目的:2.学会使用常用信号发生器;掌握用示波器观察电信号波形的方法。

3.学会用示波器测量电信号电压、周期和频率等电参量。

三、器材:2、ee1641b型函数信号发生器/计数器。

四、原理:1、示波器的基本结构:y输入外触发x输入 2、示波管(crt)结构简介:3、电子放大系统:竖直放大器、水平放大器(2)触发电路:形成触发信号。

#内触发方式时,触发信号由被测信号产生,满足同步要求。

#外触发方式时,触发信号由外部输入信号产生。

5、波形显示原理:只在竖直偏转板上加正弦电压的情形示波器显示正弦波原理只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形五、步骤:1、熟悉示波器的信号发声器面板各旋钮的作用,并将各开关置于指定位3、将信号发生器输出的频率为500hz和1000hz的正弦信号接入示波器,通过调整相应的灵敏度开关和扫描速度选择开关,使波形不超出屏幕范围,显示2~3个周期的波形。

4、将time/div顺时针旋到底至"x-y"位置,分别调节y1通道和y2六、记录:七、预习思考:1、示波器上观察到的正弦波形和李萨如图形实际上分别是哪两个波形的合成?答:正弦波形:是两组磁场使电子受力改变运动状态,然后将不同电子打到荧光屏上不同的位置而形成的;2、用示波器观察待测信号波形和用示波器观察李萨如图形时,示波器的工作方式有什么不同?3、当开启示波器的电源开关后,在屏上长时间不出现扫描线或点时,应如何调节各旋钮?八、操作后思考题1、如果y轴信号的频率?x比x轴信号的频率?y大很多,示波器上看到什么情形?相反又会看到什么情形?答:因为 ?y / ?x=nx / ny ,当?x /?y=1:1时,示波器上是一个圆柱,当?x /?y=2:1时,示波器上是一个横向的8,当?x /?y=3:1时,示波器上是三个横向的圆。

所以?y如果越大的话,横向圆的数量就越多。

篇二:示波器的原理与使用实验报告大连理工大学大学物理实验报告院(系)材料学院专业材料物理班级 0705 姓名童凌炜学号 200767025 实验台号实验时间 2008 年 11 月 18 日,第13周,星期二第 5-6 节实验名称示波器的原理与使用教师评语实验目的与要求:(1)了解示波器的工作原理(2)学习使用示波器观察各种信号波形(3)用示波器测量信号的电压、频率和相位差主要仪器设备:yb4320g 双踪示波器, ee1641b型函数信号发生器实验原理和内容: 1. 示波器基本结构电子枪的作用是释放并加速电子束。

数字示波器的应用实验报告

数字示波器的应用实验报告

数字示波器的应用实验报告实验五数字示波器的使用实验五数字示波器的使用一实验目的(1)了解数字示波器的基本结构和工作原理,掌握使用数字示波器的基本方法。

(2)学会使用数字示波器观测电信号波形和电压幅值以及频率。

(3)学会使用光标测量、波形的储存。

二实验原理数字示波器可以方便地实现对模拟信号的长期存储,并可利用机内微处理器系统对存储的信号作进一步的处理,例如对被测波形的频率、幅值、前后沿时间、平均值等参数的自动测量以及多种复杂的处理。

其工作原理可分为波形的取样与存储、波形的显示、波形的测量及处理等几部分。

它的工作过程一般分为存储和显示两个阶段。

在存储阶段,模拟输入信号先经适当地放大和衰减,送入A/D转换器进行数字化处理,转化为数字信号,最后,将A/D转换器输出的数字信号写入存储器中。

在显示阶段,一方面将信号从存储器中读出,送入D/A转换器转换成模拟信号,经垂直放大器放大后加到示波器的垂直偏转板。

与此同时,CPU的读出地址信号加至D/A转换器,得到一阶梯电压,经水平放大器放大加至示波管的水平偏转板,从而达到在示波管上以稠密的光点重现输入模拟信号的目的。

三实验仪器(1)数字示波器一台(2)低频信号发生器两台四实验内容1.信号测量与储存通过CH1输入,从低频信号发生器输出频率约为400Hz的正弦波。

改变其频率和幅度测3次。

(1)用光标手动测出它的峰-峰、幅值电压值和它的频率值(2)用自动测量测出它的峰-峰、幅值电压值和它的频率值(3)储存该信号(4)通过CH1输入,从低频信号发生器输出频率约为400Hz的方波信号。

进行傅里叶变换储存该频谱图。

2. 观察并绘出李萨如图形分别从X轴和Y轴输入正弦波,调节输出达到1:1,1:2,1:3和2:3的李萨如图形。

分别储存对应的图形。

五实验报告要求1. 整理测量数据,算出它们的误差,打印对应的波形图2. 画出李萨如图形篇二:示波器使用大学物理实验报告示波器的调节与使用史波(楚雄师范学院物理与电子科学系云南 675000)摘要:通过对示波器发展及应用的了解,我获得了许多以前所不知道的知识。

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数字示波器实验示波器是一种用途广泛的电子仪器,可分为普通模拟示波器(Cathode Ray Tube,CRT)和数字存储示波器(Digital Storage oscilloscopes-DSO)。

DSO是在ART的基础上发展起来的,其核心单元为数字存储器,以数字编码的形式贮存信号,贮存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形。

示波器的重要特点是能把本来抽象的电信号变化过程转变为可以看得见的图像。

例如:示波器可以用来观察交流电压(或电流)的波形、测量频率、相位、电压(或电流)和功率等。

此外,许多非电过程转换为电过程后,也可以通过示波器来观察和测量。

【实验目的与要求】1.熟练掌握双踪数字合成函数信号发生器和双踪数字示波器的操作;2.进一步学习用数字示波器观察和测量信号波形;3.利用数字示波器捕捉非周期性瞬态信号。

【实验原理】电子设备可以划分为两类:模拟设备和数字设备。

模拟设备的电压变化连续,而数字设备处理的是代表电压采样的离散二元码。

传统的电唱机是模拟设备,而CD 播放器是属于数字设备。

同样,示波器也分为模拟和数字类型。

模拟和数字示波器都能够胜任大多数的应用。

但是,对于一些特定应用,由于两者具备的不同特性,每种类型都有适合和不适合的地方。

作进一步划分,数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO)、数字荧光示波器(DPO)和采样示波器。

1.模拟示波器示波器动态显示物理量随时间变化的基本思路是将这些变化量转换成随时间变化的电压,加在电极板上,极板间形成相应的变化电场,使得进入变化电场的电子运动情况相应地随时间变化,最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来。

模拟示波器的基本结构包括两大部分:示波管和控制示波器的电路。

示波管是呈喇叭形的玻璃泡,抽成真空,内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板,在喇叭口状的曲面壁上涂有荧光物质,构成荧光显示屏。

电子枪的灯丝通电后使阴极受热而发射电子。

当高速电子撞击在荧光屏上前,要经过相互正交放置的X、Y偏向板。

示波器的使用实验报告范文

示波器的使用实验报告范文

示波器的使用实验报告示波器的使用实验报告范文在当下这个社会中,报告使用的次数愈发增长,我们在写报告的时候要注意涵盖报告的基本要素。

那么什么样的报告才是有效的呢?以下是小编收集整理的示波器的使用实验报告范文,仅供参考,大家一起来看看吧。

示波器的使用实验报告篇1在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。

常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。

万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。

示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。

本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。

1示波器工作原理示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。

它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。

示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y 轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。

1.1示波管阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。

它将电信号转换为光信号。

正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。

1.荧光屏现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。

在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。

高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。

铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。

铝膜还有散热等其他作用。

当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。

亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做"余辉时间"。

余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。

一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。

由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。

数字示波器实验报告

数字示波器实验报告

数字示波器实验报告引言:数字示波器是现代电子学、通信工程等领域不可或缺的一种测试仪器。

它以数字信号处理技术为基础,能够准确地显示和分析电路中的信号波形和频谱等特性。

本实验旨在通过对数字示波器的实际操作和原理了解,掌握其使用方法和应用场景。

一、实验目的本次实验的主要目的是:1. 理解数字示波器的基本工作原理和结构;2. 学会使用数字示波器进行信号波形和频谱分析;3. 掌握数字示波器在电路实验中的应用。

二、实验装置与方法1. 实验装置:本次实验所使用的装置包括:数字示波器、信号发生器和待测电路。

2. 实验步骤:(1)连接实验装置:按照实验指导书的要求,正确地连接示波器、信号发生器和待测电路。

(2)设置示波器参数:根据实验要求,调整示波器参数,包括时间和电压的量程、触发模式、采样频率等。

(3)观察波形图:通过调整示波器的触发方式和水平时间基准,观察待测电路产生的波形图,并记录相关数据。

(4)进行频谱分析:通过设置示波器的频谱分析功能,对待测电路产生的信号进行频谱分析,并记录结果。

三、实验结果与分析通过实验操作,观察了示波器显示的不同波形图,并进行了频谱分析。

根据实际测量数据,得出以下结论:1. 波形图分析:通过示波器的触发功能,我们可以观察到电路中的信号波形,包括正弦波、方波等。

根据示波器的缩放和触发设置,我们可以调整波形的幅度和相位,并进行相应的测量与分析。

2. 频谱分析:示波器的频谱分析功能可以帮助我们了解信号的频域特性。

通过选择适当的分辨率和窗口函数,我们可以获取电路产生的信号的频谱图,并进一步分析信号的频谱分布和频率成分。

四、实验总结本次实验通过实际操作和观察,深入了解了数字示波器的基本原理和使用方法,并在实验中掌握了数字示波器的应用技巧。

通过对信号波形和频谱的观察和分析,我们可以更好地理解和评估电路的性能和特性。

数字示波器作为一种重要的测试仪器,在电子学和通信工程等领域具有广泛的应用前景。

通过对数字示波器的学习和实验,我们可以更好地应用该仪器解决实际问题,提高电路设计和调试的效率与精度。

数字示波器设计制作报告

数字示波器设计制作报告

数字存储示波器设计制作报告1.立项依据1.1.1课题研究的目的、意义:(1)课题研究的目的:①通过课题的研究进一步巩固所学的知识,同时学习课程以外的知识,培养综合应用知识的能力。

②锻炼动手能力与实际工作能力,将所学的理论与实践结合起来。

③培养团队精神,加强协作能力,增进同学间的友谊。

④尽力研究出预期成果,如有可能的话申报相关的知识产权,并使成果产业化。

(2)课题研究的意义:①研究过程本身可以使参与者得到极大的锻炼,为将来参加实际工作做好准备。

②研究的预期成果可以弥补现有示波器的不足,如能实现产业化,将在低档型方面有较大市场。

2.课题研究的主要内容及实施方案2.1.1课题研究的主要内容:本课题研究的主要内容是如何建立一套可存储虚拟示波器系统,其具体组成为:①硬件系统:硬件系统由计算机硬件系统和外部硬件系统组成。

这里主要研究外部硬件系统,其主要目标是实现数据采集、AD转换、数据缓冲及压缩、数据存储、向计算机系统传输。

②软件系统:软件系统的主要任务是通过计算机硬件系统读取由外部硬件设备传输来的数据,进行解压、变换、排除干扰信号、将波形显示在显示器上,并进行波形的存储、打印与分析。

在实现以上基本功能的前提下,还可以进行进一步的扩展国,如硬件系统性能的担高、成本的降低、体积重量的减小、接口的扩展;软件系统功能的完善、用户界面的改进、数据的格式化、网络化,最终目标是产业化。

2.1.2实施方案:本系统实施方案如下页图一所示:2.1.3工作条件:信号源、单片机编程器、普通数字示波器、带RS -232串口的计算机系统。

随着工作的进展对实验条件的要求可能会有所变化。

3.问题的分析与几种主要实施方案的讨论3.1.1问题的分析本课题的主要问题在于模拟信号向数字信号的转换。

为了测试高频模拟信号,必须采用高速的模数转换技术。

采样定理指出,要不失真地复现输入信号,采样频率必须大于等于输入信号频率上限的二倍,但在实际工作中,要得到较理想的输入信号的波形,在输入信号的每个周期必须采十个以上的数据点。

数字示波器的使用实验总结 -回复

数字示波器的使用实验总结 -回复

数字示波器的使用实验总结 -回复数字示波器是一种广泛应用的电子测量仪器,它可以用于观察电路中的波形变化,为电子工程师们提供了一种非常有用的工具。

在大学的电子实验教学中,数字示波器的使用也是非常普遍的。

本文将针对数字示波器的使用实验进行总结,从实验设计、实验操作、实验结果等方面进行分析,以期能够帮助读者更好地掌握数字示波器的使用。

一、实验设计1. 示波器的基本操作:示波器的开启、控制面板的介绍、信号线与示波器的连接、波形显示等。

2. 示波器的参数测量:包括电压的测量、频率的测量、相位差的测量等。

3. 示波器的信号分析:通过对不同信号的分析,学生可以更加深入地了解数字示波器的使用方法和原理。

为了使实验效果更加明显,实验设计需要根据实验目的和操作难度进行适当的调整,确保实验过程中学生能够全面了解数字示波器的使用方法,同时也要注意实验的安全性。

二、实验过程1. 实验前的准备工作:安装好数字示波器和相关软件,并检查设备是否正常运转。

2. 示波器的基本操作:在操作前,学生应先熟悉数字示波器的控制面板和操作方法,然后将信号线与示波器连接,调整档位和幅度,观察波形的显示情况。

3. 示波器的参数测量:学生应先设置好数字示波器的相应参数,如电压档位、频率范围等,然后对不同的信号进行测量,并记录下相应的值,比较不同参数对测量结果的影响。

4. 示波器的信号分析:学生可以通过对不同种类信号的分析来了解数字示波器的使用方法。

学生可以使用数字示波器观察不同频率的正弦波、方波、脉冲信号等,并比较它们的波形特点。

实验过程中需要注意安全,学生应对数字示波器和相关设备进行正确使用,以确保实验能够顺利进行。

三、实验结果分析在实验过程中,学生可以观察到数字示波器的波形显示情况,测量信号的各种参数,并分析不同信号的波形特点。

通过实验,学生能够更加深入地了解数字示波器的使用方法和原理,增强对电子测量仪器的掌握能力。

四、实验心得体会通过本次数字示波器的使用实验,我深刻体会到了数字示波器在实际应用中的重要性。

数字示波器使用实验报告

数字示波器使用实验报告

数字示波器使用实验报告
实验名称:数字示波器使用实验。

实验目的:熟悉数字示波器的连接方法和基本操作,掌握数字示波器在电路测试中的应用。

实验器材:数字示波器、示波器探头、直流电源、电阻、电容、接线板等。

实验原理:数字示波器是一种电子测试仪器,可以用来测试电压、电流、频率等电学量,具有一定的信号处理功能。

数字示波器的输入端口可以接入测量对象的信号输出端口,其输出部分通过电视机或计算机等可视设备实现数据的实时显示。

实验步骤:
1.将数字示波器、示波器探头、直流电源、电阻、电容、接线板等设备连接好。

2.将示波器探头的黑色夹子接在电路地线上,将红色夹子接在要测试的电路信号上。

3.打开数字示波器的电源开关,并通过菜单栏或前面板上的按钮选择相应的测量功能。

4.调整数字示波器的时间基和垂直放大系数,使信号可以在屏幕上显示得清晰明亮。

5.如果需要对信号进行处理或分析,可在数字示波器的菜单栏中选择相应的功能,例如FFT分析、自动测量、单波形或双波形显示等。

6.当无需测试时,关闭数字示波器的电源开关,并将示波器探头从电路中取下。

实验结果:通过本次实验,我们掌握了数字示波器的连接方法和基本操作,能够使用数字示波器对电路信号进行快速测试和分析,为电路调试和故障排除提供了有力的手段。

实验结论:数字示波器是一种非常重要的电子测试仪器,在电路测试和调试中起着至关重要的作用,熟练掌握数字示波器的连接和操作方法对于提高我们的实验能力和技能具有重要的意义。

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数字示波器实验示波器是一种用途广泛的电子仪器,可分为普通模拟示波器(Cathode Ray Tube,CRT)和数字存储示波器(Digital Storage oscilloscopes-DSO)。

DSO是在ART的基础上发展起来的,其核心单元为数字存储器,以数字编码的形式贮存信号,贮存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形。

示波器的重要特点是能把本来抽象的电信号变化过程转变为可以看得见的图像。

例如:示波器可以用来观察交流电压(或电流)的波形、测量频率、相位、电压(或电流)和功率等。

此外,许多非电过程转换为电过程后,也可以通过示波器来观察和测量。

【实验目的与要求】1.熟练掌握双踪数字合成函数信号发生器和双踪数字示波器的操作;2.进一步学习用数字示波器观察和测量信号波形;3.利用数字示波器捕捉非周期性瞬态信号。

【实验原理】电子设备可以划分为两类:模拟设备和数字设备。

模拟设备的电压变化连续,而数字设备处理的是代表电压采样的离散二元码。

传统的电唱机是模拟设备,而CD 播放器是属于数字设备。

同样,示波器也分为模拟和数字类型。

模拟和数字示波器都能够胜任大多数的应用。

但是,对于一些特定应用,由于两者具备的不同特性,每种类型都有适合和不适合的地方。

作进一步划分,数字示波器可以分为数字存储示波器(DSO)、数字荧光示波器(DPO)和采样示波器。

1.模拟示波器示波器动态显示物理量随时间变化的基本思路是将这些变化量转换成随时间变化的电压,加在电极板上,极板间形成相应的变化电场,使得进入变化电场的电子运动情况相应地随时间变化,最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来。

模拟示波器的基本结构包括两大部分:示波管和控制示波器的电路。

示波管是呈喇叭形的玻璃泡,抽成真空,内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板,在喇叭口状的曲面壁上涂有荧光物质,构成荧光显示屏。

电子枪的灯丝通电后使阴极受热而发射电子。

当高速电子撞击在荧光屏上前,要经过相互正交放置的X、Y偏向板。

Y偏转板是水平放置的两块电极板,加在Y偏转板上的电压可以控制电子束在铅直方向上的运动。

X偏转板是竖直放置的两块电极,加在X偏转板上的变化电压可以控制电子束在水平方向的运动。

撞击在荧光屏上的电子会使荧光物质发光,在屏上就能看到电子束的轨迹。

电子运动随时间而变化的情况,可在荧光屏上显示出来。

示波管结构如图1所示。

图1 示波管的基本结构如果在Y偏转板上加一个随时间做正弦变化的电压,如下图a所示,我们在荧光屏上仅能看到一条铅直的亮线,而看不到正弦曲线。

只有同时在X偏转板上加入一个能与时间成正比的锯齿形电压,如下图b所示,才能在荧光屏上显示出信号电压与时间的关系曲线,其工作原理如下图c所示。

这个把加在Y偏转电极上的电压信号展开的过程,称为“扫描”,锯齿形电压也称为扫描电压。

在荧光屏上看到的正弦曲线实际上是两个相互垂直的运动的合成轨迹。

图2示波器显示波形原理从上图的示波器波形显示的原理可以看出,待测信号加到Y偏转电极后,如果要让示波管稳定显示波形,X偏转板上必须加上锯齿波电压,而且锯齿波电压的周期应该保持为待测信号周期的整数倍。

2.数字示波器原理普通模拟示波器(Cathode Ray Tube, CRT)上的荧光物质的余辉时间小于1ms,当输入信号消失,波形也消失,主要用来观察周期性的重复信号。

如果信号在1s内只有几次,甚至于信号只发生一次,使用模拟示波器则几乎不能观察这些信号。

CRT 限制着模拟示波器显示的频率范围。

在频率非常低的地方,信号呈现出明亮而缓慢移动的点,而很难分辨出波形。

在高频处,起局限作用的是CRT的写速度。

当信号频率超过CRT的写速度时,显示出来的过于暗淡,难于观察。

模拟示波器的极限频率约为1GHz。

此外,用户只能进行手动测量,例如对屏幕上显示的波形曲线进行分析、在屏幕上计算格数以求出波形幅度和时间间隔,这对于普通的波形来说是可行的,能获得中等的准确度,对于复杂的波形则困难得多。

数字存储示波器(Digital Storage oscilloscopes-DSO)克服了所有这些缺点,它将信号以数字编码的形式贮存在存储器中。

如图3所示,当信号进入DSO和到达CRT的偏转电路之前,示波器将按一定的时间间隔对信号电压进行采样,对输入信号进行采样的速度称为采样速率。

然后,用一个模/数变换器(ADC)对这些瞬时采样值进行变换,生成代表每一个采样电压的二进制数值,这个过程称为数字化。

获得的二进制数值贮存在存储器中,贮存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形。

所以,在示波器屏幕上显示的波形总是由所采集到的数据重建的波形,而不是输入连接端上所加信号的立即的、连续的波形显示。

图3 数字示波器结构示意图DSO 和CRT相比,具有更多的优点和功能,例如它可以显示大量的预触发信息,波形可以长期储存,可以在计算机或打印机上制作硬拷贝,可捕获单次信号和非周期信号,波形信息可用数学运算方法进行处理和显示,与计算机相连后进行遥控操作,通过光标和参数自动测量可实现对多项波形参数进行测量,通道之间没有时间误差,可进行精确的定时和相位测量等等。

3.数字示波器的主要性能指标在介绍DSO的主要性能指标前,我们先介绍一下关于信号波的一些基本概念。

正弦波是波形的基本组成,任何非正弦波都可视成是基波和无数不同频率的谐波分量组成。

例如:方波是由基波以及3,5,7,9……次谐波分量递加而成。

图4 谐波与方波示意图对于非正弦波由最小值过渡到最大值的时间越短,所含的谐波分量也就越多,波形所含谐波的频率也越高。

对于脉冲波占空比越小,波形所含谐波就越多,谐波频率分量也越高。

在使用数字示波器过程中,测量不同波形会得到不同的波参数,波的基本参数定义如下图所示。

(a)(b)图5 波形的基本参数定义DSO的主要性能指标为带宽、通道数、采样率、存储深度、波形捕获率和触发功能。

示波器的带宽是指示波器垂直放大器的频率响应,例如,对于一个频率为20MHz的方波信号,用带宽200MHz和20MHz的示波器观察到的波形是不一样的,如图2所示。

一般的DSO采样速率从每秒20兆次(20M SAMPLING PER SECOND,20MS/s)到200MS/s,或者更高一些,可以捕捉几十ns的脉冲、毛刺等非周期形信号。

测量AC波形的仪表通常有某种最大频率,超过它,测量精度就会下降,这一频率就是仪表的带宽,它由仪器的幅频特性决定。

示波器带宽指的是正弦输入信号衰减到其实际幅度的70.7% 时的频率值。

图6 带宽的定义信号进入示波器首先是通过放大器,它是一个低通滤波器。

放大器的带宽很宽(和基波比较),输出方波不表现失真。

放大器的带宽变窄,波形中的某些谐波不能通过,输出的方波发生畸变,产生误差。

放大器带宽很窄,输出的几乎完全不像方波,由于缺少主要的谐波分量,波形呈圆弧状。

因此,带宽不足将导致波形幅度衰减和波形失真。

图7带宽在时域影响波形理想的方波和脉冲波的电压是有突然变化的波形,陡变有一定时间这取决于系统带宽及其他电路参数。

波形从一种电压变至另一种电压的时间称为上升时间。

上升时间通常在过渡的10%至90%处。

图8 上升时间的定义测量仪表的带宽将影响脉冲和方波的上升时间。

波形从最小值过渡到最大值越快,所含谐波就越多,波形所含的频率量也越高。

显然,仪表的上升时间应小于被测量信号波形的上升时间。

在确定示波器的带宽后,还要选择足够的采样率来与之相配合,这样才能获得适合于实际测量中的实时带宽,从而获得满意的测量结果。

模拟信号转化为数字信号经变换后最终恢复成模拟波形显示在示波器上,通俗地说,采样实际上是在用点来描绘进入示波器的模拟信号。

采样是等间隔地进行,采样率以“点/秒”来表示。

图9 采样原理图10 采样过程单次采样带宽也就是我们常说的实时带宽,它是由模拟带宽、采样率以及波形重建的方法共同决定,因此它决定了所构建的单次波形的完整性。

对于单次事件,示波器必须具有足够的采样速率用以恢复单次捕捉所获得的波形。

奈奎斯特抽样定律中指出采样率至少为信号最高频率带宽的2倍从而保证信号在恢复时不发生混迭现象。

示波器采样率高低对波形构建的真实性有直接影响(采样率高的好处)。

示波器带宽选定后,采样率决定单次带宽。

单次带宽决定示波器对阶跃、单次信号中的快沿的捕获和复现能力,也决定了示波器对检测,低重复率信号的上升和下降沿捕获能力。

波形失真是由于某些原因导致示波器采样显示的波形与实际信号存在较大的差异。

图11 波形失真波形混淆是指由于采样率低于实际信号频率的2倍(奈奎斯特频率)时,对采样数据进行重新构建时出现的波形的频率小于实际信号频率的一种现象。

图12 波形混淆波形漏失是指由于采样率低而造成的没有反映全部实际信号的一种现象。

图13 波形漏失存储深度:指在波形存储器中存储波形样本的数量。

波形存储时间=存储深度/采样率示波器的存储深度将决定能采集信号的时间以及能用到的最大采样速率。

图14 存储深度波形刷新率(波形捕获速率)是指1秒内示波器捕获波形的次数,表示为波形数每秒(wfms/s)。

采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内,采样输入信号的频率,波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。

刷新率的高低直接影响波形捕获偶然事件发生的概率。

对于示波器来说,波形刷新率高,就能够组织更大数据量的波形质量信息,尤其是在动态复杂信号和隐藏在正常信号下的异常波形的捕获方面,有着特别的作用。

数字存储示波器(DSO)使用串行处理机制,每秒钟可以捕获10到5000个波形。

图15 波形刷新率示波器接入电路后并不能看到波形,我们需要根据已知信号的特征进行对示波器调整和触发条件的设定,才能捕获得到稳定显示的波形。

数字存储示波器(DSO)针对不同的波形具有丰富的触发功能:边沿、脉宽、视频、斜率、交替、码型、持续时间等触发方式。

【仪器】DG10 22 数字合成函数信号发生器,UTD -21 02CEX 数字示波器【实验内容与步骤】1、熟悉信号发生器与数字示波器的相关旋钮和使用方法;2、连接信号发生器与示波器,观察相关波形和测量相关参数;(1)调节信号发生器相关旋钮,分别设置信号为方波、正弦波和三角波,60Hz,5.000Vpp,偏移-2.500VDC,占空比40%,相位0.0°.(2)按下信号发生器面板上输出按钮“output”,信号经信号线输出,设置BNC电缆放大倍率为×1;(3)电缆和示波器的输入通道1(CH1)相连后,按下示波器面板上自动设置按钮”auto”,在示波器上显示出稳定的波形,并调节垂直方向的灵敏度(Vertical)和水平方向(Horizontal)的扫描旋钮,使波形大小适中, 5~6个波数;(4)测量波形的电压和时间参数:按“measure”, 测量频率、Vpp、周期、正脉宽、正占空比、上升时间,并与信号发生器面板上指示的相关参数比较;3、观察李萨如图形(1)调节信号发生器相关旋钮,设置两个信号为正弦波;(2)按下信号发生器面板上两个输出按钮“output”,信号经信号线输出,设置BNC电缆放大倍率为×1;(3)电缆和示波器的输入通道1(CH1)和输入通道1(CH1)相连后,按下示波器面板上自动设置按钮”auto”,在示波器上显示出稳定的波形,示波器显示的时基按钮选择“X-Y”,示波器以李萨如模式显示;(4)改变信号发生器的某一通道的频率,观察李萨如图形;根据李萨如图形的特点测出信号发生器的输出频率,并与信号发生器面板上指示的输出频率比较;4、观察、绘制半波、全波整流、滤波波形图16 观察半波、全波整流、滤波波形电路(1)S向下闭合,S1、S2打开,可观察半波整流波形;(2)S向上闭合,S1、S2打开,可观察全波整流波形;(3)S向上闭合,S1闭合,S2打开,可观察全波整流、电容滤波波形;(4)S向上闭合,S1、S2均闭合,可观察全波整流、π滤波(两个电容C1、C2和一个电阻RL构成)波形;(5)绘出所观察到的上述四种波形示意图。

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