模拟示波器的基本工作原理
1．回顾中学的沙漏实验——随时间变化的信号如何在平面展示
物理学理论可以证明，一端通过细绳固定的重物在作摆动时，与中心垂线的距离满足正弦波规律。沙漏实验可以清晰地显示这个随时间变化的波形：用沙漏充当重物，并且在沙漏底下的桌面上平铺一张纸，当沙漏开始摆动时，让纸匀速移动。这样，沙漏中流出的细沙，就
在纸上留下了一个正弦波痕迹，如图1.1.3所示。
利用这种设计思想，可以完成波形在平面上（对应于时间的流动）的展开。这种设计思想在波
形记录、显示中被广泛采用，比如心电图机，
就是用原地摆动的电热针，在匀速移动的记录纸带上描记出心电波形。
利用心电图机的结构，已经可以记录电压信号，但是，示波器在大量的应用中，并不需要通过消耗纸张来记录波形，而仅仅是观察波形。因此，可以重复使用的荧光屏，被应用到示波器的设计中。
2．在示波器上描绘一条曲线——电子枪和荧光屏
在一个封闭玻璃管显示屏的内壁涂上荧光粉，当荧光粉被大量电子形成的电子束轰击时，会发出荧光。可以发出电子束的设备称为电子枪，它可以连续地发出集束性很强的电子。这些电子束在飞行过程中，如果遇到电场的作用，会因电场形成的力而改变运行方向，导致最终电子束落到荧光屏上的位置发生改变，也就是光点改变。根据这个原理制造的示波管，其结构如图1.1.4所示。图中电子枪发出的电子束，经过两个偏转板的作用，会在X 、Y 两个方向上发生偏转。
当在Y 偏转板上加入被测信号，而在X 偏转板上不加电压，可以在示波管的荧光屏上看到光点随着被测电压的变化而发生位置变化——电压越大，光点位置越靠上方。
当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上不加电压，可以看到光点从荧光屏左边出现，匀速移动到右边，然后又迅速在左边重复出现。
当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上加入一个正弦波，则可以看到，光点在匀速左移的同时，其Y 方向位置出现了正弦变化的规律，也就是说，光点的移动轨迹是一个正弦波。
3
．怎样将周期性电压信号稳定地显示于荧光屏？
图1.1.3 沙漏摆动留下的正弦波 图1.1.4 示波管的结构示意图
仅靠电子枪、X 偏转板、Y 偏转板和荧光屏，还不能将被测信号稳定地显示在示波器的荧光屏上。当X 轴偏转板上加入周期性的锯齿波时，而Y 轴偏转板上加入被测的正弦信号，示波器的荧光屏上会出现如图1.1.5所示的波形。由于X 轴偏转板的锯齿波频率为机内产生，肯定无法保证其与外界被测信号频率同步，因此，就出现了每个锯齿波的起点，对应的被测
正弦波的相位不一致。这样，观察者在示波器上看到的波形好像是在滚动，并且多个波形交
错重叠。这种波形显示，是难以完成观察者记录波形、测量波形的任务的。
只有准确控制X 轴偏转板上的锯齿波电压的触发时刻，使其在被测信号的相同初相角处发出，才能够使得被测波形在荧光屏上准确重叠，获得稳定的波形显示。如图1.1.6所示。示波器内部的电路，通过下述方法，可以检测出被测信号在每个周期中，相同的初相角时刻。
在一个周期性信号中，相同初相角的时刻，各个周期的电压信号具备如下特征：它们的
瞬时电压相等，并且它们上升或者下降的特征相同。在图1.1.6中，被测信号在○
1～○6时刻，具有相同的特征：都是以上升的方式经过0V 电压。示波器内部，用微分电路可以区分被测信号上升或者下降，用比较器配合外部的电压设置，可以判断被测信号是否经过这个比较电压（比如图中的0V ）。这样，再经过一套逻辑电路，可以在被测信号具有相同初相角的时刻，控制X 轴偏转板，发出一个锯齿波。这种利用被测信号的周期性，在相同初相角时刻，触发X 轴锯齿波扫描信号，使得波形被重叠、稳定地显示于示波器荧光屏的技术，称为同步
触发扫描。图中，锯齿波在○
1～○6时刻满足触发条件，但仅在○1、○3、○5时刻被触发，是因为在○
2、○4、○6时刻，此前的锯齿波尚未扫描结束。 因此，在示波器外部面板上，有控制被测信号在电压多大时触发锯齿波产生的电平旋钮，
英文标识为Level ，这个电压称为触发电平。有控制被测信号是上升或者下降经过Level 电压的选择开关，英文标识为Slope 为了更加清晰地表述触发扫描中，各个控制开关和旋钮对波形显示的影响，图1.1.7～图1.1.11给出了几个实例。请读者将这些图和图1.1.6作比较。
Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
图1.1.5自动触发引起的被测波形滚动
Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
图1.1.6根据被测信号触发X 轴锯齿波可以稳定显示波形
Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
图1.1.7改变触发电平对波形显示的影响
Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
图1.1.8触发电平太高或太低，无法触发锯齿波，无波形显示
Slope:
4．怎样实现双踪波形显示？
一般来说，一个示波器只有一套电子枪系统。而在日常测量中，经常需要比较两个或者
两个以上被测信号之间的相位，这就需要示波器能够同时完成两路被测信号的显示。这就叫双踪显示。
示波器完成双踪显示的方法有两种，分别叫交替显示(ALT)、断续显示(CHOP)。它们都是利用人眼的视觉暂留现象实现的。这一点，类似于计算机的多任务分时操作，利用设备的高速性能和人对事物观察的缓慢，让观察者察觉不到设备内部的分时操作。
1） 交替显示 所谓交替显示，就是Y 轴偏转板上以触发扫描的锯齿波为节拍，交替接通两路被测信号。
如图1.1.12所示，○1号锯齿波周期内，Y 轴偏转板上为通道1的正弦波，电子束在荧光屏上
扫出一个正弦波片断，○2号锯齿波开始，Y 轴偏转板立即接通通道2的三角波，电子束又重
新在荧光屏上扫出一个三角波片断，如此往复，就在荧光屏上得到了正弦波和三角波的同时显示。在交替显示中，负责切换两个通道信号的电子开关，是以触发后的锯齿波为节拍的。因此，当被测信号频率较低时，肉眼可以看出这种切换，不利于波形的稳定显示。所以，此时一般使用断续方式实现双踪显示。
Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
图1.1.9将上升沿触发改为下降沿触发引起的显示波形改变
Y 轴偏转板
被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
图1.1.10提高锯齿波扫速对波形显示的影响
Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
图1.1.11降低锯齿波扫速对波形显示的影响
2） 断续显示
在断续方式中，Y 轴偏转板上的负责切换两个通道信号的电子开关，是以一个较高的、固定的频率，频繁的在通道1和通道2之间切换，以实现对两路信号的同时显示。如图1.1.13所示。通过椭圆小图内的展开波形，可以看到，在一个扫描周期内，电子开关频繁地切换于两个通道，小图内的纵向虚线，是电子开关切换时留下的痕迹，这些纵线的存在将使得显示波形很模糊，因此，示波器采用消隐电路，在电子开关切换的瞬间，关闭了电子枪，使得人肉眼只能看到两条光滑的被测曲线。但是，需要注意的是，当被测信号频率很高时，在示波器上就可以看到每条曲线都是断续的，这也不利于观察。因此，被测信号频率很高时，应该采用交替方式实现双踪显示。
5．为什么要进行触发源选择？
所谓的触发源，就是触发X 轴偏转板产生锯齿波的源信号。当触发源为被测信号本身，示波器可以保证锯齿波的产生与被测信号同步，进而完成显示的准确重叠，也就是稳定。以被测信号本身作为触发源，是模拟示波器基本工作原理的表现。
为了增加触发灵活性，以适应更为复杂的测量要求，实际的示波器中，都可以对触发源进行灵活选择。几乎所有的模拟示波器都具有内触发和外触发选择。所谓外触发，是指触发源来自示波器的外触发端子，而内触发则指触发源来自被测信号、机内获得了工频电压信号等。
当触发源选择开关置于外触发时，示波器内部的触发电路将从外触发端子取信号和触发电平比较，产生锯齿波。用外触发控制锯齿波的产生，可以用于两个信号的相位比较。
当触发源选择开关置于内触发时，如果是单踪显示，则仅有本通道信号作为触发源或者线电压作为触发源两种选择。而双踪显示时，则可以任意选择通道1、通道2、线电压之中的一个作为触发源。
Y 轴偏转板 交替接通两路被测信号
X 轴偏转板 锯齿波 图1.1.12交替方式实现双踪显示的工作原理
原始输入的两路被测信号
Y 轴偏转板 以固定频率接通两路被测信号
X 轴偏转板 锯齿波 图1.1.13断续方式实现双踪显示的工作原理
原始输入的两路被测信号
模拟示波器的基本工作原理 1． 回顾中学的沙漏实验——随时间变化的信号如何在平面展示 物理学理论可以证明，一端通过细绳固定的重物在作摆动时，与中心垂线的距离满足正弦波规律。沙漏实验可以清晰地显示这个随时间变化的波形：用沙漏充当重物，并且在沙漏底下的桌面上平铺一张纸，当沙漏开始摆动时，让纸匀速移动。这样，沙漏中流出的细沙，就在纸上留下了一个正弦波痕迹，如图所示。利用这种设计思想，可以完成波形在平面上（对应于时间的流动）的展开。这种设计思想在波形记录、显示中被广泛采用，比如心电图机，就是用原地摆动的电热针，在匀速移动的记录纸带上描记出心电波形。 利用心电图机的结构，已经可以记录电压信号，但是，示波器在大量的应用中，并不需要通过消耗纸张来记录波形，而仅仅是观察波形。因此，可以重复使用的荧光屏，被应用到示波器的设计中。 在示波器上描绘一条曲线——电子枪和荧光屏 在一个封闭玻璃管显示屏的内壁涂上荧光粉，当荧光粉被大量电子形成的电子束轰击时，会发出荧光。可以发出电子束的设备称为电子枪，它可以连续地发出集束性很强的电子。这些电子束在飞行过程中，如果遇到电场的作用，会因电场形成的力而改变运行方向，导致最终电子束落到荧光屏上的位置发生改变，也就是光点改变。根据这个原理制造的示波管，其结构如图所示。图中电子枪发出的电子束，经过两个偏转板的作用，会在X 、Y 两个方向上发生偏转。 当在Y 偏转板上加入被测信号，而在X 偏转板上不加电压，可以在示波管的荧光屏上看到光点随着被测电压的变化而发生位置变化——电压越大，光点位置越靠上方。 当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上不加电压，可以看到光点从荧光屏左边出现，匀速移动到右边，然后又迅速在左边重复出现。 当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上加入一个正弦波，则可以看到，光点在匀速左移的同时，其Y 方向位置出现了正弦变化的规律，也就是说，光点的移动轨迹是一个正弦波。 怎样将周期性电压信号稳定地显示于荧光屏 图 沙漏摆动留下的正弦波 图 示波管的结构示意图
路由器、集线器、交换机的工作原理 号称网络硬件三剑客的集线器（hub）、交换机（switch）与路由器（router）一直都是网络界的活跃分子，但让很多初入网络之门的菜鸟恼火的是，它们三者不仅外观相似，而且经常呆在一起，要想分清谁是谁，感觉有点难!就让我们一起来看看它们之间有什么区别和联系吧! 三剑客的工作原理 一、集线器 1.什么是集线器 在认识集线器之前，必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中，最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”，两块网卡之间一般是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信号质量的前提下，双绞线的最大传输距离为100米。当两台电脑之间的距离超过100米时，为了实现双机互连，人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”，它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。 中继器就是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的rj45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“hub” 2.集线器的工作原理 集线器的工作原理很简单，以图2为例，图中是一个具备8个端口的集线器，共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8，当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送给计算机8，它会将信息进行“广播”--将信息同时发送给8个端口，当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，如果发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。由于该信息是计算机1发给计算机8的，因此最终计算机8会接收该信息，而其它7台电脑看完信息后，会因为信息不是自己的而不接收该信息。 3.集线器的特点 （1）共享带宽
示波器原理及其应用 示波器介绍 示波器的作用 示波器属于通用的仪器，任一个硬件工程师都应该了解示波器的工作原理并能够熟练使用示波器，掌握示波器是对每个硬件工程师的基本要求。 示波器是用来显示波形的仪器，显示的是信号电压随时间的变化。因此，示波器可以用来测量信号的频率，周期，信号的上升沿/下降沿，信号的过冲，信号的噪声，信号间的时序关系等等。 在示波器显示屏上，横坐标（X）代表时间，纵坐标（Y）代表电压，（注，如果示波器有测量电流的功能，纵坐标还代表电流。）还有就是比较少被关注的-亮度（Z），在TEK的DPO示波器中，亮度还表示了出现概率（它用16阶灰度来表示出现概率）。 1．1．示波器的分类 示波器一般分为模拟示波器和数字示波器；在很多情况下，模拟示波器和数字示波器都可以用来测试，不过我们一般使用模拟示波器测试那些要求实时显示并且变化很快的信号，或者很复杂的信号。而使用数字示波器来显示周期性相对来说比较强的信号，另外由于是数字信号，数字示波器内置的CPU或者专门的数字信号处理器可以处理分析信号，并可以保存波形等，对分析处理有很大的方便。
1.2.1 模拟示波器 模拟示波器使用电子枪扫描示波器的屏幕，偏转电压使电子束从上到下均匀扫描，将波形显示到屏幕上，它的优点在于实时显示图像。 模拟示波器的原理框图如下： 见上图所示，被测试信号经过垂直系统处理（比如衰减或放大，即我们拧垂直按钮－volts/div），然后送到垂直偏转控制中去。而触发系统会根据触发设置情况，控制产生水平扫描电压（锯齿波），送到水平偏转控制中。 信号到达触发系统，开始或者触发“水平扫描”，水平扫描是一个是锯齿波，使亮点在水平方向扫描。触发水平系统产生一个水平时基，使亮点在一个精确的时间内从屏幕的左边扫描到右边。在快速扫描过程中，将会使亮点的运动看起来
1.在星型局域网结构中，连接文件服务器与工作站的设备是（） A、调制解调器 B、交换器 C、路由器 D、集线器 2.在OSI七层结构模型中，处于数据链路层与运输层之间的是（） A、物理层 B、网络层 C、会话层 D、表示层 3.完成路径选择功能是在OSI模型的（） A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、运输层 4.在TCP/IP协议簇的层次中，解决计算机之间通信问题是在（） A、网络接口层 B、网际层 C、传输层 D、应用层 5.在中继系统中，中继器处于（） A、物理层 B、数据链路层 C、网络层 D、高层 6.规定了信号的电平、脉宽、允许的数据传输速率和最大传输距离的物理层特性是( ) A.机械特性 B.电气特性 C.功能特性 D.规程特性 7.PPP协议提供的3类功能分别是：成帧、链路控制和( ) A.通信控制 B.网络控制 C.存储控制 D.安全控制 8.路由选择包括的两个基本操作分别为( ) A.最佳路径的判定和网内信息包的传送 B.可能路径的判定和网间信息包的传送 C.最优选择算法和网内信息包的传送 D.最佳路径的判定和网间信息包的传送 9. 路由信息协议(RIP)使用的路由算法是( ) A.最短路由选择算法 B.扩散法 C.距离矢量路由算法 D.链路状态路由算法 10. 在Internet中，路由器的路由表通常包含( ) A.目的网络和到达该网络的完整路径 B.所有目的主机和到达该主机的完整路径 C.目的网络和到达该网络的下一个路由器的IP地址 D.互联网中所有路由器的地址 11.TCP段结构中，端口地址的长度为 ( ) A.8比特 B.16比特 C.24比特 D.32比特 12.在TCP／IP协议的传输层将数据传送给用户应用进程所使用的地址形式是( ) A.IP地址 B.MAC地址 C.端口号 D.socket地址 13.如果两台主机在同一子网内，则它们的IP地址与子网掩码进行( ) A.“与”操作，结果相同 B.“或”操作，结果相同 C.“与非”操作，结果相同 D.“异或”操作，结果相同 14.下列关于网桥的说法中，不正确的是 ( )
示波器的原理和使用 示波器是一种用途广泛的基本电子测量仪器，用它能观察电信号的波形、幅度和频率等电参数。用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差，一些性能较好的示波器甚至可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。在实际应用中凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观测。 【实验目的】 1．了解示波器的基本结构和工作原理，掌握使用示波器和信号发生器的基本方法。2．学会使用示波器观测电信号波形和电压幅值以及频率。 3．学会使用示波器观察李萨如图并测频率。 图1-1 示波器结构图 【实验原理】 不论何种型号和规格的示波器都包括了如图1-1所示的几个基本组成部分：示波管（又称阴极射线管，cathode ray tube，简称CRT）、垂直放大电路（Y放大）、水平放大电路（X放大）、扫描信号发生电路（锯齿波发生器）、自检标准信号发生电路（自检信号）、触发同步电路、电源等。 1．示波管的基本结构
示波管的基本结构如图1-2所示。主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，全都密封在玻璃壳体内，里面抽成高真空。 (1)电子枪：由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起控制作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“辉度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、第一阳极与第二阳极电位之间电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚集作用，所以， H-灯丝；K-阴极；G1，G2- 控制栅极；A1-第一阳极；A2-第二阳极；Y-竖直偏转板；X-水平偏转板 图1-2 示波管结构图 第一阳极也称聚集阳极。第二阳极电位更高，又称加速阳极。面板上的“聚集”调节，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还有“辅助聚集”，实际是调节第二阳极电位。 (2)偏转系统：它由两对互相垂直的偏转板组成，一对竖直偏转板，一对水平偏转板。在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束在荧光屏上产生的光斑位置也发生改变。 (3)荧光屏：屏上涂有荧光粉，电子打上去它就发光，形成光斑。不同材料的荧光粉发光的颜色不同，发光过程的延续时间（一般称为余辉时间）也不同。荧光屏前有一块透明的、带刻度的坐标板，供测定光点的位置用。在性能较好的示波管中，将刻度线直接刻在荧光屏玻璃内表面上，使之与荧光粉紧贴在一起以消除视差，光点位置可测得更准。2．波形显示原理
数字示波器与模拟示波器的对比 一、模拟和数字，各有千秋 廿世纪四十年代是电子示波器兴起的时代，雷达和电视的开发需要性能良好的波形观察工具，带宽100MHz的同步示波器开发成功，这是近代示波器的基础。五十年代半导体和电子计算机的问世，促进电子示波器的带宽达到 100MHz。六十年代美国、日本、英国、法国在电子示波器开发方面各有不同的贡献，出现带宽 6GHz的取样示波器、带宽6GHz的多功能插件式示波器标志着当时科学技术的高水平，为测试数字电路又增添逻辑示波器和数字波形记录器。模拟示波器从此没有更大的进展，开始让位于数字示波器，英国和法国甚至退出示波器市场，技术以美国领先，中低档产品由日本生产。 模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进。数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对示波管和扫描电路没有特殊要求。加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和超前触发能力。廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累，大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器的确从前台退到后台。 但是模拟示波器的某些特点，却是数字示波器所不具备的： 操作简单——全部操作都在面板上，波形反应及时，数字示波器往往要较长处理时间。 垂直分辨率高——连续而且无限级，数字示波器分辨率一般只有8位至10位。 数据更新快——每秒捕捉几十万波形，数字示波器每秒捕捉几十个波形。 实时带宽和实时显示——连续波形与单次波形的带宽相同，数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。 简而言之，模拟示波器为工程技术人员提供眼见为实的波形，在规定的带宽内可非常放心进行测试。人类五官中眼睛视觉十分灵敏，屏幕波形瞬间反映至大脑作出判断，微细变化都可感知。因此，模拟示波器深受使用者的欢迎。
实验4：交换机与集线器工作机理分析 1. 实验目的 1) 观察交换机处理广播和单播报文的过程。 2) 比较交换机与集线器工作过程。 3) 掌握使用PacketTracer模拟网络场景的基本方法，加深对网络环境、网络设备和网络协议交互过程等方面的理解。 2. 实验环境 1) 运行Windows 2008 Server/Windows XP/Windows 7操作系统的PC一台。 2) 下载CISCO公司提供的PacketTracer版本。 3. 实验步骤 1)在PacketTracer模拟器中配置网络拓扑 在PacketTracer模拟器中配置如图所示的网络拓扑，其中通用交换机连接4台普通PC，通用集线器hub连接2台普通PC。 实验网络拓扑图 点击PC，在每台PC的配置窗口中配置合理的IP地址和子网掩码，设置IP 地址由左到右为，，，，，，子网掩码都为。无需为交换机和集线器配置IP地址(为什么)。因为交换机和集线器主要是处于数据链路层，不涉及转发IP数据包，所以不必设置IP地址。 2)观察交换机如何处理广播和单播报文
(1) 在实时与模拟模式之间切换4次，完成生成树协议。所有链路指示灯应变为绿色。最后停留在模拟模式中。 (2) 使用Inspect(检查)工具(放大镜)打开PC 0 和PC 1 的ARP 表以及交换机的MAC 表。本练习不关注交换机的ARP 表。将选择箭头移到交换机上，查看交换机端口及其接口MAC 地址的摘要。注意，这不是交换机获取的地址表。将窗口排列在拓扑上方。 (3) 添加简单PDU 以从PC 0发送ping到PC 1也可以在PC 0的DeskTop窗口中打开模拟命令行“Command Prompt”，运行PING命令)。 使用Add Simple PDU(添加简单PDU)(闭合的信封)从PC 0 发送一个ping 到PC 1。点击PC 0(源)，然后点击PC 1(目的)。Event List(事件列表)中将会显示两个事件：一个ICMP 回应请求和一个ARP 请求，用以获取PC 1 的MAC 地
数字示波器及其简单原理图 数字示波器可以分为数字存储示波器（DSOs）、数字荧光示波器（DPOs）、混合信号示波器（MSOs）和采样示波器。 数字式存储示波器与传统的模拟示波器相比，其利用数字电路和微处理器来增强对信号的处理能力、显示能力以及模拟示波器没有的存储能力。数字示波器的基本工作原理如上图所示当信号通过垂直输入衰减和放大器后，到达模-数转换器（ADC）。ADC 将模拟输入信号的电平转换成数字量，并将其放到存贮器中。存储该值得速度由触发电路和石英晶振时基信号来决定。数字处理器可以在固定的时间间隔内进行离散信号的幅值采样。接下来，数字示波器的微处理器将存储的信号读出并同时对其进行数字信号处理，并将处理过的信号送到数-模转换器（DAC），然后DAC的输出信号去驱动垂直偏转放大器。DAC也需要一个数字信号存储的时钟，并用此驱动水平偏转放大器。与模拟示波器类似的，在垂直放大器和水平放大器两个信号的共同驱动下，完成待测波形的测量结果显示。数字存储示波器显示的是上一次触发后采集的存储在示波器内存中的波形，这种示波器不能实时显示波形信息。其他几种数字示波器的特点，请参考相关书籍。
Agilent DSO-X 2002A 型数字示波器面板介绍
该示波器有两个输入通道CH1和CH2，可同时观测两路输入波形。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。 荧光屏（液晶屏幕）是显示部分。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。 操作面板上的各个按钮按下后，相应参数设置会显示在荧光屏上。 开机后，荧光屏显示如下： 测试信号时，首先要将示波器的地（示波器探笔的黑夹子）与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择，将示波器探头接触被测点（信号端）。按下Auto Scale，示波器会自动将扫描到的信号显示在荧光屏上。 输入耦合方式：模拟示波器输入耦合方式有三种选择：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)；部分数字示波器则没有ＧＮＤ耦合这种方式，其通过在屏幕上直接标注零电平线的位置的方法来实现ＧＮＤ耦合（用来确定零电平线）的功能。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
HUB,也就是集线器。它的作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同。但是两者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享带宽。这样在机器很多或数据量很大时，两者将会有比较明显的。而路由器与以上两者有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。 总的来说，路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面： （1）工作层次不同 最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。 （2）数据转发所依据的对象不同 交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。 （3）传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域 由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。 （4）路由器提供了防火墙的服务 路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。 交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于W AN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但速度相对也慢，价格昂贵，第三层交换机既有交换机线速转发报文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以广泛应用。
数字示波器与模拟示波器的区别 示波器是观察波形的窗口，它让设计人员或维修人员详细看见电子波形，达到眼见为实的效果。人眼是最灵敏的视觉器官，可作出比较和判断。因此，示波器亦誉为波形多用表。 数字示波器，是具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理、连接电脑等独特优点，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。下面就为大家介绍数字示波器与模拟示波器的区别： 数字示波器，凭借数字技术和软件大大扩展了工作能力，早期产品的取样率低、存在较大死区时间、屏幕刷新率低等不足得到较大改善，以前难以观察的调制信号、通讯眼图、视频信号等复合信号以及各种测量参数，如今越来越容易观察。 数字示波器可以对数据进行运算和分析，特别适合于捕获复杂动态信号中产生的全部细节
和异常现象，因而在科学研究、工业生产中得到了广泛的应用。为了让数字示波器工作在合格的状态，对示波器定期、快速、全面的检定，保证其量值溯源。 另外，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。 模拟示波器的某些特点，是数字示波器所不具备的： （1）操作简单——全部操作都在面板上，波形反应及时，数字示波器往往要较长处理时间。 （2）垂直分辨率高——连续而且无限级，数字示波器分辨率一般只有8位至10位。 （3）数据更新快——每秒捕捉几十万波形，数字示波器每秒捕捉几十个波形。 （4）实时带宽和实时显示——连续波形与单次波形的带宽相同，数字示波器的带宽与取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。 总结： 模拟示波器可以把波形看得更清楚更细节，但是存储能力不行，数据量太大，扩展性不够，比如它与计算机很难连接，就不能借助计算机的能力了。数字示波器由于采样的原因，把有些毛刺过滤掉了，但它偏重数字化，对逻辑电路的测量很好，很容易存储，在电脑上分析数据，现在普遍是使用数字示波器。
一、实验名称：交换机与集线器工作机理分析 二、实验目的：（1）观察交换机处理广播和单播报文的过程；（2）比较交换机与集线器的工作过程；（3）掌握使用PacketTracer模拟网络场景的基本方法，加深对网络环境、网络设备和网络协议交互过程等的理解。 三、实验内容和要求：（1）在PacketTracer模拟器中配置网络拓扑；（2）观察交换机如何处理广播和单播报文；（3）观察交换机和集线器的工作过程。 四、实验环境：windows7下的PacketTracer环境 五、操作方法与实验步骤： （一）交换机是如何处理单播的 用一个集线器hub将PC4、PC5连接起来再与PC1、PC2、PC3、PC4连接到同一个交换机上 用PC0为例，配置PC机的ip地址，5台PC机的ip地址地址分别为192.168.1.10、192.168.1.11、192.168.1.12、192.168.1.13、192.168.1.14、192.168.1.15，网关都为192.168.1.1,掩网子码为255.255.255.0 从PC0发送ping到PC1 在平操作没有完成时PC0、PC1的ARP表和交换机的mac表都为空 这是还未完成ping操作时Event list的内容 点击ICMP的info图标，可知源ip地址是PC0的ip地址，目的地址是PC1的ip地址 点击ARP的info图标可以看到它的源ip地址是PC0的ip地址，并且它想努力获得PC1的ip地址PC1的mac地址和ip地址 然后开始Capture/Foward 操作，一直点击Capture/Foward，知道ping完成可以发现如下图所示PC0、PC1的ARP表和交换机的mac表不再为空，交换机的mac表获得了PC0和PC1两者的mac地址。一开始PC0的ARP表是没有PC1的内容的所有它要发出一个ARP请求以完成ping操作，交换机从ARP请求中获得PC0的mac地址以及其连接的端口，从ARP回复中获得PC1的mac地址以及其连接的端口。交换机获得了这些信息之后就完成了ping操作。从以上操作我们不难发现ping这个操作从交换机的角度来看是单播过程。 （二）交换机如何处理未知广播 进入交换机的CLI选项中，对交换机的mac表进行清空，操作语句如下所示 完成了上面语句可以看到交换机的mac表已经清楚了 因为mac表被清空，所以交换机像处理广播一样，将数据包向除接收端口以外的所有端口泛洪出去， （三）、进行PC4到PC0ping操作 进行从PC4发出到PC0的ping操作，完成整个ping操作Event List的内容是这样的 完成整个ping操作后PC4和PC0的ARP表入下所示 在完成PC4到PC0的平操作时我发现凡是hub接受到的数据包hub它都没有像我想象的那样转发给我想要的特定的目标。 例如：这是PC4想要通过hub发送数据包给交换机的情况，可见它不仅把数据包转发给了交互机它也把
选购示波器的十大因素-泰克示波器性能参数您每天都依赖示波器，面对各种不同型号的示波器，应怎样适当的选择它来满足您的要求呢？正确地选择示波器成了一个具有挑战性的问题。 在示波器选择过程开始前，您可能会考虑价格范围。但示波器的价格取决于许多因素，包括带宽、取样率、信息数量和内存深度。如果单纯根据价格购买示波器，您可能并不能得到所需的性能。相反，应该考虑产品的价值。您需要多少带宽？ 我们已经处于数字示波器时代，与仅考虑模拟放大器的带宽相比，应更多地考虑示波器带宽，为了保证示波器为应用提供足够的带宽，您必需考虑示波器将要考察的信号带宽。 带宽是示波器最重要的特点，因为它决定着显示的信号范围，它在很大程度上还决定着用户需要支付的价格。在制定带宽决策时，您必需把当前有限的预算与实验室中示波器使用期间预计的需求平衡起来。 在当前的数字技术中，系统时钟通常是示波器可能显示的频率最高的信号。示波器的带宽至少应该比这一频率高三倍，以合理地显示这个信号的形状。 系统中决定示波器带宽要求的另一个信号特点是信号的上升时间。由于您可能看到的不只是纯正弦波，因此在超出信号基础频率的频率上，信号将包含谐波。例如，如果您考察的是方形波，那么信号包含的频率至少要比信号的基础频率高10倍。如果在考察方形波等信号时不能保证相应的示波器带宽，您将在示波器显示屏上看到圆形的边沿。这进而会影响测量精度。 这里有简单的公式，可帮助您根据信号特点确定相应的示波器带宽。 1. 信号带宽=0.5/信号上升时间 2. 示波器带宽=2×信号带宽 3. 示波器实时取样率=4×示波器带宽 示波器要有足够的带宽，以便捕捉和显示目前和将来应用中最快速的信号。通用的经验是：示波器带宽至少是被测最快信号频率的三倍。 您需要多少条信道？ 乍一看，信道数量似乎是一个简单的问题。毕竟，不是所有示波器都配有两条信道或四条信道吗？没别的了！数字内容遍布当前设计中的任何地方，不管数字内容在设计中的比重高低，传统的2信道或4信道示波器都并不能一直提供触发和查看所有感兴趣的信号所需的信道数量。如果您遇到这种情况，您就会了解构建外部硬件或编写专用软件隔离感兴趣的活动时涉及的问题。 对当前是益发展的数字领域，一种全新的示波器已经增强了示波器在数字应用和嵌入式调试应用中的应用。混合信号示波器（通常称为MSO）除典型示波器的2条或4条示波器信道外，还紧密地插入另外16条逻辑定时信道。其结果，实现了一个全功能示波器，提供了最多20条时间相关的触发、采集和查看信道。 我们将以常见的8bit数据总线应用为例，介绍怎样使用混合信号示波器进行日常调试。为隔离数据的写入周期，您必需对8位信号的组合触发系统进行测量。4信道示波器本身不足以满足这一基本测量要求。 如图2所示，8条逻辑定时信道用来设置在8位数据线同时为上升沿时触发系统。通过对数据线的测量可以方便地查找信号传输中存在的问题，减少产品的开发周期。 你所要求的取样速率是多少？ 如前所述，在评估示波器时，取样速率是一个非常重要的考虑指标。为什么呢？ 大多数示波器采用插入形式，在两条或多条信道耦合模数转换器时，其仅在四信道示波器中的一条或两条信道上提供最大的取样速率，从而可以提高取样速率。许多制造商在示波器的主要技术指标中仅强调这种最大化的取样速率，而不会告诉用户该取样速率仅适用于一条信道！如果您希望购买一个4信道示波器，那么事实上您希望不仅仅在一条信道上使用和获得全部带宽。 回忆一下第1个考虑因素中给出的公式，示波器的取样速率至少应该是示波器带宽的四倍。在示波器使用某种数字重建形式时，最好使用4倍乘数应该足够了。 让我们考察一下使用500MHZ示波器的实例，该示波器采用sin(x)/x插补技术。对这一示波器，为在每条信道上
模拟示波器的基本工作 原理 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
模拟示波器的基本工作原理 1．回顾中学的沙漏实验——随时间变化的信号如何在平面展示 利用心电图机的结构，已经可以记录电压信号，但是，示波器在大量的应用中，并不需要通过消耗纸张来记录波形，而仅仅是观察波形。因此，可以重复使用的荧光屏，被应用到示波器的 设计中。 2．在示波器上描绘一条曲线——电子枪和荧光屏 当在Y 偏转板上加入被测信号，而在X 偏转板上不加电压，可以在示波管的荧光屏上看到光点随着被测电压的变化而发生位置变化——电压越大，光点位置越靠上方。 当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上不加电压，可以看到光点从荧光屏左边出现，匀速移动到右边，然后又迅速在左边重复出现。 当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上加入一个正弦波，则可以看到，光点在匀速左移的同时，其Y 方向位置出现了正弦变化的规律，也就是说，光点的移动轨迹是一个正弦波。 3．怎样将周期性电压信号稳定地显示于荧光屏？ 图1.1.3 沙漏摆动留下的正弦
○1～○6时 刻，具有相 同的特征： 都是以上升的方式经过0V电压。示波器内部，用微分电路可以区分被测信号上升或者下降，用比较器配合外部的电压设置，可以判断被测信号是否经过这个比较电压（比如图中的0V）。这样，再经过一套逻辑电路，可以在被测信号具有相同初相角的时刻，控制X轴偏转板，发出一个锯齿波。这种利用被测信号的周期性，在相同初相角时刻，触发X轴锯齿波扫描信号，使得波形被重叠、稳定地显示于示波器荧光屏的技术，称为同步触发扫描。图中，锯齿波在○1～○6时刻满足触发条件，但仅在○1、○3、○5时刻被触发，是因为在○2、○4、○6时刻，此前的锯齿波尚未扫描结束。 因此，在 示波器外部 面板上，有 控制被测信号在电压多大时触发锯齿波产生的电平旋钮，英文标识为Level，这个电压称为触发电平。有控制被测信号是上升或者下降经过Level电压的选择开关，英文标识为Slope Y轴偏转 X轴偏 Y轴偏转 X 轴偏 Y轴偏转 X 轴偏
为什么模拟示波器没被数字示波器取代？ 为什么有的模拟示波器比数字示波器贵？ 模拟示波器和数字示波器哪个好？如何选购示波器？ 要解决这些问题，我们需要对模拟示波器和数字示波器的优缺点做个对比。 模拟示波器(ASO)的优点： 模拟示波器可以看到的电子波形，在规定的带宽内可非常放心进行测试。人类五官中眼睛视觉十分灵敏，屏幕波形瞬间微细变化都可感知。 1）模拟示波器最大的优点在于分辨率高，DSO的垂直分辨率一般只有8位，而ASO可以看成无穷大。DSO 的水平分辨率取决于采样速率，而模拟示波器也是无穷大。因此模拟示波器在扫描周期内不会丢失带宽范围内的任何信号，而数字示波器可能会遗漏细节。模拟示波器对信号的测量是连续进行的，屏幕上的显示是当时正在发生的情况，因此，模拟示波器比较适合测量调频、调幅、视频、噪声等信号，比较适合电子产品检测、调整和维修等应用，以及基础实验仪器教育使用。 2）相应速度快。模拟示波器的显示可以说是实时的，而DSO需要经过采样处理，响应速度自然就慢了。 3) DSO有采样噪声，不但观察起来不爽，还会影响信号的波形。ASO则没有这个问题。 4) 模拟示波器亮度高。DSO一般用液晶显示器，亮度不高。而ASO的CRT显示器亮度要高得多，不但能适应不同的光线环境，看起来也更舒服。 5)模拟示波器电路简单，维修方便。特别是目前市场上的ASO一般都有原理图，更加有利于修理。而DSO 很少提供图纸。 66)模拟示波器有灰度等级特性，可以丰富观察内容，而DSO没有灰度等级特性。 模拟示波器(ASO)的缺点: 1)测量低频（低于100Hz）时闪动厉害，低于30Hz时只能看到移动的光点，要根据光点移动的轨迹来推测信号的波形。也不利于单次信号的测量，因为单次信号一闪而过，不能保持在屏幕上。 2)在释抑时段（逆程或者回扫时段）不能显示波形，如果是非周期性信号，这段时间内的信号将丢失，尽管有些示波器有延时线，可以显示触发前的信号，但是延时线的延时时间有限。 数字示波器（DSO）的优点： 1)体积小、重量轻，便于携带。现在的DSO基本都是液晶显示器，优点可以类比液晶彩电和CRT彩电。 2)可以长期贮存波形。并可以对存储的波形进行放大等多种操作和分析。 3)特别适合测量单次和低频信号。测量低频时没有ASO的闪烁现象。 4)更多的触发方式，除了ASO不具备的预触发，还有逻辑触发、脉冲宽度触发等。 5)可以通过GPIB、RS232、USB接口同计算机、打印机、绘图仪连接，可以打印、存档、分析文件。
模拟示波器的基本工作原理 1．回顾中学的沙漏实验——随时间变化的信号如何在平面展示 利用心电图机的结构，已经可以记录电压信号，但是，示波器在大量的应用中，并不需要通过消耗纸张来记录波形，而仅仅是观察波形。因此，可以重复使 用的荧光屏，被应用到示波器的设计中。 2．在示波器上描绘一条曲线——电子枪 和 荧光屏 当在Y 偏转板上加入被测信号，而在X 偏转板上不加电压，可以在示波管的荧光屏上看到光点随着被 测电压的变化而发生位置变化——电压越大，光点位 置越靠上方。 当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上不加电压，可以看到光点从荧光屏左边出现，匀速移动到右边，然后又迅速在左边重复出现。 当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上加入一个正弦波，则可以看到，光点在匀速左移的同时，其Y 方向位置出现了正弦变化的规律，也就是说，光点的移动轨迹是一个正弦波。 3 ．怎样将周期性电压信号稳定地显示于荧光屏？ ○ 1～○6时刻，具有相同的特征：都是以上升的方式经过0V 电压。示波器内部，用微分电路可以区分被测信号上升或者下降，用比较器配合外部的电压设置，可以判断被测信号是否经过这个比较电压（比如图中的0V ）。这样，再经过一套逻辑电路，可以在被测信号具有相同初相角的时刻，控制X 轴偏转板，发 出一个锯齿 波。这种利用被测信号的周期性，在相 同 初相角时刻，触发X 轴锯齿波扫描信号，使得波形被重叠、稳定地显示于示波器荧光屏的技术，称为同步触发扫描。图中， 锯齿波在○ 1～○6时刻满足触发条件，但仅在○1、○3、○5时刻被触发，是因为在○2、○4、○6时刻，此前的锯齿波尚未扫描结束。 因此，在 示波器外部面板上，有控制被测信号在电压多大时触发锯 齿波产生的电 平旋钮，英文标识为Level ，这个电压称为触发电平。有控制被测信号是上升或者下降经过Level 电压的选择开关，英文标识为Slope 图1.1.3 沙漏摆动留下的正弦波 图1.1.4 示波管的结构示意图 Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波 Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
路由器，交换机，集线器工作原理，区别和联系 工作原理 一、集线器 1.什么是集线器 在认识集线器之前，必须先了解一下中继器。在我们接触到的网络中，最简单的就是两台电脑通过两块网卡构成“双机互连”，两块网卡之间一般是由非屏蔽双绞线来充当信号线的。由于双绞线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信号质量的前提下，双绞线的最大传输距离为100米。当两台电脑之间的距离超过100米时，为了实现双机互连，人们便在这两台电脑之间安装一个“中继器”，它的作用就是将已经衰减得不完整的信号经过整理，重新产生出完整的信号再继续传送。 中继器就是普通集线器的前身，集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器一般有4、8、16、24、32等数量的RJ45接口，通过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成“中继”功能。由于它在网络中处于一种“中心”位置，因此集线器也叫做“Hub”。 2.集线器的工作原理 集线器的工作原理很简单，以图2为例，图中是一个具备8个端口的集线器，共连接了8台电脑。集线器处于网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，8台电脑之间可以互连互通。具体通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发送给计算机8，当计算机1的网卡将信息通过双绞线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送给计算机8，它会将信息进行“广播”--将信息同时发送给8 个端口，当8个端口上的计算机接收到这条广播信息时，会对信息进行检查，如果发现该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。由于该信息是计算机1 发给计算机8的，因此最终计算机8会接收该信息，而其它7台电脑看完信息后，会因为信息不是自己的而不接收该信息。 3.集线器的特点 1）共享带宽 集线器的带宽是指它通信时能够达到的最大速度。目前市面上用于中小型局域网的集线器主要有10Mbps、100Mbps和10/100Mbps自适应三种。 10Mb带宽的集线器的传输速度最大为10Mbps，即使与它连接的计算机使用的是100Mbps网卡，在传输数据时速度仍然只有10Mbps。10/100Mbps自适应集线器能够根据与端口相连的网卡速度自动调整带宽，当与10Mbps的网卡相连时，其带宽为10Mb；与100Mbps的网卡相连时，其带宽为100Mb，因此这种集线器也叫做“双速集线器”。 集线器是一种“共享”设备，集线器本身不能识别目的地址，当同一局域网内的A主机给B主机传输数据时，数据包在以集线器为架构的网络上是以广播方式传输的，由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。 由于集线器在一个时钟周期中只能传输一组信息，如果一台集线器连接的机器数目较多，并且多台机器经常需要同时通信时，将导致集线器的工作效率很差，如发生信息堵塞、碰撞等。
大连理工大学 大 学 物 理 实 验 报 告 院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705 姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号 实验时间 2008 年 11 月 18 日，第13周，星期 二 第 5-6 节 实验名称 示波器的原理与使用 教师评语 实验目的与要求： （1） 了解示波器的工作原理 （2） 学习使用示波器观察各种信号波形 （3） 用示波器测量信号的电压、频率和相位差 主要仪器设备： YB4320G 双踪示波器， EE1641B 型函数信号发生器 实验原理和内容： 1. 示波器基本结构 示波器主要由示波管、放大和衰减系统、触发扫描系统和电源四部分组成， 其中示波管是核心部分。 示波管的基本结构如下图所示， 主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成， 由外部玻璃外壳密封在真空环境中。 成 绩 教师签字
电子枪的作用是释放并加速电子束。 其中第一阳极称为聚焦阳极， 第二阳极称为加速阳极。 通 过调节两者的共同作用， 可以使电子束打到荧光屏上产生明亮清晰的圆点。 偏转系统由X 、Y 两对偏转板组成， 通过在板上加电压来使电子束偏转， 从而对应地改变屏上亮点的位置。 荧光屏上涂有荧光粉， 电子打上去时能够发光形成光斑。 不同荧光粉的发光颜色与余辉时间都不同。 放大和衰减系统用于对不同大小的输入信号进行适当的缩放， 使其幅度适合于观测。 扫描系统的作用是产生锯齿波扫描电压(如左上图所示)， 使电子束在其作用下匀速地在荧光屏周期性地自左向右运动， 这一过程称为扫描。 扫描开始的时间由触发系统控制。 2. 示波器的显示波形的原理 如果只在竖直偏转板加上交变电压而X 偏转板上五点也是， 电子束在竖直方向上来回运动而形成一条亮线， 如左图所示： 如果在Y 偏转板和X 偏转板上同时分别加载正弦电压和锯齿波电压， 电子受水平竖直两个方向的合理作用下， 进行正弦震荡和水平扫描的合成运动， 在两电压周期相等时， 荧光屏上能够显示出完整周期的正弦电压波形， 显像原理如右图所示： 3. 扫描同步 为了完整地显示外界输入信号的周期波形， 需要调节扫描周期使其与外界信号周期相同或成合适的关系。 当某些因素改变致使周期发生变化时，使用扫描同步功能， 能够使扫描起点自动跟踪外界信号变化， 从而稳定地显示波形。 步骤与操作方法： 1. 示波器测量信号的电压和频率 对于一个稳定显示的正弦电压波形， 电压和频率可以由以下方法读出 h a U p p ?=-， 1)(-?=l b f
模拟示波器的基本工作 原理 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
模拟示波器的基本工作原理 1．回顾中学的沙漏实验——随时间变化的信号如何在平面展示 利用心电图机的结构，已经可以记录电压信号，但是，示波器在大量的应用中，并不需要 通过消耗纸张来记录波形，而仅仅是观察波形。因此，可以重复使用的荧光屏，被应用到 示波器的设计中。 2．在示波器上描绘一条曲线——电子枪和荧光屏 当在Y 偏转板上加入被测信号，而在X 偏转板上不加电压，可以在示波管的荧光屏上看到光点随着被测电压的变化而发生位置变化——电压越大，光点位置越靠上方。 当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上不加电压，可以看到光点从荧光屏左边出现，匀速移动到右边，然后又迅速在左边重复出现。 当在X 偏转板上加入一个锯齿波，而在Y 偏转板上加入一个正弦波，则可以看到，光点在匀速左移的同时，其Y 方向位置出现了正弦变化的规律，也就是说，光点的移动轨迹是一个正弦波。 3 ．怎样将周期性电压信号稳定地显示于荧光屏 ○ 1～○6时刻，具有相同的特征：都是以上升的方式经过0V 电压。示波器内部，用微分电路可 以区分被 测信号上升或者下 降，用比较器配合外部的电压设置，可以判断被测信号是否经过这个比较电压（比如图 图 沙漏摆动留下的正弦波 图 示波管的结构示意图 Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波
中的0V ）。这样，再经过一套逻辑电路，可以在被测信号具有相同初相角的时刻，控制X 轴偏转板，发出一个锯齿波。这种利用被测信号的周期性，在相同初相角时刻，触发X 轴锯齿波扫描信号，使得波形被重叠、稳定地显示于示波器荧光屏的技术，称为同 步触发扫描。图中，锯齿波在○ 1～○6时刻满足触发条件，但仅在○1、○3、○5时刻被触发，是因为在○ 2、○4、○6时刻，此前的锯齿波尚未扫描结束。 因此，在示波器 外部面板上，有控 制被测信号在电压多大时触发锯齿波产生的电平旋钮，英文标识为Level ，这个电压称为触发电平。有控制被测信号是上升或者下降经过Level 电压的选择开关， 英文标识为Slope 4．怎样实现双踪波形显示 一般来 Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波 Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波 Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波 Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波 Y 轴偏转板 被测信号 X 轴偏转板 锯齿波 Slope