CN218938362U - 自动捕获最优波形示波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动捕获最优波形示波器，涉及电子技术领域，包括：显示电路，包括示波管和荧光屏，示波管包括垂直偏转板和水平偏转板，垂直偏转板与水平偏转板相互垂直；垂直放大电路，与垂直偏转板电连接；水平放大电路，与水平偏转板电连接；扫描和同步电路，分别与垂直放大电路和水平放大电路均电连接；自动捕获波形电路，与显示电路电连接；电源供给电路，分别与显示电路、垂直放大电路、水平放大电路、扫描和同步电路和自动捕获波形电路电连接。本实用新型能够得到精确度更高的测量数据。

Description

自动捕获最优波形示波器

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种自动捕获最优波形示波器。

背景技术

随着电子科学技术的不断发展，对电子产品的质量要求也越来越高，就需要用到示波器进行检查测量，确保电子产品的产生符合规定，随着技术水平的提高，对示波器的要求也越来越高，示波器的应用极为广泛，包括通用电子测试、工业自动化、汽车、大学的研究实验室以及航空航天和国防产业等。

示波器分为数字示波器和模拟示波器；其中，模拟示波器采用的是模拟电路电子枪向屏幕发射电子，发射的电子经聚焦形成电子束，并打到屏幕上，屏幕的内表面涂有荧光物质，这样电子束打中的点就会发出光来；数字示波器则是数据采集，A/D转换，软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器，数字示波器一般支持多级菜单，能提供给用户多种选择，多种分析功能；此外，还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理。

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，就可以产生细小的光点。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。利用示波器能观察各种不同电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信号的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等，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。示波器的功能强大，可以测量交流和直流信号的电压幅值，也可以测量交流信号的周期，也就可以计算出其频率，并且能看到详细的波形状态，在双踪示波器上可以对两个信号进行对比，能详细的测量出两个信号的相位差及波形形状的区别。

现有技术中，存在的模拟示波器在工作时无法在被测信号输入后使显示画面固定在波形显示良好且稳定的时刻，若为了方便观察，就需要找到最稳定优质的波形进行观测，对于现存的示波器就要手动控制寻找出最合适的波形，以至于会浪费大量的时间，并且测量的误差也较大。

因此，继续改善现有技术中存在的上述缺陷。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种自动捕获最优波形示波器。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本申请提供一种自动捕获最优波形示波器，包括：

显示电路，包括示波管和荧光屏，示波管包括垂直偏转板和水平偏转板，且垂直偏转板与水平偏转板相互垂直；

垂直放大电路，与垂直偏转板电连接，用于将被测信号电压放大，并加载至垂直偏转板上；

水平放大电路，与水平偏转板电连接，用于将被测信号电压放大，并加载到水平偏转板上；

扫描和同步电路，分别与垂直放大电路和水平放大电路均电连接，用于产生锯齿波电压，锯齿波电压使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成时间基线；

自动捕获波形电路，与显示电路电连接，用于将图像信号进行捕捉截获，显示电路将最佳图像信号进行扫描并显示在荧光屏上；

电源供给电路，分别与显示电路、垂直放大电路、水平放大电路、扫描和同步电路和自动捕获波形电路电连接，用于提供电压。

可选地，自动捕获波形电路包括数据采集单元、数据处理单元和截取单元，数据采集单元与数据处理单元电连接，数据处理单元与截取单元电连接；数据采集单元用于将示波管的图像信号进行采集，数据处理单元用于将图像信号进行处理分析，得到最优图像信号，截取单元对最优图像信号进行截获。

可选地，自动捕获波形电路还包括外壳，数据采集单元、数据处理单元和截取单元均设置于外壳内。

可选地，自动捕获波形电路通过设置周期和扫描时间，获取示波管的图像信号。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种自动捕获最优波形示波器，其中，包括六个基本组成部分，即为显示电路、垂直放大电路、水平放大电路、扫描和同步电路、自动捕获波形电路、电源供给电路。显示电路包括示波管、荧光屏和控制电路两部分，示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分；示波管垂直方向的偏转灵敏度较低，因此被测信号电压需要先经过垂直放大电路放大后，再加载到示波管的垂直偏转版上，得到垂直方向上适当大小的图形；示波管水平方向的偏转灵敏度也较低，被测信号电压也需要经过水平放大电路进行放大后，再加载到示波管的水平偏转板上；扫描和同步电路会产生一个锯齿波电压，该锯齿波电压能在一定范围内连续可调，锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线，如此，才能将加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上；自动捕获波形电路用于将图像信号进行捕捉截获，显示电路将所述最佳图像信号进行扫描并显示在所述荧光屏上；电源供给电路供给显示电路、垂直放大电路、水平放大电路、扫描和同步电路和自动捕获波形电路所需的负高压、灯丝电压等；如此，通过在示波器中引入自动捕获波形电路，通过自动捕获波形电路进行扫描分析得到的最优波形，简化了较多繁琐的步骤，更加便于使用者进行更细致的观察，从而可以得到精确度更高的测量数据，使测量过程更加方便快捷，便于后续人们研究各种电现象的变化过程。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的自动捕获最优波形示波器的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

示波器的工作原理就是利用显示在示波器上的波形幅度的相对大小来反映加在示波器Y偏转极板上的电压最大值的相对大小，从而反映出电磁感应中所产生的交变电动势的最大值的大小。

现有技术中，示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测到的交变信号转换成易于观察的图像信号，显示在荧光屏上，示波器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。随着技术水平的提高，对示波器的要求也越来越高。目前使用最广泛最普及的还是模拟示波器，因为模拟示波器更容易上手使用，操作较为简单，也非常实用。为了使荧光屏上显示的波形保持稳定，需要锯齿波电压信号的频率与被测信号的频率保持同步，即使在这样的设定下，对于较复杂的信号，示波器显现的波形依旧会出现不清晰或者不稳定的情况。

有鉴于此，本实用新型提出一种自动捕获最优波形示波器，能够更加方便灵敏的观察示波器产生的信号，可以快速精准的进行器件检测。

请参见图1所示，图1是本实用新型实施例提供的自动捕获最优波形示波器的一种结构示意图，本实用新型所提供的一种自动捕获最优波形示波器，包括：

显示电路，包括示波管和荧光屏，示波管包括垂直偏转板和水平偏转板，且垂直偏转板与水平偏转板相互垂直；

垂直放大电路，与垂直偏转板电连接，用于将被测信号电压放大，并加载至垂直偏转板上；

水平放大电路，与水平偏转板电连接，用于将被测信号电压放大，并加载到水平偏转板上；

扫描同步电路，分别与垂直放大电路和水平放大电路均电连接，用于产生锯齿波电压，锯齿波电压使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成时间基线；

自动捕获波形电路，与显示电路电连接，用于将图像信号进行捕捉截获，显示电路将最佳图像信号进行扫描并显示在荧光屏上；

电源供给电路，分别与显示电路、垂直放大电路、水平放大电路、扫描同步电路和自动捕获波形电路电连接，用于提供电压。

具体而言，请继续参见图1所示，本实施例提供一种自动捕获最优波形示波器，其中，包括六个基本组成部分，即为显示电路、垂直放大电路、水平放大电路、扫描和同步电路、自动捕获波形电路、电源供给电路。显示电路包括示波管、荧光屏和控制电路两部分，示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分；示波管垂直方向的偏转灵敏度较低，因此被测信号电压需要先经过垂直放大电路放大后，再加载到示波管的垂直偏转版上，得到垂直方向上适当大小的图形；示波管水平方向的偏转灵敏度也较低，被测信号电压也需要经过水平放大电路进行放大后，再加载到示波管的水平偏转板上；扫描和同步电路会产生一个锯齿波电压，该锯齿波电压能在一定范围内连续可调，锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线，如此，才能将加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上；自动捕获波形电路用于将图像信号进行捕捉截获，显示电路将所述最佳图像信号进行扫描并显示在所述荧光屏上；电源供给电路供给显示电路、垂直放大电路、水平放大电路、扫描和同步电路和自动捕获波形电路所需的负高压、灯丝电压等；如此，通过在示波器中引入自动捕获波形电路，通过自动捕获波形电路进行扫描分析得到的最优波形，简化了较多繁琐的步骤，更加便于使用者进行更细致的观察，从而可以得到精确度更高的测量数据，使测量过程更加方便快捷，便于后续人们研究各种电现象的变化过程。

需要说明的是，示波器在工作时，直流电压加到垂直偏转板和水平偏转板上时，会使光点在荧光屏上产生一个固定位移，该位移的大小与所加直流电压成正比。

需要说明的是，图1所示实施例仅示意性示出了显示电路、垂直放大电路、水平放大电路、扫描和同步电路、自动捕获波形电路和电源供给电路的连接关系示意图，并不代表实际尺寸。

在本实用新型的一种可选地实施例中，自动捕获波形电路包括数据采集单元、数据处理单元和截取单元，数据采集单元与数据处理单元电连接，数据处理单元与截取单元电连接；数据采集单元用于将示波管的图像信号进行采集，数据处理单元用于将图像信号进行处理分析，得到最优图像信号，截取单元对最优图像信号进行截获。

在本实用新型的一种可选地实施例中，自动捕获波形电路还包括外壳，数据采集单元、数据处理单元和截取单元均设置于外壳内。

在本实用新型的一种可选地实施例中，自动捕获波形电路通过设置周期和扫描时间，获取示波管的图像信号。

在本实用新型的一种可选地实施例中，通过以下过程实现自动捕捉最优波形示波器的工作过程。

在原有示波器的基础上，添加自动捕获波形电路，通过显示电路将波形信号显示在荧光屏上后，自动捕获波形电路会对荧光屏上的波形信号进行图像信号的分析处理，从而获取到最清晰稳定的波形信号，并显示在荧光屏上供使用者进行后续的研究。

显示电路中的电子枪会产生并形成高速、聚束的电子流轰击荧光屏使之发光，示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组成，即水平偏转板和垂直偏转板，分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动，当电子在偏转板间运动时，如果偏转板上没有加电压，偏转板之间无电场，离开电子枪中的第二阳极后进入偏转系统的电子将沿轴向运动，射向屏幕的中心，如果偏转板上有电压，偏转板之间则有电场，进入偏转系统的电子会在偏转电场的作用下射向荧光屏的指定位置；荧光屏在示波管的终端，将偏转后的电子束显示出来便于观察，荧光屏内壁有发光物质，在高速电子的冲击下就会显现出荧光；自动捕获波形电路包括外壳以及内部的数据采集单元、数据处理单元和截取单元，数据采集单元与数据处理单元电连接，数据处理单元与截取单元电连接，数据采集单元用于示波器图像信号的采集，将采集到的图像信号输入数据处理单元，数据处理单元对图像信号进行处理分析，得到最优的图像信号，随后将图像信号传输给截取单元，截取单元将最佳图像信号捕捉截取；在示波器内部，自动捕获波形电路与显示电路相连接，自动捕获波形电路经过内部的数据处理后通过截取单元捕捉图像信号，随后显示电路会对截取到的图像信号进行扫描并显示在屏幕上，自动捕获波形电路通过设置周期和扫描时间来扫描显示在屏幕上的波形，自动捕获波形电路内部根据一系列的程序应用来分析判断该被测信号最稳定清楚的波形状态，并进行暂停截取，使用者可直接观察当前的信号波形，获取到最精确的图像信号；在使用示波器观察波形信号时，根据被测信号频率的高低选择合适的耦合方式，并调节合适的灵敏度，选择触发信号的来源和极性，设置扫描速度，被测信号由探头衰减后，通过Y轴输入端输入示波器，此时就可以在屏幕上看到波形信号，通过按键开启自动捕获波形电路，启动后将进行对波形的扫描，在屏幕上的到显示的最佳波形信号。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动捕获最优波形示波器，其特征在于，包括：

显示电路，包括示波管和荧光屏，所述示波管包括垂直偏转板和水平偏转板，且所述垂直偏转板与所述水平偏转板相互垂直；

垂直放大电路，与所述垂直偏转板电连接，用于将被测信号电压放大，并加载至所述垂直偏转板上；

水平放大电路，与所述水平偏转板电连接，用于将被测信号电压放大，并加载到所述水平偏转板上；

扫描和同步电路，分别与所述垂直放大电路和所述水平放大电路均电连接，用于产生锯齿波电压，锯齿波电压使所述示波管阴极发出的电子束在所述荧光屏上形成时间基线；

自动捕获波形电路，与所述显示电路电连接，用于将图像信号进行捕捉截获，所述显示电路将最佳所述图像信号进行扫描并显示在所述荧光屏上；

电源供给电路，分别与所述显示电路、所述垂直放大电路、所述水平放大电路、所述扫描和同步电路和所述自动捕获波形电路电连接，用于提供电压。

2.根据权利要求1所述的自动捕获最优波形示波器，其特征在于，所述自动捕获波形电路包括数据采集单元、数据处理单元和截取单元，所述数据采集单元与所述数据处理单元电连接，所述数据处理单元与所述截取单元电连接；所述数据采集单元用于将所述示波管的图像信号进行采集，所述数据处理单元用于将图像信号进行处理分析，得到最优图像信号，所述截取单元对所述最优图像信号进行截获。

3.根据权利要求2所述的自动捕获最优波形示波器，其特征在于，所述自动捕获波形电路还包括外壳，所述数据采集单元、所述数据处理单元和所述截取单元均设置于所述外壳内。

4.根据权利要求1所述的自动捕获最优波形示波器，其特征在于，所述自动捕获波形电路通过设置周期和扫描时间，获取所述示波管的图像信号。

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