示波器原理和使用
示波器(Oscilloscope)是一種用于觀測和測量電信號波形和電信號參數(shù)的儀器。它通過將電信號轉(zhuǎn)換為可見的波形圖形,可以直觀地顯示信號的幅度、頻率、相位等各種信息,被廣泛應(yīng)用于電子工程、通信工程、醫(yī)療、科研等領(lǐng)域。
示波器的原理:
1.電子垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng):示波器通過垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)來測量和顯示電壓的幅度。當(dāng)輸入信號通過垂直放大器放大后,輸入的電壓信號能夠通過垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)分配到垂直偏轉(zhuǎn)板上,電子束在垂直偏轉(zhuǎn)板的作用下,形成顯示屏上的垂直坐標(biāo)。
2.時(shí)間基準(zhǔn)系統(tǒng):示波器通過時(shí)間基準(zhǔn)系統(tǒng)來測量和顯示信號的時(shí)間軸。時(shí)間基準(zhǔn)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間基準(zhǔn)信號,然后將其通過垂直放大器放大并施加到電子束位置的水平偏轉(zhuǎn)板上,經(jīng)過水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)作用后,電子束能夠在顯示屏上的水平坐標(biāo)軸上移動。
3.水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng):水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以控制電子束在水平方向上的掃描速度,從而實(shí)現(xiàn)獲取不同時(shí)間分辨率下的波形數(shù)據(jù)。
4.觸發(fā)系統(tǒng):示波器通過觸發(fā)系統(tǒng)來確定要顯示的電信號的起始點(diǎn)。觸發(fā)系統(tǒng)分析輸入信號,只有當(dāng)滿足觸發(fā)條件時(shí),示波器才會顯示該信號。這樣可以確保測量結(jié)果的可靠性和穩(wěn)定性。
5.顯示系統(tǒng):示波器的顯示系統(tǒng)將經(jīng)過垂直和水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制后的電子束,投影到示波器的顯示屏上生成波形圖形。
示波器的主要組成部分:
- 輸入部分:示波器的輸入部分通常由輸入接頭、輸入保護(hù)電路和放大器組成。輸入接頭用于連接待測電路,輸入保護(hù)電路用于保護(hù)示波器和被測電路,放大器則主要負(fù)責(zé)信號放大。
- 垂直放大器:垂直放大器是示波器中的一個(gè)關(guān)鍵組成部分,負(fù)責(zé)將輸入的小信號放大到適當(dāng)?shù)姆?,以便于顯示。
- 取樣系統(tǒng):取樣系統(tǒng)負(fù)責(zé)按照時(shí)間基準(zhǔn)系統(tǒng)提供的時(shí)鐘信號對輸入信號進(jìn)行抽樣。取樣系統(tǒng)通常由采樣開關(guān)和存儲器組成。
- 數(shù)字轉(zhuǎn)換器:數(shù)字轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,以便于后續(xù)的數(shù)字處理和顯示。
- 水平系統(tǒng):水平系統(tǒng)負(fù)責(zé)控制水平偏轉(zhuǎn),使得波形能夠在顯示屏上水平掃描。
- 觸發(fā)系統(tǒng):觸發(fā)系統(tǒng)通過設(shè)置觸發(fā)電平、觸發(fā)模式等參數(shù)來確定顯示信號的起始點(diǎn)。
- 顯示系統(tǒng):顯示系統(tǒng)將經(jīng)過垂直和水平系統(tǒng)控制后的電子束投影到顯示屏上,形成波形圖形。
- 控制和處理系統(tǒng):控制和處理系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收用戶輸入的控制信號,對示波器的各項(xiàng)功能進(jìn)行控制,并將處理過的信號發(fā)送到顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示。
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