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示波器实验心得体会
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作为电子信息专业的学生,在学习过程中,使用示波器是必不可少的。在这次示波器实验中,我对示波器的原理、使用方法以及应用场景有了更深入的了解。下面我将结合实际体验,谈谈我的心得体会。
首先,在实验过程中我发现示波器的作用是非常重要的。示波器能够实时地显示电压信号的变化图形,并且可以通过改变触发电平、调整时间基准等功能,对电压信号进行精确的测量和分析。这对于我们理解电路中的信号波形变化、验证电路设计的正确性非常有帮助。在实验中,我使用示波器观察了多种信号的波形,如正弦波、方波、三角波等,可以清晰地看到波形的振幅、频率、相位等特征。这不仅使得我们学习理论知识时能够更具体地了解信号的变化规律,而且在实际操作中也能够帮助我们正确调节和优化电路。
其次,在实验中我学会了正确使用示波器。示波器的使用需要具备一定的操作技巧,否则可能会导致信号显示不准确,甚至损坏示波器。首先,正确连接测量信号的输入端子,要注意信号的极性和幅值范围,避免超过示波器的最大输入范围。其次,选择合适的触发方式和触发电平,可以使信号波形显示更稳定和清晰。同时,合理选择时间基准和观察模式,可以使得我们观察到更多有用的信息。另外,示波器的刻度调节也是非常重要的,刻度要准确地与测量信号相匹配,这样才能准确地读取信号的各种参数。通过实验中多次的调试和观察,我逐渐掌握
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示波器原理与使用心得体会
示波器是一种常见的电子测量仪器,用于观察、测量和分析电信号的波形、频率和幅度等特征。它在电子工程、通信工程、自动控制等领域中都有广泛的应用。在我使用示波器的过程中,我对其原理和使用方法有了更深入的理解,并且从中获得了一些心得体会。以下是我对示波器的原理和使用心得的总结:
首先,示波器的原理是基于电子信号的采样和显示技术。当电子信号输入到示波器中时,示波器会对信号进行采样并将采样数据转换为可视化的波形。示波器主要由信号采样系统和显示系统两个部分组成。其中,信号采样系统负责对输入信号进行采样处理,而显示系统则负责将采样后的数据转换为波形显示出来。
在使用示波器时,首先需要选择合适的探头,将探头与被测电路相连接。探头的选择要根据被测信号的电压范围和频率特性来确定。接下来,需根据被测信号的特点和所需测量的参数来设置示波器的各种参数,如触发模式、时间基准、垂直放大倍数等。调整参数的目的是为了获得清晰、稳定的波形显示。然后,可以通过触发模式控制示波器对信号的采样起始时间,使得波形显示在屏幕上始终稳定不变。
在示波器的使用中,我注意到以下几点体会:
首先,了解被测信号的特性非常重要。不同的信号具有不同的频率范围、幅度和波形特征,在选择示波器的参数和设置时需要根据被测信号的特点进行调整。此外,对于高频信号的测量,
示波器的原理和使用方法 - 知乎
示波器的原理和使用方法 - 知乎切换模式写文章登录/注册示波器的原理和使用方法泰勤科技致力于测试测量领域的综合服务商在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用 表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本 章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。1、示波器工作原理示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中 的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。1.1、示波管阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。图1示波管的内部结构和供电图示1.荧光屏现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余 辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用 短余辉,低频示波器选用长余辉。由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。2.电子枪及聚焦电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很 细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作 用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低,则全部电子返回阴 极,即管子截止。调节电路中的W1电位器,可以改变栅极电位,控制射向荧光屏的电子流密度,从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与 阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连,所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。电子束从 阴极奔向荧光屏的过程中,经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、 A1、A2区域,调节第二阳极A2的电位,能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点,这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压,A1又被叫做聚焦极。有时调 节A1电压仍不能满足良好聚焦,需微调第二阳极A2的电压,A2又叫做辅助聚焦极。3.偏转系统偏转系统控制电子射线方向,使荧 光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。图8.1中,Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前,X轴偏转板 在后,因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压,使两对偏转板间各自形成电场,分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。4.示波管的电源为使示波管正常工作,对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近,偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴 极为负电位(—30V~—100V),而且可调,以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V~+600V),也应可调,用作聚焦调节。第二阳极与前 加速极相连,对阴极为正高压(约+1000V),相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小,可以用公共高压经电阻分压器供电。1.2示波器的基本组成从上一小节可以看出,只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压,就能控制示波管显示的图形形状。我们知道,一个电子信号是时间的函数f(t),它随时间的变 化而变化。因此,只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压,在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小),示波管屏幕上就会显示出被测信 号随时间变化的图形。电信号中,在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。示波器的基本组成框图如图2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源等五部分组成。图2示波器基本组成框图被测信号①接到“Y"输入端,经Y轴衰减器适当衰减后送至Y1放大器(前置放大),推挽输出信号②和③。经延迟级延迟Г1时间,到Y2放大器。放大后产生足 够大的信号④和⑤,加到示波管的Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形,将Y轴的被测信号③引入X轴系统的触发电路,在引入信号的正(或者负) 极性的某一电平值产生触发脉冲⑥,启动锯齿波扫描电路(时基发生器),产生扫描电压⑦。由于从触发到启动扫描有一时间延迟Г2,为保证Y轴信号到达荧光屏 之前X轴开始扫描,Y轴的延迟时间Г1应稍大于X轴的延迟时间Г2。扫描电压⑦经X轴放大器放大,产生推挽输出⑨和⑩,加到示波管的X轴偏转板上。z轴系 统用于放大扫描电压正程,并且变成正向矩形波,送到示波管栅极。这使得在扫描正程显示的波形有某一固定辉度,而在扫描回程进行抹迹。以上是示波器的基本工作原理。双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用,当转换频率高到一定程度后,看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器,供校验示波器用。2、示波器使用本节介绍示波器的使用方法。示波器种类、型号很多,功能也不同。数字电路实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。本节不针对某一型号的示波器,只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。2.1荧光屏荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线,指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间,垂直方向指示电压。水平方向 分为10格,垂直方向分为8格,每格又分为5份。垂直方向标有0%,10%,90%,100%等标志,水平方向标有10%,90%标志,供测直流电平、交 流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV,TIME/DIV)能得出电压值与时间值。2.2示波管和电源系统1.电源(Power)示波器主电源开关。当此开关按下时,电源指示灯亮,表示电源接通。2.辉度(Intensity)旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些,高频信号时大些。一般不应太亮,以保护荧光屏。3.聚焦(Focus)聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦成最清晰状态。4.标尺亮度(Illuminance)此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下,照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中,可适当调亮照明灯。2.3垂直偏转因数和水平偏转因数1.垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调在 单位输入信号作用下,光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度,这一定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为 cm/V,cm/mV或者DIV/mV,DIV/V,垂直偏转因数的单位是V/cm,mV/cm或者V/DIV,mV/DIV。实际上因习惯用法和测量电 压读数的方便,有时也把偏转因数当灵敏度。踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1,2,5方式从5mV/DIV到5V/DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V/DIV档时,如果屏幕上信号光点移动一格,则代表输入信号电压变化1V。每个波段开关上往往还有一个小旋钮,微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底,处于“校准”位置,此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时 针旋转此旋钮,能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后,会造成与波段开关的指示值不一致,这点应引起注意。许多示波器具有垂直扩展功能,当微调旋钮被 拉出时,垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如,如果波段开关指示的偏转因数是1V/DIV,采用×5扩展状态时,垂直偏转因数是 0.2V/DIV。在做数字电路实验时,在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。2.时基选择(TIME/DIV)和微调时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。时基选择也通过一个波段开关实现,按1、2、5方式把时基分为若干档。波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。例如在1μS/DIV档,光点在屏上移动一格代表时间值1μS。“微调”旋钮用于时基校准和微调。沿顺时针方向旋到底处于校准位置时,屏幕上显示的时基值与波段开关所示的标称值一致。逆时针旋转旋钮,则对时基微调。旋钮拔 出后处于扫描扩展状态。通常为×10扩展,即水平灵敏度扩大10倍,时基缩小到1/10。例如在2μS/DIV档,扫描扩展状态下荧光屏上水平一格代表的 时间值等于2μS×(1/10)=0.2μSTDS实验台上有10MHz、1MHz、500kHz、100kHz的时钟信号,由石英晶体振荡器和分频器产生,准确度很高,可用来校准示波器的时基。示波器的标准信号源CAL,专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因数。例如COS5041型示波器标准信号源提供一个VP-P=2V,f=1kHz的方波信号。示波器前面板上的位移(Position)旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形,旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形。2.4输入通道和输入耦合选择1.输入通道选择输入通道至少有三种选择方式:通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时,示波器仅 显示通道2的信号。选择双通道时,示波器同时显示通道1信号和通道2信号。测试信号时,首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选 择,将示波器探头插到相应通道插座上,示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起,示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“×1” 位置时,被测信号无衰减送到示波器,从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“×10"位置时,被测信号衰减为1/10,然后送往示波器, 从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。2.输入耦合方式输入耦合方式有三种选择:交流(AC)、地(GND)、 直流(DC)。当选择“地”时,扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含 有直流成分的交流信号。在数字电路实验中,一般选择“直流”方式,以便观测信号的绝对电压值。2.5触发第一节指出,被测信号从 Y轴输入后,一部分送到示波管的Y轴偏转板上,驱动光点在荧光屏上按比例沿垂直方向移动;另一部分分流到x轴偏转系统产生触发脉冲,触发扫描发生器,产生 重复的锯齿波电压加到示波管的X偏转板上,使光点沿水平方向移动,两者合一,光点在荧光屏上描绘出的图形就是被测信号图形。由此可知,正确的触发方式直接 影响到示波器的有效操作。为了在荧光屏上得到稳定的、清晰的信号波形,掌握基本的触发功能及其操作方法是十分重要的。1.触发源(Source)选择要使屏幕上显示稳定的波形,则需将被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号加到触发电路。触发源选择确定触发信号由何处供给。通常有三种触发源:内触发(INT)、电源触发(LINE)、外触发EXT)。内触发使用被测信号作为触发信号,是经常使用的一种触发方式。由于触发信号本身是被测信号的一部分,在屏幕上可以显示出非常稳定的波形。双踪示波器中通道1或者通道2都可以选作触发信号。电源触发使用交流电源频率信号作为触发信号。这种方法在测量与交流电源频率有关的信号时是有效的。特别在测量音频电路、闸流管的低电平交流噪音时更为有效。外触发使用外加信号作为触发信号,外加信号从外触发输入端输入。外触发信号与被测信号间应具有周期性的关系。由于被测信号没有用作触发信号,所以何时开始扫描与被测信号无关。正确选择触发信号对波形显示的稳定、清晰有很大关系。例如在数字电路的测量中,对一个简单的周期信号而言,选择内触发可能好一些,而对于一个具有复杂周期的信号,且存在一个与它有周期关系的信号时,选用外触发可能更好。2.触发耦合(Coupling)方式选择触发信号到触发电路的耦合方式有多种,目的是为了触发信号的稳定、可靠。这里介绍常用的几种。AC耦合又称电容耦合。它只允许用触发信号的交流分量触发,触发信号的直流分量被隔断。通常在不考虑DC分量时使用这种耦合方式,以形成稳定触发。但是如果触发信号的频率小于10Hz,会造成触发困难。直流耦合(DC)不隔断触发信号的直流分量。当触发信号的频率较低或者触发信号的占空比很大时,使用直流耦合较好。低 频抑制(LFR)触发时触发信号经过高通滤波器加到触发电路,触发信号的低频成分被抑制;高频抑制(HFR)触发时,触发信号通过低通滤波器加到触发电 路,触发信号的高频成分被抑制。此外还有用于电视维修的电视同步(TV)触发。这些触发耦合方式各有自己的适用范围,需在使用中去体会。3.触发电平(Level)和触发极性(Slope)触发电平调节又叫同步调节,它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时,扫描即被触发。顺时 针旋转旋钮,触发电平上升;逆时针旋转旋钮,触发电平下降。当电平旋钮调到电平锁定位置时,触发电平自动保持在触发信号的幅度之内,不需要电平调节就能产 生一个稳定的触发。当信号波形复杂,用电平旋钮不能稳定触发时,用释抑(HoldOff)旋钮调节波形的释抑时间(扫描暂停时间),能使扫描与波形稳定同 步。极性开关用来选择触发信号的极性。拨在“+”位置上时,在信号增加的方向上,当触发信号超过触发电平时就产生触发。拨在“-”位置上时,在信号减少的方向上,当触发信号超过触发电平时就产生触发。触发极性和触发电平共同决定触发信号的触发点。2.6扫描方式(SweepMode)扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描方式。自动:当无触发信号输入,或者触发信号频率低于50Hz时,扫描为自激方式。常态:当无触发信号输入时,扫描处于准备状态,没有扫描线。触发信号到来后,触发扫描。单次:单次按钮类似复位开关。单次扫描方式下,按单次按钮时扫描电路复位,此时准备好(Ready)灯亮。触发信号到来后产生一次扫描。单次扫描结束后,准备灯灭。单次扫描用于观测非周期信号或者单次瞬变信号,往往需要对波形拍照。上面扼要介绍了示波器的基本功能及操作。示波器还有一些更复杂的功能,如延迟扫描、触发延迟、X-Y工作方式等,这里就不介绍了。示波器入门操作是容易的, 真正熟练则要在应用中掌握。值得指出的是,示波器虽然功能较多,但许多情况下用其他仪器、仪表更好。例如,在数字电路实验中,判断一个脉宽较窄的单脉冲是 否发生时,用逻辑笔就简单的多;测量单脉冲脉宽时,用逻辑分析仪更好一些。数字示波器使用必须注意问题前言数字示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点,其使用日益普及。由于数字示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异,如果使用不当,会产生较大的测量误差,从而影响测试任务。区分模拟带宽和数字实时带宽带宽是最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值,而数字示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。数字示波器对重复信号采用顺序采样或随 机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽,数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关(数字实时带宽=最高数字化速率/K),一 般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出,模拟带宽只适合重复周期信号的测量,而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声 称示波器的带宽能达到多少兆,实际上指的是模拟带宽,数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz,实际上是指 其模拟带宽为500MHz,而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时,一定要参考数字示波器的数字实时带宽,否则会 给测量带来意想不到的误差。有关采样速率采样速率也称为数字化速率,是指单位时间内,对模拟输入信号的采样次数,常以MS/s表示。采样速率是数字示波器的一项重要指标。1.如果采样速率不够,容易出现混迭现象如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号,示波器显示的信号频率却是50KHz,这是怎么回事呢?这是因为示波器的采样速率太慢,产生了混迭现 象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率,或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了,而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。那么,对于 一个未知频率的波形,如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢?可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档,看波形的频率参数是否急剧改变,如果是, 说明波形混迭已经发生;或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来,也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯特定理,采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不 会发生混迭,如一个500MHz的信号,至少需要1GS/s的采样速率。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生:·调整扫速;·采用自动设置(Autoset);·试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式,因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值,而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值,这两种方法都能检测到较快的信号变化。·如果示波器有InstaVu采集方式,可以选用,因为这种方式采集波形速度快,用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。2.采样速率与t/div的关系每台数字示波器的最大采样速率是一个定值。但是,在任意一个扫描时间t/div,采样速率fs由下式给出:fs=N/(t/div)N为每格采样点当采样点数N为一定值时,fs与t/div成反比,扫速越大,采样速率越低。下面是TDS520B的一组扫速与采样速率的数据:表1扫速与采样速率t/div(ns)1252550100200fs(GS/s)502510210.50.25综上所述,使用数字示波器时,为了避免混迭,扫速档最好置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺,扫速档则最好置于主扫速较慢的位置。数字示波器的上升时间在模拟示波器中,上升时间是的一项极其重要的指标。而在数字示波器中,上升时间甚至都不作为指标明确给出。由于数字示波器测量方法的原因,以致于自动 测量出的上升时间不仅与采样点的位置相关,如图2中a表示上升沿恰好落在两采样点中间,这时上升时间为数字化间隔的0.8倍。图2中的b的上升沿的中部有 一采样点,则同样的波形,上升时间为数字化间隔的1.6倍。另外,上升时间还与扫速有关,下面是TDS520B测量同一波形时的一组扫速与上升时间的数 据:表2扫速与上升时间t/div(ms)502010521tr(μs)800320160803216由上面这组数据可以看 出,虽然波形的上升时间是一个定值,而用数字示波器测量出来的结果却因为扫速不同而相差甚远。模拟示波器的上升时间与扫速无关,而数字示波器的上升时间不 仅与扫速有关,还与采样点的位置有关,使用数字示波器时,我们不能象用模拟示波器那样,根据测出的时间来反推出信号的上升时间。广东泰测电子有限公司(简称:广东泰测)成立于2021年,是深圳市泰勤科技有限公司的子公司,公司立身于测试测量仪器行、工业与制造行业,与多家国内外业界著名仪器厂商有着长远而稳固的战略合作关系,公司成立至今,紧跟世界工业与制造业发展趋势,为广大的客户提供了多元化的服务,产品用于研发、生产、测试、检测、高校实验室等,涉及领域有: 5G、人工智能、新基建、智能制造、智慧城市、光伏、新能源、电源、电池、半导体、储能等引领未来科技的新行业,在多个领域提供了具有竞争力的综合性测试服务和解决方案,满足客户各类需求。主营:数字示波器、探头、交直流电源、交直流电子负载、万用表、数据采集器、功率分析仪、信号发生器、热像仪、示波记录仪、安规测试仪等产品代理品牌:RIGOL普源精电,ITECH艾德克斯,CYBERTK知用电子,EEC华仪,FLUKE福禄克,KHC北京科环,Tektronix泰克,KEITHLEY吉时利,KEYSIGHT是德科技,HIOKL日置等品牌厂家编辑于 2022-04-15 14:28数字系统设计数字信号示波器赞同 13添加评论分享喜欢收藏申请
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示波器使用心得体会(精选多篇)
发布时间:2020-11-12 08:35:50
来源:其他心得体会
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推荐第1篇:示波器的使用一、实验目的了解模拟示波器的工作原理及使用方法,学会分析信号波形的参数值。二、实验内容【1】机内标准信号测量1.将机内的标准方波信号输入到CH1通道,用示波器测量这个信号,记录图片,并标注好参数。测量数据记录到表1中并分析讨论(峰峰值和周期要按所列格式记录)。2.先读出波形垂直所占格数或水平所占格数,然后用“格数×倍率(V/DIV,S/DIV)”方式计算相应电压或时间。【2】几种周期性信号的幅值、有效值及频率的测量 1.调节函数发生器,使它的输出信号波形分别为正弦波、方波和三角波,信号的频率为2KHz(由函数发生器频率指示),信号的大小由交流毫伏表测量为1V。2.用示波器观察波形,测量其周期和峰值,计算出频率和有效值,数据填入表2中。3.有效值V'=峰值Vm/2。 三、实验结果【1】机内标准信号测量表1 机内标准信号的测量 SEC/DIV:0.2ms VOLTS/DIV:0.5v 图1 【2】几种周期性信号的幅值、有效值及频率的测量图-2 Vp-p:3.2v SEC/DIV:0.2m 图-3 Vp-p:2.1v SEC/DIV:0.2ms 模拟示波器实测 峰峰值低电平电 压 高电平电 压 周期 频率0.5V 0.0V 0.5V 1ms 1kHz图-4 Vp-p:4.5v SEC/DIV:0.2ms 表2 典型信号的测量四、数据分析1.测量机内标准信号时采用0.5v的V/DIV比较准确,1v的Vp-p较低,误差较大,小于0.5v会超出屏幕大小。2.机内标准信号的频率测量比较准确。3.函数信号发生器的Vp-p不够灵敏,调节后需要等一会才能使交流毫伏表的电压稳定,所以采用读示波器上的格数以减少误差。4.几种周期性信号的周期频率相对比较准确。五、思考讨论1.在机内标准信号测量这个实验中我们显然需要选择DC输入耦合方式,那么为什么不能选择AC输入耦合方式呢,如果选择了AC输入耦合方式,测得的波形、峰峰值、低电平电压、高电平电压各会有什么变化呢?答:DC输入耦合方式直流交流电均可以通过,AC输入耦合方式只能测量交流信号。如果选择了AC输入耦合方式,示波器屏幕上显示的波形位置、零电位点会改变,峰峰值不变,波形不变。2.用模拟示波器测量几种周期性信号的幅值、有效值及频率有哪些必须注意的要点?答:①注意探头的接法,同色的接在一起,信号发生器与示波器的地零点相同。②更换波形时,需重新调节函数发生器的输出电压,保证交流毫伏表的读数为1V。③注意放大缩小的倍数,如电缆插头、触发、衰减、函数发生器的输出电压等的倍数。 一、实验目的1.了解常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。2.掌握实验室常用电子仪器的使用方法。二、主要仪器设备1.XJ4318型双踪示波器。2.DF2172B型交流电压表。 3.XJ1631数字函数信号发生器。 4.HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源。 5.10kΩ电阻和0.01μF电容各一个。三、实验内容1.用示波器检测机内“校正信号”波形首先将示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于单踪显示,即Y1(CH1)或Y2(CH2),“触发方式开关(TRIGGER)”置于“自动(AUTO)”即自激状态。开启电源开关后,调节“辉度(INTEN)”、“聚焦(FOCUS)”“辅助聚焦”等旋钮,使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。将示波器的“校正信号”引入上面选定的Y通道(CH1或CH2),将Y轴“输入耦合方式开关”置于“AC”或“DC”,调节X轴“扫描速率选择开关”(t/div或t/cm)和Y轴“轴入灵敏度开关(V/div或V/cm)”,并且将各自的“微调”旋钮置于校正位置,使示波器显示屏上显示出约两个周期,垂直方向约4~8div(cm)的校正信号波形。从示波器显示屏的坐标刻度上读得X轴(水平)方向和Y轴(与X轴垂直)方向的原始数据(即从示波器刻度上读取的刻度数值和所选的刻度单位值),填入表4-1,并计算出对应的实测值。校正信号 标称值 示波器测得的原始数据 测量值 幅度UP-P 0.2V 4div 0.05V/div 0.2V 频率f 1000Hz 5div 0.2ms/div 1000Hz 表4-1 观察“Y轴输入灵敏度微调开关”和“X轴扫描速率微调开关”出在顺时针到底和逆时针到底两个极端位置时,屏幕读数与信号标称值的差异(标称值指的信号源输出所表示的数值)。体会测量时不将“微调”旋钮置于校正位置所造成的影响。 2.用示波器和交流毫伏表测量信号参数(1)调节信号发生器的有关旋钮,使输出频率分别为200Hz、1kHz、5kHz、10kHz,有效值等于1V(用交流毫伏表测定)的正弦波,用示波器分别测量上述信号的频率,将测得的数据填入表4-2。注意:用示波器测量信号参数时,被测信号在示波器上显示的波形大小要合适! 专业:姓名: 学号:__ _ 日期: 地点: hao123精彩资讯,每日最新最热随时头条新闻娱乐八卦精彩视频信号发生器 输出信号频率/kHz 示波器测得的原始数据 示波器实测值 一周期的格数div 扫描开关t/div的位置 周期/ms 频率/kHz 0.2 9.7 0.5ms 4.85 0.206 1 9.6 0.1ms 0.96 1.042 5 9.8 20μs 0.196 5.102 10 9.8 10μs 0.098 10.204 表4-2 (2)调节信号发生器有关旋钮,使输出信号频率为1kHz、有效值分别为0.5V、1V、2V、3V、(用交流毫伏表测定)的正弦波,用示波器分别测量上述正弦波的峰-峰值UP-P(即正弦波正半周最高点与负半周最低点之间的值),并根据测得的峰-峰值UP-P折算得到正弦波的有效值,将数据填入表4-3。信号发生器 输出电压 (有效值)/V 示波器测得的原始数据 示波器实测值 峰-峰值的 格数div Y轴灵敏度开关 V/div的位置峰-峰值 UP-P/V 有效值U/V (折算得到) 0.5 7.2 0.2 1.44 0.509 1 5.6 0.5 2.8 0.990 2 5.8 1 5.8 2.051 3 4.2 2 8.4 2.970 表4-3 3.用示波器测量两信号的相位差实验电路如图4-1所示。uS是信号发生器输出的频率为1kHz、有效值约为5V的正弦波,加于RC串联电路两端,设电阻R上的电压为uR,则uS与uR频率相同、相位不同,用示波器可测量uS与uR的相位差。 将uS和uR分别加到双踪示波器的两个输入端Y1(CH1)和Y2(CH2),示波器的“显示方式开关(VERTCAL MODE)”置于“交替(ALT)”或“断续(CHOP)”挡,选择合适的X轴触发源,让触发信号取自uS(CH1),调节“触发电平(LEVEL)”旋钮,调节Y1和Y2的“移位(POSITION)”和“输入灵敏开关”(V/div)以及微调旋钮,使在屏幕上显示出两个稳定的正弦波uS和uR,如图4-2所示。根据uS与uR波形在水平方向上的差距格数D,以及uS或uR波形一个周期的格数T,则可求得uS与uR两个波形的相位差:T D360 图4-1 RC串联电路 图4-2 图4-1电路的波形将图4-1电路测量结果记入表4-4。一个周期的格数T 两波形在X轴方向的差距格数D 两波形的相位差φ 9.7 0.9 33.4º 表4-4 4.用示波器测量方波和三角波的参数调节信号发生器的有关旋钮,使分别输出具有一定幅度(峰-峰值为几伏)和频率(几千赫)的方波和三角波,用示波器分别观察和测量,并记入表4-5。被测信号 波形示波器测得的峰-峰值数据示波器测得的周期数据 峰-峰值格数div Y轴灵敏度V/div 峰-峰值/V 周期格数div 扫描速率t/div 周期/ms 方波 4 0.5 2 4.8 0.2ms 0.96 三角波6 0.5 3 9.8 50μs 0.49 表4-5四、实验总结1.整理实验数据和有关表格。各实验数据计算结果已填入上述各表中,各表计算过程如下: 表4-1: 幅度UP-P测量值:4×0.05=0.2V 频率f测量值:1/(5×0.2/1000)=1000Hz 表4-2: 周期/ms=(一周期的格数div)×(扫描开关ms/div的位置) 包含单位换算 频率/kHz=1/(周期/ms) 表4-3:峰-峰值UP-P/V=(峰-峰值的格数div)×(Y轴灵敏度开关V/div的位置) 有效值U/V=(峰-峰值UP-P/V) /2 2 表4-4:两波形的相位差φ0.9/9.7×360=33.4 º 表4-5: 峰-峰值/V=(峰-峰值格数div)×(Y轴灵敏度V/div) 周期/ms=(周期格数div)×(扫描速率t/div) 包含单位换算 2.总结使用电子仪器尤其是双踪示波器的体会。本次实验使用到的主要电子仪器是双踪示波器,是一种用途很广的电子测量仪器,在之前的大学物理的多个实验中已经有所接触。双踪示波器的优势在于,能够同时测量两种不同信号的波形,可将其同时显示进行对比和计算,为测量信号提供了很多便利。在使用双踪示波器的过程中,应注意在校正时将所有“微调”旋钮置于校正位置,才能达到正确的校正效果,否则会由于“微调”旋钮没有归位而造成后续的一系列测量的偏差。除此之外,本次实验还用到了交流毫伏表和信号发生器。在使用交流毫伏表时,应注意所选量程的大小必须大于被测电压,否则很可能会损坏仪表。而在使用信号发生器时,需要注意的是开始不能把输出电压调得太高,以免对后续仪器造成损坏;还需注意的是,当输出电压大小不符合要求时,可以开关“20dB”和“40dB”的按钮,以放大或缩小输出值。五、心得体会 本次实验为常用电子仪器的使用实验,通过实验,我们学习了双踪示波器、交流毫伏表以及信号发生器的使用,了解了常用电子仪器的主要技术指标、主要性能以及面板上各种旋钮的功能。通过实践操作,我们在之前已有知识的基础上更加熟练地练习了示波器以及信号发生器的使用,同时与书本上的相关知识结合,体会了RC串联电路的原理及作用。对于本次实验的误差而言,将各表测量值与实际值比较,可以看出相差并不多,绝大部分数据的误差保持在2%以内,最大的误差也只有4%,可见使用示波器来测量波形参数还是比较准确的。存在的误差可能由多种因素引起,比如实验电路的影响、仪器内部因素、外界环境干扰等等。当然,也不能排除随机误差,可以通过进行多次平行实验来减小这种误差。另外,本次实验实验操作步骤较为复杂,数据量也较多,所以实验时需要耐心仔细,在保证不出错的情况下提高效率。遗憾的是,此次实验随学习了示波器大部分按钮的使用,但仍有少数按钮功能没有机会实践。推荐第2篇:示波器的使用培训教材示 波 器 培 训 教 材目录一、二、三、四、五、六、七、八、示波器图示介绍 ...............................................................................................................................2 示波器原理简介 ...............................................................................................................................2 常用键功能介绍 ...............................................................................................................................3 示波器在手机维修中的作用 ...........................................................................................................4 示波器使用 .......................................................................................................................................4 示波器应用举例(以测量手机13MHz时钟脉冲为例) .............................................................6 手机常见信号波形 ...........................................................................................................................7 注意事项 ...........................................................................................................................................8 一、示波器图示介绍显示屏功能调节键(钮)区信号输入通道探头元件:校准信号输出端二、示波器原理简介示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。三、常用键功能介绍1)存储(SAVE)/调出(RECALL):存储和取回设置和波形到内存或软盘。 2)工具(UTILITY)。改变波形外观和显示屏。 3)测量(MEASURE)。执行自动化的波形测量。 4)光标(CURSOR)。激活光标。5)显示(DISPLAY)。改变波形外观和显示屏。6)AUTOSET:自动地设置垂直,水平和触发控制器用于可用的显示。 7)SINGLE SEQ。设置捕获,显示和触发参数用以单脉冲捕获。 8)运行/停止(RUN/STOP)。停止和重新启动捕获。9)垂直位置(VERTICAL POSITION)。调节所选波形的垂直位置。按下COARSE进行快速调节。 10)水平位置(HORIZONTAL POSITION)。调节相对于已捕获的波形的触发点位置。 11)快界菜单(QUICKMENU)。激活诸如内置的示波器特性的快捷菜单。 12)触发菜单(TRIGGER MENU)。调节触发功能。 13)SET TO 50%。设置触发电平至必须的中点 14)FORCE TRIG。强制进行一次立即触发事件。15)垂直刻度(VERTICAL SCALE)。调整所选波形的垂直刻度系数。 16)水平刻度(HORIZONTAL SCALE)。调节水平比例尺因子。 17)校准点。用于使用前波形校准。18)探头衰减开关: X1:信号不衰减,直接进入示波器; X10:信号衰减10倍后进入示波器。 示波器的功能键很多,其中使用最为频繁的为 自动测试键(AUTOSET)。四、示波器在手机维修中的作用使用示波器,可以测量手机中的基带信号,如:RXI/Q接收基带信号、TXI/Q发射基带信号、13M、32.768KHz、语音信号、数据信号等。由于手机中的型号均为脉冲波,万用表是测不到也测不准确的,只能用示波器可以测出。射频信号由于超出了示波器的带宽,用示波器无法测试,需要借助频谱仪来测试。五、示波器使用1、示波器测试前探头校准步骤示波器每次开机后,通过“探头校准”来验证示波器是否正常工作。测试步骤如下: 1) 打开示波器电源,电源指示灯亮。2) 把探头连接到CH1通道,探头衰减开关设定到10X。 3) 按下CH1菜单按钮,将探头选项放大倍数设置为10X。4) 把探头端部连接到“探头元件~5V”连接器上,地线夹连接到“探头元件接地”的连接器。 5) 连接完成后,按下“自动设置”按钮,示波器即会显示频率为1KHz,电压为5V峰峰值的方波。 如果测量的波形不正确或无波形,应重点检查探头及探头的连接情况。 如果测量的波形电压值不准(为50V,或0.5V),应检查探头和示波器衰减设置。2、示波器快速测试步骤1) 打开示波器电源开关。按照探头校准步骤完成示波器校准。2) 将示波器探头与信号源连接,探头地线和信号源的地线连接。(注意:探头和信号接触必须良好,才能保证测量信号的准确)。3) 按下自动设置按钮。示波器会根据检测到的信号类型在显示屏的波形区域中显示相应的自动测量结果。4) 通过运行/停止按钮,停止信号的捕捉,已经捕捉到的信号在屏幕中定格显示,此时可以详细查看信号波形。再次按下运行/停止按钮,恢复信号的捕捉。 5) 可以通过垂直/水平位置按钮,调节信号在屏幕中的显示位置。 6) 可以通过水平/垂直刻度按钮,调节信号的显示幅度。3、信号参数读取1) 按照“示波器快速测试步骤”,完成信号测量。信号的基本参数值在显示屏区域会有对应的显示。2) 按下测量按钮,查看“测量菜单”。3) 按下顶部的选项按钮,显示“测量1通道菜单”。 4) 按下类型选项按钮,更改测量项目。 5) 选择测量项目后,值读数将显示测量结果。六、示波器应用举例(以测量手机13MHz时钟脉冲为例)手机中的13MHz时钟信号正常是开机的必要条件,因此日常分析不开机异常时要经常测量有无13MHz时钟信号。具体测试步骤如下: 1) 打开示波器,并完成校准测试。 2) 接通手机电源,按开机键,使手机开机。3) 将示波器探头的接地夹夹在手机电路板的接地屏蔽盖上,示波器探头连接到手机13M晶体输出端的电容上。4) 按下自动测试按钮,完成13M信号的测试。七、手机常见信号波形八、注意事项1) 操作时应做好静电防护措施,佩带好防静电手腕带。 2) 测量时,不要把仪表放置在附近有强磁场的地方使用。3) 为防止被测信号的幅度超过示波器输入端规定的耐压值,烧坏示波器。示波器探头的衰减开关应打到10倍衰减处。4) 测试线要尽量短,探头要靠近被测点,否则有可能引起波形畸变。推荐第3篇:示波器的使用入门教案课题:示波器的使用教学目标:1.了解示波器控制面板各功能区的功能;2.掌握示波器对波形,幅度,周期,等基本参数的测量方法及读数;3.掌握带电测量的注意事项。教学重点:1.掌握示波器的测量方法及读数;2.掌握带电测量的注意事项;教学难点:1.掌握示波器的测量方法;2.带电测量的注意事项。教学用具:1.单、双通道模拟示波器2.数字示波器3.CRT电视机若干台4.螺丝刀等工具教学方法:讲述,操作示范,学生操作 教学过程引入:随着电子技术的发展,家电产品的品种,档次,智能化水平越来越高,通信技术,计算机技术,集成电路,数字电路使用越来越多,对电子技术的测式提出了更高的挑战,而万用表只能适于电路简单的的场合,所以我们需要使用仪表进行检修,比如示波器,今天我们就一起来学习示波器的使用入门。 一.示波器的分类跟椐输入通道分:1.单通道示波器2.双通道示波器跟椐示波器工作原理分1.数字示波器2.模拟示波器 二.示波器控制面板介绍1.触发系统TRIGGER Level:改变触发电平,可以在屏幕上看到触发标志来指示触发电平的数值相应变化。 Trigmenu:改变触发设置F1边沿触发F2触发源CH1,CH2 F3边沿斜率上升 F4触发方式自动 F5触发耦合为交流 SETtozero:居中FORCE:强制产生一触发信号,正常或者单次模式 2.水平系统Horizontal Position 控制信号的触发移位 Hori Menu显示Zoom菜单,F3扩展F1关闭还设置触发释抑时间(multl purpose).Scale改变水平时基本档位设置 S/DIV 3.垂直系统 VERTICAL Position 垂直移动 Math标志ScaleVolts/Div 改变垂直挡位设置 4.CH1,CH2对应通道开关 5.功能键Prtsc屏幕拷贝功能键 Multi purpose多用途旋钮控制器 Measure自动测量 Acquire设置采样方式 Storage存储和调出 Run/Stop运行控制,暂停 Cursor光标测量 Display设置显示方式 Utility辅助系统设置 Auto使用执行按钮 USB-OTG接口 使用自动设置 1.调整好探头倍率表笔1X,10XCH1,CH2可以调整2.AuTo 自动设置垂直偏转系数,扫描时基,以及触发方式 Measure自动测量 F1进入测量种类选择菜单 F2选择通道 F3选择电压种类 F4时间F5显示所有参数实验:1.测量示波器自带的信号源,使用自动模式进行操作并读出频率,周期,平均值,幅度,最大值,最小值。+ 2..使用自动模式加手动模式进行操场作,测量市电的波型,频率等参数。在测式过程中注意用电操作安全!!!!3..测量电视机行管基极输出电压波形,周期,平均值,幅度,最大值,最小值。在测式过程中注意用电操作安全!!!推荐第4篇:测试仪器示波器使用技巧经验总结测试仪器示波器使用技巧经验总结姓名: 施三保部门: BMP开发部工号: 91248日期: 2006-9-5摘要:通过实际项目模块测试过程,探讨和总结了公司Agilent示波器的一些使用技巧和方法,结合公司的测试规范,介绍了一些常用性能指标的测试。 关键词:示波器;技巧;性能;总结;模块Abstract: According to the proce of practical test of the model, and in order to share my test experience, some skills and methods of how to use the oscillograph well are presented.In term of the test criterion of our company, test way of common performances is introduced as well.Keywords: Oscillograph; Skill;Performance; Conclusion; Module 前言示波器是电源开发工程师必要的工具,几乎每天都要使用。公司一般使用安捷伦示波器,功能十分强大,许多开发人员都是第一次使用这样的示波器,对于其繁琐的操作和复杂的功能往往不知所措,许多人也只了解其一般的基本功能,这些都会一定程度的影响工作效率和开发进度甚至测试错误的数据。我自入职以来,没有参加很多的调试和设计工作,但做过很多模块的测试,对于安捷伦示波器54624A的使用有了一些自己的心得,鉴于公司没有示波器使用的教程、培训和使用手册等,现写下我的一点体会,希望能对其他同事有一点点帮助。一,示波器使用注意事项1,测量时不要超过模拟探头的最高电压:①类为300Vrms,400Vpk; ② 类为100Vrms,400Vpk,否则可能损坏示波器。2,注意测量时的接地,如果需要把接地线连到不能用电源线接地的电路中某一点,就应该使用差分探头。3,开始测量时,进行探头补偿,使其特性与示波器相匹配。方法是将探头连到Probe Comp上,按下autoscale(自动定标),然后使用非金属工具调整探头上的电容器,获得较为平坦的脉冲。4,选择示波器输入阻抗;按Inped软键选择,50欧模式使用50欧配套电缆,用于高频测量,可使得信号通道中反射最小,得到最准确的测量结果;1M欧模式用于普通测量,需要使用探头,阻抗越高,示波器对被测电路的负载影响越小。5.调节显示亮度;按下Display软键,旋转输入旋钮可以改变显示亮度,可在0到100%之间调节,Grid软键中显示了其亮度级,网络中的每个主格对应于显示屏顶部状态行中示出的扫描速度时间;为了改变显示波形的亮度,可以通过旋转前面板左下角的Intensity(亮度)旋钮。6.开始和停止数据采集。通过按Run/Stop键来进行波形采集与停止采集的切换,当其为绿色时,为采集信号状态,为红色时为停止采集状态,当触发模式为stop时,可以旋转水平与垂直按钮,对显示的波形进行缩放与测量。 二,基本测量功能1,选择触发模式①Normal常规模式显示符合触发条件时的波形,否则示波器不触发,显示屏也不更新,示波器等待从触发源来的有效信号;②Auto自动模式,显示屏自动更新,即在不符合触发条件时强制示波器触发,在其它触发事件未发上时产生内部触发信号;③Auto Level自动电平模式,示波器首先是常规触发,如果没有发现信号就自动触发。 2.选择触发耦合按下Mode/Coupling键,可以选择DC,AC,LF Reject和TV耦合等方式。①DC直流耦合允许DC和AC信号进入触发通道;②AC耦合将高通滤波器(3.5Hz)放入触发通道,去除任何DC偏执电压。③LF Reject耦合将50KHz高通滤波器与触发器串联,去除波形中的低频噪声,得到稳定的边沿触发。TV耦合通常为灰色不可选状态。④Noise Rej为触发电路增加了时滞,触发电路对噪声灵敏度会降低,需要大幅度波形来触发示波器。⑤HF Reject耦合在触发通道增加了一个50KHz的低通滤波器,去除触发波形中的高频成分。以上方式都是为了防止误触发,当信号源杂讯较大时可作适当调节。 3.采集模式的选择按采集键(Acquire)显示采集菜单,通过其可以调节信号中的细节水平或是完整信号,对仪器进行全面控制。①Normal常规模式,在大多情况下常规模式可以得到最好的波形图象。可以在更多工作点看到正确信号。②Peak Detect峰值检测模式,将峰值检测与无限余晖结合,是查找伪信号和毛刺的有效方法,可以显示任何宽度大于1ns的信号脉冲,在500us/div或更小的扫描速度时,窄毛刺与尖边沿的显示更加明显。③Average平均化模式,在触发模式时为了滤除噪声干扰一般选择这种模式,平均化多次触发,以减小噪声并提高分辨率,对多次触发的平均化需要有稳定的触发,通过旋转输入按钮来设置平均数,设置的平均数越高,就越能更好的减小噪声和提高分辨率。④Realtime实时模式,此模式下示波器在一次触发事件期间采集所有的波形样本,在打开其它任何采集模式时,都可以打开实时模式,可以捕捉偶然触发、不稳定的触发或复合变化波形,如眼图等。 4.进行游标测量使用面板Cursors键,可以进行定制电压或时间测量。可以选择三种模式:①Normal模式显示△X, 1/△X和△Y的值。②Binary(二进制)显示在该键上方的二进制逻辑电平,指示所有显示通道的当前X2和X2游标位置。③Hex(十六进制)显示在该软键正上方的十六进制逻辑电平,指示当前X2和X2游标位置。选择X和Y软键,通过旋转输入按钮可对其进行调节。 5.进行自动测量按Quick Meas可对任何通道源在任何运行中的数学函数进行自动测量,所选择测量的最后三次测量结果显示在软键上方的屏幕上,或当选择某些菜单时在显示区中心示出,当平移或缩放时,也可用快捷测量方法测量已停止的波形。开启的游标示出最新选择测量的波形部分。具体操作是:按下Quick Meas键显示则栋测量菜单,按下Sourse键选择要进行快捷测量的通道或运行数学函数,如果显示No Edge(无边沿),Clippod(被削波),Low Signal(低信号),“值”时,表示测量结果不可靠。按下Select软键,然后旋转输入按钮选择所要进行的测量,按下Measure软键,开始自动测量,可以进行自动测量的参数值分别为:①时间测量:有计数器、占空比、频率、周期、上升时间、下降时间、+宽度、-宽度、最大处的X值、最小处的X值;②相位和延迟:分别有相位和延迟;③电压测量:有平均化、幅度、波低、最大值、最小值、峰峰值、RMS、波顶;④前冲和过冲等参数; 其中均方根RMS的定义为: RMSDCxi1n2in(n为测量的点数,xi为测量的第i点的值) 占空比=正宽度/周期相位差=两个波形之间的延迟/第一波形的周期.6.触发类型的选择通过定义触发条件,将示波器显示与被测电路进行同步,对于大多数触发类型,可以将任何输入通道或外部触发BNC连接器作为触发源。可以使用的触发类型有:边沿触发、脉冲宽度触发(毛刺)、码型触发CAN(局域网控制器)触发、持续时间触发、IIC总线触发、序列触发、SPI(串行协议接口)触发、TV触发、USB(通用串行总线)触发等。根据需要选择不同的触发方式。在每次选择之后,当下次再使用示波器显示信号时,将自动的按照新的触发特性来显示。 7.快速自动显示信号为了省略以上烦琐的操作,快速的配置示波器,可以按下面板上的Autoscale软键,来显示所有活动的连接信号。此时示波器自动配置好,以最佳状态显示输入信号,自动的查找、开启和定标任何具有频率大于等于50Hz,占空比大于等于0.5%,峰峰值大于10mv的重复波形通道,所有不符合的通道将被关闭。如果不小心按下Autoscale键,可以按下Undo Autoscale来恢复原来设置。按下Channals(通道)软键来确定随后的自动定标中要显示的通道,可以是All Channals(所有通道),也可以是Only Displayed Channals(只显示有信号的通道)两种模式。三,特殊测量功能1.设置屏幕保护按下Utility(实用键),选择Option软键,按下Screen Svr(屏幕保护)后选User Spell,同时旋转输入按钮进行选择字母,一共有35个字母可供选择,注意选定后应按下enter键确认。选择Svr Time可以设置示波器屏幕保护前闲置等待时间,软键中显示该分钟数,默认为6小时,设置完毕后,按下Preview可以进行预览。 2.设置时钟可以设置当前日期和时间,为24小时格式,这一时间和日期标记将显示在打印的硬拷贝以及软盘的目录信息中。按下实用键Utility,按Options软键,然后按clock软键显示时间菜单。按下year, month, day, hour或minute软键,通过旋转输入按钮选择所要设置的数字即可。 3.使用软盘可以使用软盘菜单向软盘装入文件或从软盘删除文件。①删除文件:将软盘插入示波器,按下file键选择软盘上的文件,然后按Delete File键来删除该文件;②输入文件:按下Load File软键将示波器中的文件装入软盘,可以装入的文件有设置文件、轨迹文件,以及使用示波器面板Save/Recale键建立的其他用户定义的设置或轨迹文件;本地语言文件包和系统软件文件。 4.使用默认设置按下Save/Recale软键,显示保存/调用菜单,按下Default Setup可以将示波器返回到工厂默认设置,其水平、垂直、触发、显示和其他等都将回到默认设置状态下。 5.进行维护自检按下Utility软键,然后再按下Service(维护)键,可以进行显示维护,主要有一下功能:①执行示波器上的自动校准,按下User Cal键;②查看用户校准状态,按下User Cal Status;③进行仪器自检;按下Start Self Test键;④查看关于示波器型号、代码版本信息、接入模块和校准状态的信息,即按下About Oscilloscope即可。四,结语以上就是我在上一段时间里,进行二次电源测试时对实验室仪器示波器使用的一些经验和体会,示波器功能强大,其中还有许多疏忽、遗漏和没有弄得十分透彻的地方,这些都有待于以后的总结,希望以上所写的能都为将来的员工有一点点帮助。推荐第5篇:新课改高中物理实验10练习使用示波器康定中学物理实验报告单实验十:练习使用示波器 姓名 班级 【】实验播放1、实验目的:(1)了解示波器面板上各个旋钮和开关的名称、作用,练习使用示波器; (2)了解示波器的工作原理,利用示波器观察波形; (3)加深对带电粒子在电场中运动的理解。2、实验原理: 示波器是一种常用的观察波形的电子仪器,利用它能直接观察电讯号随时间变化情况,对一些能够转化为电压变化的非电学量的波形如速度、压力等物理量也可以在示波器的荧光屏上进行观察. 示波器的核心结构是示波管原理。图1 为示波管的构造图,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成.当偏转电极XX′和YY′不加电压时,电子枪发射出的电子打在荧光屏上,会在那里产生一个亮点.若在偏转电极YY′上加电压,电子将在竖直方向上发生偏转,若在XX′上加电压,电子将在水平方向上发生偏转,从而使亮斑的位置发生改变,当所加电压恒定时,亮斑的位置是固定 的.当所加电压变化时,亮斑的位置是移动的,如果所加电压变化很快,那么亮斑的位置变化就会很快,于是我们会看到—条亮线.如果所加电压是周期性变化的,则荧光屏上显示的亮线也将随周期发生变化.图2为J2459型示波器的面板,荧光屏右边最上端的是辉度调节旋钮,标以“¤”符号,用来调节光点和图像的亮度.顺时针旋转旋钮时,亮度增加.接下来两个是聚焦调节旋钮“⊙”和辅助聚焦调节旋钮“○”,这两个旋钮配合着使用,能使电子射线会聚,在荧光屏上产生一个小的亮斑,得到清晰的图像. 往下是电源开关和指示灯,用后盖板上的电源插座接通电源后,把开关扳向“开”的位置,指示灯亮,经过一两分钟的预热,示波器就可以使用了. 荧光屏下边第一行左、右两端的旋钮是竖直位移旋钮“”和水平位移旋钮↑↓康定中学物理实验报告单“”,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的位置.它们中间的两个旋钮是“Y增益”和“X增益”,分别用来调整图像在竖直方向和水平方向的幅度,顺时针旋转时,幅度继续增大. 中间一行左边的大旋钮是衰减调节旋钮,它有1、10、100、1000四挡,最左边的“1”111挡不衰减,其余各挡分别可使输人的电压衰减为原来的、、.因此图像在竖 1010010001直方向的幅度都减小为前一挡的.最右边的正弦符号“ ”挡不是衰减,而是由示波器10内部提供竖直方向的交流试验信号电压,可用来观察正弦波形或检查示波器是否正常工作.中间一行右边的大旋钮是扫描范围旋钮,可以改变加在水平方向的扫描电压的频率范围,左边第一挡是10Hz,向右旋转每升高一挡,扫描频率都增大10倍,最右边的是“外X”挡,使用这一挡时,机内没有加扫描电压,水平方向的电压可以从外部输入. 中间的小旋钮是扫描微调旋钮,用来调整水平方向的扫描频率,顺时针转动时频率连续增加. 底下一行中间的旋钮“Y输入”、“X输入”和“地”分别是竖直方向、水平方向和公共接地的输入接线柱.左边的“DC、AC\'’是竖直方向输入信号的直流、交流选择开关,置于“DC\'’位置时,所加的信号电压是直接输入的;置于“AC\'’位置时,所加信号电压是通过一个电容器输入的,它可以让交流信号通过而隔断直流成分.右边的“同步”也是一个选择开关,置于“+”位置时,扫描由被测信号正半周起同步,置于“-”位置时,扫描由负半周起同步.这个开关主要在测量较窄的脉冲信号时起作用,对于正弦波、方波等,无论扳到“+”或“-”,都能很好地同步,对测量没有影响.3、实验器材 示波器、信号源、电源、滑动变阻器、电键、导线若干。4、实验步骤 (1)观察荧光屏上的亮斑并进行调节 a先把辉度调节旋钮逆时针转到底,竖直位移旋钮和水平位移旋钮转到中间位置,衰减调节旋钮置于1000挡,扫描范围旋钮置于“外X”挡. b打开电源开关,等一两分钟(预热)后,顺时针旋转辉度调节旋钮,屏上即出现一个亮斑,调节该旋钮,使亮斑的亮度适中. c旋转聚焦调节旋钮和辅助聚集调节旋钮,观察亮斑的变化情况,并使亮斑最圆、最小. d旋转垂直位移旋钮,观察亮斑上下移动的情况;旋转水平位移旋钮,观察亮斑左右移动的情况.调节这两个旋钮,使亮斑位于荧光屏中心. (2)观察扫描并进行调节康定中学物理实验报告单 1 a把X增益旋钮顺时针转到处,扫描微调旋钮逆时针转到底,扫描范围旋钮置于310Hz挡,可看到扫描的情形. b顺时针旋转扫描微调旋钮,可看到亮斑移动速度加快,直至成为一条亮线. c调节X增益旋钮,可以看到亮线长度随之改变. (3)观察亮斑在竖直方向的偏移并进行调节a将扫描范围旋钮置于“外X”挡,交直流选择开关拨到“DC”位置. b按图3连接电路.c将滑动变阻器的滑片P滑至适当位置后闭合开关,把衰减调节旋钮逆时针依次转到100、10和1挡,观察亮斑向上移的情况. d调节Y增益旋钮,使亮斑偏移一段适当的距离,再调节滑动变阻器,观察亮斑偏移的距离随输入电压变化的情况.e调换电池正负级,可以看到亮斑改为向下偏移. (4)观察按正弦规律变化的电压的变化图线 a将扫描范围旋钮置于10Hz挡,衰减调节旋钮置于 挡. b调节扫描微调旋钮,使屏上出现完整且稳定的正弦曲线. c调节Y增益(或X增益)旋钮,观察曲线形状沿竖直(或水平)方向的变化情况. d调节竖直(或水平)位移旋钮,观察曲线整体在竖直(或水平)方向上的移动情况. (5)观察交变电压整流后的图线. a调节学生电源的电压选择开 关,使其输出的交变电压为2V,再按图4连接电路. b衰减调节旋钮至10挡。接通学生电源开关,屏上便呈现出R两端的电压图(若不稳定,调节扫描微调旋钮即可),调节有关旋钮,使图像幅度大小适当. c断开学生电源开关,在A、B间串入二极管,如图5所示. d接通学生电源开关,可看到经二极管整流后的电压的图线,把它与整流前的图线相比较.(6)关机. 将辉度调节旋钮逆时针转到底,再断开电源开关.5、数据处理 波形图上一定的幅度代表一定的电压值,衰减调节旋钮的1、10、100、1000四挡,1最左边的“1”挡显示的是不衰减的情形,其余各挡分别可使输人的电压衰减为原来的、10康定中学物理实验报告单 111、.因此图像在竖直方向的幅度都减小为前一挡的. 1010010006、注意事项 (1)示波器的使用电压在220±10%V之间,超出这个范围将影响仪器工常工作.当电源电压波动比较大时,最好采用交流稳压措施后再使用. (2)示波器机箱与机内电路接地点相连接,为了安全及减少外界环境对仪器的干扰,应将仪器机壳接地.可用带接线焊钩的黑色导线,将示波器面板上的接地柱和实验桌上的接地接线柱相连接。如果实验室装有带地线的三孔安全电源插座,则可以将示波器电源线二脚插头换成三脚插头,另加一根黑色导线将三脚插头外壳和三脚插头地脚相连接.机壳不接地也可以使用,这时外部感应将使示波器的噪音干扰略增大一些. (3)测试信号转人线最好采用带有“香蕉”插头的高频屏蔽线或单股线,输入线尽量短一些,将“香蕉”插头分别插人示波器Y输入与地接线柱及信号输出仪器接线柱.如果要检查实验电路某点的波形;输入线测试端可接一对带套管的“鳄鱼”夹或测试棒比较方便.如果测试点电压较高,最好应先切断被测电路电源,接好测试点再进行测试.否则应特别注意安全,站在适当的绝缘物上,单手进行操作. (4)使用示波器时应注意辉度适中.不宜过亮,且光点不应长期停留在一点上,以免损坏荧光屏.还应避免在阳光直射荧光屏的情况下工作,关机前应先将辉度关灭. (5)示波器应避免在强磁场环境中工作,因为外磁场会引起显示的波形失真. (6)使用示波器时,接人输入端的电压不应超过说明书规定的最大输出耐压400(DC+ACPP).如果信号为直流,则应小于400;如果信号为直流加交流,则其直流和交流峰值之和应小于400V.特别要注意:当Y衰减开关放到l挡时,应防止过大的被测信号加入输入端,以免损坏仪器. (7)使用仪器时,扳动面板控制器时要轻,当到达极限位置时不要硬扳,以免损坏仪器.搬动时要轻拿轻放,防止碰撞. (8)仪器用毕后应罩上防尘罩,放在阴凉、干燥、通风的地方.存放满3个月没有使用的仪器应开机通电lh,以防止电解电容失效,同时起到加热去潮的作用.7、误差分析 本实验的误差主要是由仪器的灵敏度的操作不当所引起。推荐第6篇:如何操作无使用说明书的示波器如何操作无使用说明书的示波器示波器的型号多种多样,其中无使用说明书的示波器占很大比例,这对于初次使用示波器的初学者十分不便。本文根据实践经验,就如何操作无使用说明书的示波器作简单介绍,希望能给初学者带来帮助。一、常见示波器面板功能键、钮的标示及作用1.POWER(电源开关):接通或关断整机输入电源。2.FOCUS(聚焦)和ASTIG(辅助聚焦):常为套轴电位器,用于调整波形的清晰度。3.ROTATION(扫描轨迹旋转控制):调整此旋钮可以使光迹和座标水平线平行。4.ILLUM(坐标刻度照明):用于照亮内刻度坐标。5.A/B INTEN(A/B亮度控制):通常为套轴电位器,作用是调节A和B扫描光迹的亮度。6.CAL 0.5Vp-p(校正信号输出):提供0.5Vp-p且从0电平开始的正向方波电压,用于校正示波器。7.VOLTS/div(电压量程选择):通常电压量程和幅度微调为套轴电位器,外调节旋钮是电压量程选择,转动此旋钮以改变电压量程;中间带开关的电位器为电压量程微调,顺时针旋到底为校正位置,逆时针调节,波形幅度,变化范围在电压/格两档之间。8.CH1和CH2(输入信号插座):为示波器提供输入信号。9.AC GND DC(输入耦合开关):用于选择输入信号的耦合方式。10.GRIG SEL(内同步选择):按下此键,以CH1和CH2分别作为内同步信号源。11.CH POL(信号倒相):按下此键,输入信号倒相180°。12.VERTICALMODE(垂直工作方式选择):分别按下CH1、CH2、ALT、COHP、ADD、X-Y键,屏幕显示依次为CH1、CH2、CH1和CH2交替、CH1和CH2断续、CH1和CH2代数和、CH1垂直/CH2水平等方式。13.POSITION(位移调节):调节CH1和CH2输入信号0电平在屏幕的起始位置。14.UNCAL(不校正指示):当CH1和CH2电压量程微调不在校正位置时,对应的不校正指示灯点亮。15.TIME(扫描时间调整):外旋钮调节A扫描速度,内旋钮调节B扫描速度。16.B.VAR、TRACESEP(B扫描微调和A/B扫描轨迹分离):一般情况下,涂有红色的旋钮为B扫描微调,提供连续可变的非校正B扫描速度。17.DELAY TIME(扫描延迟时间调节):选择A和B扫描启动之间的延迟时间。18.POSITION(水平位移控制):使显示波形作水平位移。19.SWEEP MODE(触发同步方式):其中AUTO为自动触发、NORM为常态触发、HF为高频触发、SINGLE为单扫描触发。20.LEVEL HOLD OFF(电平和释抑调节):是电平调节触发同步后,使信号同步稳定的辅助调节器。21.TRIG\'D(触发同步状态指示):一旦扫描电路被触发同步后 ,指示灯点亮。22.SLOPE(斜率开关):选择触发信号的斜率,开关置\"+\"时,扫描以触发信号的正斜率触发;开关置\"-\"时,扫描以触发信号的负向斜率触发。23.COUPLING(触发耦合开关):决定扫描触发源的耦合方式。AC为交流耦合、DC为直流耦合、TV为电视场/行同步耦合、HFREJ为同步耦合。24.SOURCE(触发源选择开关):INT为CH1或CH2输入信号触发、LINE为市电内电源触发、EXT为外输入信号触发。二、一般使用方法1.获得基线:使用无使用说明书的示波器时,首先应调出一条很细的清晰水平基线,然后用探头进行测量,步骤如下。(1)预置面板各开关、旋钮。亮度置适中位置,聚焦和辅助聚焦置适中位置,垂直输入耦合置\"AC\",垂直电压量程选择置适当档位(如\"5mV/div\"),垂直工作方式选择置\"CH1\",垂直灵敏度微调校正置\"CAL\",垂直通道同步源选择置中间位置,垂直位置置中间,A和B扫描时间均置适当档位(如\"0.5ms/div\"),A扫描时间微调置校准位置\"CAL\",水平位移置中间,扫描工作方式置\"A\",触发同步方式置\"AUTO\",斜率开关置\"+\",触发耦合开关置\"AC\",触发源选择置\"INT\"。(2)按下电源开关,电源指示灯亮。(3)调节A亮度聚焦等有关控制旋钮,可出现纤细明亮的扫描基线,调节基线使其位置于屏幕中间与水平坐标刻度基本重合。(4)调节轨迹旋转控制使基线与水平坐标平行。2.显示信号:一般示波器均有0.5Vp-p标准方波信号输出口,调妥基线后,即可将探头接入此插口,此时屏幕应显示一串方波信号,调节电压量程和扫描时间旋钮,方波的幅度和宽度应有变化,至此说明该示波器基本调整完毕,可以投入使用。3.测量信号:将测试线接入CH1或CH2输入插座,测试探头触及测试点,即可在示波器上观察波形。如果波形幅度太大或太小,可调整电压量程旋钮;如果波形周期显示不合适,可调整扫描速度旋钮。推荐第7篇:函数信号发生器及示波器使用练习解读实验一函数信号发生器及示波器使用练习一、实验名称:典型电信号的观察与测量二、实验任务及目的 1.基本实验任务学习函数信号发生器、示波器和交流毫伏表的使用方法。 2.实验目的掌握函数信号发生器、示波器和交流毫伏表的使用方法。三、实验原理用函数信号发生器产生信号,然后用示波器观测信号。四、实验仪器函数信号发生器1台,使用正常;示波器1台,使用正常;交流毫伏表1台,使用正常。五、实验方案与步骤 1.观测示波器自检信号。2.结合使用交流毫伏表和函数信号发生器,用示波器观测正弦波信号。3.使用函数信号发生器,用示波器观测方波信号。六、实验数据 1.观测示波器自检信号示波器自检multism10仿真图如上图所示,用通道1和通道2同时监测示波器自检信号,同样一个信号源,而两通道得到的波形却不同。这是由于通道1的耦合方式选择的是“DC”耦合(即直接耦合,通道2的耦合方式选择的是“AC”耦合(即交流耦合。通道2的波形是被滤除直流分量,加工处理过了的,因此,示波器的自检信号应为图2.3.2,是1kHz/5V的矩形脉冲信号,平均值为2.5V。若耦合采用AC耦合,则图示如下示波器自检波形2.用示波器观察和测量交流电压3.用示波器的游标测量方法测量交流信号4.用示波器测量直流电压Vx=偏移格数·(V/DIV=2.81·2=5.62V 5.观察频率为1kHz、幅值为0-3.5V、占空比(脉宽为30%的脉冲信号七、测量数据的分析仿真与实际测量有小误差,主要由人眼估算格数不准确,仪器本身存在误差等原因造成八、思考题用示波器观察信号时,分析出现下列情况的主要原因,应如何调节? 1.波形不稳定:当输入信号为小信号时,波形极易受干扰,应调V/DIV和T/DIV至波形稳定;心愿选择不合适,按触发键选择正确信源;三角标不在峰峰值之间,转动level键到合适位置2.示波器屏幕上可视波形的周期太多:转动TIME/DIV,使每格代表的时间增大,减小周期数3.示波器屏幕上所示波形的幅度过小:转动VOLTS/DIV增大每格所代表电压 4.看不到信号的直流量:讲耦合方式改为直流耦合九、心得体会基本的仪器使用操作虽然简单,但是是基础,应该好好学习。推荐第8篇:双通道虚拟示波器双通道虚拟示波器1.设计题目: 双通道虚拟示波器2设计目的:了解、熟悉并掌握虚拟仪器的相关知识;完成所要求的实验内容。 3.设计要求: 参考:Search Examples》Demonstrations》Instrument I/O》Two-Channel Oscilloscope ,数据可存储回放4.设计思路: 采用“基本函数发生器”模块作为正弦波.方波,锯齿波,然后用条件结构设计通道选择的设计,且两个通道可调频率和幅值,以求达到用户所需的信号,再用while循环将整体包括以使波形能连续输出,整个过程需通过波形图控件来显示产生的波形,在通过配备DAQ和采集卡设计可验证输出信号的设计图。5设计实现过程: (1) 前面板的设计(2) 设计的基本原理和设计步骤首先设计一个while循环, 按上述顺序在“条件结构”并列位置找到“while循环”,如图示:将其拉大包含以上的“条件结构”。 创建DAQ助手采集信号,模拟量的采集,设置双通道AI0,AI8,最小最大电压-10,10v设置,开辟缓冲区大小。DAQmx Read.vi 每次读取多少样本设置通道选择,A,B,AB。单通道,双通道选择。 示波器Y轴幅值的设置 计算公式连接簇,连接Y轴属性节点示波器X轴时间设置计算公式连接簇,连接Y轴属性节点存储回放模块设置一. 存储模块。新建条件结构,在其中放入写入测量文件模块。连接连线。 二.回放模块。新建条件结构,在其中放入读取测量文件。连接连线。 在前面板放置两个示波器显示模块,连接连线设置while循环采样时间设置停止按钮,功能选择的局部变量的连线。程序框图6.运行显示7.实验心得体会 平时上课都是听老师在上面讲这个怎么用,那个怎么用,去做实验也是老师讲了很多,自己做的很少。这次作为LIBVIEW的结课实验,完全是自己独自去完成,才发现原来自己的实力是如此的低,经过自己在网上的查询和同学帮助,终于跌跌碰碰的完成了实验,这其中对LIBVIEW软件的编程理解的更加的实际了,通过自己的动手,真的学到了好多。推荐第9篇:简易示波器课程设计报告课程设计报告课程名称 综合电子设计 题 目 简易数字示波器 指导教师 起止日期 系 别 自 动 化 专 业 自动控制 学生姓名 班级/学号 成 绩摘要本系统由CPLD,单片机控制模块,键盘,LED,幅度控制模块,低通滤波模块组 成,采用当前主流DDS 技术完成,能产生从1HZ-260KHZ 正弦波,方波,三角波以及这三种同频率波的线性组合,失真度限制在6%之内。一、功能介绍1.具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的性能。2.用键盘输入编辑生成上述三种波形(同周期)的线性组合波形。3.输出波形频率范围为1Hz~200kHz(非正弦波频率按10 次谐波计算;重复频 率可调,频率步进间隔1Hz。)4.输出波形幅度范围 0~5V(峰-峰值),可按步进为0.1V(峰-峰值)。 5.具有显示输出波形种类、重复频率(周期)和幅度的功能。6.增加稳幅输出功能,当负载变化时,输出电压幅度变化不大于±3%(负载变 化范围:100Ω~∞)。二、方案论证与比较常见信号源的制作方法有: 方案一:采用锁相式频率合成。将一个高稳定度和高精确度的标准频率经过加减 乘除的运算产生同样稳定度的大量离散频率技术,它在一定程度上既要频率稳定精确,又要频率在很大范围内可变的矛盾。但频率受VCO 可变频率范围的影响,高低频率比不可能做的很高,而且只能产生方波和正弦波。 方案二:采用模拟奋力元件或单片压控函数发生器MAX0832,可产生正弦波,方 波,三角波,通过调整外部元件可改变输出频率,但采用模拟器件由于元件分散性太大,即使使用单片函数发生器,参数也与外部元件有关,外接的电阻电容对参数影响很大,不能实现波形运算输出等智能化的功能。 方案三:采用DDFS,即直接数字频率合成技术,以Nyquist 时域采样原理为基础, 在时域中进行频率合成,它可以快速转换频率,频率,相位,幅度都可以实现程控,便于单片机控制,所以,本系统采用此方案。三、系统设计系统总体设计方框图:系统设计方案:1、实现A/D芯片的模数转换功能,通过keil的watch窗口观察ADC0读取的数据的变化。2、设置合适的采样频率和采样时间,对输入信号进行连续采样,对规定时间内的采样结果进行存储。3、对已有数据进行D/A转换,实现数字量到模拟量的变化,并在示波器上显示结果。4、添加单次按键触发等功能,实现在满足触发条件后,对一个采样周期内的输入进行存储和连续显示。5、增加1通道输入,实现双踪示波。6、综合上述情况实现完整的数字双踪示波器。四、单元电路设计及其初始化1.ADC0电路的设计初始化程序为:void ADC0_Init (void) { ADC0CN = 0x05; // ADC0 T3定时采样,左对齐 REF0CN = 0x03; // 启用内部基准源AMX0CF=0x00; // 选择采样输入源 ADC0CF = ((SYSCLK/2500000)-1) 采用数据左对齐存储方式。由0端口输入。T3定时器启动,当T3溢出时启动ADC0。转换结束时产生15号中断。执行中断程序。 2.DAC电路的设计初始化程序:void DAC0_Init(void) { DAC0CN = 0x82; } void DA0_Out (unsigned int con_volt) { con_volt=con_volt其中控制字DAC0CN说明如下:采用更新于写入DAC0H时,数据格式为高八位的低六位和低八为的高六位。五、软件设计1.软件流程图:开始系统初始化扫描键盘循环扫描否定时器3是否溢出是启动ADC015号中断ADC数据采集DAC数据输出输出结束3.相关程序及其功能AD DA转换#include sfr16 ADC0 = 0xbe; sfr16 ADC0GT = 0xc4; sfr16 ADC0LT = 0xc6; sfr16 TMR3RL = 0x92; //Timer3 reload value sfr16 TMR3 = 0x94; #define SYSCLK 22118400 //18432000 #define SAMPLE_RATE 2500000 // Sample frequency in Hz采样频率 #define INT_DEC 1 // integrate and decimate ratio #define uchar unsigned char #define uint unsigned intvoid SYSCLK_Init (void); void ADC0_Init (void); void Timer3_Init (int counts); void ADC0_ISR (void); void DA0_Out (unsigned int con_volt); void DAC0_Init(); uchar int_dec=INT_DEC; uchar tt=0; void main (void) { WDTCN = 0xde; WDTCN = 0xad; SYSCLK_Init (); Timer3_Init (SYSCLK/SAMPLE_RATE); ADC0_Init (); AD0EN = 1; DAC0_Init(); EA = 1; while (1) { } } void SYSCLK_Init (void)// 配置系统时钟使用外部晶振22.1184MHz { int i; OSCXCN = 0x67; // 晶体振荡器未用,晶体振荡器方式 for (i=0; i 1ms) while (!(OSCXCN & 0x80)) ; // Wait for crystal osc.to settle OSCICN = 0x88; // 选择外部振荡器作为系统时钟,内部振荡器禁止 } void ADC0_Init (void) { ADC0CN = 0x06; // ADC0 T3定时采样,左对齐 REF0CN = 0x03; // 启用内部基准源 AMX0SL = 0x00; // 选择采样输入源0 ADC0CF = (SYSCLK/2500000) hbyte=con_volt/256; lbyte=con_volt%256; DAC0L=lbyte; DAC0H=hbyte; } void Timer3_Init (int counts) { TMR3CN = 0x02; TMR3RL = -counts; TMR3 = 0xffff; EIE2 &= ~0x01; TMR3CN |= 0x04; } void ADC0_ISR (void) interrupt 15 { AD0INT = 0; int_dec--; if (int_dec == 0) { int_dec =INT_DEC; DA0_Out(ADC0); } } 六、设计结果1.对原温度采集程序进行修改完成对信号的采集,以下分别为对于方波、三角波及正弦波的信号采集。2.加入单次触发程序后,可进行按键触发:(以正弦波为例)按下采样键K5前 按下采样键K5后 3.加入回放功能键K5,可实现在采样之后,进行波形回放(以正弦波为例) 首先按下K5键得到正弦采样信号如图:然后按下K2键得到回放波形如图:(由于采样频度与周期等问题,回放波形有失真显现) 经程序调整后得到:更接近采样波形4.完成双踪示波的采集,见图。5将双踪示波与触发脉冲结合起来,完成对于双踪信号的采集、存储及回放,原始信号为三角波和方波。 按键k5对信号进行采样存储 按键k2对三角信号进行回放按键k3恢复信号采集初始状态(等待采集信号)七、心得体会通过本次设计我进一步了解数字示波器的基本控制原理,掌握了怎样利用C8051F020开发板实现一个简易数字示波器的设计与制作以及处理器C8051F020芯片的应用,多通道ADC采集功能等应用技术。本次课程设计所设计的是基于C8051F020芯片,通过软硬件结合实现普通示波器显示被测波形的简易数字示波器。能完成对ADC0的0通道和1通道的信号的分时或同时采集(高电平约2V、低电平接近0V)并且对采集的信号通过DAC0和DAC1两个输出口同时输出实现双踪示波器功能。另增加单次触发存储显示方式,即每按动一次“单次触发”键,仪器在满足触发条件时,能对被测周期信号或单次非周期信号进行一次采集与存储,然后通过其他触发键触发信号的回放,观测波形无明显失真。由于时间和硬件条件关系没有把做出LCD液晶显示示波器有点遗憾,不过我从网络上搜索了有关资料,对其也有了一定的了解。八、参考文献[1] 潘琢金【译】.《C8051F020/1/2/3混合信号ISP FLASH微控制器数据手册》九、附录1、元器件清单(1)MCU 为美国Silabs 公司C8051F020,64KB FLASH、(4096+256)B RAM、最高25MIPS 执行速度;(2)4 路12 位AD 输入,AIN1 到AIN4 输入信号量程0~+2.4V ; (3)2 路12 位DA 输出,输出信号量程0~+2.4V; (4)1 路标准RS232 通讯接口; (5)1 个16X2LCD 接口; (6)1 个128X64LCD 接口; (7)1 个复位键,4 个按键; (8)JTAG 调试接口; (9)外扩总线接口;(10)C8051F020 上的资源对用户开放。2、程序清单/*************************************************************** 功能:实现ADC信号采样和DAC信号输出 用外部基准:J7 NC1 2 内部VREF 外部VREF 3 4 内部DAC工作基准输入外部VREF 5---6 内部ADC0工作基准输入外部VREF 7 8 内部ADC1工作基准输入 或用内部基准:J7 NC1 2- 内部VREF 外部VREF 3 4 | 内部DAC工作基准输入外部VREF 5 6- 内部ADC0工作基准输入外部VREF 7 8 内部ADC1工作基准输入***************************************************************/ #include //调用头文件 #include #include //--------------- // 16-bit SFR Definitions for \'F02x //--------------- sfr16 DP = 0x82; // data pointer sfr16 TMR3RL = 0x92; // Timer3 reload value sfr16 TMR3 = 0x94; // Timer3 counter sfr16 ADC0 = 0xbe; // ADC0 data sfr16 ADC0GT = 0xc4; // ADC0 greater than window sfr16 ADC0LT = 0xc6; // ADC0 le than window sfr16 RCAP2 = 0xca; // Timer2 capture/reload sfr16 T2 = 0xcc; // Timer2 sfr16 RCAP4 = 0xe4; // Timer4 capture/reload sfr16 T4 = 0xf4; // Timer4 sfr16 DAC0 = 0xd2; // DAC0 data sfr16 DAC1 = 0xd5; // DAC1 data sbit P31=P3^1;//按键K5端口定义 sbit P32=P3^2;// 按键K4端口定义 sbit P34=P3^4;// 按键K3端口定义 sbit P33=P3^3;// 按键K2端口定义#define BAUDRATE 115200 // Baud rate of UART in bps #define SYSCLK 22118400 // 系统晶振频率(Hz) #define SAMPLE_RATE 100000 // Sample frequency in Hz void SYSCLK_Init (void); void PORT_Init (void); void ADC0_Init (void); void Timer3_Init (int counts); void ADC0_ISR (void); void DAC0_Init(void); void DAC1_Init(void); void DA1_Out (unsigned int con_volt); void DA0_Out (unsigned int con_volt); long xdata NCDdata [510]; int i=0,j=0,y =0,z=0,x=0,n,k=0,c=0,d,f,m; long a,b;long result; void main (void) { WDTCN = 0xde; // 看门狗 WDTCN = 0xad; SYSCLK_Init (); // initialize oscillator PORT_Init (); // initialize crobar and GPIO Timer3_Init (SYSCLK/SAMPLE_RATE); // initialize Timer3 to overflow at // sample rate ADC0_Init (); // init ADC DAC0_Init(); DAC1_Init(); AD0EN = 1; // enable ADC EA = 1; while (1) { if(P31==0)//K5循环扫描{ for(m=0;mf=1; DAC0CN = 0x02; x=0; } } if(P33==0)//K3循环扫描{ for(m=0;m if(P34==0) //K2循环扫描{ for(m=0;m//--------------- // SYSCLK配置//--------------- // 配置系统时钟使用外部晶振22.1184MHz void SYSCLK_Init (void) { int i; // delay counter OSCXCN = 0x67; // start external oscillator with// 22.1184MHz crystal for (i=0; i 1ms) while (!(OSCXCN & 0x80)) ; // Wait for crystal osc.to settle OSCICN = 0x88; // select external oscillator as SYSCLK// source and enable miing clock// detector } //--------------- // PORT配置//--------------- void PORT_Init (void) { XBR0 = 0x04; // Enable UART0 XBR1 = 0x00; XBR2 = 0x40; // Enable crobar and weak pull-ups P0MDOUT |= 0x01; // enable TX0 as a push-pull output P2MDOUT = 0xff; // P2口设为推挽方式 P3MDOUT = 0xe0; // P3口设为推挽方式 } //--------------- // ADC0配置,T3定时启动ADC //--------------- void ADC0_Init (void) { ADC0CN = 0x05; // ADC0 T3定时采样,左对齐 REF0CN = 0x03; // 启用内部基准源 AMX0CF=0x00; // 选择采样输入源ADC0CF = ((SYSCLK/2500000)-1) //--------------- void ADC0_ISR (void) interrupt 15 { AD0INT = 0; // 清 ADC 中断标志位 result=ADC0; if(AMX0SL==0x00)a=result; else b=result; DA1_Out(b); //DAC1输出通道1采集的数据if(f==0) DA0_Out(a); else { NCDdata[x]=a; if(xelse DAC0CN = 0x02; } if(y==1) {k=0;f=0;y=0;} } if(AMX0SL==0x00)AMX0SL=0x01; //改变采样输入源 else AMX0SL=0x00; } //--------------- // DAC0配置//--------------- void DAC0_Init(void) { DAC0CN = 0x82; // Enable DAC0 in left-justified mode// managed by Timer4 overflows } //--------------- // DAC1配置//--------------- void DAC1_Init(void) { DAC1CN = 0x82; // Enable DAC0 in left-justified mode// managed by Timer4 overflows } //--------------- // DAC输出数据处理//--------------- void DA0_Out (unsigned int con_volt) { con_volt=con_voltvoid DA1_Out (unsigned int con_volt) { con_volt=con_volt3、系统功能说明:当没有按键的时候系统为完整的双踪示波器,能对双通道的输入输出进行分别采样和输出。当K5按下的时候,DAC0屏蔽,系统开始将数据采集后存放于设定的数组当作,此时当K2键按下的时候系统使能DAC0,输出存储在数组中的采集好的数据,当数据输出完成的时候关闭DAC0。当按下K3时,系统还原到初始状态(双踪示波)。推荐第10篇:LabView虚拟示波器实验报告内蒙古科技大学课程设计说明书虚拟仪器课程设计报告题 目:双通道虚拟示波器 姓 名:杨玉志 学 号:1067106202 班 级:10自动化2班 指导教师:肖俊生1 内蒙古科技大学课程设计说明书目录 一、引言…………………………………………………………………3二、设计要求……………………………………………………………3三、设计思路……………………………………………………………3四、设计过程……………………………………………………………31、双通道虚拟示波器前面板的设计……………………………………3 (1)波形图………………………………………………………………4 (2)确定(开始)、停止和退出按钮及其属性设置……………………4 (3)X(时间)、Y (幅值)轴调整旋钮及其属性设置………………6 (4) 水平指针滑动杆(通道选择)及其属性设置……………………7 (5)前面板的整体设计…………………………………………………82、双通道虚拟示波器程序框图的设计…………………………………8 (1)系统开始、停止和退出运行模块的设计…………………………8 (2)信号的采集和读取模块的设计……………………………………9 (3)通道选择模块的设计………………………………………………9 (4)示波器显示时间和幅值调节模块设计……………………………9 (5)示波器程序框图的整体设计 ……………………………………10五、测量结果显示 ……………………………………………………10六、心得体会 …………………………………………………………11 2 内蒙古科技大学课程设计说明书基于LabVIEW2013的双通道虚拟示波器设计一、引言虚拟仪器(VI-Virtual Instrument)是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来,用户可通过友好的图形界面操纵计算机,就像在操纵自己定义,自己设计的单个仪器一样,从而完成对被测量的采集、处理、分析、判定、显示、数据存储等。在这种仪器系统中,各种复杂测试功能、数据分析和结果显示都完全由计算机软件完成,在很多方面较传统仪器有无比巨大的优点,如使用灵活方便、测试功能丰富、价格低廉、一机多用等,这些使得虚拟仪器成为未来电子测量仪器发展的主要方向之一。二、设计要求 使用虚拟仪器软件LabVIEW2013设计一个双通道虚拟示波器,可实现的功能如下:运行、停止;显示两路波形;X、Y轴可调整;单通道、多通道显示模式,运算模式(两通道相加、两通道相减等);可测量频率、周期、幅值、上升时间、占空比等参数;所有功能必须通过硬件板卡PCI-6221来实现。三、设计思路虚拟示波器是由信号调理器,PCI总线的数据采集卡组成的外部采集系统加上软件构成的分析处理系统组成。被测信号送到信号调理电路,进行隔离、放大、滤波整流后送数据采集卡进行A/D转换,最后由控制软件对测试信号进行数据处理,完成波形显示,参数测量等功能。四、设计过程1、双通道虚拟示波器前面板的设计运行软件LabVIEW2013,新建一个VI文件,先进行前面板的设计。鼠标 右击空白处,在控件里边依次选择波形图,确定按钮,停止按钮,旋钮,水平指针滑动杆控件放在前面板上。为了满足设计要求,考虑到各个控件的参数和物理特性对图形显示的影响,将其属性分别进行设置,例如对最大值和最小值的设置,对外观的设计等。如下所示:3 内蒙古科技大学课程设计说明书(1)波形图:(2)确定(开始)、停止和退出按钮及其属性设置:4 内蒙古科技大学课程设计说明书5 内蒙古科技大学课程设计说明书(3)X(时间)轴调整旋钮及其属性设置:Y(幅值)轴调整旋钮及其属性设置:6 内蒙古科技大学课程设计说明书(4)水平指针滑动杆(通道选择)及其属性设置:7 内蒙古科技大学课程设计说明书(5)前面板的整体设计在不影响双通道虚拟示波器正常工作的前提下,为了使前面板的设计美观大方,将各个控件进行合理地布局,其整体结构图如下:2、双通道虚拟示波器程序框图的设计:(1)系统开始、停止和退出运行模块的设计示波器程序开始运行由条件结构来实现,在程序框图面板上右击,在结构中选择条件结构,如下图所示:示波器程序停止运行由While循环条件来实现,如下图所示:8 内蒙古科技大学课程设计说明书示波器程序退出运行由最外层While循环条件来实现,如下图所示:(2)信号的采集和读取模块的设计此模块中时钟采样方式设置为连续采样,如下图所示:(3)通道选择模块的设计示波器各通道的选择均由条件结构来实现,如下图所示: 通道AB: 通道A:通道B:(4)示波器显示时间和幅值调节模块设计如下图所示:9 内蒙古科技大学课程设计说明书(5)示波器程序框图的整体设计:五、测量结果显示10 内蒙古科技大学课程设计说明书六、心得体会通过本次课程设计,我对虚拟仪器这门课程和LabVIEW这款软件有了更 为深刻的理解和掌握。学习掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法,了解了数据采集的基本知识和硬件调试的基本方法。我们只有通过实验才能真正做到理论联系实际,从而提高自己的动手能力。在整个设计过程中,我所学到的不仅仅是LabVIEW本身所包含的知识,更重要的是学会了更多发现问题和解决问题的方法,这对我以后的学习和工作都带来了很大的帮助。11 第11篇:虚拟示波器设计报告虚拟示波器设计报告题目:双通道示波器姓名:学号:班级: .简介:虚拟仪器(VI-ViItuaIInstrument)是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来,用户可通过友好的图形界面操纵计算机,就像在操纵自己定义、自己设计的单个仪器一样,从而完成对被丈量的采集、处理、分析、判定、显示、数据存储等。在这种仪器系统中,各种复杂测试功能、数据分析和结果显示都完全由计算机软件完成,在很多方面较传统仪器有无法相比的优点,如使用灵活方便、测试功能丰富、价格低廉、一机多用等,这些使得虚拟仪器成为未来电子丈量仪器发展的主要方向之一。 一.设计题目: 双通道虚拟示波器 二.设计目的: 通过实验,初步了解虚拟仪器的概念,基本掌握labview2013的操作方法,掌握各种控件和编程函数的用法。以labview2013为操作环境,创建示波器vi,并实现一定的功能。三.设计要求: 运用labview2013软件,创建一个虚拟双通道示波器VI,并实现以下功能:(1)熟悉labview的编程环境并掌握虚拟仪器的使用。 (2)用labview软件制作虚拟示波器,以实现示波器的各种功能。(3)利用板卡将数据采集回并显示。(4)数据可存储回放四.设计思想虚拟示波器是由信号调理器,PCI总线的数据采集卡组成的外部采集系统加上软件构成的分析处理系统组成。被测信号送到信号调理电路,进行隔离、放大、滤波整流后送数据采集卡进行A/D转换,最后由控制软件对测试信号进行数据处理,完成波形显示,参数测量、频谱分析等功能。系统结构如图1显示 图1五.设计实现过程启动LabVIEW8.5,进入程序运行界面,进入程序框图,击右键进行选择: 1.面板的设计将文字,旋钮的指示的颜色通过属性进行修改,使其美观,再将面板上的各控件布置整齐,使其大方。总是,只需使前面板美观,整齐,大方!在前面板中,击右键,从Expre中的数值输入控件中,选择旋钮输入控件(如图2),在前面板生成一个相应的控件,左键点住这个控件,同时按住Ctrl键不放,一次拖动复制两个旋钮,并分别命名为“幅值1”、“幅值2”、用同样的方法生成两个转盘并命名为“频率1” 、“频率2”,三向开关控件放在前面板中,它对应的标签值有三个,即自上而下分别是通道A&B,通道B,通道A,参数旋钮如图示:图2 通道: 图3 考虑到各参数的物理特性和对图形显示的影响,将其属性分别设置,例如对最大值和最小值的设置,对外观的设计等。图4 前面板整体结构图如下:图5 2.程序图的设计 (1)通道0的设计①在程序框图页面右击选执行过程控制 →条件结果和while循环②在程序框图中右击选信号处理→波形生成→信号仿真,进行属性设置③分别设置数值作为信号仿真频率和幅值的输入并连接。图6 (2)同理,可以完成通道1的程序设计 图7 (3)通道2即双通道的程序设计图8 在默认页把通道1和通道2的程序设计进行合并,并将通道选择按钮、左右平移和上下平移按钮接入条件结构 (4)在前面板运行此程序,看是否出现预期的结果,如出现错误进行调整(通道选择,频率和幅值的调整),直至正常。 (5)进行数据采集的设计在程序框图中右击,选输入→DAQ,input→在程序框图中右击选输入找出DAQ,用两个,双击进行属性设置;具体设置如下:图9 双击进行属性设置,在输入选a0,a1,即得,通过其便可将所产生的信号送入采集卡,在第二个DAQ也双击得 到选a0,a1及连续信号得,并进行采样频率,采样点数的输入控件设置,便可将信号从数据卡中信号输出,通过波形图便可验证所产生信号的实用性。(6)DAQ数据采集卡的使用参考模拟信号生成之后,利用数据采集卡对其信号进行采集,步骤是在程序框图中击右键(Acquire Signals),选择“Analog Input→Voltage”单,在函数选板的“输入”子目录中打开“DAQ Aistant”,然后配置采集信号类单击进入,再选择“Dev1(PCI-6221) →ai0,ai1” 单击“Finish”,进入配置选板,选择“Terminal Configuration→RSE”,再“Timing settings”中设置“Acquisition Mode→Continuous Samples”然后单击“Run”看是否能够采集到信号,若不能,再重复上述步骤,直至能采集到信号才完成通道配置。并且加上一个“采样点数和采样频率”,信号采集通道完成, 接着用一个拆分信号将信号拆分,并与条件语句相连,配置信号采集通道完成。(图8)图10 (7)数据的统计在后面板中,击右键,从Expre中的信号分析控件中,选择旋分析控件,在后面板面板生成一个相应的控件, 双击这个控件得到配置统计界面,选择相应的选项。图11 后面板整体结构图如下:图12图13 (7)程序结束,保存文件,关闭电源。六、调试及显示打开电源,选择通道0或1或2,分别给三个通道选择信号类型,调节参数直至符合要求,信号通过“多路信号发生器”发出, 当点击按钮之后,系统开始运行,在前面板的观察。调节幅值频率,在DAQ的输入外接干扰信号,待上面的显示波形稳定后,按下存储键,一段时间后 按下回放键 ,下面的波形图中就存储了上一时间的波形图,并且回放波形,起到存储回放功能。在这个过程中可能采样后图形会比原始图形延时一些,需耐心等待。七.LabVIEW设计的心得体会LabVIEW是美国国家仪器公司(简称VI公司)研制的一个功能强大的开发平台,主要是为仪器系统的开发者提供建立,检测和修改仪器系统的图形软件系统。LabVIEW的特点:采用了通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件;可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器;用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。通过这次labview的课程设计,具体的来说我掌握了了公式节点的用法;滤波器的用法;图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用;掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法;初步了解了顺序结构的用法;了解了数据采集的基本知识;熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。我明白了课堂中学习到的知识得到运用,课堂学的东西远远不能满足实际应用,我深刻的知道实验对于理论知识的升华的重要性。在今后的求学过程中,注重对自己动手能力的培养,全面发展自己,做个真正意义上的大学生。第12篇:LabView虚拟示波器实验报告内蒙古科技大学 虚拟仪器课程设计说明书题 目:虚拟示波器学生姓名:潘佳琪学 号:专 业:指导教师:肖俊生1067106205 10自动化2班 一.基于LABVIEW的双通道示波器设计摘要:虚拟仪器是现代计算机软硬件技术飞速发展的产物,他正逐步取代传统的电子仪器,是现代电工电子仪器的发展方向。虚拟仪器主要由数据采集、数据分析处理。数据输出与显示三部分模块组成。 本次实验设计使用了LABVIEW的各种课程知识(如分支、循环等常用编程逻辑结构;族、簇数组等常用数据结构;波形生成控件。逻辑控件、数值控件等多个控件和自创建的多个子功能)利用LABVIEW成功模拟了简单数字双通示波器的各种功能。设计的虚拟示波器涉及的主要功能包括:双通道信号输入、触发控制、通道控制、时基控制、波形显示、参数自测量等。本示波器的数据采集的功能与普通示波器一样:波形显示模式:通道A或B、A+B及A-B等。经测试,本示波器可实现数据采集,并可对采集信号进行运算。二.设计目标: 通过实验,初步了解虚拟仪器的概念,基本掌握labview8.5的操作方法,掌握各种控件和编程函数的用法。以labview8.5为操作环境,创建示波器vi,能够对不同频率的输入信号进行清晰的输出波形显示(单通道波形输出显示或双通道波形输出显示)能够选择触发器极性,能进行水平和垂直分度的调节,并能够随时控制波形显示的停止与开启。 三.设计要求: (1)连续、定时采集一个电压信号可显示电压的峰值、平均值 (2)可显示电压的峰值、平均值 (3)具有数据存储、回放功能、4主要功能 (1)运行、停止(2)可显示两路以上图形x,y轴调整。 (3)显示模式:单通道,多通道,运算模式(4)测量:频率,周期,幅值,上升时间,占空比等参数。高级功能:FFT,储存,网络等。四.设计思路: 在while循环内创建一个选择窗口,用开关来选择真假,只有当真时才让示波器启动,在选择框内创建一个示波器看的输入通道,使用差分方式并设置采样率等等,将通道接入while循环,在循环内进行波形的统计显示,并能够对波形进行存储和回放。图1 五.设计实现过程启动LabVIEW8.5,进入程序运行界面,进入程序框图 1.前界面的创建和设计在本章创建双通道的设计过程中,首先对该LabVIEW的VI前界面进行整体创建和设计。前界面的主要创建设计为:创建波形图显示控件,用于示波器的波形图显示;创建简单示波器的LOGO图标部分;创建触发器面板,在该触发器面板山,完成基本触发选项的布局,包括触发源、触发极性和触发电位;创建通道选择面板,可以对示波器可以显示的通道波形进行选择;创建定位面板,可以对示波器的水平分度和幅值分度进行调节;创建程序控制面板,对示波器控件的程序功能进行控制和调节根据设计思路,设计成的前面板如图所示。 2.布置双通道示波器界面的其他面板如前文所述,本章创建双通道波形图VI控件,首先创建该波形图控件的外观界面。根据外观界面的整体布局,需要在前面板界面上,布置多个面板,用于对不同调节功能、说明功能和控件功能的调节、显示和完成控件目的。需要布置的主要包括以下一些面板:LOGO面板(用于显示简单双通道示波器的LOGO属性)、触发器面板(用于布置触发源、触发极性和出发电平大小的调节等功能控件的布置)、程序控制面板(控制简单双通道示波器的信息显示和程序终止命令的执行任务)、通道选择面板(选择示波器不同通道的信号,如单通道还是双通道信号显示)和定位面板(水平分度的调节及数值分度的调节和显示)。3.双通道示波器VI的程序框图如图所示为本章创建的双通道示波器的程序框图。该双通道示波器的主要功能通过以下几个主要功能块的编程来实现。在程序框图上,已对主要的功能快进行标记。下面,将对这几个主要功能块要实现的功能和作用分别进行介绍。(1)触发器功能块触发器功能块是双通道示波器的一个主要功能。触发器主要设定滤波器的触发源、触发极性和触发电位,也是一般示波器的主要功能之一。本章在创建触发器功能块时,包括触发源性质,通道B触发(CH B)或外触发(EXT)。如果触发源是外触发,那么,滤波器的触发源通过本章设置的示波器的内置其他功能来实现。此时,触发源的其他两个选项,即触发极性选择和触发电位调节旋钮就不可用。触发极性逻辑开关选择设定触发器为正触发(POS)还是负触发(NEG),表明触发器的触发沿由何种性质的触发信号产生。通过调节触发电位旋钮,可以调节触发器的触发电位高低。 (2) 通道选择功能通道选择功能块通过调节选择,可以表明示波器显示哪一通道信号,可以选择的通道信号为通道A、通道B以及通道A和通道B两路信号同时显示。常见的一般示波器都可以进行单通道信号显示或两路通道信号显示。通道选择以及示波器中的信号显示同样是一般示波器的主要功能之一。本章在创建双通道示波器进行简单的期间模拟时,对这部分功能进行了实现和模拟。 (3)水平分度调节水平分度大小调节功能块可以调节示波器显示窗口的波形在水平方向,即x方向的水平分度的大小,进而可以改变波形图窗口能够显示的完整波形的数目。本章所创建的双通道示波器可以实现3个水平分度大小的调节。一般的示波器能够在一定范围内,对水平方向的分度大小进行连续调节。这部分功能时一般常见示波器的主要功能之一。本章创建的这部分功能只是对常见示波器水平调节功能的简单演示。感兴趣的读者可以根据LabVIEW提供的函数功能,对这部分调节功能进行完善,使之能够连续调节。 (4) 幅值分度调节同水平分度大小调节功能一样,幅值分度调节功能可以对示波器波形显示窗口的分度大小进行调节,根据不同的输入波形大小,调节示波器的分度大小,从而能够显示完整的输入信号的波形。常见的一般示波器能够对幅值的分度大小进行连续调节,从而能够对输入波形进行比较完整的显示。本章在创建双通道示波器时对这部分功能进行了简单的实现,可以对3个大小不同的分度进行调节。同样,感兴趣的读者可以对这部分功能进行进一步的扩充和完善。 (5) 主体控制这部分功能是本章创建的双通道示波器程序的主体控制部分,能够对本章创建的双通道示波器的信息内容和主要功能进行说明和提示。同时也可以对本章所创建的双通道示波器终止运行过程进行控制。(6) 波形显示窗口波形显示窗口是双通道示波器进行波形显示的主界面。一般的示波器都通过波形显示窗口对出入示波器的两路信号进行显示。在双通道示波器的调节过程中,对所有调节功能进行调节测试,观察相应的波形变化情况时,也可以通过这部分波形显示部分进行显示。本章在创建双通道示波器时采用LabVIEW8.2提供的波形图VI控件,对输入波形图控件的信号可以进行比较简单的显示。六.LabVIEW设计的心得体会LabVIEW是美国国家仪器公司(简称VI公司)研制的一个功能强大的开发平台,主要是为仪器系统的开发者提供建立,检测和修改仪器系统的图形软件系统。LabVIEW的特点:采用了通用的硬件,各种仪器的差异主要是软件;可充分发挥计算机的能力,有强大的数据处理功能,可以创造出功能更强的仪器;用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。通过这次labview的课程设计,具体的来说我掌握了了公式节点的用法;滤波器的用法;图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用;掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法;初步了解了顺序结构的用法;了解了数据采集的基本知识;熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。我明白了课堂中学习到的知识得到运用,课堂学的东西远远不能满足实际应用,我深刻的知道实验对于理论知识的升华的重要性。在今后的求学过程中,注重对自己动手能力的培养,全面发展自己,做个真正意义上的大学生。七 参考文献[1] 杨乐平,李海涛,杨磊编著.LabVIEW程序设计与应用(第二版).北京:电子工业出版社,2007 [2] 刘君华主编.基于LabVIEW的虚拟仪器设计.北京:电子工业出版社,2003 [3] 黄松林,吴静编著.虚拟仪器设计教程.北京:清华大学出版社,2008 [4] 陆绮荣编著.基于虚拟仪器技术个人实验室的构建.北京:电子工业出版社 八.程序调试过程中发现的问题和解决办法1)完成了一部分并查看波形的时候,发现波形向左移动的非常快,这样很不利于观察波形信号。通过查资料发现可以通过在前面板上添加时间延迟Expre VI,设置程序循环延时时间可以解决这一问题。但是要在程序框图上添加并设置,这很不方便,后来发现模板上的VI波形图都可以均匀的慢速的向左移,经过对比发现,只要修改配置仿真信号的属性即可,具体操作时将定时区域的“以可达到的最快速度运行”取消,并勾选中“仿真采集时钟”。2)在选择CH1条件结构的“假”分支时,因为不用输出波形,所以我没有连接输出隧道,这是幸运星出现错误,这个错误是因为条件结构中多个分支的输出隧道公用输出。仅执行结构的某一帧时,各个帧必须给所有的输出赋值,不赋值时要使用默认。解决办法是右键单击隧道并选择“未连线时使用默认”,即可以满足该要求。3)幅值测量用模拟波形-波形测量里面的“幅值和电平”函数时发现,当北侧通道处于关的状态时发生了错误,显示的是“输入波形的大小为0”,这是因为这个函数测量模块当波形输入为0时就会发生错误。解决办法是将它替换为波形测量里面的“幅值和电平测量”子VI,这个子VI在输入波形为0时满足了输出幅值电平是0。 第13篇:LabView虚拟示波器实验报告内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计虚拟仪器课程设计报告 题目:双通道虚拟示波器 姓名:朱梦元 学号:1067106207 班级:10自动化2班 指导教师:肖俊生1 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计.1 绪论在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。示波器工作原理是:示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。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。利用示波器能2 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等示波器用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器,由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除观测电流的波形外,还可以测定频率、电压强度等。凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。1 虚拟仪器介绍1.1 虚拟仪器简介虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件,结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。自1986年问世以来,世界各国的工程师和科学家们都已将NI LabVIEW图形化开发工具用于产品设计周期的各个环节,从而改善了产品质量、缩短了产品投放市场的时间,并提高了产品开发和生产效率。使用集成化的虚拟仪器环境与现实世界的信号相连,分析数据以获取实用信息,共享信息成果,有助于在较大范围内提高生产效率。虚拟仪器提供的各种工具能满足我们任何项目需要。20年来,无论是初学乍用的新手还是经验丰富的程序开发人员,虚拟仪器在各种不同的工程应用和行业的测量及控制的用户中广受欢迎,这都归功于其直观化的图形3 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计编程语言。虚拟仪器的图形化数据流语言和程序框图能自然地显示您的数据流,同时地图化的用户界面直观地显示数据,使我们能够轻松地查看、修改数据或控制输入。美国国家仪器公司NI(National Instruments)提出的虚拟测量仪器(VI)概念,引发了传统仪器领域的一场重大变革,使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域,和仪器技术结合起来,从而开创了“软件即是仪器”的先河。“软件即是仪器”这是NI公司提出的虚拟仪器理念的核心思想。从这一思想出发,基于电脑或工作站、软件和I/O部件来构建虚拟仪器。I/O部件可以是独立仪器、模块化仪器、数据采集板(DAQ)或传感器。NI所拥有的虚拟仪器产品包括软件产品(如LabVIEW)、GPIB产品、数据采集产品、信号处理产品、图像采集产品、DSP产品和VXI控制产品等。1.2 虚拟仪器的特点和优势虚拟仪器具有传统独立仪器无法比拟的优势,但它并不否定传统仪器的作用,它们相互交叉又相互补充,相得益彰。在高速度、高带宽和专业测试领域,独立仪器具有无可替代的优势。在中低档测试领域,虚拟仪器可取代一部分独立仪器的工作,但完成复杂环境下的自动化测试是虚拟仪器的拿4 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计手好戏,是传统的独立仪器难以胜任的,甚至不可思议的工作。LabVIEW是NI推出的虚拟仪器开发平台软件,它们能够以其直观简便的编程方式、众多的源码级的设备驱动程序、多种多样的分析和表达功能支持,为用户快捷地构筑自己在实际生产中所需要的仪器系统创造了基础条件。LabVIEW采用图形化编程语言--G语言,产生的程序是框图的形式,易学易用,特别适合硬件工程师、实验室技术人员、生产线工艺技术人员的学习和使用,可在很短的时间内掌握并应用到实践中去。特别是对于熟悉仪器结构和硬件电路的硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员来说,编程就像设计电路图一样;因此,硬件工程师、现场工程技术人员及测试技术人员们学习LabVIEW驾轻就熟,在很短的时间内就能够学会并应用LabVIEW。也不必去记忆那眼花缭乱的文本式程序代码。LabVIEW这么容易学习和使用,是不是LabVIEW的功能十分有限呢?不。像C或C++等其它计算机高级语言一样,LabVIEW也是一种通用编程系统,具有各种各样、功能强大的函数库,包括数据采集、GPIB、串行仪器控制、数据分析、数据显示及数据存储,甚至还有目前十分热门的网络功能。LabVIEW也有完善的仿真、调试工具,如设置断点、单步等。LabVIEW的动态连续跟踪方式,可以连续、动态地观察程序5 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计中的数据及其变化情况,比其它语言的开发环境更方便、更?有效。而且LabVIEW与其它计算机语言相比,有一个特别重要的不同点:其它计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码行,而LabVIEW采用图形化编程语言--G语言。LabVIEW程序又称为虚拟仪器,它的表现形式和功能类似于实际的仪器;但LabVIEW程序很容易改变设置和功能。因此,LabVIEW特别适用于实验室、多品种小批量的生产线等需要经常改变仪器和设备的参数和功能的场合,及对信号进行分析研究、传输等场合。总之,由于LabVIEW能够为用户提供简明、直观、易用的图形编程方式,能够将繁琐复杂的语言编程简化成为以菜单提示方式选择功能,并且用线条将各种功能连接起来,十分省时简便,深受用户青睐。与传统的编程语言比较,LabVIEW图形编程方式能够节省85%以上的程序开发时间,其运行速度却几乎不受影响,体现出了极高的效率。使用虚拟仪器产品,用户可以根据实际生产需要重新构筑新的仪器系统。例如,用户可以将原有的带有RS232接口的仪器、VXI总线仪器以及GPIB仪器通过计算机,联接在一起,组成各种各样新的仪器系统,由计算机进行统一管理和操作。 可以预见,由于LabVIEW这些其他语言无法比拟的优势,已经成为该领域的一朵奇葩!最终将引发传统的仪器产业一场新的革命。6 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计实验内容一.设计题目: 双通道虚拟示波器 二.设计目的: 通过实验,初步了解虚拟仪器的概念,基本掌握labview8.5的操作方法,掌握各种控件和编程函数的用法。以labview8.5为操作环境,创建示波器vi,并实现一定的功能。三.设计要求: 运用labview8.5软件,创建一个虚拟双通道示波器VI,并实现以下功能: 运行、停止 可显示两路图形,X、Y轴调整 显示模式:单通道、多通道模式,运算模式(两通道相加、两通道相减等)。 测量:频率、周期、幅值、上升时间、占空比等参数四.设计思想虚拟示波器是由信号调理器,PCI总线的数据采集卡组成的外部采集系统加上软件构成的分析处理系统组成。被测信号送到信号调理电路,进行隔离、放大、滤波整流后送数7 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计据采集卡进行A/D转换,最后由控制软件对测试信号进行数据处理,完成波形显示,参数测量、频谱分析等功能。系统结构如图1显示 图1五.设计实现过程启动LabVIEW8.5,进入程序运行界面,进入程序框图,击右键进行选择: 1.面板的设计将文字,旋钮的指示的颜色通过属性进行修改,使其美观,再将面板上的各控件布置整齐,使其大方。总是,只需使前面板美观,整齐,大方!参数旋钮如图示:8 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计图2图3 前面板整体结构图如下:9 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计图4 2.程序图的设计(1)波形测量通道的设计①在程序框图页面右击选执行过程控制 →条件结果和while循环②在程序框图中右击选信号处理→波形生成→信号仿真,进行属性设置③分别设置数值作为信号仿真频率和幅值的输入并连接。10 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计图5 (2)同理,可以完成两通道相加的程序设计图6 (3)两通道相减的程序设计11 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计图7 (4)在前面板运行此程序,看是否出现预期的结果,如出现错误进行调整(通道选择,频率和幅值的调整),直至正常。(5)进行数据采集的设计在程序框图中右击,选输入→DAQ,input→在程序框图中右击选输入找出DAQ,用两个,双击进行属性设置;具体设置如下:图8 双击进行属性设置,在输入选a0,a1,即得,通过其便可将所产生的信号送入采集卡,在第二个DAQ也双击得 到选a0,a1及连续信号得,并进行采样频率,采样点数的输入控件设置,12 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计便可将信号从数据卡中信号输出,通过波形图便可验证所产生信号的实用性。(6)DAQ数据采集卡的使用参考模拟信号生成之后,利用数据采集卡对其信号进行采集,步骤是在程序框图中击右键(Acquire Signals),选择“Analog Input→Voltage”单,在函数选板的“输入”子目录中打开“DAQ Aistant”,然后配置采集信号类单击进入,再选择“Dev1(PCI-6221) →ai0,ai1” 单击“Finish”,进入配置选板,选择“Terminal Configuration→RSE”,再“Timing settings”中设置“Acquisition Mode→Continuous Samples”然后单击“Run”看是否能够采集到信号,若不能,再重复上述步骤,直至能采集到信号才完成通道配置。并且加上一个“采样点数和采样频率”,信号采集通道完成, 接着用一个拆分信号将信号拆分,并与条件语句相连,配置信号采集通道完成。 (7)数据的统计在后面板中,击右键,从Expre中的信号分析控件中,选择旋分析控件,在后面板面板生成一个相应的控件, 双13 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计击这个控件得到配置统计界面。 后面板整体结构图如下:图9 六.LabVIEW设计的心得体会通过这次labview的课程设计,具体的来说我掌握了了公式节点的用法;滤波器的用法;图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用;掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法;初步了解了顺序结构的用法;了解了数据采集的基本知识;熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。我明白了课堂中学习到的知识得到运用,课堂学的东西远远不能满足实际应用,我深刻的知道实验对于理论知识的 14 内蒙古科技大学虚拟仪器课程设计升华的重要性。在今后的求学过程中,注重对自己动手能力的培养,全面发展自己,做个真正意义上的大学生。第14篇:数字示波器使用方法总结数字示波器使用小方法前 言本文的结构逐条编排,目的是使内容成为开放性和可添加型的,欢迎有经验的同事增加新的内容。 对本文中用到按键符号作如下规定:TRIGGER MENU →Type(main)→Edge(pop-up) →Coupling(main)→DC(Side) 代表按面板上的TRIGGER MENU键,再按显示屏下方的Type键,重复按这个钮直到Edge高亮显示,再按显示屏下方的Coupling,再按显示屏右侧的DC键。注:main代表显示屏下方的键,Side代表显示屏右方的键,pop-up代表一直按此键,直到项目高亮显示。目 录一.安全问题...............................................................1 二.使用探头...............................................................2 三.触发方式..............................................................11 四.测试方法..............................................................15 五.小常识、小经验........................................................23示波器使用经验一. 安全问题结论一 示波器电源线要用三相插头良好接地(即接实验室的地线)说明 为了避免电冲击对示波器造成损伤,输出及输入端进行电气连接前要保证示波器良好接地。 结论二 探头地线只能接电路板上的地线,不可以搭接在电路板的正、负电源端 说明 交流供电系统或经整流后直流供电的系统的地一般都是接大地的。探头的地也是经示波器安全地线接大地的。如果探头的地搭在电路板上不是地的点上,就会造成此点和电源地短路,轻者使电路板工作不正常,重者会烧坏电路板或探头,造成严重后果。尤其注意不能把探头的地接到电路板上的正、负电源端。结论三 不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头。结论四 信号的幅度不要超过探头和示波器的安全幅度,以免造成损坏说明 信号幅度超过±40V时,用有源探头P6245和P6243测量会造成探头的损坏。不同探头的幅度量程是不同的,要留心探头及示波器上的说明文字。说明 避免对示波器和探头造成损伤,尤其是有源探头。厂家说明。1 示波器使用经验二. 使用探头结论一 有源探头使用前要先进行幅度校准 示例:说明: 有源探头内含放大器等有源器件,因温漂等原因而使其在不同环境中引入直流偏移不同。使用前,先插到示波器上预热几分钟,然后进行一次校准。校准步骤:探头接好示波器面板自带的1KHZ、0.5V的信号,按VERTICAL→CAL Probe(main),稍等几分钟后示波器就自动校准好了。 有源探头未校正前测一1KHZ信号有100mV的直流偏移有源探头校正后测量同一信号时无直流偏移结论二 探头的地线不要悬空示例说明 探头地线悬空时,示波器的地和电路板的地通过各自的安全地线和大地连在一起,测量时也能看到波形,但引入地线噪声较大,实测时看到波形不稳定,晃动很厉害。探头地线悬空时,示波器显示信号上叠加有较大的交流干扰,并且波形抖动很厉害。探头接电路GND,波形无交流干扰,波形也很稳定。示波器使用经验结论三 手触摸探头会对被测信号造成影响示例探头空载,手不碰探头时示波器显示的感应噪声电压很小探头空载,手碰探头探针时示波器显示的感应噪声电压明显增大以下两幅图是实际测试电路板上同一个信号时的波形,可看出手碰探头对信号的幅度的影响。 实际信号下降沿反冲很高,达1 .78V。降沿反冲幅度变小, 只有1.24V。手碰探头外皮时,示波器显示的信号下说明 当手指触摸被测电路及探头时,人体引入的干扰电压和电路板上的信号电压叠加在一起,必然对信号的实际情况造成影响。 结论四 探头地就近接被测信号的地示例示波器使用经验探头接被测信号所在芯片管脚地时测到波形探头接另外一个芯片的地时测到的同一信号波形,可见反冲高度不一样说明 由于地线电流的影响,各个接地点之间存在着一定的电位差,接地不正确时,会引入测试误差。探头接地点要以被测信号所在芯片的引脚地为准。 结论五 探头探针就近接被测信号管脚 示例:同一个接地点时,同一信号线上不同两点的波形不同。(40M时钟)说明 在同一条PCB走线上,信号存在反射、滤波、串扰等因素影响,走线的两端观察到的信号是不同的,而对器件直接起作用的信号是器件输入管脚和器件地之间的信号。因此,测信号时,应测输入信号,且要尽量靠近芯片管脚。结论六 引出线要尽量短 示例:以下四幅图是用不同长度引出线测同一信号时的波形,可看出不同长度引出线对测量的影响直接测芯片输入管脚用10厘米长线引出用20厘米长线引出用 4 30厘米长线引出示波器使用经验比较四幅图的反冲高度可见,引出线越长,引入误差越大。结论七 使用多个有源探头观察不同信号时,每个探头都应接地示例两个通道测同一信号,CH1探头接地,CH2探头未接地,测得波形不 一样CH1和CH2 的两个探头都接地时测得波形相同 说明 原因同上说明 每个有源探头都带有放大器,其地虽与示波器内部地相连,但此时地线已不是对应信号的地,对测量带来误差。 结论八 测试时,尽量减小探头探针与探头地所构成环路的面积示例说明 探头信号线和地线之间环路面积越小,电磁场的变化(包括电路板本身产生的和外界环境中的)在环路中感应出的电压越小,对测试精度的影响也就越小。另外,当探针与地线环路面积大时,由于地环路电感的增大,会使信号边沿过冲增大,引入误差。如下面两幅图所示。 探头探针与探头地所构成环路的面积小时感应的噪声电压小探头探针与探头地所构成环路的面积大时感应的噪声电压大示波器使用经验结论九 探头要尽量与电路板PCB板面垂直示例探头与电路板垂直时感应的噪声电压小探头与电路板平行时感应的噪声电压大 地环路面积小时测得过冲是2.2V地环路面积大时测得过冲是2.8V 说明 与探头和PCB板面平行相比,探头与PCB板面垂直时电路板中高频信号在示波器探头环路中感应出的电压较小。 结论十 测量任意两点间的信号应使用差分探头 示例这是用差分探头测量RS-422差分传输的波形图说明:普通探头只能测相对于地的信号,而差分探头可以测任意两点间信号。差分探头有三根引线:一根地线,一根正信号线(标示为+)和一根负信号线(标示为—)。使用时,探头地线接电路板GND,正负端分别接被测差分电压示波器使用经验端,示波器显示的波形是正端信号减负端信号的电压差值。 结论十一 可以用两个普通探头代替差分探头进行差分测量示例说明 用两个相同的探头,CH1接A点,CH2接B点,然后用示波器的运算功能,选择CH1-CH2,此时示波器显示的就是A和B两点的差分值。这种方法适用于共模电压为直流或低频且幅度低于差模信号允许幅度的情况。 结论十二 用差分探头作对地测量时“-”端不能悬空 示例:差分探头作对地测量,“-”端未接地时波形图差分探头作对地测量,“-”端接地时测同一信号的波形图上图是用两个普通探头相减作差分测量波形图 下图是用差分探头测量同一信号的波形图 说明 “-”端是差分探头中放大器的一个输入引脚,差分探头用作普通探头测对地电压时,负端悬空时易引入干扰,应要接电路地。 结论十三 小心探头间的串扰现象示例示波器使用经验两个探头靠得很近(尤其是探针和探头地线构成面积平行重叠时),测到波形有串扰两个探头远离时,测到波形无串扰说明 高频信号辐射较强,多个探头共用时,探针上高频信号会在各个探头与地线组成的环路面积中感应出噪声,当多个探头平行走线时尤其严重。从示波器上看好像是电路板上信号间的串扰,而实际电路板上信号并无串扰。因此要注意,多个探头共用时,各探头要避免平行走线,更不要缠在一起,要尽量远离。 结论十四 探头与示波器有特殊的匹配关系说明 TEK示波器的输入电阻有两档,1MΩ和50Ω。当接有源探头时(如P6245),示波器的输入电阻会自动转换到50Ω,从而进行正确测量。当再换上无源探头时,需要手工把示波器的输入电阻设臵回到1MΩ,否则屏幕上会显示错误波形或无波形显示,无法进行正确测量。操作步骤是:VERTICAL MENU →Coupling(main)→1MΩ(side)。 结论十五 有源探头未插好时,虽显示有波形,但波形幅度错误 示例:示例用500M无源探头,示波器输入电阻选1M时,测到的正常信号波形 用500M无源探头,示波器输入电阻选50Ω时,测同一信号的波形,发生了错误。示波器使用经验探头未插好时显示的信号幅度发生错误,本来是0-5V的电平,却显示成了0-25V和0-250V。(同一个信号)说明 断开探头和电路的电气连接,从示波器上拔下探头再重新插入。一般先插好探头再打开示波器的电源开关时无此现象发生。 结论十六 要注意差分探头的“削波”现象 示例:说明: TEK公司差分探头P6247能够测量的差分电压范围是:打在÷10档位时是±8.5V,打在÷1档位时只有±850mV。差分信号峰峰值超过850mV时(比如测公司常用的平衡线传输信号±5V),要注意选用÷10档,否则会因输入过大而使显示的波形发生错误。 结论十七 测试高速信号时要选用1G、1PF探头示例说明 对被测信号而言,探头和示波器输入电容相当于是滤波器,对被测信差分探头,用÷10档位测到的正确差分信号波形差分探头,用÷1档测到的同一差分波形,发生了“削波”现象用,1G示波器,配1G、1PF探头观察到的信号波形,有高频振荡。用1G示波器,配500M、8PF探头观察同一信号波形,看不到高频振荡。示波器使用经验号的高频成分有衰减,如果衰减过大,会造成测试失真。因此,在观察信号上升或下降沿细节时,要注意选用1PF有源探头。再如下图,用1PF探头看到信号边沿有毛刺,用8PF探头却看不到。探头使用正确与否,直接决定着我们观察到的信号是否真实地反映了电路板上信号的实际情况。测试时,一定要注意正确使用探头。8PF探头看不到边沿毛刺用1PF探头能看到边沿的毛刺 示波器使用经验三. 触发方式1. 边沿触发简单常用-edge说明: 它是利用信号变化的边沿来进行触发。一般先用边沿触发方式观察信号情况,发现有问题时再根据实际情况选用其它的触发方式。 2. 捕捉毛刺-glitch触发用边沿触发能看到低电平上有毛刺, 但很难捕捉到最高幅度的毛刺用毛刺触发功能捕捉最高幅度的毛刺很容易用上升沿触发观察信号说明:毛刺触发是很有用的一项功能,可用来捕捉低电平或高电平上的毛刺,看其幅度是否超标。毛刺触发方式下,随着触发电平的缓慢调高,毛刺幅度更高的信号就显示在屏幕上,直到触发电平位臵超出信号毛刺所能触发范围。操作方法 :TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Cla(main)→Glitch(pop-up) ,然后按Polarity&Width选择毛刺的极性和宽度,再按glitch(main),选accept表示宽度小于设臵值的毛刺触发,选reject表示宽度大于设臵值的毛刺触发。Mode&Holdoff设臵为Normal 时,表示只有当信号符合所设臵的触发条件时才触发;设臵为Auto时,表示在没有符合触发条件的情况下,示波器自动触发。3. 捕捉幅度异常信号-Runt触发以幅度位于1.4V和4.4V之间的信号触发捕捉到幅度异常信号示波器使用经验说明:信号幅度位于一定范围内时触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Cla(main) →runt(pop-up), 然后通过Threshold选择触发信号幅度位于的上下限值。再通过Trigger When可设臵:信号电平不但要落在设定的上下限范围内,保持时间还要超过设定值时才触发。 4.捕捉宽度异常信号-Width触发说明: 该触发方式是:信号时间宽度位于某一设定的时间范围之内,或者是位于该范围之外时触发。例如:设定upper limits为50ns,lower limit为10ns。选Within limits表示宽度在10ns和50ns之间的信号触发。选Out of limits表示宽度小于10ns或大于50ns的信号触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Cla(main)→width(pop-up),再依次设定显示屏下方的各项。以宽度在520ns和1us之间的信号作触发5.检查信号边沿跳变速度是否足够快-Slew Rate触发说明:该触发方式是:信号边沿的变化时间快于或慢于某一设定的值时触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Cla(main) →Slew(pop-up),再依次设定显示屏下方各项。例如:设定Thresholds为500mv和4.5V,选Trigger When 为Slower than ,选Delta Time为10ns,表示信号电平从500mv变化到4.5V时,如果跳变时间超过10ns就触发。以下降时间超过10ns 的信号作触发,检查下降时间是否合格。示波器使用经验6.保持电平时间超限触发-Timeout说明:该触发方式是:信号电平保持低或高超过某一设定的时间时触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Pulse(pop-up)→Cla(main) →Slew(pop-up)。再依次设定显示屏下方的各项。 7.模式触发(Pattern)的应用说明:该触发方式是:来自各个输入通道的信号进行布尔运算。满足条件时触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Logic(pop-up)→Cla(main) →Pattern(pop-up)。 Define Inputs 用来定义各个输入通道采用的逻辑方式:H——高电平为1,L——低电平为1, X(不理采)。Define Logic 定义进行的运算。可以是AND(与)、OR(或)、NAND(与非)、NOR(或非)。Trigger When 可以设臵结果为1或结果为0时触发。还可进一步设成结果为1 或0的时间超过某一设定值时触发。Set Thresholds 设臵各个通道的逻辑电平的阈值。利用此触发功能,可依据诸如地址总线或数据总线上的一特定数字值触发。来观察启动线以及读写信号线上的信号情况。以保持低电平时间超过410ns的脉冲作触发信号CH1-CH4的信号分别为高、低、高、高时触发CH1-CH4的信号分别为高、低、高、高,且保持时间超过20ns时触发示波器使用经验8.状态触发(State)的应用说明:此种触发模式是在第四通道的上升或下降沿处,读取前三个通道的逻辑运算结果,满足条件是触发。 操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Logic(pop-up)→Cla(main) →State(pop-up)。再依次设定显示屏下方的各项。 9.检查建立保持时间Setup/Hold说明:该触发方式是:以时钟通道的跳变沿处为基准,设定一个时间范围,在该范围内如果数据通道的信号逻辑值有变化,就会进行触发。操作方法是:TRIGGER MENU→Type(main)→Logic(pop-up)→Cla(main) →Setup/Hold(pop-up)。再依次设定显示屏下方的各项。其中Setup/Hold time 设臵时间范围的起始/结束时刻。是以时钟的跳变时刻为基准的。Setup值为正表示在时钟跳变之前,而Hold值为正表示在时钟跳变之后。熟练掌握数字示波器提供的丰富的触发方式,灵活运用,会使你捕捉信号、发现问题更有效。第二通道的下降沿左右15ns范围内如果第四通道数据有变化就触发在第四通道的上升沿处,前三个通道的信号分别为高、低、高时触发示波器使用经验四 测试方法一. InstaVuT(长余辉)有重要的价值长余辉方式可看到信号中有尖形脉冲正常触发方式却看不到这个尖脉冲说明: 在NORMAL正常方式下,波形捕捉次数是50次/秒。在InstaVuT方式下,波形捕捉速率最高可达400000次/秒(依示波器而定)。示波器以叠加的方式把波形显示在屏幕上,并且波形在屏幕上的停留时间可由用户设定。其优点是可捕捉到间歇性偶发信号,并且使看一段时间内信号情况很方便。这种功能可以把一段时间内的所有信号波形通过叠加的方式显示在屏幕上。NORMAL方式下由于相邻两次捕捉波时间相隔太远,很容易丢失间歇性偶发信号。 操作方法:InstaVuT→MODE(main) →instaVu(popup),再在屏幕右侧依需要设定波形保持时间,或选取永久保持。 二.利用单次触发功能说明: 单次触发和软件的单步运行很相似,每触发一次就停下来,可详细观察触发信号左右的信号情况。这在调试数字逻辑电路时尤其有用。操作方法:按一下SHIFT+ACQUIRE MENU→stop after RUN/STOP(main)→ Single Acquisition Sequence( side), 就进入了单次触发模式。按一下用单次触发功能,以通道1上电后出现的第一个下降沿为触发信号,观察通道2上的信号,看到相隔约500mS后有一毛刺信号。RUN/STOP键,示波器就处于等待触发状态。捕捉到一次触发后,示波器暂停接收触发。如需再触发,需再按下RUN/STOP键。三.延时触发的应用示波器使用经验TEK示波器提供了两种延时触发:delayed runs after main和delayed triggerable。 ① delayed runs after main 通道上出现触发信号后,延时6us,以此时刻为基准点来显示信号。delayed runs after main方式工作过程是这样的:找到一个触发脉冲后,延时一段时间(时间长度由用户设定),然后以延时后的时间点为触发时刻显示信号。操作步骤:HORIZONTAL MENU→Time Base(main)→Delayed only(side)→Delayed Runs After Main(side)。然后设臵延时时间。这种方式的一个应用:可用来详细观察与第一个触发信号相距较远的信号。 ② delayed triggerabledelayed triggerable分三种情况,由用户设定,它的工作过程是这样的:主通道触发等待用户设定时间等待次通道出现触发显示波形次通道上出现n次触发次通道上出现n次触发等待用户设定时间主通道和次通道的时基可以设臵成不同的值,显示波形时是以次通道上的时基为准的。下图是一个delayed triggerable的例子。CH2出现上升沿后,CH1再出现以此时间点为基准展宽信号来观察信号细节。 三次上升沿,然后再延时6us,以此时间点为基准显示信号。 操作步骤:先按常规方法设好主通道的触发,然后SHIFT DELAYED TRIG示波器使用经验→Delayed by(main)→Triggerable After Time ,Events or Events/Time(side) ,选其中的一种延时触发方式,再设好显示屏下方各值。退出延时触发的方法是:HORIZONTAL MENU→Time Base(main)→Main only(side)。 四.利用长记录长度的功能示例:说明:观察信号比较详细,而且需要观察很长一段时间内的信号时,一个屏幕长度就不够用了,这时可使用长记录长度功能。操作方法: HORIZONAL MENU键,再进入Record Length选择波形记录长度。可根据自己的需要选择其中一种记录长度。拧动HORRIZON钮,时间上连续的信号波形就显示在屏幕上。 五.利用数学运算功能说明:示波器提供的加减乘除等运算功能可使测试更方便。比如上图,利用两个通道值相减就实现了差分测量。操作方法:MORE→math(main),再依据需要设臵数学运算功能。 利用长记录长度功能,观察时间上连续的信号波形。上图是用两个普通探头相减作差分测量波形图 下图是用差分探头测量同一信号的波形图 示波器使用经验六.利用频谱分析功能→FFT(main)。 七.Peck Detect和Envelope的应用1K方波信号的频谱图说明:TEK示波器提供了FFT功能。可用来观察信号的频谱。操作方法是:MORE Sample方式下观察到的信号波形 Peck Detect方式下观察到的同一信号波形Hi Res方式下观察到的同一信号波形Peck Detect方式下观察到的同一信号波形Average方式下观察到的同一信号波形示波器使用经验说明:示波器水平记录长度代表的时间长度除以总点数称为一个取点间隔。每个取点间隔内示波器采样几个点(假设为m),然后以某种方式取其中的一个点用于显示电压波形。不同的取点方式下观察到的波形有所差别。Sample方式下,总是取每个取点间隔内采样的m个点的第一个点用于显示波形,这是示波器缺省的方式。在Peak Detect方式下,在第一个取点间隔中取m个采样值的最大值,在下一个取点间隔中取m个采样值的最小值,这样交替进行。此方式可用于检查毛刺和虚假信号。在Envelope方式下,把n次触发取得的值都保存下来,然后在这n次触发中对应的取点间隔处,从n*m个数据中找出最大值(最小值),在下一个取点间隔处找出最小值(最大值),交替显示。此方式可显示波形的包络。Hi res方式下,每个取点间隔内采样到的m个点取平均值,然后显示。此方式可用于滤除噪声。Average方式下,进行n次触发,每次触发都采用Sample方式,然后在对应的取点时间间隔处,把n个值取平均值,依此值来显示波形。此方式可用于降低周期信号的噪声。操作步骤:SHIFT ACQUIRE MENU→Mode(main),再依据需要选取取点方式。 八.观察信号质量时时间档位要设置得足够细时间档位打得太粗看不清上升沿细节 时间档位打得细些可看到上升沿有毛刺九.串扰调查的方法通道1的尖峰毛刺和通道2信号同步,由此判定通道2是串扰源。示波器使用经验说明:用两个探头,一个探头接被串扰的信号,另一个探头碰触被怀疑为串扰信号源的点,如果此点上信号和被被串扰信号上的干扰信号同步,则此点极有可能是串扰信号源。 十.同步时钟的测试方法以同步时钟的低频时钟信号作触 发观察到的显示稳定的波形以同步时钟的高频时钟信号作触发时波形显示混乱说明:在用多个通道测量同步时钟信号的关系时,要以频率低的信号为触发信号。否则会因为高频信号触发边沿处,低频信号电平有高有低而使显示的低频信号重叠。观察不到稳定的波形。 十一.注意虚假信号 示例:时间档位打在1ms观察40M时钟时,数字 示波器显示一个476HZ的信号,是一虚假 信号,实测时可观察到波形晃动。 说明:TEK示波器显示方式是每个水平格50个点,而不管每个水平格代表的时间宽度。当时间档位打在1ms时,每个水平格采50个点,也就是采样速率是50KHZ/s。这种采样速率要看40M的信号是根本不可能的。示波器只是把按50KHZ/S采到的点拼成了一个波形,而这些点因为太离散,根本不能代表40M信号的波形。因此,观察信号时,时间档位要打细,使采样速率提高。 时间档位打在12.5ns时观察到的真实的40M时钟信号波形示波器使用经验十二.测信号质量时要去掉多余的负载 示例:外接一个频率计时测得的一16MHZ信号波形去掉频率计后测得的16MHZ信号波形说明:外部负载的输入电阻和电容会对被测信号产生衰减、滤波等影响。测信号质量时要尽量模拟电路板实际工作时的情况。十三. Fit to screen的一个应用:时间档位打粗情况下提高采样速率,观察宽度小、相距远的信号Fit to screen 为OFF,把时间单位打粗 Fit to screen 为ON,把时间单位打粗来观察信号之间关系时,却因信号宽 时,观察到的宽度小相距远的信号之度小而看不到信号间关系说明:TEK数字示波器Fit to screen打在OFF时,采样速率是自动调整的,不管每个水平格儿代表多长时间,每个格显示50个点。也就是说,时间档位打得越粗,采样速率越低。此时若把时间单位打粗来观察宽度小、相距远的信号之间关系,会因为采样速率的降低而丢失宽度较小的信号。把Fit to screen打在ON时,在每个水平格儿代表时间长度一定情况下,记录长度越长,每个格儿的点数就越多,相应采样速率就越高。这时如果时间档位较粗,不致因采样速率降低太多而丢失宽度小的信号。操作步骤:HORIZONTAL MENU→Record Length(main) →Fit to screen(side)。21示波器使用经验十四. 精确测量相距较远的信号的时间关系 (1)选用长记录长度,Fit to screen 打在ON,在时间档位尽量小的情况下使两个相距较远信号同时显示在屏幕上。按Cursor键, 选取竖光标并移动,使两上竖光标分别大致对齐两个相距较远信号,如图a所示。图a.图b.图d.图c.(2)拧动HORIZONAL钮,把其中一个信号移动到屏幕正中央,如图b所示。 (3)把Fit to screen打到OFF,此时波形以屏幕正中央为基准点展开,如图c 所示。(4)此时发现竖光标可能与信号并未对齐,移动光标使之与信号精确对齐,如图d所示。(5)对另一个信号作同样的操作。这两个信号的时间精确关系就显示在了屏幕的右上方。 根据测试的需要,把示波器提供的各种触发方式和功能组合起来使用(比如延时触发和单次触发组合),会使您的测试技巧更高,发现问题更深刻,工作更有效。 22五 小常识、小经验1.数字示波器的键太多,主要有几个,一般怎样设置?示波器主要有三个设臵区,第一个是:“VERTICAL”设臵区,用来设臵信号显示时垂方向的有关状况,诸如显示幅度,在屏幕上的上下位臵等。第二个是“HORIZONTAL”设臵区,用来设臵信号显示时在水平方向的有关状况,比如左右位臵和信号显示宽度。第三个是最复杂的“TRIGGER”设臵区,用来设臵信号的触发方式,正是因为数字示波器提供了丰富的触发方式才使其功能很强大。“VERTICAL”通常设臵为2.0V;“HORIZONTAL”根据所观察的具体信号设臵;“TRIGGETR”通常设臵为:TRIGGERT MENU →SET LEVEL TO 50%→Type(main)→Edge(pop-up)。 2.利用AUTOSET自动设置来观察信号情况按下AUTOSET键,示波器会按被测信号的情况自动显示信号。 3.怀疑示波器的设置模式被搞错了,怎么办?按下SETUP→Factory set(main),使示波器回到厂家的设臵上。 4.触发电平不合适,观察信号就不稳定或看不到 触发电平应放臵在信号幅值范围以内,否则会因为没有触发而观察不到波形。触发电平太高或太低时,会因为随机毛刺造成触发而使屏幕上波形跳动。如果信号是单一直流电平,只有把触发电平放在信号电平值上时屏幕上才会显示有波形。 5.利用Measure功能Measure提供了很多项测量功能,比如周期、频率、上下峰值、上升下降沿时间,均方根值等。利用此功能使测试方便。 6.利用ZOOM功能利用此功能可以在水平方向和垂直方向缩小或放大观察信号。 7.利用Cursor功能利用两个垂直光标可以测量垂直两点间的电压差值,利用水平光标可以测量水平两点间的时间距离。操作方法:按面板上的CURSOR键,再按需要选取水平光标或垂直光标,旋23动面板上的SELECT钮,使光标对准感兴趣的两点,其差值就显示在了显示屏上。 8.拷贝示波器屏幕图形时要注意两点拷贝屏幕图形时要首先保证设臵正确。操作方法:SHIFT+ HARDCOPY MENU →Port(main)→File(side) →layout(main) →Portrait(side)→Format(main)→ BMP mono或 PCX。Port设臵不正确时,图形拷贝不到磁盘上。Layout设臵成Landscape时,拷贝到磁盘上的图形是倒的,会给下一步处理带来麻烦。 9.加深认识1×和10×探头1×探头也称1:1探头,可简单地将高输入阻抗示波器接到被测电路,相当于电缆的功能。它将引入一明显的电容,与示波器的输入并联。一个1×探头约有40至60PF的电容。10×探头也称10:1探头、分压探头或衰减探头,内部插有并联的电阻器和电容器。,各示波器连接后如下图所示。 R1 + R 2 VsC1 C0-C2Vin+-10×探头示波器探头内电阻和电容R1、C1与示波器输入电阻电容R2、C2满足R1*C1=R2*C2时,两个电容的影响正好抵消。此时:R2VinVsR1R2R2是示器的输入阻抗(1MΩ),R1=9R2,可得:。1VinVs10结果是:探头和示波器结合后,由于两个电容有效地抵消,10×探头有比1×探头宽得多的带宽,代价是招致电压的损失。只要被测电压不致小到被10除以后,示波器上读不到即可。这意味着在决定是否使用10探头时,要考虑示波器的灵敏度和信号电压能否够用。在许多示波器上,用户必须记住,使用10× 探24头时,要将测量结果乘以10。 TEK数字示波器能自动识别P6139和P6245型号的10×探头,会自动将读数调至正确值。用10×探头时,电阻和电容影响都降低(相对1×探头),但保留了探头电容C0,这一电容量由制造厂给定。P6139探头小孔就是调节上图所示的小补偿电容的。方法是将探头接在示波器上的校正信号源上(一般是0.5V,1KHZ方波),调整探头电容,使方波尽可能呈方形且顶端平坦。11.实时取样和重复取样实时取样是最明显和直观的取样方式。所有的取样点是响应示波器的一次触发而获取的。这种技术的主要好处是可以获得一次瞬变值(或称单冲信号)。缺点是模-数转换器必须以高于信号最高频率两倍的速度准确地工作。重复取样分两类:顺序取样和随机取样,可在波形满足下面两种条件时采用: 1:波形必需是重复的; 2:必需能稳定地触发。顺序重复取样:每触发一次获取一个单一取样。当发生触发时,触发后在精确控制的时间内进行取样。每触发一次,往后延迟一点时间,使全部波形都被取样。随机重复取样:相对于触发信号而言随机地取样,再根据取样点距触发时刻的距离,把采到的点合成一个波形。这样就不受模-数转换器速度的限制,但其性能受下列局限,即获取时间颤抖最小的取样,并相对触发信号及时布臵该取样点的能力。TEK数字示波器提供了随机重复取样技术。在Repetitive Signal设臵成ON情况下,当时间档位打得很小,模数转换器速度满足不了要求时,示波器会自动启用随机重复取样,此时示波器左上角会显示一个ET(Equivalent-time)标识。当Repetitive Signal设臵成OFF时,不管时间档位打得是否很小,示波器只用实时采样。操作方法:SHIFT+ACQUIRE MENU →Repetitive Signal(main) → on或off.(side).12.调整释抑时间(Holdoff)的作用示波器触发后,抑制触发系统以免再取点过程中再次触发,直到一次设定长度的点取完。设定长度的点取完后,示波器还会在HOLDOFF设定的时间长度内抑制触发信号。这种功能可用来稳定显示复杂周其脉冲序列。以下图所示一个脉冲序列为例。25holdoff如上图所示:图中虚线代表触发电平位臵,采用边沿触发。当Holdoff时间设臵为图中所示时间长度时,不论首先由三个脉冲中的哪一个先触发,由于释抑时间的设臵,下一次的触发信号仍然只能是它。这样屏幕上就能显示出稳定的波形。否则会因为图中所示的各个脉冲都能触发而使屏幕不能稳定地显示波形,很杂乱。操作方法:TRIGGER MENU→Mode&Holdoff(main),再在显示屏右侧调整释抑时间的长度。26第15篇:J 2 4 5 8型教学示波器使用说明书J 2 4 5 8型教学示波器使用说明书谢谢您购买J2458示波器。为保证正确使用,请在使用前仔细阅读此说明书。阅毕,请将说明书保存好。该示波器根据严格的质量控制标准生产,元器件进行了全面的筛选老化。售后服务:如果出现任何故障,请与我们的销售部或各维修点联系,以得到快捷而有效的售后服务。注意:该示波器在运输过程中,轨迹线可能会轻微的发生倾斜。如果出现这一现象,先松动示波管上的校准螺钉,调整示波管将光迹调至与水平刻度线平行,最后调紧示波管上的校准螺钉 1.概述J2458教学示波器主要供大专院校。中等学校教学演示和学生实验。示波器垂直系统频率响应为DC~5MHz,垂直偏转系数不大于20mVp—p/格。机内有(100±5%)mv,方波校准信号,可以按需要对垂直偏转系数进行校准,达到对被测波形幅度进行定量测试,测试误差不大于1 0%。本机全部采用晶体管电路,具有结构简单,性能稳定,维护方便,重量轻,耗电省等特点。仪器除供学校使用外,也可供工厂、维修单位及科研单位使用。3.面板操作图1为J 24 5 8型教学示波器面板布置图。 3.1显示电路部分3.1.1开(K5)仪器电源开关。当此开关向“开”时,发光二极管BG54即发出红光,仪器接通电源,经预热后即可正常工作。3.1.2(w10)辉度调节。顺时针方向转动辉度加亮,反之减弱至辉度消失。如光点长期停留在屏幕上不动时,宜将辉度减弱或熄灭,以延长示波管的使用寿命。3.1.3(W11)聚焦调节.用以调节示波管中电子束的焦距,使显示的光点为清晰的圆点。调节聚焦时,应将Y轴放大器耦合选择开关k l置“I”位置,扫描范围放到‘‘外x”,X输入与地接线柱间用导线短接。在每次改变辉度后,需要重新调整聚焦。3.1.4(w12)辅助聚焦。用以控制示波管中电子束的焦距,使散焦最小。通常与聚焦调节同时配合使用,使光点成为一小圆点。3.2.1(W13)垂直位移。用于调节屏幕上光点或信号波形在垂直方向上下的位置。顺时针方向转动,光点或信号波形向上移,反之向下移3.2.2Y增益(W2)垂直系统增益微调:用以连续改变垂直系统的增益,顺时针旋足时增益最大,反之增益减小。以l 00mV校准信号为标准,调Y增益可使示波器Y偏转系数达到某确定值,例如20mVp.p/{-~、50mVp—p/格、lOOmVp—p/格等以实现对被测信号幅度定量测试。3.2.3Y轴衰减(K:)Y输入信号衰减器。分“1”、“1 0”、“1 00\"、“1 000”及“校准1 00mV,,五档,t·1’’不经衰减,“1 0\"、“1 00”、“l 000\"分别衰减到1/1 0、1/1 00、1/1 000,可根据被测信号的大小适当选择,使荧光屏上得到合适的显示。在“校准l OOmV,,档,机内方波校准信号连接到垂直放大器,示波管荧光屏上显示l KHZ方波波形。调Y增益,使方波幅度显示为5格,则示波器Y偏转系数校准为200mVp—p/格。如调Y增益使方波幅度显示为l格,则示波器Y偏转系数校准为lOOmVp—p/格。以达到对被测信号幅度定量测试。3.2.4DC、┻、AC(K1)垂直放大器耦合选择开关。置DC时,被测信号直接送到垂直放大器,适用于观察各种缓慢变化的信号,置AC时,被测信号经过电容器Cl耦合到垂直放大器,它隔断被测信号中的直流分量,使屏幕上显示的波形不受直流电平的影响。置“┻”时,输入端处于接地状态,便于确定输入端为零电位时,光迹在屏幕上的基准位置。3.2.5平衡(W1)垂直放大器直流平衡调节电位器。调节此电位器使Y放大器第一级直流电平保持平衡,以达到显示波形不随Y轴衰减及Y增益改变而出现垂直方向的位移。3.2.6Y输入(CZ1)被测信号从Y轴输入的接线柱。3.2.7地(CZ2)Y轴和X轴输入信号接地接线柱。 3.3 X部分3.3.1X增益(控制X轴方向迹线的长度)。顺时针转时迹线加长,反之减短。显示光迹长度应控制在l 2格。3.3。2水平位移用以调节示波管屏幕上的光点或信号波形在水平方向左右移动,顺时针转时向右移,反之向左移。3.3.3扫描范围(扫描频率范围控制器)。共分“lOHz“lOOHz\'’、“IOOHz~1KHz”、“1 KHz~1 OKHz\"、“1 0KH z~1 00KHz’’及‘‘外x’’五档。当置于“外x\"时,机内扫描发生器停止工作,外接信号可经‘‘x输入’’接线柱直接送入水平放大器。3.3.4扫描微调(扫描频率微调电位器)。顺时针旋转时,扫描频率连续增加,微调比大于1 0倍。 3.3.5同步:内+、内一,外、内同步极性和外同步选择开关,置“内+”时扫描发生器由被测信号正半周同步,置‘‘内一\'’时由负半周同步。置“外”时,同步信号将来自t‘X输入’’接线柱的外加信号、使扫描发生器由外来信号同步。3.3.6X输入为水平信号或外同步信号的输入接线柱。 3.4仪器后盖板3.4.4~220V电源输入。3.4.2保险丝座(Bx1)装有0.5A保险丝。3.4.3接地柱。3.4.3光迹旋转,用于校准扫描线的水平位置。 4.使用方法4.1使用前应仔细阅读本说明书,对本机技术性能,面板控制器作用及使用方法有所了解。4.2仪器电源电压为220V,将电源连接线插入电源插座,开启面板上的电源开关(K5),发光二极管即发出亮光,预热十分钟,仪器即可使用。出厂时,面板各控制器都放在正常工作位置,Y衰减(K2)放在“校准1 00mV,’档,因而开机后在示波管荧光屏上可以看到约5格幅度的方波波形。如波形显示不良,可微调各控制器,使得到清晰稳定的方波波形。如果看不到波形,可转动垂直位移(W3)和水平位移(W8)电位器,再检查一下辉度调节电位器(w10)是否在适中位置。4.3观察信号波形。被测信号从Y轴输入接线柱输入,将Y轴衰减(K2)置于“1 000”档,观察示波管荧光屏Y方向显示,如没有显示或显示太小,则将Y轴衰减放到“1 00”、“l 0”、“l”档,使示波管荧光屏Y方向有4—6格显示。再调扫描范围(K4)和扫描微调(K5)到合适的扫描频率,示波管荧光屏即可稳定地显示出被测信号波形。4·4信号幅值测量。需要读测信号幅值时,可将示波器Y灵敏度先进行校准,将Y衰减(K2)放到‘‘校准1 00mv,’档,调Y增益,示波管荧光屏上方波显示刚好为5格,则示波器Y灵敏度校准为200mVp—p/格。这时Y轴衰减(K2)放到1、10、100、“l 000\"档,荧光屏座标片上每格分别表示20毫伏、0.2伏、2伏、20伏峰峰值,可根据波形显示的格数读测波形幅值。也可根据需要将示波器Y灵敏度校准为50mVp。p/格、100mVP—p/格等。测试时注意保持电源电压为220V,以保证测量精度。调扫描微调(W s),使波形稳定同步。若被测信号波形显示如图2,波形峰峰间读数为3.6格,示波器Y灵敏度校准为20mVp’p/格,Y轴衰减放在l O,则被测信号波形峰峰值为Vp-p=3.6×0.2伏:0.72伏当被测信号中含有直流电平时,此直流电平也可以测出。但先要确定荧光屏上零电位。将输入耦合开关(K1)放到“┻\",记住这时荧光屏上扫描线的位置为零电位。然后将输入耦合开关(K1)放到“DC\",使被测信号接入。如被测信号波形显示如图3所示。交流分量波形向下移动,表示被测信号中直流分量是负极性的,如果示波器Y灵敏度校准为50mVp.p/格,Y轴衰减放在100。则被测信号直流分量V=.3×5伏:.1 5伏。交流分量峰峰值Vp—p=4×5伏/格=20伏。4.5信号频率测量。被测信号的频率可以利用李沙育图形方法进行测量。将示波器扫描范围开关放到“外)(,’,将刻度较精确的信号发生器产生的正弦信号fx引入X输入,Y输入引入被测正弦信号f v,改变信号发生器的频率fx,示波管荧光屏上可显示出李沙育图形,根据图形可以推算出两信号之间频率及相位关系,如4.6信号相位的测量。信号经过某一网络后产生相移,利用示波器可以测量出移角。将示波器扫描范围开关放到“外)(\'’,导前信号接入X输入接线柱,滞后的信号输入Y输入接线柱,示波管荧光屏上即显示出李沙育圆图,调节Y增益和X增益,使X方向和Y方向所显示的幅度都为A格,读出圆和X轴相交的两截点的距离为B格(如图4所示)。则两信号间相位角差Ф=a rc s inB/A。图5给出两信号的相角差和李沙育圆图形状间的关系。将示波器上显示的李沙育圆图,对照图5,可以大致确定欲测两信号间的相角差。4.7配合YB4810A型或YB481 l型晶体管特性图示仪测量晶体管参数。其使用方法可以参阅YB4 8 1 0A型或YB48 1 1型晶体管特性图示仪说明书。4.8示波器调整聚焦一般可以在显示信号波形情况下进行,调节(Ws)及(We)可以使显示波形迹线纤细清晰。如要检查聚焦光点,则可将输入耦合开关(K1)放到┸上”,扫描范围扳到‘‘外X\",X输入与地间短接导线。调节(w5)及(w6)可使示波管显示的光点成为Ф1—2mm清晰的圆点。4.9为防止示波器产生不必要的故障,延长机器使用期限,使用时应注意以下几点:4.9.1仪器使用时应注意市电电压在(220±l 0%)V范围内,特别要注意不要接入过高市电电压,以免仪器元件击穿。4.9.2仪器使用时,扳动面板控制器要轻,当到达极度位置时不要硬扳,以免损坏控制件。4.9.3本机显示辉度较亮,使用时如没有必要,不要开得太亮,以延长示波管使用寿命。特别要注意在关机时先将辉度关小,防止出现过亮的光点烧坏荧光屏。辉度改变后,注意要重新调节聚焦(w,)4.9.4仪器测试时,当Y衰减开关放到l时,应防止过大的被测信号引入,以免烧坏元件。4.9.5仪器搬动时,要防止碰撞,轻拿轻放,防止撞伤或损坏机壳及零件。4.9.6仪器用毕后应罩上防止罩,放在阴凉干燥通风的地方,防止日久灰尘结集及零件氧化生锈。第16篇:示波器使用教学中存在的问题分析与教法改进示波器使用教学中存在的问题分析与教法改进周党培 陈业仙摘 要: 本文分析了《大学物理实验》示波器原理及使用教学中存在的问题,提出了示波器原理与使用教学的改进方法,根据学生的特点,以学生熟悉的例子作类比,从现象入手,讲解了示波器的原理和使用方法,引导学生由浅入深,循序渐进地掌握示波器的基本原理和操作技能,提高了教学质量。 关键词: 示波器物理实验信号发生器教学方法《大学物理实验》是理工科各专业一门必修基础课,旨在培养学生实验技能和用实验的手段去发现、观察、分析及研究问题的能力。该课程内容丰富,凡涉及物理学的方方面面,包括力学、热学、光学、电磁学和现代物理学的实验均可列入课程的范畴,不同学校应根据自己的人才培养目标和实际需要开设不同的实验。示波器通过荧光屏直观地反映电压信号的变化过程,帮助人们对电信号进行分析和测量。实际生活中,非电信号,如温度、湿度、位移、速度、压力、声强、光强、磁场等可以通过传感器转换为电压信号,从而可以通过示波器间接观察这些信号的变化过程。因此,对于工科各专业学生,掌握示波器的原理和使用方法,是一项十分重要的技能,示波器的原理与使用成了各校必不可少的一个实验[1,3]。一、示波器使用教学存在问题分析 根据教学过程中的经验,示波器的原理与使用实验是《大学物理实验》课中的一个难点。大学生实验中存在以下几个方面的问题。第一,我国教育制度造成许多高中毕业生普遍具有理论知识强于动手能力的特点,分科考试以及个体差异,使得刚进入大学的工科学生知识面和实验能力的差异十分悬殊。大部分学生对电学的知识了解不多,更没有接触过示波器。第二,现实社会的变化,促使一部分学生实用主义心理越发严重,一些学生认为示波器与所学的专业没有什么关系,将来工作也可能不会用到这种仪器,因此缺乏学习的动力,有些学生更纯粹为了拿学分而被迫学习。第三,在心理角度上,即使有些学生有好奇心,有求知欲,但面对这么复杂的一个仪器,这么多的按键和旋钮,往往无从入手,不免产生畏难情绪。第四,更重要的是,传统的教学方法不得要领,一般只是对示波器的各个主要开关、按键和旋钮进行一一介绍。由于仪器上开关、按键和旋钮很多,而且通常示波器还配合信号发生器一起使用,情况就更复杂了(如图1)。学生对仪器的功能非常陌生,所以一次讲解后学生根本记不住它们的功用。当屏幕上出现有时有图像、有时无图像、有时图像稳定、有时图像不稳定等情况时,初学者往往会对屏幕上的现象手足无措。究其原因是学生没有很好地理解这些开关或旋钮之间存在的关联关系,它们互相配合才能使波形正确地显示出来[2]。很多学生经过一次实验之后对示波器还是很生疏,有的甚至因此产生恐惧情绪。有的学生课堂上操作还行,但课后没有更多的接触机会,日久也就忘记了。图1 SS7802型示波器及SP-F05A型信号发生器二、示波器使用教学方法改进为了使学生在有限的时间里学会并巩固示波器的基本原理和使用方法,课前预习、课堂讲解和课后复习三个环节应该互相结合起来。预习时由老师把要讲解的内容列出一份简要的操作提纲,让学生根据教材上的资料事先对示波器有一个初步的认识和思考,带着问题来听课,在课堂上通过实验操作来验证自己的看法。课堂讲解时首先根据学生学习示波器的心理特点,结合各专业的特点,举一些与专业有关的应用例子,从思想上端正学生的学习态度。然后分两部分进行讲解,一是原理部分,通过学生熟悉的简单例子进行阐述;二是操作部分,要把荧光屏上出现的现象与有关的键钮联系起来,让学生在实验中看到心目中期望的结果,这样才能提升他们的学习信心和热情,使学习变得有趣。对于课后复习,由于条件限制,大多数学生不可能经常实际接触示波器,我们制作了一套教学视频,详细地展示了每个操作的细节,使学生可以通过互联网进行网上复习。三个教学环节以课堂讲解的内容为中心,互相联系,互相促进。以下重点讲述课堂讲解内容与方法的改进。(一) 示波器显波形的原理讲解示波器的工作原理对于大部分学生来说是陌生的,为了更好地使用示波器,必须了解示波器是如何稳定显示信号波形的。以往的做法是照书直说,结果是老师讲得很辛苦,学生却无法消化理解。经过思考和课堂实践,在讲示波器原理时,主要抓住两个方面要点,用类比的方法来加以说明。1. 示波管的结构。示波管主要由电子枪、偏转板和荧光屏三部分构成,如图2所示,其中电子枪与荧光屏比较容易理解,偏转板是重点讲解的对象。为了形象地说明两对偏转板上所加的信号和它们的作用,举了一个学生们在高中阶段接触过的一个演示实验,如图3所示,用沙漏作单摆运动比作加在Y轴偏转板上的电压信号,这个信号是示波器来观测的对象。由于单摆作简谐振动,按正弦规律变化,即相当于在Y轴偏转板上加上正弦波电压信号。在沙漏下面匀速抽动的一张白纸比作加在X轴偏转板上的锯齿波电压信号,这样沙子落在白纸上形成的正弦曲线就如电子经过两对偏转板作用后在荧光屏上的轨迹,即正弦波的图像。通过这样的类比,学生们很容易就能理解示波管的工作原理。图 2 示波管结构图3 沙漏单摆在白纸上形成的正弦曲线2.波形稳定显示的机制。加在X轴偏转板上的锯齿波信号是个周期信号,一个周期内,电子从左到右扫描一次,在荧光屏上就出现一次扫描的波形。如果把每个周期扫描的波形打印在透明纸上,把这些纸叠放在一起,如果每一张纸上的图像完全相同(包括起止位置)则可以重叠在一起形成一致的图像,即能显示出稳定波形,否则就会看到一幅杂乱无章的图像,波形不能稳定地显示在荧光屏上。为了达到每张纸上的图像一样,必须使每一次更换白纸时,单摆都处于相同运动趋势的相同位置上。为了达到这个目标,必须保证更换白纸的周期与单摆的周期相等或成整数倍的关系,也即锯齿波的周期要与被观测信号的周期相等或成整数倍。为此示波器要利用被观测信号来产生符合要求的锯齿波信号,首先在被测信号上进行采样,即在信号波形上处于同一变化规律的点进行采样,从而得到信号的周期,再用这个周期来产生相应的锯齿波。这个过程在示波器里叫作触发,被观测信号即被选作触发源(Source),采样点的选择可以在信号的上升沿(Slope +)或下降沿(Slope -),而用触发电平(Level)来表示具体的采样点位置,当这个位置超出信号的电压变化范围就失去了采样点,会造成采样失败,波形不稳。(二)示波器的使用讲解打开示波器之后,由于各个按键和旋钮一开始所处的位置不同,荧光屏上所出现的现象也各不相同。学生面对的现象不同,就无法用统一的步骤来进行解答,学生自己摸索起来十分困难,老师进行逐一指导更是困难重重。为了使学生在实验操作之前对示波器有一个了解,在授课时更容易理解和记忆,在教材上补充了一些仪器的照片和文字说明,并按讲解的内容拍摄相应的照片,加以文字说明操作步骤。上课之前,要求学生按提纲进行预习,熟悉面板上各个按键旋钮的位置和功能。正式上课之前老师把示波器的按键和旋钮打乱,课堂讲解后让学生根据预习的内容摸索调出波形。预习和讲解的内容是一致的,这样才能使学生在实验中根据自己思考过的步骤来进行操作摸索,印象更深刻,具体的内容主要包括以下几个步骤:Step1 调节信号发生器,产生正弦波信号。把信号发生器波形选择为正弦波,频率500Hz,电压峰峰值2Vpp,把信号线连接到示波器的通道1,即CH1。信号发生器可以产生多达30多种波形的信号,还可以产生一些常用的调制信号,如FM,AM信号等,为了把注意力集中在示波器的操作上,这里只要求学生通过几个简单的按键操作输出一正弦波信号。Step2 找扫描线。通道1的耦合方式选择接地GND,扫描时间旋钮调到最快。 ① 水平显示模式设为A; ② 选择自动扫描(AUTO)方式;③ 亮度旋钮调至最大; ④ 调整X轴和Y轴的位置旋钮(POSITION),使扫描线居中。以上4个条件必须同是满足才能找出扫描线,由于这些按键和旋钮不是放在一起,预习时学生要在面板上寻找它们的位置,这样能够加深学生对它们的位置的记忆,操作讲解时重点强调它们的功能,说明为什么要这样做才能找到扫描线,以加深学生的理解。Step3 调整荧光屏的显示状态 ① 减小亮度,调到合适的位置INTEN; ② 调节文字的亮度READOUT; ③ 使图像和文字清晰FOCUS; ④ 调节坐标分度网格亮度SCALE。这一步骤4个旋钮均位于荧光屏下方,比较容易操作,通过这样的操作,可以使波形达到便于观测的效果,同时告诉学生学会控制亮度,保护荧光屏。Step 4 正确显示波形 ① 去掉通道1的接地状态GND; ② 调节Y轴的电压分度旋钮VOLTS/DIV; ③ 调节X轴的时间分度旋钮TIME/DIV;通过这个步骤告诉学生,把荧光屏视作一直角坐标系,X轴是时间轴(t),Y轴是电压轴(u),调节Y轴的电压分度可以改变波形在Y轴上的显示比例,但是没有改变信号本身的电压幅度(信号的电压幅度是由信号发生器来改变的);调节X轴的时间分度可以改变波形在X轴上的显示比例,同理,信号本身的周期或频率也没有发生改变。使波形的高度显示约占荧光屏的2/3,水平方向约显示2个周期。这个步骤要结合使波形稳定的步骤来完成。Step 5 使波形稳定显示 ① 选择被观测信号作为触发源SOURCE; ② 视频触发方式选择为边缘触发TV; ③ 选择触发沿SLOPE; ④ 选择耦合方式COUPL; ⑤ 调节触发电平LEVEL。结合前面原理部分的讲解,说明这5个部分的调节如何能够使波形达到稳定,特别是触发电平的调节,在操作过程中解释这个电平的位置,演示当电平超出触发信号的电压范围时,波形由稳定变为不稳定的现象。Step 6 参数的测量简单讲解一下波形的电压峰峰值测量和周期的测量方法,包括用坐标系测量和用光标法测量。Step 7 李萨如图观测当示波器的水平扫描方式由A换成XY时,X轴偏轴板上的锯齿波信号通过CH1输入换成与Y轴偏板一样的正弦波信号,此时X轴不再是时间轴,荧光屏上会形成一封闭的图形,即李萨如图,它的形状与两信号的频率有关,然后请同学们参考教材的说明验证它们之间的关系。(三) 视频教学通过上述方法,大部分学生在课堂上对示波器的基本操作不再感到茫然,很多学生在课堂上操作就已经比较熟练了,这对进一步提高他们的学习信心和兴趣起到了很好的作用。但仅仅是课堂的短时间练习是不够的,如果课后没有及时巩固,时间长了就慢慢又忘记了。因此,特意录制了示波器原理[5]与使用的教学视频,详细地展示了示波器的原理和使用方法,其中包括了许多课堂上没有来得及讲解的细节问题,图4是这部视频片的部分画面。这部视频放到学校的物理实验中心网站,这样可以方便学生课后进一步巩固复习,加强理解。图4 示波器教学视频样图三、结束语从实验现象出发,把示波器的关键原理与使用技巧总结归纳出来,有针对性地要求学生对仪器的操作进行预习,然后配合教师课堂有条理的讲解,学生在实验中进行摸索、反复操作,以及课后通过教学视频进行复习巩固,加深了学生的理解和记忆。从教学效果来看,学生普遍比以前更容易入门,克服了对示波器操作的恐惧感。但要熟练使用示波器,还需要在这个基础上多作训练,只有这样才能真正达到运用自如的水平。参考文献[1] 张磊,浅谈示波器实验的教学[J],大学物理实验,2008,Vol.21 No.3,12-14.[2] 王迅,陆梦薇,试谈“示波器使用”的教学方法[J],常州信息职业技术学院学报,2008,Vol.7 No.4, 69-71.[3] 段长虹,大学物理实验[M],广东:华南理工大学出版社,2005.[4] 晋良平,袁玉全,包兴明,大学物理示波器实验现象之理论探析[J],重庆文理学院学报,2008,Vol.27 No.4, 80-82.[5] 段东兴,多媒体实验教学交互演示软件开发——TDS1000示波器[J],中国电力教育,2008,343-344 第17篇:基于LABVIEW虚拟示波器设计摘 要随着电子计算机技术和软件开发技术的日新月异,电子计算机在数据的实时分析和处理,显示,存贮等方面的优势与传统的仪器相比越来越明显。与此同时,随着计算机性价比的不断提升,传统仪器的价格又长期居高不下,再加上传统仪器的功能单一,发展虚拟仪器已经成为一个不可阻挡的历史潮流。美国NI公司在这种大环境下,率先发起了对虚拟仪器的研究开发,推出了Labview软件开发平台。本课题在掌握了虚拟仪器的基本结构及信号处理的相关知识基础之上,设计了一套虚拟示波器。对虚拟仪器的概念,结构,发展趋势进行了相关分析。介绍了与信号处理相关的基础知识,主要是傅里叶变换。虚拟仪器主要由硬件和软件两个部分构成。本文对虚拟示波器的硬件即数据采集卡进行了初略的介绍,对其软件部分进行了详细研究。在此基础上完成了频谱分析模块,存储模块,显示模块,滤波模块,测量模块的设计。美国国家仪器公司NI提出的虚拟测量仪器(VI)概念,引发了传统仪器领域的一场重大变革,使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域,和仪器技术结合起来,从而开创了“软件即是仪器”的先河。关键词:虚拟仪器,虚拟示波器,频谱分析,数据采集目 录1、研究背景 ......................................................................................11.1虚拟示波器的特点 .................................................................................1 1.2虚拟示波器的结构..................................................................................12、课题方案 ......................................................................................12.1实验目的 .................................................................................................2 2.2实验目标 .................................................................................................23、研究思路和方法 ..........................................................................33.1实验内容和步骤 .....................................................................................3 3.2单元设计模块..........................................................................................3 3.3波形图......................................................................................................84、前面板界面设计 ........................................................................115、程序框图设计 .........................................................................................126、程序运行情况 ............................................................................137、心得体会 ....................................................................................14 参考文献 ..........................................................................................15电气工程实践课程设计报告1、研究背景1.1虚拟示波器的特点通用硬件平台确定后,由软件取代传统仪器中的硬件来完成和扩展仪器的功能,增强一起的性能。 仪器的功能是用户根据需要由软件设计和定义的,可以灵活方便地定制仪器,满足用户的特殊需要。具有良好的用户接口其用户接口类似于传统仪器的面板,包括按钮、旋钮、图形显示组件、控制组件等。通过鼠标和键盘向程序输入数据,操作结果由软件在计算机屏幕上生成。编程方式简单、直观采用图形语一言(G语言)、图标和联机代替文本形式编写程序,是对具体编程问题的图形化解决方案研制周期较传统仪器大为缩短。 虚拟仪器开放、灵活,可与计算机同步发展,可与网络周边设备互联。具有层次结构和 提供程序调试功能程序调试工具包括在源代码中可以设置断点,可以单步执行,也可以启动。 1.2虚拟示波器的结构虚拟仪器是现代仪器技术和计算机技术深层次结合的产物,是计算机辅助测试(CAT)领域的一项重要技术。随着计算机、仪器和网络通信技术的不断完善虚拟示波器的构成:主要由计算机,仪器硬件(如数据采集卡)和应用软件构成。电气工程实践课程设计报告2、课题方案2.1实验目的1、通过实验进一步加深对通用双通道示波器进行时间和频率测量原理的理解。2、掌握常用的几种示波器频率测量的方法。3、通过该仿真实验熟悉虚拟仪器技术——LABVIEW的简单编程方法。2.2实验目标通过实验,初步了解虚拟仪器的概念,基本掌握labview的操作方法,掌握各种控件和编程函数的用法。以labview为操作环境,创建示波器vi,能够对不同频率的输入信号进行清晰的输出波形显示。连续、定时采集一个电压信号可显示电压的峰值、平均值、可显示电压的峰值、平均值 。具有数据存储、回放功能、4主要功能 。运行、停止、可显示两路以上图形x,y轴调整。测量:频率,周期,幅值,上升时间,占空比等参数。电气工程实践课程设计报告3、研究思路和方法3.1实验内容和步骤(1)自己编写LABVIEW仿真信号源实验程序,要求可以产生方波、直流、正弦波、三角波、锯齿波等多种波形,而且要求各种波形的参数可调、可控。(2)利用LABVIEW中的XY图形显示器,在X、Y输入端输入不同的信号波形组合,观察现实的图形。 (3)利用LABVIEW中的XY图形显示器,在X、Y输入端输入频率不同的正弦信号波形(保持幅度和相位相同),观察图形并记录入下表中,计算频率比。3.2单元设计模块(1)信号产生信号的产生由两个仿真信号组成,两个仿真信号有频率,幅度,相位三个参数调整仿真信号。仿真信号是输入ExpreVI的子程序,此子程序能够仿真正弦波,方波,三角波,锯齿波等多种波形。如图3.2.1.1所示是程序框图中的两个仿真信号产生子程序,如图3.2.1.2所示是前面板的调制仿真信号参数。图3.2.1.1 电气工程实践课程设计报告图3.2.1.2 (2)波形图由两个仿真信号组成的波形图。在前面板中,波形图右上角分别为为仿真信号1的颜色和波形,仿真信号2的颜色和波形。波形图下边X轴为时间轴,波形图下边Y轴为幅值轴。如图所示3.2.2.1所示为程序框图中的波形图。如图3.2.2.2所示为前面板的波形图显示。图3.2.2.1 电气工程实践课程设计报告图3.2.2.2(3)创建XY图由两个波形图分别作为XY图的时间X轴,幅值Y轴,两个仿真信号组成波形,后接XY图显示控件,观察波形变化。此子VI为基础软件包的创建XY图。如图3.2.3.1所示为程序框图的创建XY图模块和XY图显示模块。如图3.2.3.2所示为前面板的XY图显示控件。图3.2.3.1 电气工程实践课程设计报告图3.2.3.2 (4)信号收集和计算统计信号收集信号是收集波形图的数据,再把采集信号经过统计,后计算出平均值,最大值,最小值,范围的数据,并通过显示控件显示出来。信号收集器和统计分别是基础软件包的子VI,完整版开发系统的子VI,如图3.2.4.1所示为程序框图的信号收集和计算统计模块,及四个数据显示控件模块,如图3.2.4.2所示为前面板的4个显示控件。图3.2.4.1 电气工程实践课程设计报告图3.2.4.2 (5)while循环结构while循环是一种结构,把停止设置为条件端子,如果想要让程序停止工作,只需在停止按钮上选中,这样,程序就会经过while循环停下来。如图3.2.5.1所示为程序框图中的while循环,如图3.2.5.2所示为前面板的停止按钮。图3.2.5.1图3.2.5.2 电气工程实践课程设计报告3.3波形图直流和三角波正弦波(相位0)和正弦波(相位0)正弦波(相位0)和正弦波(相位90)电气工程实践课程设计报告方波和方波方波和三角波锯齿波和正弦波电气工程实践课程设计报告方波和正弦波水平偏转通道(X通道)的作用是产生一个与时间成线性关系的电压,并加到世博管的X偏转板上,使电子射线沿水平方向线性的偏移,形成时间基线。 垂直通道(Y通道)的任务是检测被观察信号,并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转板上,同时为了与水平偏转系统配合工作,要将被测信号进行一定的延迟。经过上述直流和三角波, 正弦波(相位0)和正弦波(相位0),正弦波(相位0)和正弦波(相位90),方波和方波,方波和三角波,锯齿波和正弦波,方波和正弦波七个波形的输入,观察波形图和XY图,所得结果可知fx/fy的值与纵轴方向波形与纵轴的最多交点个数,与横轴方向波形与横轴的最多交点个数之比。01电气工程实践课程设计报告4、前面板界面设计如图4.1所示,前面板的布局为左边一列是两个仿真波形的调制参数,分别是频率,幅度,相位三个参量,上边一行排列的是波形图的统计数据,分别为平均值,最大值,最小值,范围四个显示数据,左边的波形图为两个仿真信号波形的叠加显示,其X轴为时间,Y轴为幅值。右边为以仿真信号1为X轴,以仿真信号2为Y轴的XY图。右上角为while循环的停止按钮。图4.1 11电气工程实践课程设计报告5、程序框图设计如图5.1所示,程序框图遵从从左至右的原则,左边卫仿真信号参数的调制,控制波形的各个参量输入,中间为产生波形的波形图,波形图为两个仿真信号波形的叠加显示,下边为创建XY图的程序,再接入XY图显示控件。上边为信号收集器,再接入统计模块,计算出平均值,最大值,最小值,范围的数据。 图5.121电气工程实践课程设计报告6、程序运行情况如图6.1所示,仿真信号1为频率150,幅度6,相位0的方波信号,仿真信号2为频率60,幅度2,相位0的正弦波信号,在波形图中,平均值为0,最大值为6,最小值为-6,范围为12。图6.131电气工程实践课程设计报告7、心得体会通过这次labview的课程设计,具体的来说我掌握了了公式节点的用法;滤波器的用法;图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用;掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法;初步了解了顺序结构的用法;了解了数据采集的基本知识;熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。我明白了课堂中学习到的知识得到运用,课堂学的东西远远不能满足实际应用,我深刻的知道实验对于理论知识的升华的重要性。在今后的求学过程中,注重对自己动手能力的培养,全面发展自己,做个真正意义上的大学生。4 1电气工程实践课程设计报告参考文献[1] 杨乐平,李海涛,杨磊编著.LabVIEW程序设计与应用(第二版).北京:电子工业出版社,2007 [2] 刘君华主编.基于LabVIEW的虚拟仪器设计.北京:电子工业出版社,2003 [3] 黄松林,吴静编著.虚拟仪器设计教程.北京:清华大学出版社,2008 [4] 陆绮荣编著.基于虚拟仪器技术个人实验室的构建.北京:电子工业出版社 5 1第18篇:简易数字存储示波器设计合肥工业大学 课程设计实验报告 题目:简易数字存储示波器设计 学院: 专业: 姓名: 学号: 指导老师:目录一、概述---------------第二页1.课程设计题目及要求--------------- 2.课程设计目的----------------------- 3.背景介绍------------------------- 二、设计方案与电路实现第四页1.工作原理---------------------------- 2.利用Quartus软件,编写.v文件------- 3.modelsim及Quartus软件仿真,描述电路性能的波形等参数 - 4.模拟仿真、结论------------------ 三、心得体会--------第九页四、参考文献--------------第九页一、概述(1)课程设计的题目及要求 1.课程设计的题目:简易数字存储示波器设计.2.课程设计的要求:a.利用 FPGA 实现数字存储示波器.b.由 FPGA 控制 ADC 对一路模拟信号采样, 采样数据暂存于 RAM 中.c.由 FPGA 将 RAM 中的数据读出, 并控制 DAC 输出给示波器显示.d.由一个按键模拟触发信号.e.选用 GW48-PK2 系统, 编写程序在 FPGA 上实现并加以验证.(2)课程设计目的 1.通过本次课程设计掌握Quartusm及modelsim软件的运用 2.掌握数字信号处理的原理方法与实现的过程3.通过本次课程设计学习解决问题的思路与方法,学习查找资料和运用所学知识解决实际问题的能力 4.学习与别人沟通和合作的能力 5.学会独立思考 (3)背景介绍数字存储示波器有别于一般的模拟示波器,它是将采集到的模拟电压信号转换为数字信号,由内部微机进行分析、处理、存储、显示或打印等操作。这类示波器通常具有程控和遥控能力,通过GPIB接口还可将数据传输到计算机等外部设备进行分析处理。数字存储示波器的基本原理如图所示,其工作过程一般分为存储和显示两个阶段。在存储阶段,首先对被测模拟信号进行采样和量化,经2 A/D转换器转换成数字信号后,依次存入RAM中,当采样频率足够高时,就可以实现信号的不失真存储。当需要观察这些信息时,只要以合适的频率把这些信息从存储器RAM中按原顺序取出,经D/A转换和LPE滤波后送至示波器就可以观察的还原后的波形。普通模拟示波器 CRT 上的 P31 荧光物质的余辉时间小于 1ms。在有些情况下,使用 P7 荧光物质的 CRT 能给出大约 300ms 的余辉时间。只要有信号照射荧光物质,CRT 就将不断显示信号波形。而当信号去掉以后使用 P31 材料的 CRT 上的扫迹迅速变暗,而使用 P7 材料的 CRT 上的扫迹停留时间稍长一些。那么,如果信号在一秒钟内只有几次,或者信号的周期仅为数秒,甚至信号只猝发一次,那又将会怎么样呢?在这种情况下,使用我们上面介绍过的模拟示波器几乎乃至于完全不能观察到这些信号。所谓数字存储就是在示波器中以数字编码的形式来贮存信号。当信号进入数字存储示波器,或称 DSO 以后,在信号到达CRT 的偏转电路之前(图1),示波器将按一定的时间间隔对信号电压进行采样。然后用一个模/数变换器(ADC)对这些采样值进行变换从而生成代表每一个采样电压的二进制字。这个过程称为数字化。获得的二进制数值贮存在存储器中。对输入信号进行采样的速率称为采样速率。采样速率由采样时钟控制。对于一般使用情况来说,采样速率的范围从每秒 20 兆次(20MS/s)到 200MS/s。存储器中贮存的数据用来在示波器的屏幕上重建信号波形。所以,在DSO中的输入信号接头和示波器 CRT 之间的电路不只是仅有模拟电路。输入信号的波形在 CRT 上获得显示之前先要存贮到存储器中,我们在示波器屏幕上看到的波形总是由所采集到数据重建的波形,而不是输入连接端上所加信号的直接波形显示。二、设计方案与电路实现1.工作原理 数字存储示波器与模拟示波器不同在于信号进入示波器后立刻通过高速A/D转换器将模拟信号前端快速采样,存储其数字化信号。并利用数字信号处理技术对所存储的数据进行实时快速处理,得到信号的波形及其参数,并由示波器显示,从而实现模拟示波器功能,而且测量精度高。还可存储信号,因而,数字存储示波器可以存储和调用显示特定时刻信号。计数器模块采用和A/D同步时钟,通过写使能wren控制A/D采样,当wren=1时,处于与采样允许阶段,每一个时钟周期A/D采集一次数据,每经过一个采样周期地址计数器加一,产生一次地址锁存,并把数据锁存到RAM中。2.A/D结构 ①内含S/H;②为半闪烁结构(flash) ,两个4bit并行A/D组合为8 bit,转换速率20 Ms/s; ③输入信号 +(0– 2)V; ④基准电压 + 2V 等等 TLC5510内部电路结构 4 3.利用quartus软件,编写.v文件 (1)顶层模块module reserve(clk, key1, trag, adin, dout); input[7:0] adin; input clk,key1; output[9:0] trag; output[9:0] dout; wire[9:0] trag; wire[9:0] dout; wire[9:0] Q1; wire[7:0] md; wire[7:0] din; reg[9:0] t; aign dout={md[7:0],2\'b00}; aign trag=Q1; count count(.q1(Q1), .clock(clk)); 5 ad ad(.ADIN(adin), .DIN(din), .CLK(clk)); dpram dpram(.data(din), .wren(key1), .q(md), .addre(Q1), .inclock(clk)); endmodule (2)计数器模块 module count(clock,q1); input clock; output[9:0] q1; reg[9:0] t; always @(posedge clock) begin taign q1=t; endmodule (3)A/D模块 module ad(ADIN,CLK,DIN); 6 input CLK; input[7:0] ADIN; output[7:0] DIN; reg[7:0] m; always@(posedge CLK) begin maign DIN=m; endmodule 描述电路7 4.实验结论经过在modelsim上仿真得到的波形满足预先设计的功能,在quartus上编译的结果也是正确的。8 三.心得体会这次的实验让我收获颇多,因为这次的课程设计需要用到单片机的知识,verilog的知识,还用到了数字集成电路的知识,是我对于本专业的认识有了更深的了解,也是我明白了现在市面上的电子产品大体的设计步骤。不但如此,我还通过这次试验掌握了示波器的使用方法,协调了知识综合应用的能力。这次试验中还用到了数模模数芯片,让我对其产生好奇,因为这就相当于电子世界里面的人类的听觉。并且通过这次实验还对于quartus和modelsim软件仿真有了一些认识,知道了编程序不要怕从哪里下手,一定要多练,写的多了,自然而然就会了,这次实验让我对于vrilog语言结构有更多了认识,并且我也熟悉了老师们经常在课堂上说的FPGA,而且还锻炼和组员们的协调能力,合作能力,受益匪浅。四.参考文献《EDA技术实用教程---VHDL》潘松、黄继业编著;《Verilog HDL高级数字设计》出版社: 电子工业出版社; 第1版 (2010年4月1日;《Verilog数字系统设计教程》夏宇闻;《数字信号处理的FPGA实现》(第2版)刘凌译;第19篇:电子白板使用心得体会电子白板应用心得体会随着教育改革的不断深入和信息化建设的不断推进,多媒体教室走进了我们农村学校,整合了现代多媒体教学优势的交互式电子白板,作为一种新的教育技术,已悄然地走进了学校师生,走进了语文课堂。在实践中我们发现在语文课堂教学中最大限度地利用交互式电子白板,可以实现以交互式电子白板为载体的多种媒体共用,实现课堂教学的有效交互教学内容展现方式的交互、教学过程中生生交互、师生交互、备课和教研中教师之间资源共享。在语文教学中,我们可以利用电子白板完成呈现、展示、交流、互动、合作,拓展教学资源,优化教学过程,激发学生学习兴趣,提高课堂教学效率,丰富语文学习情境,激发学生学习兴趣,为语文课堂教学提供学习“媒介”,解决了学生学习困难。有利于学生自主地学习,丰富了学生课外知识。现结合本人在语文教学中使用交互式电子白板进行教学的具体实践,谈谈自己的体会。一、白板教学的优势:学生是教育工作的最主要的对象,在教学中,我们应当凸显“以生为本”教育教学理念,让学生真正成为学习的主人。电子白板在语文教学中的运用就恰恰能体现新课改的学生观。 1、激发学生学习兴趣;学习兴趣是指一个人对学习的一种积极的认识倾向与情绪状态。学习兴趣的产生与教学手段的运用有着密切的关系。在语文教学过程中,恰当地运用电子白板辅助教学,以逼真、生动的画面来创造教学的丰富情境,再配以鲜艳的色彩、动听的声音以及唯美的画面,为学生创设和谐、轻松的学习环境,可以大大激发学生主动学习的热情,培养他们积极思考,发散思维能力。例如《黄河颂》一课,为调动学生学习兴趣,激发学生爱国热情,我播放黄河的配乐朗诵视频,黄河汹涌澎湃、一往无前的气势顿时展现在人们面前,和学生产生了共鸣,他们的爱国热情、民族自豪感油然而生,对课文的理解也更加深入。2、鼓励学生主动参与;所谓“主动学习”是指在教学过程学生在学习中表现出的自觉性、积极性、独立性特征的综合,是从事创造性学习活动的一种心理能动状态。使用交互式电子白板进行教学的形式多样,使学生产生了浓厚的兴趣,能够自发自愿地参与到学习过程中,这也是提高课堂学习效率的有效方法。例如,在复习课中,通过设计互动环节使学生可以在电子白板上完成教学内容。病句的修改是中学生的一大难题,在期末专项复习中,可以利用白板的批注、书写、色彩等功能,现场讲完后,让学生到白板上修改。除了上述功能,还大大发挥了白板的储存库功能,让学生进行大量的训练,同时尽可能多请几位同学上来进行操作,便于教师及时掌握学生学习情况,及时修正教学内容、进度、程度,然后再利用白板的回放功能,进一步巩固所学知识,这样大大加大了课堂容量,提高了课堂效率。 3、组织学生互动学习。电子交互白板不同于其他教学多媒体的主要区别在于白板的交互性。交互式电子白板提供了教师与学生、学生与学生、师生与资源、本班师生与外班师生及专家的交互平台,利用电子白板教学能充分与学生进行多种多样的交互活动,有效提高了课堂教学效率。 利用交互式电子白板,可以给予教学内容多方位的展示,引发学生的积极参与,更好地促进生生、师生之间的互动协作。如,交互式电子白板提供的拖放、放大和组合功能,使学生在拖放中经历学习过程,强化学生的学习实践,使学生在实践中增长能力。随着学生对白板关注的增多,加强了集体共同参与的学习过程,教师也成了集体中的一员,无形中达成了更多的老师和同学的情感上的交流沟通,学生的学习兴趣也随之浓厚。用电子白板上课学生不再是被动的接受知识了,课堂结构也不再是“教师讲,学生听;教师演示,学生看;教师提问,学生回答”的单一形式了,学生可以充分的展现自我,发挥自己的主观能动性,学生成为了课堂的主人,真正凸显了以生为本的教育教学4、课堂教学过程的记录和保存交互白板可以记录下白板上发生的教师教学和学生学习过程的所有细节。而白板软件提供了一个脱离白板环境可以阅读白板特殊文件格式的小程序,这一功能可以使学生随时复习课堂教学过程中的每个环节。笔记的抄写过程也发生了变化,因为在白板上发生的所有课堂教与学的过程都可以以最通用的格式被记录下来,如PPT,HTML格式,这时记笔记的时间可用来更多的参与到集体学习或交流反馈中。5、鼓励学生参与交互白板的资源建设这也是实现学生为中心的有效方法。由于交互白板的易学易用,加上现在信息技术教育的日益普及,学生参与意识的增强,很多学生通过观察教师上课使用和课间的尝试,对白板功能的掌握甚至比教师还快。此时,便可因势利导,鼓励学生结合他们在信息技术课程(或计算机基础课程中所学的知识,协助教师设计课堂教学中所需的资源,这些资源可以是交互白板活动挂图中的背景、页面或图像,也可以是Flash动画,还可以是可用于数理化课程中的各种几何图形、物理化学的仪器设备图等。根据不同的学科和学生的年龄特征,这些活动的参与形式可以是学生个人,也可以是学生小组共同完成。二、建议与不足:由于我校仅配备了一台电子白板,由于还未使用便出现障碍,好多好的想法也未及时实施。因此,我觉得在电子白板的使用方面还存在种种的困惑和误区。一、设备先进了,但对老师的培训没有跟上去,导致对白板的功能认识不足,没有彰显出白板的互动性和生成价值。二、基层学校封闭性差,沙尘较多,对机器得不到应有的护理,再加上未接宽带,不是每节课都使用,因此上课要考虑的因素较多,提高了教学成本,因此,在以后的教学过程中,赢充分挖掘课程内涵,提高自己的信息技术水平,让优质的教学资源发挥最大的教育效益。第20篇:使用电子白板心得体会应用电子白板,提高课堂教学效率 去年九月份我们每个教室安装了电子白板,经过一年多的教学实践,我们都体验到了一种全新的多媒体课堂教学形式带给我们的愉悦。从培训时的陌生、好奇,到最初使用时的迷茫、探索,到现在的得心应手。应该说,电子白板已经成为黑板的替代品,在课堂教学中很好地发挥了辅助作用,成为我们“传道、授业、解惑”的新的舞台。在语文教学中,电子白板更是魅力无限、活力四溢,我们利用电子白板完成呈现、展示、交流、互动、合作,拓展教学资源,优化教学过程,激发学生学习兴趣,提高课堂教学效率。下面结合这节课和平日语文教学实践谈谈我应用电子白板提高课堂效率的一些做法和体会。一、提高课堂教学的灵活性和处理教学生成资源的有效性,突出学生的主体性。新课程背景下的课堂不是教师演示知识的产生过程,是师生共同生成、建构知识的过程。传统的多媒体课件只是根据教师的预设制作好,而后在课堂上进行演示。因而在演示过程中,学生无法参与其中,教师更无法根据学生在课堂上的实际情况来更改教学内容,所以无论是学生自主学习的主动性、师生间的互动性都很难得到发挥。我们利用白板的文本输入功能与语文文本解读结合,通过电子白板的文本输入功能直接将文本输入到白板上。这样文本就可以再现到全班同学的面前,白板成为学生们关注的焦点。我们也把自己上课需要用到各种教学资源(包括文字、图片、动画或课件等)保存到电子白板的资源库中,课堂上随着学生对于知识的把握程度来随时调整教学。平日的课堂教学中,在对课文的分析理解时,我们经常会引导学生抓住重点的句段进行讲解。而重点的句段则是从由学生的感悟中来,没有固定的,也没有顺序,这时,我们就可以从资源库中拖出学生选择的句段进行讲解。这样建立和保证了学生学习为中心的课堂教学,充分体现了学生的自主性。这节课,我充分发挥电子白板的优势,在对本单元生字词的复习时,复习重点是由学生的情况而定的。根据学生的发言,我利用了白板的标注、放大镜、幕布、写字回放等功能有效的与语文课堂相结合,充分调动了学生的学习热情和主动性,创设了教学情景,扎实有效地实现了教学目标。再比如在教授《索溪峪的“野”》这篇课文前,我提前预设将山的不同姿态的图片添加在电子白板的资源库中。上课时,学生说到哪那种姿态的山,我都能及时地从资源库中拖出有关图片,让学生有直观的认识,体会索溪峪山的特点。同时,根据学生的学习状况,随时在白板上批注、勾画,更使教师的预设与课堂的生成巧妙的结合,使课堂生动、流畅,促进了学生的体验感悟与对话,使课堂教学得到了优化,课堂更多了一份灵动。二、有利于调动学生主动学习的积极性,使语文课堂教学更有实效。相对于传统的黑板教学,电子白板的运用为我们的课堂教学带来了新鲜的学习气息,清晰的界面,鲜艳的色彩、动听的声音以及多变的图像, 有利于刺激学生的多种感官,创设各种教学情境,唤起学生的情感活动,学生兴趣浓厚,参与意识增强,促使他们发挥学习主动性与积极性。比如我们用色彩、隐藏、动画等多种功能,吸引学生的注意力;用拖放、照相、涂色等功能,提高视觉效果,激发学生的兴趣;用拖拉、回放功能与汉字认知结合,使学生识字、认字更加便捷。用拉幕、隐藏功能一次又一次地刺激学生回答问题,使知识和概念在演示中更加清晰明了,拓展了学生思考问题的角度和方式。通过充分调用电子白板的这些功能,设计丰富的教学活动,帮助学生理解、建构知识。本节课,利用单项幕布的书写功能,给学生板书多音字,形近字,加深学生的印象;利用聚光灯聚焦 字,增强学生的注意力,加速记忆;利用图形功能给词语分类,让学生一目了然,用直线功能连线,检查运用;利用随意幕布,检查学生词语和对联的掌握情况。学生学习热情高涨,教学效果好。另外,平日教学中我觉得利用电子白板讲授习作讲评课能大大提高教学效率。每次习作讲评课前,初步浏览学生的习作后,选取有代表性错误的学生习作,通过白板纳入文档的功能,将文章在白板上展示出来。课上,用白板笔选择较为醒目的颜色和合适的线条,引领学生逐字逐句逐标点进行修改,尤其在学生写作的薄弱环节方面,通过师生共同修改,学生上来进行修改、补充等各种形式进行引导,加深学生的印象。在整个作文讲评的过程中,学生的积极性非常高,尤其是教师使用上下挪移和特殊图形标识时,学生显得尤为兴奋,发言积极性和上讲台演示的积极性都特别高。在对全文修改完毕之后,再让学生通过通读全文进行对照,因为原文的白底黑字和修改后的白底红字对比非常鲜明,学生很容易就看出区别在哪里,进步在哪里。 利用电子白板进行作文讲评,不仅方式灵活,容易调动学生的学习积极性,而且在修改符号的使用方法和文章前后的对比效果方面,也更加直观,在学生的脑海里会留下更加深刻的印象。三、重点强化,便于突破重难点突破教学中的重难点是落实学习目标的关键。利用电子白板的独特功能,将重点、难点逐一突破,帮助学生更好地理解感悟文章。本节课,为了突破两组形近字,我除了在屏幕上进行板书,让学生分别组词外,还单独出示连线题,让学生在连线中区分,这样板书对比,讲练结合,加强了学生的记忆。另外,针对本节复习课的重点,在集体复习后,出示四个小测试题,检测学生的掌握情况。在平日的语文教学中, 利用白板在语言、文字、图像等方面的高超的能力, 帮助学生解除抽象思维、逻辑思维、语言理解表达方面的困难,从而降低难度,使教学中的难点得以顺利突破。在上《詹天佑》这课时,为让学生理解人字形线路图,在学生充分读书后,请学生根据语句画出线路图,在全班交流时,发现学生能比较准确的画出图,但是理解火车究竟是怎样上坡的还是停留在语言文字上,没有上升到形象思维。于是,我在白板上进行了演示:先画上东南西北四个方向,然后画上人字形线路和火车。演示时,利用移动功能的图动,让火车沿着路线开动起来。学生亲眼所见人字形线路的神奇,个个精神振奋,思维开阔,经过两遍的演练,大部分学生都能准确的描述,也就是把这段话背下来了。四、方便地储存教学内容,便于教师反思、分享,学生回顾复习我们利用白板的保存功能把教学过程储存在自己的文件夹中,成为自己学科教学的电子档案和课程资源,为今后的授课、反思提供参考。我们还有效地整合各种学习资料,帮助学生拓展学习的空间,提供多种多样的学习资源,从而使学生有更多的收获。如本节课,对第九课的复习时我就调出了第九课新授时的板书。这篇课文是学生小学阶段第一次接触古文,理解字意和整个古文的意思是重点也是难点,新授课后,我将板书保存在资源库中,需要复习时调出使用既方便有高效。由于我连续两年教五年级,所以,本学期我充分利用了上学期在资源库中保存的课件等内容,方便又省时。总之, 在语文教学中运用电子白板更加适应教学要求,贴近学生,促进了学生学习方式的改变,突出学生的主体性,提高了课堂教学的效果和效率,第三单元教学设计一、导入新课同学们,这节课我们来复习第三单元。首先,我们回顾一下第三单元的学习主题是什么?生交流,师板书“语言的艺术”。(白板上板书) 在这一单元,我们学习了哪些课文?(生交流)你觉得这一单元需要复习哪些方面的知识?师板书:字词课文内容日积月累 (白板上板书)二、复习1、生字:(1)我们就从生字词开始,大家快速读读本单元的字词,看看能不能全读下来。生读能全部读下来的举手老师来检查一下开火车读一人一行生读错拼音教师用笔标注拼音(2)你觉得哪个字你经常出错或者需要在这里提醒大家注意写法。 生交流梁 字笔顺(放大镜聚光灯 (3)多音字 为难(4)哪个字容易和形近字相混淆,我们一起来比较。 幕布侮 悔海诲和谎慌荒 练写(图形,直线)(移动屏幕)2、四字词语: 生读 指导容易错的词(聚光灯) 给词分类:(图形 长方形)3、复习第九课课文 生读原句复习字意(拖出以前的 )生背同桌检查 复习句意(拖出以前的 )生背同桌检查4、复习第十课指生说一生上黑板填,其他学生在本上写(移动屏幕)5、复习日积月累 生背(随意屏幕)检查三、小测一生上黑板写,其他学生本上写
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