示波器测量波形浅析
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。
汽车LIN总线信号测量及波形分析-示波器
示波器测量汽⻋LIN总线信号及波形分析汽⻋⽹络通信中除了CAN的通信⽅式外，还有另外⼀种低成本通信⽅式——LIN系统。
它的英⽂是“Local Interconnect Network”，LIN总线基于UART/SCI（通⽤异步收发器/串⾏接⼝）的串⾏通信协议，主要⽤于智能传感器和执⾏器的串⾏通信，⻋上各个LIN总线系统之间的数据交换是由控制单元通过CAN数据总线实现的。
LIN特点是⽤作主从控制系统，⼀个主控系统可以带最多16个⼦系统，并且⼦系统只具备与主系统通信的功能，各个⼦系统之间⽆法通信，也不能与LIN⽹络之外的系统模块进⾏通信。
LIN⼀般应⽤于⻋⻔控制系统，⽐如福特蒙迪欧致胜和克鲁兹的⻋⻔电动玻璃控制系统就采⽤LIN控制。
我们这⾥以测量奥迪汽⻋LIN总线控制的⾬刷电机为例。
连接⼀条BNC转⾹蕉头线到示波器的通道⼀上。
连接⼀根刺针到红⾊⾹蕉头，刺⼊到⻋辆上的插头⾥⾯的LIN总线数据信号端⼦上。
⾹蕉头的⿊⾊接头接⼀个鳄⻥夹到蓄电池负极或良好的底盘接地上。
由于LIN总线⼀般最⼤值在12V左右，因此可以设置示波器的垂直档位为2V/div，时基可以设置为500μs左右。
然后打开示波器的解码菜单，进⾏LIN总线配置，选择与被测信号相匹配的波特率。
调节总线阈值电平到波形显示范围内，就可以看到解码数据了。
可以将触发⽅式改为总线解码触发，设置合适的帧ID来稳定波形。
如下图就是奥迪汽⻋⾬刷电机LIN总线控制信号。
LIN总线波形是⼀个⽅波，代表着串⾏数据流⾥的⼆进制状态。
所⻅的波形应该没有明显的变形和噪⾳⽑刺。
解码数据包以⼗六进制显示总线活动时的实时数据内容。
“帧ID”显示颜⾊为⻩⾊，上图中即是23，“数据”显示颜⾊为⽩⾊，“校验和”显示颜⾊为绿⾊，如果校验和错误，以红⾊“E”显示。
如果⽆信息发送到LIN数据总线上（总线空闲）或者发送到LIN数据总线上的是⼀个隐性位，LIN总线信号上的最⼤值即隐性电平。
当传输显性位时，发送控制单元内的收发器将LIN数据总线接地。
如何使用示波器观测电路波形
如何使用示波器观测电路波形示波器是电工、电子工程师和学生经常使用的一种测量仪器，用于观测电路中的电压或电流波形。
通过使用示波器，我们可以更好地理解电路中的信号特性，并进行故障排除。
本文将介绍如何正确地使用示波器观测电路波形，并给出一些实用技巧。
一、示波器的基本原理在开始学习如何使用示波器之前，我们需要了解一些基本的示波器原理。
示波器通过探头将电路中的信号输入到示波器的输入端口，然后将信号转换成可视化的波形图形。
示波器通常以时间为横轴，电压或电流为纵轴来显示波形。
二、示波器的准备工作在连接示波器之前，我们需要确保电路处于安全状态。
断开电源供应，确保电路中的电容已经放电并且没有高压电源。
接下来，将示波器的探头插入示波器的输入通道插孔，并将另一端正确连接到要观测的电路中。
确保探头的接地夹已连接到电路的接地点，以保证测量的准确性和安全性。
三、示波器设置在开始测量之前，我们需要对示波器进行一些设置，以确保正确观测波形。
1. 时间基准设置：时间基准决定了横轴上时间的刻度。
根据需要设置时间基准的范围，通常可以选择微秒到秒的刻度。
2. 垂直基准设置：垂直基准决定了纵轴上电压的刻度。
根据电路的信号范围，调整垂直基准的位置，使得信号能够在示波器屏幕上显示出来，同时保证不超过示波器的量程。
3. 触发设置：触发设置是控制示波器何时开始采集波形数据的重要参数。
可以根据需要设置触发的边沿（上升沿、下降沿或者双沿触发）以及触发电压的阈值。
四、观测波形设置完成后，我们可以开始观测电路中的波形。
1. 调整探头：将探头插到电路的测量点，并通过旋转探头上的按钮或拉杆调整探头的补偿。
确保探头并没有对电路的测量产生影响，并且不改变电路的工作状态。
2. 打开示波器并触发：打开示波器电源，并确定示波器触发功能已打开。
根据电路的特点选择适当的触发设置，以确保示波器能够稳定触发并显示出波形。
3. 调整时间和垂直刻度：根据需要，调整时间基准和垂直基准的设置，使得波形能够清晰地显示在示波器屏幕上。
看示波器波形技巧-概述说明以及解释
看示波器波形技巧-概述说明以及解释1.引言1.1 概述示波器是一种广泛应用于电子工程领域的仪器，用于观察和分析电信号的波形和特征。
它可以实时显示电压随时间变化的图像，从而帮助工程师进行故障排查、信号分析和设计验证等工作。
示波器波形技巧是掌握示波器使用的重要内容，它能够帮助工程师更准确、更快速地观察、分析和理解示波器上显示的波形。
在使用示波器时，我们需要注意波形的基本概念和特点。
波形是指电压随时间变化而形成的图形，通过观察波形可以了解信号的幅值、频率、周期、相位差等信息。
因此，熟悉波形的基本概念对于正确分析和判断信号非常重要。
示波器能够以高精度、高速度的方式捕捉和显示波形，工程师需要了解示波器的特性和参数设置，以确保波形的准确性和可靠性。
在本文中，我们将介绍从引言到结论的示波器波形技巧。
首先，我们将概述示波器的基本原理和工作机制，以及示波器在电子工程中的重要性和应用领域。
其次，我们将讨论观察和分析示波器波形的技巧和方法，包括波形的判断、测量和比较等。
最后，我们将总结示波器波形技巧的重要性，并提出进一步研究示波器波形技巧的方向。
通过本文的阅读和学习，读者将能够全面了解示波器波形技巧的基本概念和应用方法，掌握正确使用示波器的技巧，从而更好地完成电子工程中的各项任务。
希望本文能对读者在日常工作中的示波器使用提供一定的帮助和指导。
1.2文章结构文章结构本文共分为引言、正文和结论三个部分。
下面将对各部分的内容进行详细介绍。
1. 引言引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面。
1.1 概述在概述部分，我们将对示波器波形技巧这一主题进行简要介绍。
示波器是电子工程师日常工作中经常使用的仪器之一，通过观察和分析波形，我们可以更好地理解电路的工作原理和问题所在。
因此，掌握一些示波器波形的观察和分析技巧对于提高工作效率和解决问题非常重要。
1.2 文章结构在本文的文章结构部分，我们将详细介绍本文的组织结构和内容安排。
首先，我们将在正文部分分为两个小节来分别介绍示波器波形的基本概念和特点，以及示波器波形的观察和分析技巧。
示波器上波形不稳定的原因_概述说明以及解释
示波器上波形不稳定的原因概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨示波器上波形不稳定的原因，并对其进行概述、说明和解释。
示波器作为电子测量领域中常用的工具，经常用于显示和分析信号的波形。
然而，有时我们可能会遇到波形不稳定的情况，即显示屏上的波形会出现抖动、干扰或失真等问题。
了解这些问题的根源并采取相应的措施是确保准确测量和分析信号所必需的。
1.2 文章结构本文将分为五个主要部分来探讨示波器上波形不稳定的原因。
首先，在“引言”部分，我们将对整篇文章进行简单介绍和概述，并阐明研究目标。
接下来，“波形不稳定的原因”部分将详细介绍电源干扰、输入信号失真以及示波器内部问题等三个主要方面可能导致波形不稳定现象。
然后，在“示波器上波形不稳定的概述”部分，我们将定义波形不稳定，并描述其常见表现和影响，并探讨应用领域和需求变化对波形稳定性的要求。
接下来，在“解释和分析波形不稳定的原因”部分，我们将分别对电源干扰、输入信号失真和示波器内部问题这三个原因进行详细解释和分析，并提供相应的修复方法和解决策略。
最后，在“结论”部分，我们将总结本文探讨的波形不稳定的主要原因以及对应的解决方法。
1.3 目的本文旨在帮助读者理解波形不稳定现象产生的原因，并为读者提供解决这些问题的方法与策略。
通过深入剖析电源干扰、输入信号失真和示波器内部问题等导致波形不稳定的根源，读者将能够更准确地诊断和修复示波器上出现的问题，并确保测量结果的可靠性和准确性。
通过阅读本文，读者将获得关于示波器上波形不稳定性问题的全面了解，并能够应用所学知识来处理类似情况，提高工作效率和数据可靠性。
2. 波形不稳定的原因：波形在示波器上出现不稳定的现象可能是由于多种因素导致的，下面将分别介绍电源干扰、输入信号失真以及示波器内部问题这三个主要原因。
2.1 电源干扰：电源干扰是导致示波器上波形不稳定的常见原因之一。
当示波器与其他设备共用同一电源时，可能会发生电源线噪声、交流干扰或者其他相关问题，从而影响到示波器显示的波形。
示波器显示波形原理
示波器显示波形原理
示波器是一种测量电压信号波形的仪器，其显示原理基于示波管和水平与垂直扫描的工作方式。
示波管是示波器的核心部件，它由一个带有荧光屏的玻璃管构成。
当电子束扫描荧光屏时，荧光屏上的荧光物质会发出光线。
在示波管内部，有两组垂直和水平的电极，分别负责控制电子束在荧光屏上的位置。
当示波器接收到待测测量信号后，信号会经过放大器进行放大，并由触发器控制信号的开始扫描。
信号会被拆分成两部分，一部分用于垂直扫描，一部分用于水平扫描。
垂直方向的扫描通过垂直放大器来控制。
放大器会根据测量信号的电压值来调整电子束在荧光屏上的位置，从而形成垂直的波形。
电压信号越大，垂直波形的幅度就越高。
水平方向的扫描通过水平放大器来控制。
放大器会根据触发器的信号来调整电子束的扫描速度，从而形成水平方向的波形。
触发器的作用是在信号的特定点上开始扫描，以便获得稳定的波形显示。
除了垂直和水平扫描之外，示波器还可以进行触发、扫描速度调整、幅度测量等功能。
这些功能可以帮助用户获得更准确的波形显示，从而进行电路分析和故障诊断。
总的来说，示波器的显示原理是利用示波管和垂直、水平扫描
电极控制电子束在荧光屏上的位置，通过放大、触发和扫描速度调整等功能，将测量信号转化为可视化的波形。
这样用户就可以通过观察波形来分析电路中的信号变化和故障情况。
示波器波形分析
怠速马达信号
步进马达型 步进马达型的ISCV附接在进气室上。阀 门被安装在转子末端上，通过其在转子 的旋转过程中的被转出或转入，来控制 从旁通通道流入的空气量。
1.工作 步进马达利用电流流进电磁线圈时对永 久磁铁（转子）产生拉力作用，及回弹 作用原理。正如左方所演示的一样，当 电流流向C1时，使磁铁产生拉力作用。 同时，当切断流向C1的电流时，电流将 流向C2，则电磁铁将被拉向C2。按顺序， C3，C4同样接通/切断电流，从而实现 电磁铁的运动。 如果按从C4到C3到C2 到C1的顺序切换电流，则可以实现电磁 铁的反向运动。 这种方法用于将电磁铁 转到所需要的位置。
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霍尔与光电式传感器的特点
在检测时，应注意其 以下几个特点。
输出电压的幅值不变， 频率随发动机转速变 化而改变。
波形的水平上限应达 到参考电压，水平下 限应几乎达到地电位， 若离地电位太高，说 明电阻太大或接地不 良。
电压的峰-峰值应等于 参考电压。
电压的转变应是垂直 的直线。
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通过转盘上的遮罩提 供一低磁阻的磁路， 可使磁力线不流过霍 尔半导体元件。通过 转盘不断地转动，霍 尔元件可送出连续的 方波信号。
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光电式传感器
在回转传感器内有两个 LED(发光二极管) 及两个光 电晶体管.传感器安装在分 电器内.带长形孔的圆盘安 装在分电器轴上,随分电器 轴旋转.
传感器里的两个LED将 光从槽的一侧照向另一侧, 而另一侧的光电晶体管则可 检测到LED所射过来的光. 随分电器轴一起转动的圆形 盘上的长形孔可以让光通过, 但孔与孔间的部分则会阻止 光的通过.因此,当圆盘旋转 时,LED的光便会产生出连 续的交替信号.
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种类 速度传感器 温度传感器 流量传感器 压力传感器
示波器的测量原理和准确性分析
示波器的测量原理和准确性分析示波器是一种广泛应用于电子测量和实验室工作中的仪器，它能够显示各种电信号的波形，并通过这些波形进行电气量的测量与分析。
本文将从示波器的测量原理和准确性两个方面进行探讨。
一、示波器的测量原理示例是基于示波管的电子头技术的。
简单来说，示波器测量的原理是通过将待测信号导入示波器的输入端，经过放大和整形等处理后，送入示波管中，然后在示波管屏上显示出待测信号的波形。
示波管的内部有电子枪，通过这个电子枪可以控制在屏幕上绘制出特定的波形。
示例的测量原理主要包括以下几个重要的步骤：1. 输入信号放大：示波器的输入端接收到待测信号后，会先经过一系列的放大电路进行信号的放大，以增强待测信号的幅度，以便在示波器屏幕上更为清晰地显示出波形。
2. 信号整形：示波器会对输入信号进行整形处理，使其能够适应示波管的工作，通常会将输入信号转换为阶跃信号或者方波信号。
3. 示波管的工作：在示波管屏幕上会形成一定的扫描线，这个扫描线会按照一定的频率从左到右进行扫描，当扫描线经过输入信号的峰值时，示波管会显示出相应的波形。
4. 显示与测量：示波器屏幕上的波形可以通过调整示波器的不同参数来进行放大、缩小、平移等操作，以便更好地观察和分析待测信号的特性。
同时，示波器还可以通过测量功能进行频率、幅度、周期等量的测量。
二、示波器的准确性分析示例在测量中具有很高的准确性和精度，这是因为示波器在制造过程中采用了多种技术手段，并内置了一些校准机制，以保证测量结果的准确性。
以下是影响示波器准确性的几个关键因素：1. 带宽：示波器的带宽是指示波器能够接收和显示的最高频率信号的能力。
示波器的带宽决定了示波器对于高频信号的响应能力，而较低的带宽会导致信号波形失真或者无法显示出来。
2. 垂直分辨率：示波器的垂直分辨率表示示波器在垂直方向上能够显示的最小电压差值。
垂直分辨率较高的示波器可以更好地显示信号的微小变化，从而提高测量的准确性。
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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
此Vc=0，输入电压全落在电阻R上，输出电压也就由0变成Vm。
然后，电容开始充电，其上电压按指数规律上升，而输出电压也就按指数规律下降。
一般经过（3～5）RC时，电容上的电压上升已接近稳态值Vm，输出电压也就下降到接近0，RC越小，这个过程就进行得越快，因而在输出端得到一个正向尖脉冲。
当t=tw时，输入电压从Vm跳变到0，相当于RC被短路，此时电容开始放电，但在t=tw时它还来不及放电，于是它的电压全部加在电阻上，因此输出电压也就由0跳变为–Vm。
接着，电容通过R进行放电，也是经过（3～5）RC后，放电结束，输出电压也是按照指数规律由–Vm上升到0，于是在输出端出现一个负尖脉冲。
2.高频信号输入（tw<<RC）
如果RC比较大，当远远大于tw时，在输出端得到的波形又是另外一个形状了
当t=0时，输入信号由0跳变为Vm，由于电容C上的电压来不及突变，所以输出电压也跳变为Vm。
随后，电容C逐渐充电，但因电容数值大，而脉冲宽度远小于电路的充电时间常数，充电过程只完成了一部分，当t=tw时，电容C 上的电压只增加了一小部分△，相应的在输出端的波形就有一个平顶下降△。
RC越大，这个下降的值也越小，输出波形也就越接近输入波形。
即信号频率越大，用AC耦合方式测量时，输出波形失真越小。
四、结论
DC耦合方式为信号提供直接的连接通路，不管是直流还是交流信号都可以直接到达测试端，所以即便是图中1.5Hz的低频信号也不受影响。
而AC耦合方式则是串联了一个电容，这样，信号的直流分量就会被阻隔，而信号的低频交流分量也将受阻或大为衰减，示波器的低频截止频率就是信号幅度仅为其真实幅度的0.71倍左右的时候对应的频率。
示波器的低频截止频率主要决定于其输入耦合电容的数值大小。
因此在测量低频信号时，特别象6Hz甚至更低的低频信号，肯定会引起波形的失真。
由此可见，在测量低频信号时，最好是采用DC耦合方式测量。
参考文献
[1]亚龙公司数字示波器说明资料.
[2]陈传虞主编.脉冲与数字电路[M].高等教育出版社.。