示波器函数发生器的介绍名师优质课赛课一等奖市公开课获奖课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,示波器函数发生器介绍,第1页,模拟示波器原理及基本结构,将电信息变为光信息，用来显示波形和参数,待测信号输入和预处理通道，用来耦合、放大、衰减和切换（多通道输入时）被测信号,用来产生代表时间轴扫描时基信号，并提供同时、触发信号，确保波形清楚、稳定地显示,第2页,数字存放示波器原理及基本结构,转变为数字信号,第3页,水平通道,垂直通道,示波器中几个主要概念,第4页,时基,触发,示波器中几个主要概念-水平通道,第5页,示波器水平通道-时基,正程期间，扫描电压从0v线性地增大到Uxm，对应光点从显示器左端移到右端,逆程期间光点又很快地从右端返回到左端（称之为回扫线），然后开始下一个周扫描，周而复始，形成一条代表时间改变水平扫描线。,实际示波器都会将逆程期回归线消隐而不显示出来,时基发生器产生锯齿波,第6页,示波器水平通道-时基,第7页,示波器水平通道-时基,第8页,示波器水平通道-时基,第9页,示波器水平通道-时基,“时基旋钮”:通惯用“Time/div”标出，它代表光点每扫过显示器一个分度（一格）所需要时间。,第10页,示波器水平通道-触发,触发：决定了时基信号扫描起点时刻，确保波形稳定显示；,触发扫描：目标是将触发信号作用于时基发生器，来控制扫描信号起点，强制扫描电压与被测信号同时，从而确保稳定而清楚地显示波形；,第11页,示波器水平通道-触发,同时,第12页,示波器水平-触发,不一样时,第13页,示波器水平通道-触发,触发源（Trigger Source）：,内触发（INT Trig）,CH1,CH2,交替,电源触发（AC Trig）,外触发（EXT Trig）,第14页,示波器水平通道-触发,触发类型（Trigger Type）：,边缘触发（Edge Trig）,视频触发（TV Trig）,分为上升沿触发（或正斜波触发）和下降沿触发（或负斜波触发）。,普通情况下，都采取边缘触发,第15页,示波器水平通道-触发,扫描方式（Sweep Mode）（触发方式）：,自动（Auto）,常态（Norm）,单次（Single）,普通情况下，将示波器置于自动方式，使显示器一直有扫描线存在,在没有触发信号（如观察直流信号时）或信号不够触发电平时，为防止显示器出现一个点或一条竖线显示，“时间基线发生器”自激产生扫描信号，用户能够看到扫描线，然后调整触发电平，使波形稳定显示。,在无触发信号时，扫描电路处于等候（准备）状态，此时屏幕不出现扫描线。一旦触发信号到来，才出现扫描线，并马上进入正常显示波形。,接到触发信号后，开启单次扫描，扫描一周后又马上停顿（不产生周期重复锯齿波）。单次扫描方式用于捕捉突发、非重复性瞬态信号。,第16页,示波器几个主要概念垂直通道,垂直灵敏度,通道切换开关,耦合方式（Coupled Mode）,位置（Position）,探头,带宽,第17页,示波器垂直通道垂直灵敏度,垂,直,通,道,示,意,图,比如：示波器上垂直灵敏度选为0.2V/div，波形在显示器上垂直偏转为5.3div，那么输入信号峰峰值为：,U,ipp,=5.3（div）0.2（V/div）=1.06V,第18页,示波器垂直通道通道切换开关,垂,直,通,道,示,意,图,单踪显示,双踪显示,CH1+CH2,CH1-CH2,必须将CH1、CH2两个通道电压灵敏度旋钮调到一样大,第19页,接地方式。当耦合开关置“接地”时，输入信号与示波器断开，示波器垂直通道输入端接地，此时扫描时基线将出现在显示器正中间。,示波器垂直通道耦合方式,垂,直,通,道,示,意,图,交流耦合方式（AC耦合）。信号经过隔直流电容耦合到示波器上，信号中直流分量被阻挡，信号中含有频率很低分量也将产生畸变。,直接耦合方式（DC耦合）。此时信号是直通，信号中全部成份，包含直流分量都能够加到示波器上。,“接地方式”非常实用，比如一时找不到扫描线时（可能偏到显示器外边），可将耦合方式置“地”，扫描线就会马上回到显示器中央，而被发觉。,第20页,示波器垂直通道耦合方式,经AC耦合后，直流电平被革除，信号平均值变为0,当输入信号频率很低，脉宽很宽时，因为电容器充放电影响，使信号顶部降落而产生畸变（失真）,这是DC耦合信号，含直流电平,在需要观察信号直流电平或极低频率分量时，必须置“DC”挡；当不需要观察直流分量，信号频率又不很低时（普通高于几十赫兹），用AC耦合；当直流分量很大，交流分量很小时，必须用AC耦合，以将直流成份隔掉，将交流分量放大。,第21页,示波器垂直通道耦合方式,A+a,a,t,U,0,U=A,sin,t V,1,U=(a+A,sin,t)V,2,A,t,U,0,第22页,示波器垂直通道耦合方式,AC耦合:,DC耦合:,A+a,a,t,U,0,U=A,sin,t V,1,U=(a+A,sin,t)V,2,U=(a+A,sin,t)V,2,U=A,sin,t V,1,A,t,U,0,第23页,U=(10+0.1,sin,t)V,DC耦合,AC耦合,示波器垂直通道耦合方式,U,0,t,第24页,探头是示波器与被测电路连接电缆；,探头屏蔽要好，以减小外来杂波干扰；,所选取探头要与示波器输入阻抗相匹配。,1：1探头，也称1探头，它是一根直接将被测电路与示波器相连电缆，其优点是信号不会衰减，缺点是频率响应差。,10：1探头，也称10探头，它存在10倍衰减，所以测量时要将测量值10。,赔偿电容电容值普通在几十个,pF,左右。这个电容能够对信号幅度和上升时间测量造成影响。依据电路知识我们知道电容对于低频信号等效为一个非常高电阻，所以不会对信号幅度有大影响。但当信号频率增加时，电容展现电抗减小，对待测信号影响将伴随信号频率增加而加大。,当要观察高频信号或宽带信号时，一定要用10：1探头，而不能用1：1探头，并适当调整赔偿电容值，使探头在整个频段内有平坦10倍衰减特征,示波器垂直通道探头,有一个开关，能够控制探头在1：1和10：1之间切换,赔偿电容,第25页,示波器垂直通道探头,（a）过赔偿探头 （b）欠赔偿探头 （c）正确赔偿探头,第26页,示波器垂直通道带宽,示波器带宽决定了示波器能观察多高频率和多宽频带信号；,在选择示波器时候，应该选择大于最高正弦信号频率35倍带宽。,我们电子技术试验室模拟示波器带宽是20MHz。,第27页,数字示波器使用方法,波形显示,AUTOSET:自动显示输入信号波形方式,（以校准信号自动设置为例）,第28页,数字示波器使用方法,波形显示,手动设置（以信号从CH1通道输入为例）,TRIG MENU 触发菜单设置,信源指触发源，信号从哪通道输入即选择该通道为触发源,第29页,数字示波器使用方法,波形显示,手动设置（以信号从CH1通道输入为例）,ch1 menu 设置,需要同时观察输入信号交、直流情况，耦合选“直流”；只观察输入信号交流情况，耦合选“交流”,第30页,数字示波器使用方法,波形显示,手动设置（以信号从CH1通道输入为例）,调整VOLTS/DIV、SEC/DIV、LEVEL旋钮，使信号波形稳定显示适当大小,第31页,数字示波器使用方法,信号波形测量,MEASURE测量功效（对ch1通道输入校准信号进行测量为例）,确认示波器探头上衰减开关设为1，ch1 menu中“探头”设置为1档,按“MEASURE”键，可读取信号峰峰值、频率等各种参数,第32页,数字示波器使用方法,信号波形测量,用CURSOR光标测量电压、时间,按CURSOR，测量类型为电压、时间可选,垂直POSITION键调整2条光标位置,第33页,数字示波器使用方法,其它按键功效,DISPLAY:显示方式按钮，可选择“格式”为YT信号波形显示和XY方式显示,第34页,数字示波器使用方法,其它按键功效,MATH:计算显示方式按钮，可选择显示CH1+CH2,CH1-CH2等波形,在进行2个通道波形加、减后幅度测量时，注意CH1、CH2电压灵敏度处于同一档位,第35页,数字示波器使用方法,ACQUIRE:波形获取方式,若输入信号幅度为毫伏级，受干扰信号影响，可选择“平均值”显示，平均次数选择较大数值，可使波形显示清楚一些,第36页,信号源,主要功效：信号源主要给被测电路提供所需要已知信号（各种波形）,第37页,信号源分类,逻辑信号源,从广义上分,混合信号源,函数信号发生器,任意函数发生器(AFG),码型发生器,脉冲信号发生器,模拟式,数字合成式,任意发生器,任意波形发生器(AWG),第38页,信号源分类,按照输出信号类型分,射频信号发生器,扫描信号发生器,频率合成器,噪声信号发生器,按照使用频段分,高频信号源,低频信号源,第39页,模拟式函数发生器,简,要,框,图,三角波发生器是利用电容恒流充放电产生三角波，改变电容器电容值可实现频率波段转换，控制恒流源大小可实现频率微调和扫频功效。,方波是三角波经电压比较器整形后得到。,正弦波是利用三角波经一非线性特征（正弦波整形器）变换而成。,输出信号幅度控制是经过可调衰减器来实现。,作用是减小输出电阻和增加负载驱动能力。,第40页,数字合成式函数信号发生器（DDS）,DDS基本原理框图,一个周期性正弦信号离散相位幅度序列,第41页,模拟函数发生器主要指标,带宽（输出频率范围）,频率(定时)分辨率,频率准确度,频率稳定度,输出阻抗,输出电平范围,第42页,模拟函数发生器主要可调整参数,波形及功效,频率调整,幅度调整,频率显示和幅度显示,第43页,数字合成式函数发生器主要可调整参数,波形及功效,频率调整,幅度调整,频率显示和幅度显示,第44页,SPF05A型数字合成函数信号发生器,信号输出,TTL 输出口：输出高电平为5V，低电平为 0V，符合 TTL 逻辑方波信号，频率可调,信号输出,函数输出口：输出惯用正弦波、三角波、方波、调频波等各种信号，频率、幅度可调,信号波形输出选择,按【shift】按钮，再按,对应,波形按钮，此时屏幕上最前端显示了对应所选择输出波形形状,第45页,SPF05A型数字合成函数信号发生器,调整输出信号频率/周期,重复按【频率/周期】按钮，可在信号频率、周期设置之间切换,设置频率,先输入数字量（调整旋钮输入或数字键输入数据），再按频率单位键Hz、KHz、MHz。,第46页,SPF05A型数字合成函数信号发生器,调整输出信号幅度,按【幅度】按钮。设置幅度：先输入数字量，再按幅度单位键VPP、mvpp、Vrms、mvrms。PP为信号峰峰值，rms为信号有效值,第47页,信号直流分量叠加,依次按【shift】、【偏移】、需要叠加数字量、偏移电压单位 V（或者mV）,调整矩形波占空比,按【shift】、，连续按【脉宽】两次（出现占空比数值，单位为）、输入占空比数值,SPF05A型数字合成函数信号发生器,第48页,圆盘调整旋钮输入数据,调整数值之前，按 按钮选择需要调整位，屏幕上闪烁数位，即为待调整数据位，顺时针或逆时针旋转可实现该位数值加和减,输出主波形,仪器输出正弦波、三角波、方波这三类波形时，显示器下方不能出现如“FM”、“Sweep”、“FSK”等字样，不然需要按【shift】、数字键【7】。,按【shift】、数字键【8】，恢复到仪器出厂时设置。,SPF05A型数字合成函数信号发生器,第49页,主要技术指标,频率范围：主波形（正弦波、方波、TTL波）：1Hz-5MHz,注：方波、TTL频率下限是10Hz,幅度范围：1mV-20Vp-p（高阻）,SPF05A型数字合成函数信号发生器,第50页,共地问题,一组电子仪器同时工作时，即使它们使用是同一电源，也会在电子仪器之间产生微小电位差，这么就会对被测目标测量读数产生干扰。因为现在电子产品越来越精密，哪怕很小干扰也会严重影响测量结果准确度（尤其是高频电子设备）。所以，一组电子仪器同时配合工作时，一定要共地，以期把干扰减小到最低程度。,假如不接在一起就是“浮地”，存在压差，轻易积累电荷，造成静电。,地是参考0电位，全部电压都是参考地得出，地标准要一致，故各种地应短接在一起。,第51页,共地问题,第52页,此次试验内容,示波器测量前准备工作,机内标准信号测量,第53页,