（4）触发极性选择和触发电平调节
(a) 正电平、正极性
(b) 正电平、负极性
(c) 负电平、负极性
(d) 负电平、正极性
图7-17 不同触发极性和触发电平时显示的波形
（5）放大整形电路
放大整形电路的作用是对触发信号进行放大、整 形，以满足触发信号的要求。
整形电路的基本形式是电压比较器，当输入的触 发源信号与通过“触发极性”和“触发电平”选择 的信号之差达到某一设定值时，比较电路翻转，输 出矩形波，然后经过微分整形，变成触发脉冲。
7.1.2 主要技术指标
4．输入阻抗 当被测信号接入示波器时，输入阻抗Zi形成被 测信号的等效负载。 5．输入方式 即输入耦合方式，一般有直流（DC）、交流 （AC）和接地（GND）三种，可通过示波器面板选择。 6．触发源选择方式 触发源是指用于提供产生扫描电压的同步信号 来源，一般有内触发（INT）、外触发（EXT）、电 源触发（LINE）三种。
0.35 0.35 tr [ s ] , 或 tr [ns] 103 BW [ MHz ] BW [ MHz ]
(7-1)
7.1.2 主要技术指标
2．扫描速度 扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点水平移 动的距离，单位为“cm/s”。 扫描速度的倒数称为“时基因素”，它表示单 位距离代表的时间，单位为“t/cm”或“t/div”
7.1.3 示波器的发展
英国物理学家、化学家。1832年 6月17 日生于伦敦。1848年进伦敦皇家化学学 院攻读化学，1855年任切斯特师范学院 化学讲师。他继承了大笔父产后，便在 自己的私人实验室中悉心从事科学研究。 由于研究成果广泛而卓越，1863年被选 为英国皇家学会会员，1913～1915年任 该会会长。1919年4月4日于伦敦逝世
7.2 CRT显示原理
CRT : Cathode Ray Tube
偏转系统 电子枪 G1 K F G2 Y偏转板 A1 A2 X偏转板 荧 光 屏 荧光 屏
-E
辉度
聚焦
辅助聚焦
+E
阴极射线管内部结构图
7.3 模拟示波技术及通用示波器
7.3.1 通用示波器的组成
Y输入 至Y 偏转板 Y输入 电路 内 外触发 外 电源 X输入 校准信号 输出 校准信号 发生器 至各电路 低压电源 高压电源 正高压 负高压 触发电路 扫描 发生器 水平 放大器 Y前置 放大器 延迟线 Y后置 放大器 至X 偏转板
（2）触发耦合方式 “DC”直流耦合：用于接入直流或缓慢变化的触 发信号。 “AC”交流耦合：用于观察从低频到较高频率的 信号。 “AC低频抑制”耦合：用于观察含有低频干扰的 信号。 “HF REJ”高频抑制耦合：用于抑制高频成分的 耦合。
（3）扫描触发方式选择（TRIG MODE） 常态（NORM）触发方式：指有触发源信号并产生 了有效的触发脉冲时，荧光屏上才有扫描线。 自动（AUTO）触发方式：有连续扫描锯齿波电压 输出，荧光屏上总能显示扫描线。 电视（TV）触发方式：是在原有放大、整形电路 基础上插入电视同步分离电路实现的，以便对电视 信号（如行、场同步信号）进行监测与电视设备维 修。
Vi(t) 输入信号 取样脉冲 p(t) 取样门 S R C Vo(t) 输出信号
图7-29 取样保持器的基本模型
2．取样原理（续） 步进间隔Δ t与信号最高频率fh应满足取样定理
1 t 2 fh
非实时采样只适用于周期性信号。 顺序进行的取样称为顺序取样；否则称为随机取 样。
3 显示原理
7.3.2 通用示波器的垂直通道 1．输入电路：包括衰减器和输入选择开关。 （1）衰减器
vi R1 Z1 C1 vo 过补偿 R2 Z2 C2 欠补偿
最佳补偿条件 ： R1C1 R2C2
过补偿
最佳补偿
：
R1C1 R2C2
欠补偿： R1C1 R2C2
改变分压比的开关为示波器的垂直灵敏度粗调开关，在面 板上用“V/cm”标记
Y输入
延迟线
取样 电路
Y 延长门
垂直 放大器
至Y 偏转板
内 外触发 外
触发 电路
步进脉冲 发生器
扫描信号 发生器
水平 放大器
至X 偏转板
图7-31 取样示波器的组成框图
4.取样示波器的主要参数
（1）取样示波器的带宽 （2）取样密度
（3）等效扫速
7.5 波形存储技术及数字存储示波器
7.5.1 波形模拟存储技术和记忆示波器 模拟记忆示波器是利用记忆示波管的波形记忆 （存储）特性实现波形较长时间的存储 ，其核心是 记忆示波管： 收集极存储介质存储栅网
Y输入 前置放大 延长线 A增辉 A触发 + RP B触发 Y线光迹 分离电路 电压比较 B增辉 A扫描 选择门 X放大 Y后置放大 1 2 3 4
B扫描
电子开关
7.4 波形取样技术及取样示波器
7.4.1 概述 1．取样的基本概念
取样就是从被测波形上取得样点的过程。
取样分为实时取样和非实时取样两种。 从一个信号波形中取得所有取样点，来表示一个 信号波形的方法称为实时取样。 从被测信号的许多相邻波形上取得样点的方法称 为非实时取样，或称为等效取样。
7.3.4 通用示波器的其他电路
1．高、低压电源 —分别用于示波器的高、中压和直流供电。
2．Z轴的增辉与调辉
—增辉：将闸门信号放大，使显示的波形正程加亮。 —调辉：加外调制信号或时标信号，使屏幕显示的 波形发生相应地变化。 3．校准信号发生器 —可产生幅度和频率准确的基准方波信号，为仪器 本身提供校准信号源。
7.3.3 通用示波器的水平通道
水平通道包括触发电路、扫描电路和水平放大 器等部分，其主要任务是产生随时间线性变化的扫 描电压，再放大到足够的幅度，然后输出到水平偏 转板，使光点在荧光屏的水平方向达到满偏转。
至X 偏转板
扫描电压 发生器 水平 放大器
触发信号
触发源 选择
触发耦合 方式选择
放大整形 电路
7.4.1 概述
1．取样的基本概念
实时取样示意图
输入信号 Vi(t) t 取样脉冲 p(t) 取样信号 Vo(t) t
3 输入信号 1 mT 取样脉冲 2
4
5
t
2 t
பைடு நூலகம்
3t
4t
取样信号 经放大和延长 电路后的信号 （显示波形）
Ts mT t
t
t
图7-28 非实时取样示意图
2．取样原理 核心电路取样保持器示意图
7.1.2 主要技术指标
3．偏转因素 偏转因素指在输入信号作用下，光点在荧光屏 上的垂直（Y）方向移动1cm（即1格）所需的电压 值，单位为“V/cm”、“mV/cm”（或“V/div”、 “mV/div”）。 偏转因素表示了示波器Y通道的放大/衰减能力。 偏转因素的倒数称为“（偏转）灵敏度”。
常态 自动 TV 触发方式选择
图 7-16 触发电路的组成
（1）触发源选择 内触发（INT）：将Y前置放大器输出（延迟线前 的被测信号）作为触发信号，适用于观测被测信 号。 外触发（EXT）：用外接的、与被测信号有严格 同步关系的信号作为触发源，用于比较两个信号 的同步关系。 电源触发（LINE）：用50Hz的工频正弦信号作为 触发源，适用于观测与50Hz交流有同步关系的信 号。
至X 偏转板
存储 内 外触发 外 逻辑控制电路 （微处理器） 地址 计数器
扫描 闸门
触发电路 扫描 发生器环
比较和 释抑电路
图7-15 水平通道的组成框图
1．触发电路
触发电平 调节 内 外 电源 触发源选择 C1 C2 C3 AC AC低频 抑制 HF REJ 触发耦合方式选择 极性反 转电路 触发极性 选择 S4 S1 DC S2 + S3 放大、整形 电路 至扫描 触发脉 发生器环 冲输出
7.3.5 示波器的多波形显示
1．多线示波 利用多枪电子管来实现的。
测试时各通道、各波形之间产生的交叉干扰可以 减少或消除，可获得较高的测量准确度。
2．多踪示波
在单线示波的基础上增加了电子开关，利用分时 复用的原理，分别把多个垂直通道的信号轮流接到Y 偏转板上，最终实现多个波形的同时显示。
3．延迟线 触发扫描时，扫描的开始时间总是滞后于被观测脉 冲一段时间，这样，脉冲的上升过程就无法被完整地显 示出来。
输入信号 触发点 tT 扫描电压
扫描电压
扫描 起点
输入信号 触发点 输入信号 延迟后
扫描 起点 tT td
显示波形
显示波形
(a) 没有延迟线时的情况
(b) 没有延迟线时的情况
图 7-14 延迟线的作用
顺序取样示波器中的水平扫描信号为阶梯波电压， 阶梯持续时间，阶梯数对应屏幕上显示的不连续 的光点数。
3 输入信号 1 mT Y放大器输出 2
t
2t
3t 4 t
4
5
t
X放大器输出 （扫描阶梯波电压）
Ts mT t
t
图 7-30 顺序取样示波器的显示过程
7.4.2 取样示波器的组成及工作原理
第7章 信号波形测量
7.1 概述 7.2 CRT显示原理
7.3 模拟示波技术及通用示波器
7.4 波形取样技术及取样示波器
7.5 波形存储技术及数字存储示波器
7.6 示波器的基本测量技术
7.7 时域测量技术
7.1 概述
示波器是一种能够反映任何两个参数互相 关联的X—Y坐标图形的显示仪器。
7.1.1 示波器的分类
2．扫描发生器环
“增辉” 脉冲 触发脉冲 输入 扫描闸门 扫描锯齿波 发生器
+E
“稳定度” 调节 比较和释抑 电路