《信號波形測量一》PPT課件

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1、第7章信號波形測量7.1波形的模擬測量7.2波形的數字測量7.3示波器的原理與設計7.4示波器的應用7.5示波器專題講座什么是波形？幾種典型的波：正弦波方波和矩形波三角波和鋸齒波階躍波和脈沖波調幅波和調頻波什么是波形？正弦波是波形的基本組成，任何非正弦波都可視成是基波和無數不同頻率的諧波分量組成。例如：方波是由基波以及3，5，7，9……次諧波分量遞加而成。1次（基波）3次5次7次方波(2500次)F(x)=2E/Π(sin(ωt)+1/3sin(3ωt)+1/5sin(5ωt)+1/7sin(7ωt)+……)對于非正弦波由最小值過渡到最

2、大值的時間越短，所含的諧波分量也就越多，波形所含諧波的頻率也越高。對于脈沖波占空比越小，波形所含諧波就越多，諧波頻率分量也越高。7.1波形的模擬測量7.1.1CRT由電子槍、偏轉系統(tǒng)和熒光屏三部分組成。后加速極A3FKG1G2A1A2Y偏轉板X偏轉板輝度聚焦輔助聚焦+E-E熒光屏電子槍偏轉系統(tǒng)熒光屏1電子槍作用：發(fā)射電子并形成很細的高速電子束。由燈絲F、陰極K、柵極G1和G2和陽極A1、A2組成。通過調節(jié)G1對K的負電位可控制電子束的強弱，從而調節(jié)光點的亮度，即進行“輝度”控制。調節(jié)A1的電位器稱為“聚焦”旋鈕，通過對它進行調節(jié)可調節(jié)G

3、2與A1和A1與A2之間的電位；調節(jié)A2電位的旋鈕稱為“輔助聚焦”。電子束聚焦的原理是，電子從陰極K發(fā)射，經G1、G2、A1、A2聚焦和加速后進入偏轉系統(tǒng)。2偏轉系統(tǒng)兩對相互垂直的平行金屬板，垂直偏轉板和水平偏轉板。電壓?偏轉?偏轉距離。偏轉距離與偏轉電壓成正比。偏轉靈敏度（cm/V）：為提高偏轉靈敏度，Y偏轉板靠近電子槍，而X偏轉板在Y的右邊。偏轉板至熒光屏之間加一個后加速陽極A3。3熒光屏將電信號變?yōu)楣庑盘栞x度調節(jié)、余輝效應L：偏轉板長度；S：偏轉板中心到屏幕中心距離；b：偏轉板間距；Va：陽極A2上的電壓。偏轉靈敏度越大，示波管越

4、靈敏。其倒數為偏轉因數。7.1.2波形顯示的基本原理1．顯示隨時間變化的圖形（1）Ux、Uy為固定電壓(a)Ux=0、Uy=0(b)Ux=0、Uy=常量xy（2）X、Y偏轉板上分別加變化電壓Uy0123401324Uy-UytUx0123401324Ux-Uxt（2）X、Y偏轉板上分別加變化電壓（續(xù)）Y偏轉板加正弦波，X偏轉板加鋸齒波，熒光屏上將顯示出被測信號隨時間變化的一個周期的波形曲線。tUy0123401324Uy-Uyt0UxUx-Ux（2）X、Y偏轉板上分別加變化電壓（續(xù)）李沙育（Lissajous）圖形顯示，常用在相位和頻率

5、測量中兩信號的初相相同，且在X、Y方向的偏轉距離相同，在熒光屏上畫出一條與水平軸呈45度角的直線。t0123401234uytux01234ut0123401234yux01234024兩信號的初相相差90度，且在X、Y方向的偏轉距離相同，在熒光屏上畫出的圖形為圓。7.1.2波形顯示的基本原理（續(xù)）3．掃描的概念在X偏轉板上加一個隨時間線形變化的電壓，光點在水平方向的偏移距離為：光點在鋸齒波作用下掃動的過程稱“掃描”，實現(xiàn)掃描的鋸齒波電壓稱“掃描電壓”，光點自左向右的掃動稱為“掃描正程”，自右迅速返回左端起掃點的過程稱為“掃描逆程”。掃

6、描過程的增輝（逆程消隱）：為使回掃產生的波形不在熒光屏上顯示，可以設法在掃描正程期間，給示波器增輝。t015234678012345678uytuxTyTx=2Ty不增輝產生回掃線4．同步的概念n=2Tx=nTy，掃描電壓與被測電壓“同步”。熒光屏上將穩(wěn)定顯示n個周期的被測信號波形。7.1.2波形顯示的基本原理（續(xù)）ut015(6)234789012345678uytxTy54Tx=101110911TyTx≠nTy，不滿足同步關系時，顯示的波形不穩(wěn)定。5．連續(xù)掃描和觸發(fā)掃描TsT=Tstt被測脈沖連續(xù)掃描t不能觀測到脈沖細節(jié)7.1.2

7、波形顯示的基本原理（續(xù)）T=t波形顯示暗，不容易同步Tstt被測脈沖連續(xù)掃描，T=tt占空比很小的脈沖觸發(fā)掃描使掃描脈沖只在被測脈沖到來時才掃描一次；沒有被測脈沖時，掃描發(fā)生器處于等待工作狀態(tài)。第7章信號波形測量7.1波形的模擬測量7.2波形的數字測量7.3示波器的原理與設計7.4示波器的應用7.5示波器專題講座7.2波形的數字測量波形數字測量的基本流程①等間隔進行采樣及A/D轉換②順序存儲采樣數據③讀取采樣數據處理并構建波形1．采樣定理7.2波形的數字測量7.2.1信號采集采樣定理，又稱香農采樣定理，奈奎斯特采樣定理：如果信號是帶限的

8、（0~fmax），并且采樣頻率高于信號帶寬的兩倍，那么原來的連續(xù)信號可以從采樣樣本中完全重建出來。1．采樣定理7.2波形的數字測量7.2.1信號采集混疊是指當采樣率低于實際信號最高頻率2倍（奈奎斯特頻率）時