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数字示波器的波形稳定原理
发布时间:2012-10-15   点击次数:870次

昱示波形是通过水平方向和垂直方向控制光点的扫描来实现的.水平方向的扫描通过示波器内部产生线性扫描锯齿波控制光点在水平方向的匀速移动实现,而垂直方向则通过被测信号控制光点在垂直方向的移动实现.当水平方向和垂直方向同时控制光点的移动时,就可以将被测信号显示出来.

扫描锯齿波每一个周期中的正程期对应着显示屏上的光点从左到右的一次扫描,而这段时间所对应的被测信号的波形就是显示在显示屏上的波形.而扫描锯齿波的逆程期所对应的被测信号的波形是不被显示出来的,图中用虚线表示,这里有两个问题需要说明:一个问题是,每扫描一次显示屏就显示一次被测信号相对应的波形,当该次扫描完结后,所显示的波形将消失,下次扫描将又显示下一个扫描锯齿波正程期所对应的被测信号的那一段波形,这样显示屏所显示的波形从亮度上来说是间歇性的,人们应当感到闪烁.但是实际上,当显示屏上的波形的亮闪频率达到大约46 Hz以上时,人们才会感到波形是连续发光的.另一个问题是,从图1. 11中可以看到,每次扫描正程期所显示的波形不同,那么人们对这样一种显示状态是怎样一种感觉呢?实际的情形是,对于周期性信号,当每次扫描正程期所对应的被测信号的波形不同时,人们会感到所显示的被测信号的波形总是在“游走”,即被测信号沿水平方向往左或往右不停地移动而

不能停下来,这称为波形不稳定。

要想使示波器上所显示的波形在我们看来是稳定的、静止木动的,那就必须使得每次扫描显示屏上所显示的波形形状是完全相同的,即每次扫描所显示的波形是完全重合的,如果被测信号是周期性信号,这一点是可以实现的.

从这个要求出发,我们可以得到示波器要稳定所显示波形所必须满足的条件.

我们只画出了扫描锯齿波的正程期的波形,因为只有正程期才对显示波形有贡献,逆程期的波形将在后面解释到,由于每一个扫描锯齿波正程期所对应的被测信号的波形完全相同,则示波器中每一次扫描所显示的波形完全重合,故在我们看起来,好像显示屏上的波形是静止不动的,即此时所显示的波形将是稳定的.

每一个相邻的扫描锯齿波的正程期起始点在时间上正好相差一个扫描锯齿波周期,如图中的tA,tB,£。,,tD均相差一个锯齿波周期.而tA,tB,£。、,tD时刻对于被测信号而言,均是相同的相位点,即对于被测信号而言tA与tB肯定相差整数个被测信号周期(图1. 12中正好相差一个被测信号周期,实际上也可以相差若干个被测信号周期),于是我们可以得到示波器稳定显示波形所必须满足的条件,即扫描锯齿波周期等于被测信号周期的整数倍.

为了满足上述的稳定波形的条件,示波器中必须用被测信号去控制扫描锯齿波的形成,但是被测信号是任意波形的周期性信号,这在电路上难以处理.为此,示波器中采用这样一种方式:首先,根据被测信号形成触发脉冲,无论被测信号是什么样的渡形,所形成的触发脉冲总是矩形波.一般触发脉冲与被测信号等周期.

然后,用触发脉冲去控制扫描锯齿波,使得扫描锯齿波的周期与触发脉冲的周期成整数倍的关系。
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