示波器_工作原理
示波器的工作原理
示波器的工作原理示波器是一种广泛应用于电子工程领域的精密测量仪器，它的工作原理基于电信号的显示和分析。
下面将详细介绍示波器的工作原理。
1. 示波器是如何显示电信号的示波器通过使用一种叫做示波管的特殊真空管来显示电信号。
示波管内部有一个阴极和一个位于阴极附近的阳极，阴极发射的电子会被阳极吸引，形成一个电子束。
这个电子束经过加速和偏转处理后，可以在示波管的荧光屏上形成一个亮点。
当电信号的幅度和频率发生变化时，示波器会通过控制电子束的运动来绘制出相应的波形。
2. 示波器的频率范围示波器能够显示的频率范围是根据示波器内部的电路设计来确定的。
一般来说，示波器可以覆盖从几赫兹到几千兆赫兹的频率范围。
高频率的示波器常常用于射频和微波领域的测试与测量。
3. 示波器的时间基准示波器的时间基准是用来确定波形在时间上的变化的参考。
一般来说，示波器会使用一个稳定的时间基准信号来控制电子束的移动，从而绘制出准确的波形。
时间基准可以通过调节示波器的水平和扫描速率来实现。
4. 示波器的垂直灵敏度示波器的垂直灵敏度用来表示示波器能够测量和显示的最小电信号变化。
垂直灵敏度通常以伏特/分或毫伏/分的单位来表示。
示波器的垂直灵敏度可以通过改变放大器的增益来调节。
5. 示波器的水平灵敏度示波器的水平灵敏度用来表示示波器能够分辨两个时间点之间的最小时间差。
水平灵敏度通常以秒/分或毫秒/分的单位来表示。
水平灵敏度可以通过改变示波器的时间基准或调整示波器的扫描速率来调节。
6. 示波器的触发示波器的触发功能用来控制示波器在何时开始绘制波形。
触发功能可以根据电信号的特定条件来触发，例如信号的上升沿或下降沿。
通过触发功能，示波器可以稳定地显示出重复性波形。
7. 示波器的采样率示波器的采样率是指示波器在单位时间内对信号进行采样的次数。
采样率越高，示波器绘制的波形越精确。
一般来说，在显示高频信号时，示波器的采样率需要满足奈奎斯特采样定理。
8. 示波器的存储功能示波器在显示波形的同时，还可以将波形数据存储在内部的存储设备中。
示波器的基本工作原理
示波器的基本工作原理
示波器是一种可以显示电子信号波形的仪器。
它的基本工作原理是将被测信号通过探头输入示波器，经过放大、滤波、数字化等处理后，通过显示装置显示出波形图像。
示波器的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 信号输入：被测信号通过信号源或被测对象的探头输入示波器的输入端口。
2. 信号放大：示波器会对输入的信号进行放大，以便更好地显示和分析波形。
放大电路可以调整放大倍数，使得不同幅度的信号都能够显示在合适的范围内。
3. 信号滤波：示波器会对输入信号进行滤波处理，去除掉可能干扰波形显示的杂散信号。
常见的滤波方式包括低通滤波、带通滤波等。
4. 信号采样：经过放大和滤波后的信号会被示波器进行采样处理，将连续的模拟信号转换成数字信号。
采样率越高，采样得到的波形越准确。
5. 数字信号处理：示波器会对采样得到的数字信号进行处理和分析，如幅值测量、频谱分析等。
这些功能能够帮助用户更好地理解和分析波形特性。
6. 显示波形：经过处理的信号最终会通过示波器的显示装置以
图形的形式显示出来。
用户可以观察到信号的波形、周期、幅值等参数。
总之，示波器的基本工作原理是通过信号输入、放大、滤波、采样和数字处理等步骤，将被测信号转换成波形图像显示出来，以便用户对信号进行观察、分析和测量。
示波器的工作原理
示波器的工作原理
示波器是一种电子仪器，用于观测和显示电压信号的波形。
它的工作原理基于示波管技术，涉及到电子束的发射、聚焦、偏转和屏幕上的荧光显示。
示波器的一般工作流程如下：
1. 信号输入：待测电压信号通过探头或电缆连接到示波器的输入端。
2. 垂直放大：示波器将输入信号放大到适合示波管显示的电压范围。
放大倍数可以通过示波器面板上的控制旋钮进行调节。
3. 垂直偏移：示波器可以通过控制旋钮将波形在屏幕上进行垂直移动，以调整其位置。
4. 水平放大：示波器可以调整水平放大倍数，以确保所有波形都可以完整地显示在屏幕上。
5. 水平偏移：示波器可以控制水平偏移，以使波形位于屏幕的合适位置。
6. 计时基准：示波器使用计时基准来确定时间轴上的波形位置和间隔。
计时基准可以通过示波器面板上的控制旋钮进行调节，以适应不同的测量需求。
7. 示波管原理：示波管是示波器中最关键的部件。
它通过使荧光屏上的荧光物质受到电子束的激发，从而发光。
电子束的特性可以通过示波器上的各种参数控制旋钮进行调节，以实现特定的波形显示效果。
8. 显示波形：经过上述处理，示波器会将输入信号的波形通过示波管显示在屏幕的荧光屏上。
这样，我们可以直观地观察和分析电压信号的形态、频率、幅度、相位等特征。
总的来说，示波器通过信号处理和电子束的操控，将电压信号转化为可视化的波形，以便工程师和技术人员进行电路分析、故障排查和波形调试等工作。
示波器工作原理
示波器工作原理示波器是一种用来显示电压信号波形的仪器，它可以将电压信号转换成图形显示出来，从而让我们能够直观地观察到电压信号的变化情况。
示波器的工作原理主要包括信号输入、采样、处理和显示四个部分。
首先，当被测电压信号进入示波器时，它会通过输入端口输入到示波器内部。
示波器通常配备有多个不同量程的输入端口，以适应不同幅度的电压信号输入。
在信号输入时，示波器会对输入信号进行保护和调节，确保输入信号不会对示波器内部造成损坏。
接下来，示波器会对输入的电压信号进行采样。
采样是指将连续的模拟信号转换成离散的数字信号，这样可以更好地进行处理和显示。
示波器内部包含一个模拟-数字转换器（ADC），它会以一定的采样率对输入信号进行采样，将连续的模拟信号转换成数字信号，以便后续的处理和显示。
然后，示波器会对采样得到的数字信号进行处理。
处理过程包括信号放大、滤波、时域和频域分析等。
首先，示波器会根据设定的量程对数字信号进行放大，以便更好地显示在示波器屏幕上。
同时，示波器还会对信号进行滤波处理，去除杂散干扰，保留有效信号。
在信号处理的过程中，示波器还可以对信号进行时域和频域分析，以获取更多的信号特性信息。
最后，处理完的信号会被显示在示波器的屏幕上。
示波器的屏幕通常是一个高亮度的荧光屏或液晶屏，它可以将处理后的信号以波形的形式显示出来。
通过观察屏幕上的波形，我们可以直观地了解到被测电压信号的幅度、频率、相位等信息。
综上所述，示波器的工作原理主要包括信号输入、采样、处理和显示四个部分。
通过这些步骤，示波器可以将电压信号转换成图形显示出来，让我们能够直观地观察到电压信号的变化情况。
这种工作原理使得示波器成为电子测量领域中不可或缺的重要仪器，广泛应用于电子、通信、医疗等领域。
简述示波器工作原理和使用方法
简述示波器工作原理和使用方法示波器是一种广泛应用于科学、工程和医学领域的仪器，它的工作原理和使用方法至关重要。
本文将对示波器的工作原理和使用方法进行简要阐述，并逐步深入探讨其各个方面，以帮助读者更全面、深入地理解示波器的功能和应用。
一、示波器的工作原理示波器的工作原理可以通过以下几个关键步骤来解释：1. 信号采集：示波器通过探头将待测信号输入到示波器的输入端。
信号可以是电压、电流或其他形式的波形信号。
探头通常带有一个细针状探头，用于接触被测电路或电子设备。
2. 信号放大：示波器将输入信号放大到合适的幅度范围，以便能够在示波器的显示屏上清晰地观察到信号。
3. 时基控制：示波器通过时基控制电路生成一个参考时钟，并使用这个时钟来控制图像在示波器屏幕上的扫描速度。
时基控制可以根据需要进行调整，以便观察到不同时间尺度下的信号变化。
4. 图像显示：示波器使用电子束在示波器的显示屏上绘制图像。
电子束的位置由信号的电压值和时基控制决定。
例如，较高的电压值将使电子束在屏幕上绘制较高位置的图像，而较低的电压值将使电子束绘制较低位置的图像。
二、示波器的使用方法使用示波器需要一些基本步骤和技巧，下面将对其进行简要的阐述：1. 连接电路：将示波器的探头与待测电路连接。
确保连接正确，以避免信号损失或干扰。
在连接时，应注意探头的匹配和校准。
2. 设置幅值和时间基准：根据待测信号的幅值范围和变化速度，设置示波器的幅值和时间基准。
这样可以使信号在示波器屏幕上完整显示，并以合适的速度进行扫描。
3. 观察信号：根据需要选择观察信号的时间范围和垂直放大倍数。
示波器的控制面板提供了一些选项和按钮，可以方便地调整这些参数。
4. 测量和分析：示波器通常提供一些测量和分析功能，例如峰值测量、频率测量和波形存储等。
根据需要使用这些功能来获取更多的信号信息和数据。
三、结论和观点在本文中，我们简要介绍了示波器的工作原理和使用方法。
示波器是一种非常重要的仪器，广泛应用于各个领域。
示波器的工作原理和使用方法
示波器的工作原理和使用方法示波器是一种测量电信号的仪器，它可以将电信号转换为图形，从而方便我们观察和分析。
本文将介绍示波器的工作原理和使用方法。
一、示波器的工作原理示波器的工作原理基于示波管和电子束的原理。
示波管是一种真空管，它由一个阳极、一个阴极和一个聚焦极组成。
当阴极发射电子时，电子会被阳极吸引，并在聚焦极的作用下聚集成电子束。
电子束穿过一个偏转板，偏转板会根据输入信号的大小和方向控制电子束的偏转。
电子束在荧光屏上形成一个图形，这个图形就是我们看到的波形。
示波器有两种偏转方式：正弦偏转和直线偏转。
正弦偏转是指通过一个正弦信号控制偏转板的偏转，直线偏转是指通过一个线性电压控制偏转板的偏转。
正弦偏转可以得到正弦波形，直线偏转可以得到任意波形。
示波器还有两种触发方式：自动触发和外部触发。
自动触发是指示波器自动检测信号并触发，外部触发是指示波器根据外部信号触发。
触发是指控制示波器开始采集信号的时刻。
二、示波器的使用方法1. 连接电路首先需要将示波器连接到待测电路。
示波器有两个输入通道，可以同时测量两个信号。
将待测电路的信号分别连接到示波器的输入通道上即可。
2. 调节示波器接下来需要调节示波器，使其适应待测信号。
示波器有多个控制按钮和旋钮，需要根据需要进行调节。
首先需要选择偏转方式。
如果待测信号是正弦波形，可以选择正弦偏转；如果待测信号是任意波形，可以选择直线偏转。
选择偏转方式后，需要调节偏转灵敏度和时间基准，使得示波器可以正确显示待测信号的波形和频率。
接下来需要选择触发方式。
如果待测信号是周期性的，可以选择自动触发；如果待测信号是不规则的，可以选择外部触发。
选择触发方式后，需要调节触发电平和触发延迟，使得示波器可以正确触发待测信号。
最后需要调节荧光屏的亮度和对比度，使得示波器的显示效果最佳。
3. 测量信号调节好示波器后，即可开始测量信号。
示波器会将待测信号转换为波形显示在荧光屏上。
可以通过示波器的控制按钮和旋钮对波形进行放大、平移、截取等操作，以便更好地观察和分析信号。
示波器的原理及应用误差
示波器的原理及应用误差一、示波器的原理示波器是一种用于显示电压波形的仪器，它可以将电信号转换成可视化的波形，使信号的特征、频率和幅度等参数能够直观地被观测和分析。
示波器的工作原理主要包括以下几个方面：1.信号采集：示波器通过探头将待测信号引入示波器，探头负责将电压信号转换成示波器可以处理的电信号，一般来说示波器采用阻抗匹配的方式，以尽量减小对被测电路的影响。
2.信号放大：示波器会对采集到的信号进行放大处理，使得信号波形能够在示波器的屏幕上得到清晰的显示。
3.信号显示：经过放大处理的信号波形会在示波器的屏幕上显示出来，示波器的屏幕一般是由阴极射线显示器或液晶显示器组成。
4.触发与扫描：示波器需要通过触发电路来确定信号的起始点，以保证每一次显示的信号波形都是连续的。
同时，示波器还通过扫描电路来控制水平和垂直方向的信号显示，以实现波形的水平和垂直移动、放大和缩小等操作。
示波器可以通过选择合适的时间基准和垂直增益来调整波形的显示范围，以便更好地观测和分析电信号的特征。
二、示波器的应用误差在实际应用中，示波器的测量结果可能存在误差，以下是一些常见的示波器的应用误差：1.带宽误差：示波器的带宽是指示波器所能测量的最高频率信号。
然而，示波器的实际带宽可能会存在误差，这是因为示波器的输入电路和放大器在工作时会引入一定的频率响应误差，从而导致示波器在高频信号测量时会出现幅度衰减和相位失真。
2.垂直增益误差：示波器的垂直增益是指示波器的输入电压与显示屏上垂直尺度的对应关系。
然而，示波器的垂直增益可能会存在误差，这是由于示波器的放大器、探头和输入电路等因素引入的增益非线性误差。
3.时间测量误差：示波器的时间基准是指示波器在测量时间时所使用的参考信号。
然而，示波器的时间测量可能会存在误差，这是因为示波器内部的触发电路、扫描电路以及时钟稳定性等因素引入的时间测量误差。
4.示波器通道间的差异：示波器通常具有多个通道，每个通道都可以独立地测量信号。
简述示波器的工作原理和使用方法
简述示波器的工作原理和使用方法示波器是一种常见的电子测试仪器，用于检测和显示电信号的波形。
它在电子工程、通信、医学等领域中发挥着重要作用。
本文将简要介绍示波器的工作原理和使用方法。
一、工作原理示波器通过接收和处理电信号，并将其转换为可视化的波形图形。
它主要由以下几个部分组成：1. 输入电路：示波器的输入电路用于接收被测信号，常见的输入方式有电压探头、电流探头等。
输入电路通常具有不同的带宽范围和灵敏度，可以适应不同频率和振幅的信号。
2. 触发电路：触发电路确定了示波器何时开始采集和显示波形。
触发通常基于信号的特定条件，如信号达到或超过某个阈值等。
触发电路的设置对于正确显示信号的波形非常重要。
3. 垂直放大器：垂直放大器用于放大输入信号的电压。
示波器通常具有多个垂直放大器，允许对不同幅度的信号进行测量和显示。
垂直放大器通常具有可调的放大倍数和直流耦合/交流耦合模式。
4. 水平放大器和扫描发生器：水平放大器和扫描发生器控制示波器屏幕上波形的时间轴。
水平放大器决定了横向显示的时间范围，而扫描发生器则控制屏幕上波形的扫描速率。
5. 显示屏：示波器的显示屏用于显示波形。
现代示波器通常采用液晶显示屏，具有高分辨率和清晰度。
二、使用方法使用示波器需要以下几个步骤：1. 连接信号：使用正确的电压探头或电流探头将被测信号连接到示波器的输入端口。
确保连接正确，并选择合适的探头放大倍数。
2. 设置触发条件：根据被测信号的特点，设置合适的触发条件。
可以选择边沿触发或脉冲触发，设置触发电平等。
3. 调整垂直和水平放大器：根据被测信号的振幅和频率调整垂直和水平放大器。
确保波形在显示屏上具有适当的大小和清晰度。
4. 调整扫描速率：根据被测信号的周期和需要显示的波形数量，调整扫描速率。
较高的扫描速率可以显示更多的细节，但可能导致波形在屏幕上移动得很快，不易观察。
5. 观察和分析波形：开始采集和显示波形后，观察并分析波形特征。
可以测量波形的振幅、频率、周期等参数，并进行进一步的信号分析。
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号，系统带宽为多少？测量误差是多少？
? 系统上升时间＝ 3.5ns 2＋3.5ns 2 ＝4.95ns ，系统带宽＝ 0.35/4.95ns ＝70Mhz ? 显示信号上升时间＝ 3.5ns 2＋4.95ns 2 ＝6.08ns ，测量误差＝ (6.08-3.5 ) / 3.5 ＝73％
正弦波是波形的基本波
?非正弦波是由基波加无数次谐波所构成。包含的谐波越多， 波形越近似方波。
例：100M 方波是由3次、5次、7次………….合成，3次 谐波频率为300M、5次谐波频率为500M…………. ?对于非正弦波波形，波形从最小值过渡到最大值越快，所含谐波就越 多，波形所含的谐波频率的分量也越高。 ?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。
带宽不足将导致波形幅度衰减和波形失真
100% 70.7%,-3db
100% 70.7%,-3db
正弦波谐波分量
BW
方波谐波分量
BW
注意：示波器带宽或上升时间与信号频率或上升时间一样时，对会对波形幅 度和上升时间产生影响，带来测量误差，如减少测量误差只能提高延伸示波 器带宽。
示波器测量系统带宽
? 探头也是仪器，它和示波器共同组成测量系统。这一系统带宽将影响被测信号如正弦 波、脉冲和方波的幅度和上升时间的测量精度，如果探头选择不当，你将冒无法预知 测量结果的风险。探头和示波器上升时间和带宽的关系由下式决定： 探头、示波器 T上升＝0.35/BW （适合于 1G 以下示波器） BW= 带宽（－ 3dB 时的频率）（单位 Hz） 测量所得的上升时间＝ 信号上升时间 2＋测量系统上升时间 2 仪器测量系统上升时间＝ 探头上升时间 2＋测量仪表上升时间 2
模拟示波器
数字存储 示波器
数字荧光 示波器
各类示波器对波形显示的能力
? 由于采用的技术和原理不同，在波形的保真、显示能力和捕获能力上，各技术 类别的示波器之间存在较大差异。
简单重复信号
波形显示 稳 变 异 缓 随 快
定 化常变机沿
示波器类别
信 信信信毛信 号 号息号刺号
复杂动态 重复信号
定时 测量
幅度
? 频率计，相位计
? 脉冲特性，阻尼振荡
? 示波器的应用：
? 电子，电力，电工
时间
? 压力，振动，声，光，热，磁
波的类型
? 大多数波都属于如下类 型：
? 正弦波 ? 方波和矩形波 ? 三角波和锯齿波 ? 阶跃波和脉冲波 ? 噪声波 、复杂波
? 很多波是上述波形的组 合
? 周期信号和非周期信号 ? 同步信号和异步信号
实时采样技术
改善显示
6G
DPO示波器 好 好 好 好 好 好
好
数字荧光技术
好 好 多种 能 高 能
6G
示波器的组成
? 水平系统 ? 垂直系统 ? 扫描系统 ? 触发系统 ? 显示系统
示波器的主要指标
? 示波器主要技术指标－是保证示波器精确显示信号波形的 前提条件 ? 示波器的带宽 ? 数字示波器采样率 ? 示波器存储长度 ? 波形捕获率（先进的DPO）
? 示波器主要的功能－是保证示波器稳定、捕获和显示波形 的必要条件 ? 垂直 ? 水平 ? 示波器的触发 ? 与外部设备的互联能力 ? 数据的处理技术与能力
带宽是示波器的首要规格参数
? 示波器的结构决定了带宽的重要性：
? 放大器的模拟带宽决定了示波器的带宽；放大器是信号进入示波
器的大门，它的带宽决定了示波器的带宽，示波器能请进什么样 的信号由这个大门来决定。 ? 数字示波器的带宽也是模拟带宽。 示波器所谓带宽是指: 垂直放大器的频率响应，定义为：随着正弦波频率增加，信号幅度 下降3dB（70.7％）.在此频点为示波器的带宽
1:9 1:14 1:26
谐波数为基波的倍数
? 在没有边沿时间信息，只有信号频率和波形类别信息，我们希望所观 测到的波形有精度不失真，可以使用倍数的的方法选择示波器带宽。
波形测量参数
Vmax
Rise Time Vhi
FallTime
Vp-p 幅值
90%
正向超调
50% 100%
Vmin
Vlo
10%
负向超调
uP
触发和时基电路
A/D
数字 荧光器
uP 触发电路和时基
显示 存储器
模拟实时 显示
串行 处理
并行 处理
波形的捕获
? 波形捕获率也就是波形刷新率，已经成为考核一台示波器的重要参数之一； ? 对于示波器来说，波形捕获率高，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。
非 重复 单次 信号
触发 功能
预 触发
示波 器
带宽
数据 处理
模拟示波器 好 好 差 差 差 差
好
TRD 显示技术
差 不能 边沿 不能 低 不能
470M
DSO示波器 好 差 差 好 差 好 差(点,余辉) 好 差 多种 能 高 能
等效采样技术
改善显示
6G
DSO示波器 好 好 差 好 好 好 差(点,余辉) 好 好 多种 能 高 能
+Width
-Width
频率＝ 1/周期
示波器的类型
? 模拟示波器 ? 模拟数字混合示波器 ? 数字示波器 ? 数字荧光示波器 ? 取样示波器
示波器的典型结构
ART
模拟示 波器
放大器
延迟线
垂直 放大器
触发水平 放大器DSO Nhomakorabea数字示 波器
放大器
DPO 数字荧 光示波
器
放大器
A/D
多路 分解器
采集信号 存储器
波形的重要谐波
? 非正弦波是由多次,按不同频率不同相位和不同幅度的正弦波组成的 合成波，谐波是基波的倍数。
? 列出的是影响波形变化的谐波次数， (考虑谐波分量为基波幅度10％ 以上的谐波，是对波形形状影响较大的因素 )
波形
重要谐波数
正弦波（ 正弦波基波为：1 ）
1:1
方波
1:9
三角波
1:3
脉冲波（占空比50％） 脉冲波（占空比25％） 脉冲波（占空比10％）
示波器应用基本知识
以TDS3000B产品的基本功能为基础
示波器 - 电子工程师的眼睛
示波器的首要条件
准确地显示波形 保证信号完整性测量
什么是示波器
? 示波器是形象地显示信号幅度随时间变化的波形显示仪器 ，是一种综合的信号特性测试仪，是电子测量仪器的基本 种类
? 示波器的用途：
? 电压表，电流表，功率计