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模拟示波器可以测量电路中的哪些参数?

显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管,是示波器一个重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。

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模拟示波器主要通过将电压信号随时间的变化实时显示在荧光屏上(波形图),因此它擅长测量与电压和时间(以及两者关系)直接相关的电路参数。以下是它可以测量的主要参数:

  1. 电压参数:

    • 电压瞬时值: 波形上任意一点的电压值(需要参考坐标刻度)。
    • 电压峰峰值: 信号波形最高点与最低点之间的电压差 (Vpp)。
    • 最大电压/峰值电压: 波形相对于参考地(零线)的最大瞬时值 (Vmax)。
    • 最小电压/谷值电压: 波形相对于参考地(零线)的最小瞬时值 (Vmin)。
    • 直流电压: 稳定的电压分量(波形相对于零线的垂直偏移)。
    • 交流电压幅度: 交流信号波形的振幅,通常指峰值或峰峰值。
  2. 时间参数:

    • 周期: 信号波形重复一次所需的时间 (T)。
    • 频率: 信号每秒重复的次数 (f = 1/T)。
    • 上升时间: 信号从低电平(如10%)上升到高电平(如90%)所需的时间(重要反映信号跳变速度)。
    • 下降时间: 信号从高电平(如90%)下降到低电平(如10%)所需的时间。
    • 脉冲宽度: 脉冲信号高电平(或低电平)持续时间。
    • 占空比: 脉冲信号高电平时间占整个周期的百分比(占空比 = 脉冲宽度 / 周期 * 100%)。
    • 时间间隔: 波形上任意两点之间的时间差(如同一个信号波形的两个特征点,或不同通道信号之间的时间差)。
  3. 相位关系:

    • 相位差: 两个同频信号波形之间在时间上的偏移量,通常用角度表示(需要双通道示波器)。
      • 方法1:测量两个波形上对应点(如同步过零点或峰值点)之间的时间差 (Δt),然后计算相位差 φ = (Δt / T) * 360°。
      • 方法2:利用李萨如图形(X-Y模式),根据图形形状判断相位差(对于同频正弦波较常用)。
  4. 波形比较:

    • 使用双通道时,可以直观比较:
      • 两个信号的时序关系(哪个信号先发生,延迟多少)。
      • 两个信号的幅度关系
      • 两个信号的形状差异

需要注意和澄清的几点:

总结:

模拟示波器最核心的测量能力是电压随时间变化的直观显示和分析。因此,它最擅长测量电压幅度参数(如峰峰值、瞬时值)、时间参数(如周期、频率、上升/下降时间)以及两个信号之间的时间/相位关系电流、电容、电感、电阻等其他参数通常需要间接方法(通过测电压并结合电路定律计算)或配合其他仪器(如万用表、LCR表)来测量。

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