示波器的那些事-示波器的波形

2020-12-05 電子產品世界

波形形狀揭示了信號的大量信息。在任何時候，在您看到波形高度變化時，你就知道電壓已經變化。在任何時候，在有一條平坦的橫線時，您就知道在這段時間內沒有任何變化。平直的對角線表示線性變化，表示電壓以穩定的速率上升或下降。波形上的銳角表明突然變化。

波的類型

您可以把大多數波分成下面幾類：

1、正弦波

2、方波和矩形波

3、鋸齒波和三角波

4、階躍和脈衝狀

5、周期信號和非周期信號

6、同步信號和異步信號

7、複合波

正弦波

基於多種原因，正弦波是基礎波形。它擁有和諧的數學特點，在三角波教學中，您可能已經學同樣的正弦形狀。牆上插座中的電壓以正弦波形式變化。信號發生器的振蕩器電路生成的信號通常是正弦波。大多數AC電源生成正弦波。（AC表示交流，當然電壓也會交替。DC表示直流，意味著穩定的電流和電壓，如電池生成的電流和電壓。）

阻尼正弦波是電路中可能會看到的一個特例，它會振蕩，但隨著時間推移而逐漸減少。

方波和矩形波

方波是另一種常見的波形。基本上，方波是一種以定期間隔開關（或變高和變低）的電壓。它是放大器測試使用的標準波，好的放大器會以最小的失真提高方波的幅度。電視、廣播和計算機電路通常定時信號中使用方波。

矩形波與方波類似，但高低的時間間隔長度不等。在分析數字電路時，矩形波特別重要。

鋸齒波和三角波

鋸齒波和三角波來自為線性控制電壓設計的電路，如模擬示波器的水平掃描或電視的光柵掃描。這些波電壓電平之間的跳變會以恆定速度變化。這些跳變稱為斜波。

階躍和脈衝形狀

發生很少或非定期發生的信號（如階躍和脈衝）稱為單次信號或瞬態信號。階躍表示電壓突然變化，與打開電源開關時看到的電壓變化類似。

脈衝表示電壓突然變化，與打開電源開關、然後再關上電源開關時看到的電壓變化類似。脈衝可能表示經過計算機電路傳送的一比特信息，也可能是電路中的一個毛刺或缺陷。一起傳送的脈衝集合會構成一個脈衝串。計算機中的數字器件使用脈衝互通。這些脈衝可以採取串行數據流的形式，也可以使用多條信號線，表示並行數據總線中的值。脈衝在X射線、雷達和通信設備中也十分常見。

周期信號和非周琪信號

重複的信號稱為周期信號，一直變化的信號則稱為非周期信號。靜態照片可以比作周期信號，而動畫則相當於非周期信號。

同步信號和異步信號

在兩個信號之間存在定時關係時，這些信號稱為同步信號。計算機內部的時鐘、數據和地址信號都是同步信號。

異步信號用來描述之間不存在定時關係的信號。由於觸摸計算鍵盤上的鍵這種操作與計算機內部的時鐘之間沒有時間相關，因此這些操作被視為異步信號。

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。

在這個實例中，通常最為重要的是要了解階躍之間的相對電平和定時關係，為觀察這個信號，您需要一臺示波器，捕獲低頻包絡，採取輝度等級方式混合到高頻波中，從而可以作為目視解釋的圖像，看到整體組合。數字螢光示波器最適合觀察複合波，如視頻信號，如圖所示。其顯示畫面提供了必要的發生頻率信息或輝度等級，這對了解波形實際操作至關重要。

某些示波器允許以特定方式顯示特定的複合波形類型。例如，電信數據可以顯示眼圖或星座圖。

電信數字數據信號可以在示波器上顯示為特殊類型的波形，稱為眼圖。眼圖這一名稱源于波形類似於一串眼睛，如圖所示。在來自接收機的數字數據被採樣，並應用到垂直輸入時，會生成眼圖，同時數據速率用來觸發水平掃描。眼圖顯示一個比特或一個單位間隔的數據，所有可能的邊沿跳變和狀態都疊加在一個全面的視圖中。

星座圖表示數字調製方案調製的信號，如正交幅度調製或相移鍵控。

總結

本章內容介紹示波器的波形

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