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示波器相关术语介绍(上)

菜鸟
2019-12-27 15:12:57    评分

写在开头

学习一样新事物总会带来很多新的专业名词。在学习新事物之前先大致了解一下相关的专业术语,可以帮助我们在学习的过程中事半功倍,不至于在游览一些相关文章的时候看地一头雾水。学习示波器也一样。下面我们将和大家认识一些示波器的常用术语。

 

术语的解释其实十分困难,虽然本身的目的就是为了让不懂此领域的新人快速入门,但往往术语解释中又包含各种术语,令学习者头疼。本文在讲述示波器性能相关术语时,将尽可能的简洁明了,让刚学习示波器的人,能够有大致的了解,帮助新人快速地接受这些术语。

 

 

示波器的波形相关术语

具有时空周期性的事物就可以称之为波,波动是时间和空间的双重周期运动。例如,声波,水波,脑电波,电磁波等。而示波器测量的是电压的波动。一个波的周期,就是波数次重复的其中一次所花的时间。波形就是波的图像表达模型。电压波形展示的就是电压(Y轴)随时间(X轴)的变化。

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从这个波形中我们可以得出改信号的大量信息。从波形高度的改变,你得知电压的改变。

如果波形的其中一段出现一条直线,你就知道在该段时间内,电压没有变化。一条笔直的斜线,表明电压上升或下降的速率稳定(电压加速度为0)。而波形上的锐角意味着电压的突变。下面是一些常见的电压波形图和常见的波形源。


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常见电压波形图



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常见波形源

 

示波器的波形种类

大多数的波形,都可以归类为下面几种:

  • 正弦波

  • 方波和矩形波

  • 锯齿波和三角波

  • 沿和脉冲

 

正弦波:

正弦波是一种基本的波形,我们家里墙上的插座输出的电压波形就是正弦波,由信号发生器的振荡器产生的测试信号通常也是正弦波。大多数交流电源都会产生正弦波。

阻尼振荡波形是一种特殊的情况,在一个振荡的电路中,电压随着时间的流逝逐渐减弱。

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方波和矩形波:

矩形波是另一种常见的波形。简单的讲,矩形波就是直流电压有规律间断性地开和关。这是测试放大器的标准波形,高质量的放大器方波的失真度就越低。电视,广播和计算机电路经常使用方波作为定时信号。

矩形波和方波类似,方波的正负脉宽相同,而矩形波可以是任意的。这点在数字电路测量中尤为重要。

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锯齿波和三角波:

锯齿波和三角波是由设计用于线性控制电压的电路产生的,例如模拟示波器的水平扫描或电视的光栅扫描。这些波的电压以恒定速率变化。

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沿和脉冲:

电压的瞬间变化就会在波形中形成沿,电压由低到高会形成上升沿,比如你打开电源开关的时候,由高到低就会形成下降沿,比如你关闭电源开关的时候。而整个打开然后过了一会关闭的动作下来,就会形成一个脉冲。它可能代表计算机电路传输的一点信息,也可能是电路中的故障或缺陷。

一整排连续的脉冲就叫脉冲序列,计算机中的数字组件使用脉冲相互通信。脉冲在X射线和通信设备中也很常见。

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示波器的常用波形测量项

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周期和频率:

如果一个信号是重复的,则它便具有频率。频率以赫兹(Hz)为单位,等于信号在一秒钟内重复自身的次数。具有重复性的信号也就有了周期,它指代信号在多次重复的过程中其中一次所花的时间。

因此,周期和频率互为倒数。

下面的例子中是一个正弦波,它的频率是3HZ,周期是1/3秒。

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电压:

电压是指电路中两点之间的电位或信号强度。一般来说其中一个点是接地点(0V),但也并非一直如此。要测量波形从最大峰值到最小峰值的电压,这称为峰峰值电压。幅值通常指从接地点测得的信号的最大电压。下面的例子所示的波形幅值为1V,峰峰值电压为2V。

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相位:

观察正弦波可以很好的解释相位的概念。一个圆有360°,正弦波的电压呈循环运动。所以一个正弦波的周期也可以有360°。如上图所示。当你想描述一个波形的周期经过多少量时,您可以使用度来描述正弦波的相角。相移描述了两个类似信号之间的定时差。如下图所示,电压的波形相对于电流的波形的相位是90°,因为这两个波型在周期中到达同一个点的距离是一个周期的1/4(360°/4=90°)。相移在电子器件中十分常见。

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