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數(shù)字示波器的波形穩(wěn)定原理

更新時間:2012-10-15   點(diǎn)擊次數(shù):1912次

示波器昱示波形是通過水平方向和垂直方向控制光點(diǎn)的掃描來實(shí)現(xiàn)的.水平方向的掃描通過示波器內(nèi)部產(chǎn)生線性掃描鋸齒波控制光點(diǎn)在水平方向的勻速移動實(shí)現(xiàn),而垂直方向則通過被測信號控制光點(diǎn)在垂直方向的移動實(shí)現(xiàn).當(dāng)水平方向和垂直方向同時控制光點(diǎn)的移動時,就可以將被測信號顯示出來.

掃描鋸齒波每一個周期中的正程期對應(yīng)著顯示屏上的光點(diǎn)從左到右的一次掃描,而這段時間所對應(yīng)的被測信號的波形就是顯示在顯示屏上的波形.而掃描鋸齒波的逆程期所對應(yīng)的被測信號的波形是不被顯示出來的,圖中用虛線表示,這里有兩個問題需要說明:一個問題是,每掃描一次顯示屏就顯示一次被測信號相對應(yīng)的波形,當(dāng)該次掃描完結(jié)后,所顯示的波形將消失,下次掃描將又顯示下一個掃描鋸齒波正程期所對應(yīng)的被測信號的那一段波形,這樣顯示屏所顯示的波形從亮度上來說是間歇性的,人們應(yīng)當(dāng)感到閃爍.但是實(shí)際上,當(dāng)顯示屏上的波形的亮閃頻率達(dá)到大約46 Hz以上時,人們才會感到波形是連續(xù)發(fā)光的.另一個問題是,從圖1. 11中可以看到,每次掃描正程期所顯示的波形不同,那么人們對這樣一種顯示狀態(tài)是怎樣一種感覺呢?實(shí)際的情形是,對于周期性信號,當(dāng)每次掃描正程期所對應(yīng)的被測信號的波形不同時,人們會感到所顯示的被測信號的波形總是在“游走”,即被測信號沿水平方向往左或往右不停地移動而

不能停下來,這稱為波形不穩(wěn)定.

要想使示波器上所顯示的波形在我們看來是穩(wěn)定的、靜止木動的,那就必須使得每次掃描顯示屏上所顯示的波形形狀是*相同的,即每次掃描所顯示的波形是*重合的,如果被測信號是周期性信號,這一點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的.

從這個要求出發(fā),我們可以得到示波器要穩(wěn)定所顯示波形所必須滿足的條件.

我們只畫出了掃描鋸齒波的正程期的波形,因?yàn)橹挥姓唐诓艑︼@示波形有貢獻(xiàn),逆程期的波形將在后面解釋到,由于每一個掃描鋸齒波正程期所對應(yīng)的被測信號的波形*相同,則示波器中每一次掃描所顯示的波形*重合,故在我們看起來,好像顯示屏上的波形是靜止不動的,即此時所顯示的波形將是穩(wěn)定的.

每一個相鄰的掃描鋸齒波的正程期起始點(diǎn)在時間上正好相差一個掃描鋸齒波周期,如圖中的tA,tB,£。,,tD均相差一個鋸齒波周期.而tA,tB,£。、,tD時刻對于被測信號而言,均是相同的相位點(diǎn),即對于被測信號而言tA與tB肯定相差整數(shù)個被測信號周期(圖1. 12中正好相差一個被測信號周期,實(shí)際上也可以相差若干個被測信號周期),于是我們可以得到示波器穩(wěn)定顯示波形所必須滿足的條件,即掃描鋸齒波周期等于被測信號周期的整數(shù)倍.

為了滿足上述的穩(wěn)定波形的條件,示波器中必須用被測信號去控制掃描鋸齒波的形成,但是被測信號是任意波形的周期性信號,這在電路上難以處理.為此,示波器中采用這樣一種方式:首先,根據(jù)被測信號形成觸發(fā)脈沖,無論被測信號是什么樣的渡形,所形成的觸發(fā)脈沖總是矩形波.一般觸發(fā)脈沖與被測信號等周期.

然后,用觸發(fā)脈沖去控制掃描鋸齒波,使得掃描鋸齒波的周期與觸發(fā)脈沖的周期成整數(shù)倍的關(guān)系。
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