《示波器的使用》PPT課件

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1、第6章頻率（時間）與相位測量6.1時頻標準及測量方法6.2電子計數(shù)器測頻率6.3電子計數(shù)器測時間6.4電子計數(shù)器測相位自然界中，周期現(xiàn)象普遍。而頻率和周期是從不同兩個側(cè)面來描述周期現(xiàn)象的，二者互為倒數(shù)關系。周期實質(zhì)上是時間（即時間間隔），而時間是國際單位制中七個基本物理量之一，單位為秒，用s表示。相位與時間也是密切相關的，其關系表述為：式中的表示相位，f和T分別是頻率和周期。所以，f、T、三個量可歸結為一個量的測量問題。在電子技術領域內(nèi)，頻率是最基本的參數(shù)之一，它指單位時間內(nèi)周期變化或振蕩的次數(shù)，許多電參數(shù)的測量方案及結果都與之密切相關。故頻率測量十分重

2、要，且目前頻率測量在電測量中精確度最高。6.1時頻標準及測量方法6.1.1頻段的劃分頻段劃分：國際上規(guī)定30KHz以下為甚低頻、超低頻，30KHz以上每10倍依次劃分為低、中、高、甚高、特高、超高等頻段(微波技術按波長劃分)。一般電子技術中，20Hz～20KHz內(nèi)稱音頻，20Hz～10MHz內(nèi)稱視頻，而30KHz～幾十GHz內(nèi)稱射頻。電子測量技術也有按30KHz（或100KHz）為界來劃分，30KHz以下為低頻，30KHz以上為高頻。6.1.2頻率或時間標準宏觀時標：天文秒人類早期以太陽“運動”較為均勻建立計時標準：零類世界時（記作UTo）：太陽出現(xiàn)于天

3、頂?shù)钠骄芷冢雌骄柸眨┑?6400分之一定為一秒，準確度在量級。第一世界時（記作UT1）：對地球受極運動（即極移引起的經(jīng)度變化）的影響加以修正。第二世界時（記作UT2）：地球自轉(zhuǎn)，再進行季節(jié)性、年度性變化校正，穩(wěn)定度在3×。歷書時（記作ET）：地球公轉(zhuǎn)，以1900回歸年的31556925.9747分之一作為歷書時的秒，其標準度可達±1×。注意：需精密的天文觀測，手續(xù)煩雜，準確度有限，不便于作為測量過程的參照標準。6.1.2頻率或時間標準（續(xù)）微觀時標：原子秒原子時（記作AT）：以原子或分子內(nèi)部能級躍遷所輻射或吸收的電磁波的頻率作為基準。銫-133（

4、）原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應的9192631770個周期的持續(xù)時間為一秒，其準確度可達量級。注意：①原子時穩(wěn)定，是由原子本身結構及其運動的永恒性決定的。自1972年1月1日零時起，由天文秒改為原子秒，使時間標準由實物基準轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀换鶞省＂陔娮觾x器常采用石英頻率標準。原因在于：石英晶體的機械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性很高，振蕩頻率受外界因數(shù)的影響較小，因而較穩(wěn)定；石英頻標發(fā)展快，六十年來將準確度和穩(wěn)定度提高了4個數(shù)量級；石英晶體振蕩器結構簡單，制造、維護、使用方便，且準確度能滿足大多數(shù)測量要求。故，作為一種次級標準，已成為最常用的頻標。（時標就是頻標）6

5、.1.3頻率（時間）測量方法1.直讀法工程中，常用電動系頻率表測量工頻信號的頻率，并用電動系相位表測量相位。因指針式電工儀表的操作簡便、成本低，能滿足工程測量的準確度。2.電路參數(shù)測量法通過測電路參數(shù)來測頻。電橋法：把被測作交流電橋的電源，調(diào)節(jié)橋臂參數(shù)使電橋平衡，由平衡條件得被測頻率。此法誤差較大，已很少用。（見第二章）諧振法：將被測作諧振電路的電源，通過改變電路參數(shù)使電路諧振，由電路參數(shù)可得被測頻率。兩種方法都可在所調(diào)節(jié)的電路參數(shù)上直接按頻率刻度，測量時可直接讀出結果。6.1.3頻率（時間）測量方法（續(xù)）3.示波器法（1）直接測量法方法：掃描微調(diào)置“校

6、正”位，調(diào)“時基開關”（即掃描速度），使屏上顯示適中穩(wěn)定的波形，由屏上讀得的一個周期的距離（單位cm）和時基開關檔位（單位s/cm）可得：式中T為被測周期（單位s），S為掃描速度（單位s/cm）。若使用“X擴展”，則應除以擴展系數(shù)。被測信號頻率為：（6-3）6.1.3頻率（時間）測量方法（續(xù)）（2）時標法原理：在掃描發(fā)生器控制下，掃描正程期間時標發(fā)生器工作，產(chǎn)生方波（或正弦波）時標信號，加在示波管的控制柵極進行輝度調(diào)節(jié)，則屏上顯示的被測波形明暗相間（時標信號周期遠小于被測信號周期），其一明一暗正好是時標信號周期，從而被測信號周期為：式中To為時標信號周期

7、；n為T內(nèi)的標記數(shù)。注意：需對掃描速度校準，其準確度還與示波器分辨率和掃描線性及放大器增益穩(wěn)定性有關，但可克服掃描非線性所引起的誤差。（3）李沙育圖形法示波器工作在“X－Y”方式，Y和X中必有一個為標準頻率信號，且對波形、幅值、頻率都有一定要求。但測量的頻率范圍不寬。6.1.3頻率（時間）測量方法（續(xù)）（4）相位測量a.單蹤示波器法將被測二信號先后接入Y輸入進行顯示，記住第一個輸入信號顯示時的位置，則顯示第二個輸入信號時就可讀出相位差對應的距離，同時再讀出信號一個周期的距離，則被測結果為：此法可測三相交流信號的相序。此法較為費時，操作也相對復雜。b.雙蹤

8、示波器法雙蹤或雙線示波器測信號的相位差非常方便（見第四章）。c.李沙育圖形法示波