示波器的那些事-示波器的波形

波形形狀揭示了信號(hào)的大量信息。在任何時(shí)候，在您看到波形高度變化時(shí)，你就知道電壓已經(jīng)變化。在任何時(shí)候，在有一條平坦的橫線時(shí)，您就知道在這段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有任何變化。平直的對(duì)角線表示線性變化，表示電壓以穩(wěn)定的速率上升或下降。波形上的銳角表明突然變化。 波的類型 您可以把大多數(shù)波分成下面幾類： 1、正弦波 2、方波和矩形波 3、鋸齒波和三角波 4、階躍和脈沖狀 5、周期信號(hào)和非周期信號(hào) 6、同步信號(hào)和異步信號(hào) 7、復(fù)合波正弦波 基于多種原因，正弦波是基礎(chǔ)波形。它擁有和諧的數(shù)學(xué)特點(diǎn)，在三角波教學(xué)中，您可能已經(jīng)學(xué)同樣的正弦形狀。墻上插座中的電壓以正弦波形式變化。信號(hào)發(fā)生器的振蕩器電路生成的信號(hào)通常是正弦波。大多數(shù)AC電源生成正弦波。（AC表示交流，當(dāng)然電壓也會(huì)交替。DC表示直流，意味著穩(wěn)定的電流和電壓，如電池生成的電流和電壓。） 阻尼正弦波是電路中可能會(huì)看到的一個(gè)特例，它會(huì)振蕩，但隨著時(shí)間推移而逐漸減少。方波和矩形波 方波是另一種常見(jiàn)的波形。基本上，方波是一種以定期間隔開(kāi)關(guān)（或變高和變低）的電壓。它是放大器測(cè)試使用的標(biāo)準(zhǔn)波，好的放大器會(huì)以最小的失真提高方波的幅度。電視、廣播和計(jì)算機(jī)電路通常定時(shí)信號(hào)中使用方波。 矩形波與方波類似，但高低的時(shí)間間隔長(zhǎng)度不等。在分析數(shù)字電路時(shí)，矩形波特別重要。鋸齒波和三角波 鋸齒波和三角波來(lái)自為線性控制電壓設(shè)計(jì)的電路，如模擬示波器的水平掃描或電視的光柵掃描。這些波電壓電平之間的跳變會(huì)以恒定速度變化。這些跳變稱為斜波。階躍和脈沖形狀 發(fā)生很少或非定期發(fā)生的信號(hào)（如階躍和脈沖）稱為單次信號(hào)或瞬態(tài)信號(hào)。階躍表示電壓突然變化，與打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)時(shí)看到的電壓變化類似。 脈沖表示電壓突然變化，與打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)、然后再關(guān)上電源開(kāi)關(guān)時(shí)看到的電壓變化類似。脈沖可能表示經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)電路傳送的一比特信息，也可能是電路中的一個(gè)毛刺或缺陷。一起傳送的脈沖集合會(huì)構(gòu)成一個(gè)脈沖串。計(jì)算機(jī)中的數(shù)字器件使用脈沖互通。這些脈沖可以采取串行數(shù)據(jù)流的形式，也可以使用多條信號(hào)線，表示并行數(shù)據(jù)總線中的值。脈沖在X射線、雷達(dá)和通信設(shè)備中也十分常見(jiàn)。周期信號(hào)和非周琪信號(hào) 重復(fù)的信號(hào)稱為周期信號(hào)，一直變化的信號(hào)則稱為非周期信號(hào)。靜態(tài)照片可以比作周期信號(hào)，而動(dòng)畫(huà)則相當(dāng)于非周期信號(hào)。同步信號(hào)和異步信號(hào) 在兩個(gè)信號(hào)之間存在定時(shí)關(guān)系時(shí)，這些信號(hào)稱為同步信號(hào)。計(jì)算機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘、數(shù)據(jù)和地址信號(hào)都是同步信號(hào)。 異步信號(hào)用來(lái)描述之間不存在定時(shí)關(guān)系的信號(hào)。由于觸摸計(jì)算鍵盤(pán)上的鍵這種操作與計(jì)算機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘之間沒(méi)有時(shí)間相關(guān)，因此這些操作被視為異步信號(hào)。復(fù)合波 某些波形把正弦波、方波、階躍和脈沖的特點(diǎn)結(jié)合在一起，得到復(fù)雜的波形。信號(hào)信息嵌入的形式可以是幅度、相位和/或頻率變化。例如，盡管圖中的信號(hào)是普通的合成視頻信號(hào)，但它有嵌入到低頻包絡(luò)中的多個(gè)高頻波形周期組成。 在這個(gè)實(shí)例中，通常最為重要的是要了解階躍之間的相對(duì)電平和定時(shí)關(guān)系，為觀察這個(gè)信號(hào)，您需要一臺(tái)示波器，捕獲低頻包絡(luò)，采取輝度等級(jí)方式混合到高頻波中，從而可以作為目視解釋的圖像，看到整體組合。數(shù)字熒光示波器最適合觀察復(fù)合波，如視頻信號(hào)，如圖所示。其顯示畫(huà)面提供了必要的發(fā)生頻率信息或輝度等級(jí)，這對(duì)了解波形實(shí)際操作至關(guān)重要。 某些示波器允許以特定方式顯示特定的復(fù)合波形類型。例如，電信數(shù)據(jù)可以顯示眼圖或星座圖。 電信數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)可以在示波器上顯示為特殊類型的波形，稱為眼圖。眼圖這一名稱源于波形類似于一串眼睛，如圖所示。在來(lái)自接收機(jī)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被采樣，并應(yīng)用到垂直輸入時(shí)，會(huì)生成眼圖，同時(shí)數(shù)據(jù)速率用來(lái)觸發(fā)水平掃描。眼圖顯示一個(gè)比特或一個(gè)單位間隔的數(shù)據(jù)，所有可能的邊沿跳變和狀態(tài)都疊加在一個(gè)全面的視圖中。 星座圖表示數(shù)字調(diào)制方案調(diào)制的信號(hào)，如正交幅度調(diào)制或相移鍵控。 總結(jié) 本章內(nèi)容介紹示波器的波形