示波器波形顯示的基本原理

2020-11-24 電子產品世界

由示波管的原理可知，一個直流電壓加到一對偏轉板上時，將使光點在螢光屏上產生一個固定位移，該位移的大小與所加直流電壓成正比。如果分別將兩個直流電壓同時加到垂直和水平兩對偏轉板上，則螢光屏上的光點位置就由兩個方向的位移所共同決定。

如果將一個正弦交流電壓加到一對偏轉板上時，光點在螢光屏上將隨電壓的變化而移動。當垂直偏轉板上加一個正弦交流電壓時，在時間t=0的瞬間，電壓為Vo(零值)，螢光屏上的光點位置在坐標原點0上，在時間t=1的瞬間，電壓為V1(正值)，螢光屏上光點在坐標原點0點上方的1上，位移的大小正比於電壓V1;在時間t=2的瞬間，電壓為V2(最大正值)，螢光屏上的光點在坐標原點0點上方的2點上，位移的距離正比於電壓V2;以此類推，在時間t=3，t=4，…，t=8的各個瞬間，螢光屏上光點位置分別為3、4、…、8點。在交流電壓的第二個周期、第三個周期……都將重複第一個周期的情況。如果此時加在垂直偏轉板上的正弦交流電壓之頻率很低，僅為lHz～2Hz，那麼，在螢光屏上便會看見一個上下移動著的光點。這光點距離坐標原點的瞬時偏轉值將與加在垂直偏轉板上的電壓瞬時值成正比。如果加在垂直偏轉板上的交流電壓頻率在10Hz～20Hz以上，則由於螢光屏的餘輝現象和人眼的視覺暫留現象，在螢光屏上看到的就不是一個上下移動的點，而是一根垂直的亮線了。該亮線的長短在示波器的垂直放大增益一定的情況下決定於正弦交流電壓峰一峰值的大小。如果在水平偏轉板上加一個正弦交流電壓，則會產生相類似的情況，只是光點在水平軸上移動罷了。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201701/337379.htm

如果將一隨時間線性變化的電壓(如鋸齒波電壓)加到一對偏轉板上，則光點在螢光屏上又會怎樣移動呢?當水平偏轉板上有鋸齒波電壓時，在時間t=0瞬間，電壓為Vo(最大負值)，螢光屏上光點在坐標原點左側的起始位置(零點上)，位移的距離正比於電壓Vo;在時間t=1的瞬間，電壓為V1(負值)，螢光屏上光點在坐標原點左方的1點上，位移的距離正比於電壓V1;以此類推，在時間t=2，t=3，...,t=8的各個瞬間，螢光屏上光點的對應位置是2、3、…、8各點。在t=8這個瞬間，鋸齒波電壓由最大正值V8躍變到最大負值Vo，則螢光屏上光點從8點極其迅速地向左移到起始位置零點。如果鋸齒波電壓是周期性的，則在鋸齒波電壓的第二個周期、第三個周期、……都將重複第一個周期的情形。如果此時加在水平偏轉板上的鋸齒波電壓頻率很低，僅為1Hz ～2Hz，在螢光屏上便會看見光點自左邊起始位置零點向右邊8點處勻速地移動，隨後光點又從右邊8點處極其迅速地移動到左邊起始位置零點。上述這個過程稱為掃描。在水平軸加有周期性鋸齒波電壓時，掃描將周而復始地進行下去。光點距離起始位置零點的瞬時值，將與加在偏轉板上的電壓瞬時值成正比。如果加在偏轉板上的鋸齒波電壓頻率在10Hz～20Hz以上，則由於螢光屏的餘輝現象和人眼的視覺暫留現象，就看到一根水平亮線，該水平亮線的長度，在示波器水平放大增益一定的情況下決定於鋸齒波電壓值，鋸齒波電壓值是與時間變化成正比的，而螢光屏上光點的位移又是與電壓值成正比的，因此螢光屏上的水平亮線可以代表時間軸。在此亮線上的任何相等的線段都代表相等的一段時間。

如果將被測信號電壓加到垂直偏轉板上，鋸齒波掃描電壓加到水平偏轉板上，而且被測信號電壓的頻率等於鋸齒波掃描電壓的頻率，則螢光屏上將顯示出一個周期的被測信號電壓隨時間變化的波形曲線(如圖5-6所示)。由圖5-6所示可見，在時間t=0的瞬間，信號電壓為Vo(零值)，鋸齒波電壓為V0′(負值)，螢光屏上光點在坐標原點左面，位移的距離正比於電壓V0′;在時間t=1的瞬間，交流電壓為V1(正值)，鋸齒波電壓為V1′(負值)，螢光屏上光點在坐標的第Ⅱ象限中。同理，在時間t=2，t=3，…，t=8的瞬間，螢光屏上光點分別位於2，3，…，8點。在t=8瞬間，鋸齒波電壓由最大正值V8′跳變到最大負V0′，因而螢光屏上的光點也從8點極其迅速地向左移到起始位置0點。以後，在被測周期信號的第二個周期、第三個周期……都重複第一個周期的情形，光點在螢光屏上描出的軌跡也都重疊在第一次描出的軌跡上。所以，螢光屏上顯示出來的被測信號電壓是隨時間變化的穩定波形曲線。

由上述可見，為使螢光屏上的圖形穩定，被測信號電壓的頻率應與鋸齒波電壓的頻率保持整數比的關係，即同步關係。為了實現這一點，就要求鋸齒波電壓的頻率連續可調，以便適應觀察各種不同頻率的周期信號。其次，由於被測信號頻率和鋸齒波振蕩信號頻率的相對不穩定性，即使把鋸齒波電壓的頻率臨時調到與被測信號頻率成整倍數關係，也不能使圖形一直保持穩定。因此，示波器中都設有同步裝置。也就是在鋸齒波電路的某部分加上一個同步信號來促使掃描的同步，對於只能產生連續掃描(即產生周而復始連續不斷的鋸齒波)一種狀態的簡易示波器(如國產SB-10型示波器等)而言，需要在其掃描電路上輸入一個與被觀察信號頻率相關的同步信號，當所加同步信號的頻率接近鋸齒波頻率的自主振蕩頻率(或接近其整數倍)時，就可以把鋸齒波頻率「拖入同步」或「鎖住」。對於具有等待掃描(即平時不產生鋸齒波，當被測信號來到時才產生一個鋸齒波進行一次掃描)功能的示波器(如國產ST-16型示波器、SBT-5型同步示波器、SR-8型雙蹤示波器等等)而言，需要在其掃描電路上輸入一個與被測信號相關的觸發信號，使掃描過程與被測信號密切配合。這樣，只要按照需要來選擇適當的同步信號或觸發信號，便可使任何欲研究的過程與鋸齒波掃描頻率保持同步。

相關焦點

  • 示波器顯示波形的原理
    打開APP 示波器顯示波形的原理 本站 發表於 2008-12-03 14:39:01 示波器顯示波形的原理如果只在豎直偏轉板上加一交變的正弦電壓，則電子束的亮點將隨電壓的變化在豎直方向來回運動，如果電壓頻率較高，則看到的是一條豎直亮線，如圖1６－2所示。
  • 示波器顯波形的原理是什麼
    我們在使用示波器的時候對於示波器顯波形原理是什麼都了解過嗎?下面小編就來為大家具體介紹一下吧。示波管是示波器的關鍵部件，當電子槍被加熱發出電子束後，經電場加速打在螢光屏上就形成一個亮點，電子束在到達螢光屏之前要經過兩對相互垂直的電偏轉板，如果沒有偏轉電場的作用，電子束將打在螢光屏的中央;如果施加了偏轉電場，電子束(亮點)的位置就會發生偏移。
  • 示波器的原理及基本組成
    常用的電子測量儀器有萬用表、邏輯筆、普通示波器、存儲示波器、邏輯分析儀等。萬用表和邏輯筆使用方法比較簡單，而邏輯分析儀和存儲示波器目前在數字電路教學實驗中應用還不十分普遍。示波器是一種使用非常廣泛，且使用相對複雜的儀器。本章從使用的角度介紹一下示波器的原理和使用方法。
  • 示波器的波形算法
    這篇文章我們將討論示波器如何針對多次採集的波形通過適當算法產生新的波形，獲得特別的應用價值。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201702/338119.htm提到波形算法，容易想到示波器裡數學運算功能「math」可以實現幾十種的算法，完全滿足應用需要，其中有個特色算法就是實時的FFT算法，可以實時顯示頻譜，實現時域和頻域聯調的功能。
  • 電子示波器的基本原理
    ①顯示被測信號的波形，並可測量其瞬時值。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201701/337741.htm　　②測量頻帶寬，波形失真小。　　③靈敏度高，且有較強的過載能力。　　④輸人阻抗高，對被測電路的影響小。　　為適應各種測試需要，電子示波器種類繁多。
  • 詳解示波器波形粗細屬性
    示波器波形展示了真實的電子信號。在評估示波器性能時，可以考察它顯示與目標信號形狀相同的波形的能力。假設示波器具備足夠的基本技術指標——例如帶寬、採樣率和等頻率響應，示波器應當顯示粗波形還是細波形更好一些？這個問題的答案與大部分工程學問題一樣：「視具體情況而定」。
  • 數字存儲示波器原理_數字存儲示波器特點
    這類示波器通常具有程控和遙控能力，通過GPIB接口還可將數據傳輸到計算機等外部設備進行分析處理。 　　數字存儲示波器以數字形式存儲信號波形，再作顯示，因此波形可穩定保留在顯示屏上，供使用者分析。數字存儲示波器中的微處理器可對記錄波形作自動計算，在顯示屏上同時顯示波形的峰－峰值、上升時間、頻率甚至均方根值等。通過計算機接口可將波形送至印表機或計算機作進一步處理。
  • 怎麼使用示波器抓取瞬態波形
    示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在塗有螢光物質的屏面上，就可產生細小的光點（這是傳統的模擬示波器的工作原理）。在被測信號的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。 　　如何使用示波器捕捉波形？
  • 5分鐘讀懂示波器的工作原理
    如果你還不明白示波器的工作原理到底是咋樣的，就抓緊跟著小編一起來學習一下吧~本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201608/295704.htm　　首先示波器從設計原理上分為模擬示波器和數字示波器兩種，這個想必大家都清楚。最早出現的示波器為模擬示波器，而今由於帶寬等問題，模擬示波器已經漸漸被淘汰。那模擬示波器的原理是怎麼樣的呢?
  • 雙蹤示波器的使用方法及步驟分析(基本結構,工作原理及優點)
    雙蹤示波器是一種應用十分廣泛的電子測量儀器，它能更加準確的展現出人們肉眼看不到的電現象的變化。技術瞬息萬變，雙蹤示波器的最新應用也層出不窮。下面我們來看看關於雙蹤示波器的工作原理、結構、優點以及使用方法及步驟。
  • 示波器的原理和使用
    上面介紹了示波器測量電壓的原理，接下來介紹螢光屏上顯示波形的原因。示波器的原理和使用--示波器的使用　　用示波器能觀察各種不同電信號幅度隨時間變化的波形曲線，在這個基礎上示波器可以應用於測量電壓、時間、頻率、相位差和調幅度等電參數。下面介紹用示波器觀察電信號波形的使用步驟。　　1 示波管和電源系統　　1)電源(Power)-示波器主電源開關。當此開關按下時，電源指示燈亮，表示電源接通。
  • 示波器工作原理
    常用的電子測量儀器有萬用表、邏輯筆、普通示波器、存儲示波器、邏輯分析儀等。。示波器是一種使用非常廣泛，且使用相對複雜的儀器。今天小編帶大家了解示波器的工作原理。示波器工作原理 ——基本組成　　從上一小節可以看出，只要控制X軸偏轉板和Y軸偏轉板上的電壓，就能控制示波管顯示的圖形形狀。我們知道，一個電子信號是時間的函數f(t)，它隨時間的變化而變化。因此，只要在示波管的X軸偏轉板上加一個與時間變量成正比的電壓，在y軸加上被測信號(經過比例放大或者縮小)，示波管屏幕上就會顯示出被測信號隨時間變化的圖形。
  • 示波器的那些事-示波器的波形
    複合波 某些波形把正弦波、方波、階躍和脈衝的特點結合在一起，得到複雜的波形。信號信息嵌入的形式可以是幅度、相位和/或頻率變化。例如，儘管圖中的信號是普通的合成視頻信號，但它有嵌入到低頻包絡中的多個高頻波形周期組成。
  • 示波器原理—不懂就要看哦~~~
    本文從使用的角度介紹一下示波器的原理。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/269912.htm1.示波器原理—簡介　　示波器，是顯示被測量的瞬時值軌跡變化情況的電子測量儀器。利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在塗有螢光物質的屏面上，就可產生細小的光點。
  • 示波器原理
    打開APP 示波器原理 姚遠香 發表於 2018-12-10 16:26:52
  • 示波器的原理及應用
    它是觀察數字電路實驗現象、分析實驗中的問題、測量實驗結果必不可少的重要儀器本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/272995.htm示波器的原理及應用--工作原理　　示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在塗有螢光物質的屏面上，就可產生細小的光點。
  • 示波器的工作原理
    常用的電子測量儀器有萬用表、邏輯筆、普通示波器、存儲示波器、邏輯分析儀等。萬用表和邏輯筆使用方法比較簡單，而邏輯分析儀和存儲示波器目前在數字電路教學實驗中應用還不十分普遍。示波器是一種使用非常廣泛，且使用相對複雜的儀器。本章從使用的角度介紹一下示波器的原理和使用方法。
  • 如何測試示波器的波形捕獲率
    波形捕獲率概念波形捕獲率是個什麼概念呢？波形捕獲率是相對於數字示波器來說的。數字示波器採樣、處理數據、把數據在屏幕上顯示出來都是需要時間的。我們也可以這樣理解，示波器會眨眼睛。它們會每秒睜開眼睛多少次，來捕獲信號，其間則會閉上眼睛去處理數據，把數據顯示到屏幕上。
  • 使用示波器觀察波形的頻率成分
    檢查波形的頻率成分能夠揭示出在普通的示波器圖形中難以察覺的重要信息。FFT實際上顯示的是波形的頻率成分。在TDS 3000系列示波器上可以藉助傳感器將機械振動作為振動波顯示出來。這個總的振動信號波是由機械系統內各個零件發出的振動分量組成的。可以用FFT圖觀察和分析各個振動分量。例如，信號分析可用於確定系統內滾柱軸承的超量振動。
  • 示波器的種類及基本組成詳細介紹
    按顯示信號的數量來分，有單蹤示波器(只顯示一個信號)、 雙蹤示波器(可同時顯示兩個信號)，還有多蹤示波器(可同時顯示多個信號的波形)。從電路結構來分，有電子管示波器、電晶體示波器和集成電路示波器。從測量功能來分，有模擬示波器和數字式記憶示波器。數字式記憶示波器是將測量的信號數位化以後暫存在存儲器中，然後再從存儲器中讀出顯示在示波管上。