文档介绍：1 绪论
现代科技的发展离不开各种仪器仪表的帮助,示波器便是一种功能强大用途广泛的仪器。示波器是用来显示、测量被观察信号的波形与参数,并能够记录、存储、处理待研究变化过程中信息的多用途电子显示仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象,便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器可以利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线[1]。
本论文对示波器的特性和功能做了简要的论述,在比较数字示波器与模拟示波器的X通道放大器工作原理和组成方案的基础上,论述和设计了20M双踪示波器的水平电路和校准电路组成方案。对电路设计过程中器件参数的选择作了详细的分析,对设计过程中遇到的问题提出了解决方案。
示波器的功能作用
电子示波器不但可以观察电信号的波形,而且还可以测量频率、周期、幅度、相位、功率等多种电参量。近代示波器对微微级的快速脉冲和变化极其缓慢的信号都可作定性和定量分析。此外,通过换能器还可以测量压力、速度、温度、声、光等非电量。随着生产和科学技术的迅速发展,电子示波器的性能日趋提高,品种日益增多,结构更加完善,已广泛地应用到物理学、化学、生物学、数学、医学等各种学科领域和电子工程、钢铁冶炼、仪器仪表、计算技术、雷达导航、自动控制、宇宙飞行等各种工程技术之中了[2]。
示波器的主要分类
示波器的分类繁多。依据示波器的工作原理,可将测量示波器分为两大类。
第一类是电子示波器。这是用阴极射线管(CRT—Cathode Ray Tube)显示波形和符号的示波器,即阴极射线示波器(CRO—Cathode Ray Oscilloscope),或叫电子测量示波器,简称示波器[1]。
第二类是电磁示波器。它采用磁电式振动子由光线将波形显示在毛玻璃屏幕上或记录在对紫外线感光的专用记录纸上。电磁示波器也叫做磁电式示波器,俗称振子示波器或光线示波据。
通常,又将电子示波器划分为五种类型。
(1)通用示波器
它采用单枪示波管作为显示器,是能定性、定量地观测信号的示波器。
(2)多束与多踪示波器
采用多枪或多束示波管显示波形的示波器叫做多束或多线示波器;采用单枪单束示波管经变换进行多踪或多迹显示波形的示波器叫做多踪或多迹示波器。这类示该器能同时定性、定量的观测与比较两个以上信号的波形。多束(多线)、多踪(多迹)示波器的型号国内用汉语拼音字母“SR”表示。例如SR6型双线示波器、SR2型四踪示波器、SR13型双踪双时基示波器[2]。
(3)取样示波器
这是一类依据取样原理,对高频信号取样变换成低频信号,然后用普通示波管显示波形的示波器。取样示波器的型号用汉语拼音字母“SQ”表示,例如的SQ12型、SQl3型及SQ22型取样示波器等。
(4)记忆示波器
这是一种采用记忆示波管、具有存储信号功能的示波器。记忆示波器的型号用汉语拼音字母“SJ”表示。例如忆示波器即是能模拟存储信号的示波器。
(5)特种示波器
指不属于以上四种类型,能满足特殊或专门用途或具有待殊装置、特别功能的示波器。我国用汉语拼音字母“SZ”表示特种示波器的型号,如SZ6型电视示波器、SZ5型矢量电平示波器、SZ4型X—Y示波器等。近年来问世的数字存储示波器、数据处理示波器、逻辑分析仪以及其他新型专用示波器也被归类为特种示波器。
按照电子示波器采集测量数据和显示波形的原理和特点,现代电子示波器还可分为模拟示波器、数字示波器(包括数字存储示波器和具有CRT数字读出功能的示波器)与模拟/数字混合型示波器三大类。其中,数字示波器可以分为数字存储示波器( DSO)、数字荧光示波器( DPO)和采样示波器。
2 总体方案论证
通用示波器品种繁多,电路各异。但主要由四个部分组成:垂直系统(主要是垂直放大)、水平系统(主要是扫描和水平放大) 、显示电路和低、高压电源。。
被测信号由Y轴输入端送至垂直系统,经内部Y轴放大电路放大后加至示波管的垂直偏转板,控制光点在荧光屏垂直方向上移动。水平系统中扫描信号发生器产生锯齿波电压(亦称时基信号),经放大后加至示波管的水平偏转板,控制光点在荧光屏水平方向上匀速运动。示波管用来显示被测信号的波形。加至示波管垂直偏转板上被测电压使光点垂直运动,加至水平偏转板上的锯齿波电压使光点沿水平方向匀速运动,二者合成,光点便在荧光屏上描绘出被测电压随时间变化的规律,即是被测电压波形[2]。
外
输出
输入
电路
Y前置放大器
延迟
线
Y后置放大器
触发整形电路
扫描发生器
水平放大电路
校准信号发生器
低压电源
高压和