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2018.09.20
示波器应用中的基本概念(示波器基础1)

作者:博宇科技


信号完整性的意义

对任何优秀的示波器系统来说,准确重建波形的能力都是关键,这种能力称为信号的完整性。

示波器简单地可以理解为一台摄像机,他捕获信号图像,然后可以观察和解释信号图像。信号完整性的核心关键体现在如下方面:

1. 在拍摄时,拍到的是不是实际发生事件的准确图像;

2. 图像清楚还是模糊;

3. 每秒可以拍摄多少张这么准确的图片;

什么是示波器?它是怎样工作的?

示波器基本上是一种图形显示设备,它绘制一个电信号的图形。

在大多数应用中,这个图形显示设备表现了信号怎样随时间变化。在示波器的显示屏界面,有两个轴线,竖轴即纵轴(Y)代表电压, 横轴(X)是时间轴。

传感器把物理现象(如震动/温度)及电气现象(如电流/功率)转换成电压,而这些随时间变化的电压波就是示波器的显示内容。

从电压波图形中,您可以得到许多与信号有关的信息:

1. 信号的时间值和电压值

2. 震荡信号频率

3. 信号特定部分相对于其他部分发生的频率

4. 有故障的元件是否会使信号失真

5. 多少信号是直流(DC, 多少信号是交流(AC

6. 多少信号是噪声,噪声是否随时间变化

....


常见波形来源

  

常见波形

波形形状解释了信号的大量信息。波形高度变化时,您就知道电压已经变化;波形成一条平坦的横线是,您就知道这段时间内没有任何变化;平直的对角线表示线性变化,即电压以稳定的速率上升或下降;波形上的锐角表示突然变化。

正弦波:

墙上插座中的电压以正弦波形式变化。信号发生器的振荡器电路、大多数AC电源生成的都是正弦波。

方波和矩形波:

方波是一种以定期、间隔开关的电压。电视、广播、计算机电路通常在定时信号中使用方波。放大器测试使用方波作为标准波,好的放大器以最小的失真提高方波的幅度。矩形波与方波类似,区别在于他们时间间隔长度不等。

锯齿波和三角波:

他们来自为线性控制电压设计的电路。例如模拟示波器的水平扫描或电视的光栅扫描。这些波电压电平之间的跳变会以恒定速率变化。这些跳变成为斜波。

阶跃和脉冲:

阶跃表示电压突然变化,与打开电源开关时看到的电压变化类似。脉冲表示电压突然变化,与打开电源开关然后关上电源开关时看到的变压变化类似。 发生很少或非定期发生的阶跃和脉冲被称为单次信号或瞬态信号。脉冲可以采取串行数据流的形式、也可以使用多条信号线,表示并行数据总线中的值。脉冲在X射线、雷达、通信射设备中十分常见。

电压:

电压是电路中两点之间的电位量或信号强度,通常情况下,一个点是接地或零伏,但并非一直是。

峰峰值:峰峰值是指波形从最大峰值到最小峰值的电压。

幅度:

幅度通常指从零伏或接地测得的信号的最大电压。下图中,波形的幅度为1V, 峰峰值为2V

相位:

了解相位最简单的方法是观察正弦波。正弦波的电压电平基于循环运动。由于一个圆有360度,所以一个正弦波的周期有360度。相移描述了两个类似波之间的定时差,图中电压波形与电流波形相似,他们在周期中达到类似点相距一个周期的1/4360X1/4=90),因此,他们的相位为90


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