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示波器基本结构和原理


  来源: 射频微波实验室 时间:2021-12-20 编辑:清风
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作者:陈峰


示波器是检测和显示信号波形的仪器,在电子测量方面使用最广泛的仪器。模拟示波器现已退役;数字示波器是目前普遍采用的技术,通过ADC把被测电压模拟量数字化,其后存储、数字处理和波形分析显示。


示波器基本结构原理



输入端口


同轴连接器,18GHz以下带宽的示波器接口外观与BNC相似,但是BNC的设计应用频率范围通常在1GHz以下,因此并非BNC,示波器端口的内外导体特性与N型连接器一致,外壳连接方式使用BNC卡口连接;到50GHz的示波器端口采用2.4mm连接器,50GHz以上的使用1mm连接器。


Ground接地


接地开关,选择设置接地时,信号输入端直接接地。


Coupling耦合连接方式


AC耦合1MΩ:


信号经过隔直电容,连接1MΩ输入阻抗,可测量信号带宽一般在500MHz以下,5~10Hz以上。


DC耦合1MΩ:


信号连接1MΩ输入阻抗,可测量信号带宽一般在500MHz以下。


DC耦合50Ω:


信号连接50Ω输入阻抗,可测量信号带宽覆盖示波器整个频率范围。


offset偏置电压


调节波形的垂直位置,单位是电压V,偏置调节的计算关系是输入信号电压Vin-offset,offset为正值时,波形整体向下,为负值时波形整体向上。


Vertical scale垂直挡位


电压量程设置,每格多少V电压。


Bandwidth带宽


示波器可对输入信号的带宽进行限制,除了全带宽整个频率范围之外,还有一组3~4档低通模拟滤波器可供选择,注意滤波器带宽必须大于信号带宽。


Position垂直位移


调节波形在屏幕中的上下位置,单位是“格div”,作用与offset类似但是单位不同,垂直位移与输入电压计算关系是求和。


ADC数模转换


将模拟信号数字量化,是数字示波器的灵魂,通常单片ADC是8位,高端示波器的HD模式是16位。


Digital filter数字滤波器


可自定义截止频率,预设数字滤波器。


Channel输入通道


示波器的测试通道通常不止一个,常见2通道或4通道的示波器,每个通道都包含上述内容,各通道之间可以通过触发系统建立同步。


注:示波器的触发,参见文章:

示波器触发功能详解


示波器探头


示波器探头是把信号接入示波器输入端的装置,在其标称的指标范围内,必须保证被测信号传输的完整性,最小的信号失真。


最直接的连接装置是同轴电缆,应用场合是同轴端口的被测件。


对于其它连接方式,现代示波器的探头,针对不同应用,发展出许多类型,根据测试需求进行选择。



示波器功能和应用


· 模拟信号时域波形分析

· 示波器的基本功能

关键词:示波器 基本结构 原理    浏览量:6933

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