数字示波器基础原理49页PPT
数字示波器的原理
数字示波器的原理
1.采样：数字示波器通过内置的模数转换器将连续的模拟信号转换为
离散的数字信号。
采样率是指每秒对模拟信号进行采样的次数，一般为其
信号带宽的两倍。
例如，如果信号带宽为100MHz，则通常需要至少
200MS/s的采样率。
2.数字化：采样后的模拟信号被转换为数字形式的样本。
转换的精度
由示波器的分辨率决定，分辨率越高，则样本越准确。
3.存储：示波器将采样到的数字样本存储在内存中，形成数字波形。
存储深度是示波器内存的大小，深度越大，则可存储的波形越长。
4.显示：示波器将存储的数字波形通过内置的显示器显示出来。
用户
可以通过控制面板或计算机软件对波形进行观察和操作。
一般来说，示波
器的显示器能够以较高的分辨率和刷新率显示波形。
5.分析：数字示波器提供多种分析功能，例如测量信号的幅值、频率、相位等，还可以进行波形的加减乘除、傅里叶变换等操作。
这些分析功能
有助于用户对信号进行深入的分析和理解。
总的来说，数字示波器通过采样、数字化、存储、显示和分析等步骤，能够准确地捕捉和展示信号的各种特征，为工程师和科研人员提供了强大
的测量和分析工具。
数字示波器基础知识
206实验室
1 示波器发展 2 示波器基本概念及原理 3 RIGOL示波器
青岛科技大学物 理 实验Pa中ge1心1
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
波的组成
206实验室
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。
带宽不够通常会产生什么明显后果？
高频信号幅度下降 信号高频成分消失（也有好处，抑制噪声）
青岛科技大学物 理 实验Pa中ge1心9
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
采样率
206实验室
指示波器按照一定的时间间隔将模拟信号转换为数 据，并且顺序存储的过程。
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
带宽
206实验室
示波器带宽的经验公式:BW ＝ 0.35 / △ t （保证信号的上升时间足够快）
90％
△t
10％
青岛科技大学物 理 实验Pa中ge1心8
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
带宽
206实验室
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
示波器发展史
虚拟示波器
利用计算机资源做数 据处理和显示
体积小巧 可通过互联网进行远
程控制
206实验室
青岛科技大学物 理 实验Pa中ge1心0
祝卫堃 Restricted documents of RIGOL
讲座内容
采样率 = 1 / △t
△t
数字示波器基础原理PPT课件
u 1次（基波） 3次
5次
7次
方波(2500次)
u F(x)=2E/ Π(sin(ωt)+1/3sin(3 ωt)+1/5sin(5 ωt)+1/7sin(7 ωt)+……)
u 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。
仪器带宽
f
幅频特性曲线
带宽对波形的影响
u 如果要对波形进行准确测量应该让示波器的带宽大于波形的主要谐波 分量。因此对于正弦波可以要求示波器的带宽大于波形的频率，但是 对应非正弦波则要求示波器的带宽大于波形的最大主要谐波频率。
u 对于带宽带来的波形影响具体表现在以下两方面： u ① 由于低带宽导致的主要谐波分量消失，使原本规则的波形呈圆
u 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。
、
示波器带宽
u 数字示波器带宽也称为模拟带宽，指示波器前端输入放大器的带宽， 相当于一个低通滤波。定义为在幅频特性曲线中，随正弦波频率的增 加，信号的幅度下降到3dB(70.7％)，此时的频率点称为示波器的带 宽。 V
0dB(100%) -3dB(70.7%)
语源 希腊 希腊 希腊或者拉丁语 希腊或者拉丁语 希腊 希腊 希腊 拉丁语 拉丁语 拉丁语 希腊或者拉丁语 希腊或者拉丁语 西班牙 丹麦
模拟示波器
纯“模拟”技术实现。
•模拟示波器的优点：
•快速的波形捕获速度 •灰度显示 •价格便宜
•模拟示波器的缺点：
• 不能存储波形 • 很难捕获瞬态现象 • 带宽窄，只能到几百MHz • 通道数一般最多只有2个通道 • 参数测量很麻烦 • 不能作复杂的应用
示波器基础知识 ppt课件
水平偏转放大器
辉度控制电路用电子学的方法在恰当的时刻点亮
和熄灭扫迹。
为使所有这些电路工作，示波器需要有一个电源。
此电源从交流市电或者从机内或外部的电池获取能量，
使示波器工作。任何示波器的基本性能都是由它的垂直
偏转系统的特性来决定的，所以我们首先来详细地考察
这一部分。
ppt课件
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1．3 垂直偏转 （一）
ppt课件
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动态范围
动态范围就是示波器能够不失真地显示信号 的最大幅值，在此信号幅值下只要调节示波 器的垂直位置仍能观察到波形的全部。对于 Fluke公司的示波器来说，动态范围的典型 值为24路（3个屏幕）
ppt课件
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相加和反向
简单的把两个信号相加起来似乎没有什么实
际意义。然百，把两个有关信号之一反向，再将二
量。如上所述，受到电子轰击后，CRT上的荧光物质就会发
光。当电子束移开后，荧光物质在一个短的时间内还会继续
发光。这个时间称为余辉时间。余辉时间的长短随荧光物质
的不同而变化。最常用的荧光物质是P31，其余辉时间小于
一毫秒(ms).而荧光物质P7的余辉时间则较长，约为
300ms，这对于观察较慢的信号非常有用。P31材料发射绿
ppt课件
3
显 示 系 统 （二）
在屏幕的内表面用刻划或腐蚀的方法作出许多水平和垂
直的直线形成网络，称为标尺。标尺通常在垂直方向有8个，
水平方向有10个，每个格为1cm。有的标尺线又进一步分 成小格，并且还有标明0％和100％的特别线。这些特别的 线和标明10％和90％的标尺配合使用以进行上升时间的测
上升时间是一个示波器从理论上来说能够显示的最快的瞬变的时
示波器的原理及使用PPT课件
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X轴方向偏转
精选ppt课件2021
11
Y轴方向偏转
精选ppt课件2021
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正弦波合成
精选ppt课件2021
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同步（整步）原理
扫描时由于锯齿波周期性复原，要求光点所画的轨迹和第一
周期的完全重合，再由视觉残留，观察到一个稳定的波形 。 Tx=nTy , fy=nfx
紊乱的波形
触发同步电路，它从垂直放大电路中取出部分待测信号，
fx
ny nx
fy
调出 fy: fx nx:ny =1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形，
在下表中描下李萨如图形并记下相应CH2通道信号的频率fy
fy : fx x y 0
0
4
3
2
4
1:1
1: 3
5:3
李萨如图精形选pp(t课设件初20相21位y 0)
31
fy Nx 2 fx N y 3
（3）调节示波器CH1 通道偏转因数、扫描速 率、电平等，使显示波 形稳定。
要求：熟练偏转因数、扫描速率、电平等按钮操作
精选ppt课件2021
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2、测量正弦信号电压与周期
测量原理
Upp Y 偏转因数V/div TX 时基因数T/div
假设：“ V/div ” 档位置于
2V/div
“ TIME/div ”的档位在0.5ms/div
电子枪、偏精转选p系pt课统件2、021 荧光屏
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电子放大系统
竖直放大器、水平放大器 作用：在偏转板上加足够的电压，使电子束获得明显偏移；
对较弱的被测信号进行放大
扫描触发系统
扫描发生器、触发电路 扫描发生器作用：产生一个与时间成正比的电压作为扫
数字示波器及其简单原理图
数字示波器及其简单原理图数字示波器可以分为数字存储示波器（DSOs）、数字荧光示波器（DPOs）、混合信号示波器（MSOs）和采样示波器。
数字式存储示波器与传统的模拟示波器相比，其利用数字电路和微处理器来增强对信号的处理能力、显示能力以及模拟示波器没有的存储能力。
数字示波器的基本工作原理如上图所示当信号通过垂直输入衰减和放大器后，到达模-数转换器（ADC）。
ADC 将模拟输入信号的电平转换成数字量，并将其放到存贮器中。
存储该值得速度由触发电路和石英晶振时基信号来决定。
数字处理器可以在固定的时间间隔内进行离散信号的幅值采样。
接下来，数字示波器的微处理器将存储的信号读出并同时对其进行数字信号处理，并将处理过的信号送到数-模转换器（DAC），然后DAC的输出信号去驱动垂直偏转放大器。
DAC也需要一个数字信号存储的时钟，并用此驱动水平偏转放大器。
与模拟示波器类似的，在垂直放大器和水平放大器两个信号的共同驱动下，完成待测波形的测量结果显示。
数字存储示波器显示的是上一次触发后采集的存储在示波器内存中的波形，这种示波器不能实时显示波形信息。
其他几种数字示波器的特点，请参考相关书籍。
Agilent DSO-X 2002A 型数字示波器面板介绍该示波器有两个输入通道CH1和CH2，可同时观测两路输入波形。
选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。
选择通道2时，示波器仅显示通道2的信号。
选择双通道时，示波器同时显示通道1信号和通道2信号。
荧光屏（液晶屏幕）是显示部分。
屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。
操作面板上的各个按钮按下后，相应参数设置会显示在荧光屏上。
开机后，荧光屏显示如下：测试信号时，首先要将示波器的地（示波器探笔的黑夹子）与被测电路的地连接在一起。
根据输入通道的选择，将示波器探头接触被测点（信号端）。
按下Auto Scale，示波器会自动将扫描到的信号显示在荧光屏上。
数字示波器基础原理知识讲解49页PPT
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
《数字示波器实验》课件
实验总结
01
02
03
04
实验不足与改进
在操作过程中，存在对示波器 设置不熟悉导致波形显示不稳
定的问题。
在测量信号参数时，存在读数 误差。
针对以上问题，可以通过加强 理论学习和多加练习来提高实
形。
数据记录与分析
记录数据
在实验过程中，记录下关键的 波形参数，如幅度、频率等。
整理数据
将记录的数据整理成表格或图 表形式，便于分析。
分析波形特征
根据观察到的波形特征，分析 信号的特性，如周期、占空比 等。
得出结论
结合实验数据和波形特征，得 出实验结论，并评估实验效果
。
04
实验结果与讨论
实验结果展示
03
实验步骤
连接设备
准备工具
数字示波器、信号发生器、连接 线等。
连接方式
将信号发生器与数字示波器通过 适当的连接线进行连接，确保连 接稳定且信号传输畅通。
设置参数
01
02
03
04
打开示波器
打开数字示波器，进入操作界 面。
调整垂直灵敏度
根据信号幅度调整垂直灵敏度 ，使得信号在屏幕上显示清晰
。
设置触发方式
思考题与答案
答案
使用合适的触发方式和水平速度，确保信号波形稳定显 示。
调整垂直增益，使信号幅度适中，避免过载或欠载。 使用示波器的测量功能时，尽量选择精度高的测量点。
THANKS
感谢观看
02
实验设备
数字示波器
数字示波器是一种电子测量仪器 ，用于观察、分析和测量各种电