电子测量实验指导书(6)

2019-04-02 11:44

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图3 FFT频谱分析菜单

FFT操作技巧 具有直流成分或偏差的信号会导致FFT波形成分的错误或偏差。为减少直流成分可以选择交流耦合方式。 如果在一个大的动态范围内显示FFT波形,建议使用dBVrms垂直刻度。dB刻度应用对数方式显示垂直幅度大小。 2. 选择FFT窗口

在假设Y—T波形是不断重复的条件下,示波器对有限长度的时间记录并进行FFT变换。这样当周期为整数时,Y—T波形在开始和结束处波形的幅值相同,波形就不会产生中断。但是,如果Y—T波形的周期为非整数时,就会引起波形开始和结束处的波形幅值不同,从而使连接处产生高频瞬态中断。在频域中,这种效应称为泄漏。因此为避免泄漏的产生,需要在原波形上乘以一个窗函数,强制开始和结束处的值为0。

图4 FFT窗口菜单 名词解释 FFT分辨率:定义为采样率与运算点的商。在运算点数固定时,采样率越低FFT 分辨率就越好。 奈奎斯特频率:对最高频率量为F的波形,必须使用至少2F的采样率才能重建原波形。它也被称为奈奎斯特判则,这里F是奈奎斯特频率,而2F是奈奎斯特率。

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实验九 设置水平系统

实验目的:

掌握水平刻度的设置方法; 会进行XY时基设置; 了解延时扫描的方法。 实验内容:

水平系统设置可改变仪器的水平刻度、主时基或延迟扫描(Delayed)时基;调整触发在内存中的水平位置及通道波形(包括数学运算)的水平位置;也可显示仪器的采样率。

按水平系统的MENU功能键,系统将显示水平系统的操作菜单,如图1所示。

图1 水平系统菜单

在水平系统设置过程中,各参数的当前状态在屏幕中会被标记出来,方便观察和判断,如图2所示。

图2 参数状态

标志说明:

1. 表示当前的波形视窗在内存中的位置。 2. 表示触发点在内存中的位置。

3. 表示触发点在当前波形视窗中的位置。

4. 水平时基(主时基)显示,即“秒/格”(s/div)。 5. 触发位置相对于视窗中点的水平时间。

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名词解释 滚动方式:当仪器进入滚动模式,波形自右向左滚动刷新显示。在滚动模式中,波形水平位移和触发控制不起作用。一旦设置滚动模式,时基控制设定必须在500ms/div或更慢时基下工作。 秒/格(s/div):水平刻度(时基)单位。如波形采样被停止(使用 RUN/STOP 键),时基控制可扩张或压缩波形。

实验步骤:

1.延迟扫描

延迟扫描用来放大一段波形,以便查看图像细节。按水平系统的MENU?延迟扫描,如图3所示。

图3 延迟扫描示意图

延迟扫描操作进行时,屏幕将分为上下两个显示区域,其中:

上半部分显示的是原波形。未被半透明蓝色覆盖的区域是期望被水平扩展的波形部分。此区域可以通过转动水平位置旋钮左右移动,或转动水平尺度旋钮扩大和减小选择区域。

下半部分是选定的原波形区域经过水平扩展后的波形。值得注意的是,延迟时基相对于主时基提高了分辨率。由于整个下半部分显示的波形对应于上半部分选定的区域,因此转动水平旋钮减小选择区域可以提高延迟时基,即可提高波形的水平扩展倍数。 操作技巧 进入延迟扫描不但可以通过水平区域的MENU菜单操作,也可以直接按下此区域的水平尺度旋钮作为延迟扫描快捷键,切换到延迟扫描状态。

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2.X-Y 方式

此方式只适用于通道1和通道2同时被选择的情况下。选择X-Y显示方式以后,水平轴上显示通道1电压,垂直轴上显示通道2电压。

按水平系统的MENU?时基?X—Y,如图4所示。

图4 X-Y图

注意:示波器在正常Y-T方式下可应用任意采样速率捕获波形。在X-Y 方式下同样可以调整采样率和通道的垂直档位。X-Y 方式缺省的采样率是100MSa/s。一般情况下,将采样率适当降低,可以得到较好显示效果的李沙育图形。 以下功能在X—Y显示方式中不起作用。 ??自动测量模式 ??光标测量模式 ??参考或数学运算波形 ??延迟扫描(Delayed) ??矢量显示类型 ??水平旋钮 ??触发控制

3.水平控制旋钮的应用

使用水平控制钮可改变水平刻度(时基)、触发在内存中的水平位置(触发位移)。屏幕水平方向上的中点是波形的时间参考点。改变水平刻度会导致波形相对屏幕中心扩张或收缩。水平位置改变波形相对于触发点的位置。 1. 水平位置:

调整通道波形(包括数学运算)的水平位置。按下此旋钮使触发位置立即回到屏幕中心。 2. 水平尺度:

调整主时基或延迟扫描(Delayed)时基,即秒/格(s/div)。当延迟扫描被打开时,将通过改变水平旋钮改变延迟扫描时基而改变窗口宽度。

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实验十 设置触发系统

实验目的:

学会触发系统的设置方法;

实验内容:

触发决定了示波器何时开始采集数据和显示波形。一旦触发被正确设定,它可以将不稳定的显示转换成有意义的波形。

示波器在开始采集数据时,先收集足够的数据用来在触发点的左方画出波形,在等待触发条件发生的同时连续地采集数据,当检测到触发后,示波器连续地采集足够的数据以在触发点的右方画出波形。

DS1052E数字示波器操作面板的触发控制区包含如下四个按键,如图1所示。 LEVEL:触发电平设定触发点对应的信号电压,按下此旋钮使触发电平立即回零; 50% :将触发电平设定在触发信号幅值的垂直中点;

FORCE :强制产生一触发信号,主要应用于触发方式中的“普通”和“单次”模式; MENU :触发设置菜单按键。

图1 触发控制区按键

按触发系统的MENU功能键,系统将进入触发系统设置界面,如图2所示。

图2 触发系统设置界面

DS1052E数字示波器具有丰富的触发功能,包括:边沿、脉宽、斜率、视频、交替。 边沿触发:当触发输入沿给定方向通过某一给定电平时,边沿触发发生。 脉宽触发:设定脉宽条件捕捉特定脉冲。

斜率触发:根据信号的上升或下降速率进行触发。 视频触发:对标准视频信号进行场或行视频触发。 交替触发:稳定触发双通道不同步信号。

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