资源简介

学习情境 示波器 授课章节 任务5 数字示波器简介 学时 4
授课班级 授课日期 授课地点
教 学 目 标 知识 目标 1. 掌握数字示波器的工作原理。
技能 目标 1. 掌握数字示波器的工作原理。
社会 能力目标 1. 培养学生对于示波器的兴趣 2. 培养学生运用知识来分析与解决问题的能力 3. 培养学生良好的职业素养与职业品质
教学内容 1. 数字示波器的工作原理 2. 数字示波器的优点 3. 数字示波器的主要性能指标
教学重点 数字示波器的工作原理
教学难点 数字示波器的工作原理
教学方法 讲授法，演示法，案例教学
教 学 过 程 设 计 教学环节 教学内容 教学
方式 时间
新 课导 入 数字示波器是20世纪70年代初发展起来的一种新型示波器，它可以存储模拟信号波形，可进行负延时触发，便于观测单次过程，具有多种显示方式和输出方式，可以进行数学计算和数据处理，如自动给出波形的频率、幅度、前后沿时间等。数字示波器的出现使示波器的功能发生了重大变革。 演示
提问 5’
新课讲 授 1．数字示波器的工作原理 1）波形取样 波形取样也称为采样，是指对时间上连续变化的模拟信号，每间隔一段时间获取该信号的数值，即将连续变化的模拟信号转变为离散的模拟信号，如图3-27所示。采样又称为波形的离散化过程。 图3-27 波形取样 2）A/D转换 将取样得到的各个数值进行A/D（模/数）转换，如图3-28所示，得到相应的数字量（0111、1000、1001等），把这些数值存放到存储器中。 图3-28 模/数转换 3）信号处理和显示 数字示波器从存储器中取出存储的信号数值，根据这些数值在屏幕相应位置上显示亮点，只要采样频率足够高，就可以得到被测信号连续的波形，如图3-29所示。 图3-29 被测信号波形 2．数字示波器的优点 1）能长时间地保存信号 信号消失后模拟示波器就不能显示信号的波形，而数字示波器能够将这些信息记录下来，即使信号已经消失，仍可以将存储的信号信息从内存中调出来，在屏幕上显示信号的波形，方便使用者随时观察。数字示波器的这个特性有利于观测单次出现的瞬变信号。有些信号不具有周期性，产生后转瞬即逝（如单次脉冲波、放电现象等），如果使用模拟示波器进行观察，只在屏幕上一闪而过，不能保留，很难观察。而数字示波器可以记录这些瞬变信号，并在屏幕上持久显示。 2）先进的触发功能 模拟示波器在测量信号波形时，当信号强度达到设定的触发条件，示波器便开始扫描，屏幕显示触发后的信号波形，它不能显示触发前的波形。数字示波器不仅能显示触发后的信号，而且能显示触发前的信号。其原理是：数字示波器在被触发前即开始记录被测信号，记录的信息占满内存后，最新纪录的信息将覆盖最早的信息，如此循环记录。当被测信号达到触发条件后示波器在记录指定时间后停止记录，最后将存储在内存中的触发前后的信号波形显示在屏幕上。 除此之外，数字示波器还可以向用户提供边缘触发、组合触发、状态触发、延迟触发等多种方式。 3）很强的处理能力 数字示波器内含有微处理器，能计算波形的多种参数并将这些参数显示出来，如上升时间、下降时间、脉宽、频率、峰峰值等；能对波形实现多种复杂的处理，例如，取平均值，进行频谱分析，对两列波进行加、减、乘等运算处理。 4）数字信号的输入/输出功能 可以很方便地将存储的数据送到计算机中，进行进一步的数据运算或分析处理。 3．数字示波器的主要性能指标 （1）模拟带宽：示波器能够测量的频率范围，这个数值越大越好。 （2）采样率（实时）：也称为采样频率或采样速度，即每秒从连续信号中提取的离散信号个数，它用赫兹（Hz）来表示。 （3）存储深度：示波器能够存储的采用点的数量，也称为记录长度，由内存的容量来决定。 （4）全自动量程功能：可随时检测输入信号变化，并自动调整水平和垂直挡位，以最佳的比例将信号显示在屏幕上。 （5）仪器厚度：越薄越好，一般在10cm以内。 （6）液晶屏幕尺寸和分辨率：屏幕尺寸数值越大越好，分辨率越高越好。 讲授 25’
分组讨 论 一、分组讨论 分组讨论，数字示波器工作原理？ 二、学生实践 开关数字示波器 分组讨论 20’
课 堂 小 结 本章主要介绍示波器的工作原理，学生需掌握以下内容： 数字示波器的工作原理 数字示波器的优点 数字示波器的主要性能指标 归纳 总结 5’
总计 180’
拓 展提 升 数字示波器能看到单个波形
教学 后记 本次课教学情况总结

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