示波器的基本原理
示波器是一种用于检测和测量电信号的仪器,它能够显示信号的波形
和特征。
示波器的基本原理涉及信号采集、显示和控制三个方面。
1.信号采集
示波器通过探头和输入电路采集待测信号。
探头将待测信号转换为示
波器可以处理的电压信号。
输入电路则对信号进行预处理,包括输入阻抗
匹配、放大、滤波等。
探头是示波器采集信号的重要组成部分。
常用的探头有被动探头和主
动探头。
被动探头直接连接待测信号源和示波器的输入端,适用于较低频
率的信号测量。
主动探头通过探头前置放大器对信号进行处理,可以适应
更高频率范围内的信号测量。
2.信号显示
示波器显示部分是示波器的核心。
主要包括水平系统、垂直系统和显
示系统。
水平系统控制示波器的扫描速率和扫描位置。
通常采用水平触发电路,通过触发信号来控制横向扫描周期和起始位置,以确定波形在显示屏上的
位置。
垂直系统处理和放大采集到的信号,并将信号转化为屏幕上的波形。
垂直系统包括输入放大器、增益调节器、触发电路等。
其中,触发电路确
定何时开始扫描下一个波形周期,以确保波形的稳定。
显示系统将经过处理的信号显示在屏幕上。
示波器显示屏通常为阴极
射线管(CRT)或者液晶显示器,根据信号的变化显示出相应的波形。
3.示波器控制
示波器的控制部分包括触发控制、波形显示和测量控制。
触发控制决定了波形在屏幕上的稳定显示。
触发控制通过设定触发电平、触发方式和触发源等参数,使得示波器能够在特定的信号条件下开始扫描和显示波形。
波形显示功能包括波形移动、放大、缩小、静态显示等。
这些功能通过控制示波器的水平和垂直扫描参数来实现。
测量控制用于对信号进行各种测量。
示波器可以测量波形的幅值、周期、频率、相位差、占空比等参数。
测量控制功能还可以通过数学处理功能对信号进行滤波、积分、微分等操作,以获取更多的信号特征。
总结:
示波器基于信号采集、显示和控制三个基本原理,能够将电信号转化为可见的波形,并提供丰富的测量功能。
通过探头将待测信号转换为示波器可以处理的电压信号,然后进行信号调节和放大,最后通过水平和垂直控制实现波形在屏幕上的稳定显示。
示波器的控制部分包括触发控制、波形显示和测量控制,以满足不同的信号测量需求。