示波器的應(yīng)用

1、示波器的原理及應(yīng)用示波器的原理及應(yīng)用 示波器是利用示波管內(nèi)電子束在電場(chǎng)或磁示波器是利用示波管內(nèi)電子束在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn), ,顯示隨時(shí)間變化顯示隨時(shí)間變化( (波形）的電壓信波形）的電壓信號(hào)的一種觀測(cè)儀器。它不僅可以定性觀察電路號(hào)的一種觀測(cè)儀器。它不僅可以定性觀察電路( (或元件或元件) )的動(dòng)態(tài)過(guò)程，而且還可以定量測(cè)量各的動(dòng)態(tài)過(guò)程，而且還可以定量測(cè)量各種電學(xué)量，如電壓、周期、波形的寬度及上升、種電學(xué)量，如電壓、周期、波形的寬度及上升、下降時(shí)間等。用雙蹤示波器還可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)信下降時(shí)間等。用雙蹤示波器還可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的時(shí)間差或相位差，顯示兩個(gè)相關(guān)函數(shù)號(hào)之間的時(shí)間差或相位差，顯示兩

2、個(gè)相關(guān)函數(shù)的圖像。的圖像。 示波器還可以用作其他顯示設(shè)備，如晶體管示波器還可以用作其他顯示設(shè)備，如晶體管特性曲線(xiàn)、雷達(dá)信號(hào)等。配上各種傳感器，還特性曲線(xiàn)、雷達(dá)信號(hào)等。配上各種傳感器，還可用于各種非電量測(cè)量，如壓力、聲光信號(hào)、可用于各種非電量測(cè)量，如壓力、聲光信號(hào)、生物體的物理量生物體的物理量(心電、腦電、血壓心電、腦電、血壓)等。等。 自自19311931年美國(guó)研制出第一臺(tái)示波器至今年美國(guó)研制出第一臺(tái)示波器至今已有已有8080年，它在各個(gè)研究領(lǐng)域都取得了廣年，它在各個(gè)研究領(lǐng)域都取得了廣泛的應(yīng)用，示波器本身也發(fā)展成為多種類(lèi)泛的應(yīng)用，示波器本身也發(fā)展成為多種類(lèi)型，如慢掃描示波器、各種頻率范圍的示型

3、，如慢掃描示波器、各種頻率范圍的示波器、取樣示波器、記憶示波器等，已成波器、取樣示波器、記憶示波器等，已成為科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、電工為科學(xué)研究、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、醫(yī)藥衛(wèi)生、電工電子和儀器儀表等各個(gè)研究領(lǐng)域和行業(yè)最電子和儀器儀表等各個(gè)研究領(lǐng)域和行業(yè)最常用的儀器。常用的儀器。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1.了解通用雙通道示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理，了解通用雙通道示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理， 熟悉示波器面板控制件的作用和使用方法。熟悉示波器面板控制件的作用和使用方法。 2.2.掌握用示波器觀察波形方法。掌握用示波器觀察波形方法。4.掌握李薩如圖形測(cè)量正弦信號(hào)的掌握李薩如圖形測(cè)量正弦信號(hào)的 頻率的方法。頻

4、率的方法。 難點(diǎn)：雙通道示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理難點(diǎn)：雙通道示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理 重點(diǎn)：示波器面板控制件的作用和使用方法、測(cè)量原理重點(diǎn)：示波器面板控制件的作用和使用方法、測(cè)量原理3.掌握測(cè)量電壓峰掌握測(cè)量電壓峰-峰值和時(shí)基法頻率的方法。峰值和時(shí)基法頻率的方法。 二、實(shí)驗(yàn)儀器二、實(shí)驗(yàn)儀器 通用雙通道示波器通用雙通道示波器同軸電纜同軸電纜 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 三、實(shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)原理 1、示波器基本結(jié)構(gòu)、示波器基本結(jié)構(gòu) 示波器基本組成框圖示波器基本組成框圖 示波器的基本組成示波器的基本組成示波器的基本組成 示波管（示波管（CRT）、電子放大系統(tǒng)、掃描觸發(fā)系統(tǒng)、電源）、電子放大系統(tǒng)、掃描觸

5、發(fā)系統(tǒng)、電源 u 示波管（示波管（CRT）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介A1：第一陽(yáng)極：第一陽(yáng)極G：控制柵極：控制柵極K：陰極：陰極F：燈絲：燈絲G：對(duì)應(yīng)亮度旋鈕：對(duì)應(yīng)亮度旋鈕A2：第二陽(yáng)極：第二陽(yáng)極K G A1 A2共同完成聚焦共同完成聚焦X：水平：水平偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)板Y：豎直偏轉(zhuǎn)板：豎直偏轉(zhuǎn)板熒光屏熒光屏電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏u 電子放大系統(tǒng)電子放大系統(tǒng) 豎直放大器、水平放大器豎直放大器、水平放大器u 掃描觸發(fā)系統(tǒng)掃描觸發(fā)系統(tǒng)掃描發(fā)生器、觸發(fā)電路掃描發(fā)生器、觸發(fā)電路作用：在偏轉(zhuǎn)板上加足夠的電壓，使電子束獲得明顯偏移；作用：在偏轉(zhuǎn)板上加足夠的電壓，使電子束獲得明顯偏移； 對(duì)較弱的被

6、測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大對(duì)較弱的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大掃描發(fā)生器作用掃描發(fā)生器作用：產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間成正比的電壓作為掃：產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間成正比的電壓作為掃 描信號(hào)描信號(hào)觸發(fā)電路作用觸發(fā)電路作用：形成觸發(fā)信號(hào)。示波器工作在自動(dòng)（：形成觸發(fā)信號(hào)。示波器工作在自動(dòng)（AUTO)方式時(shí)，掃描發(fā)生器始終有掃描信號(hào)輸出；當(dāng)示波器處于方式時(shí)，掃描發(fā)生器始終有掃描信號(hào)輸出；當(dāng)示波器處于AC/DC觸發(fā)方式工作時(shí)，掃描發(fā)生器必須有觸發(fā)信號(hào)的激勵(lì)觸發(fā)方式工作時(shí)，掃描發(fā)生器必須有觸發(fā)信號(hào)的激勵(lì)才能產(chǎn)生掃描信號(hào)。一般對(duì)應(yīng)：才能產(chǎn)生掃描信號(hào)。一般對(duì)應(yīng)：內(nèi)觸發(fā)方式時(shí)，觸發(fā)信號(hào)由被測(cè)信號(hào)產(chǎn)生，滿(mǎn)足同步要求內(nèi)觸發(fā)方式時(shí)，觸發(fā)信號(hào)由被測(cè)信號(hào)產(chǎn)生，滿(mǎn)足

7、同步要求外觸發(fā)方式時(shí)，觸發(fā)信號(hào)由外部輸入信號(hào)產(chǎn)生外觸發(fā)方式時(shí)，觸發(fā)信號(hào)由外部輸入信號(hào)產(chǎn)生u 電源（略）電源（略）u 掃描原理掃描原理只在豎直偏轉(zhuǎn)板上只在豎直偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓的情形加正弦電壓的情形只在水平偏只在水平偏轉(zhuǎn)板上加一轉(zhuǎn)板上加一鋸齒波電壓鋸齒波電壓的情形的情形示波器顯示正弦波原理圖示波器顯示正弦波原理圖X軸方向偏轉(zhuǎn)軸方向偏轉(zhuǎn)Y軸方向偏轉(zhuǎn)軸方向偏轉(zhuǎn)正弦波合成正弦波合成u 同步原理同步原理掃描時(shí)由于鋸齒波周期性復(fù)原，要求光點(diǎn)所畫(huà)的軌跡和第一掃描時(shí)由于鋸齒波周期性復(fù)原，要求光點(diǎn)所畫(huà)的軌跡和第一周期的完全重合，再由視覺(jué)殘留，才能觀察到一個(gè)穩(wěn)定的波周期的完全重合，再由視覺(jué)殘留，才能觀察到一個(gè)穩(wěn)定

8、的波形形 。即要滿(mǎn)足：如不滿(mǎn)足這條件，將出現(xiàn)下面紊亂的波形：紊亂的波形： Tx=nTy ,或或 fy=nfxu觸發(fā)同步電路觸發(fā)同步電路，即從垂直放大電路中取出部分待測(cè)信號(hào)，輸，即從垂直放大電路中取出部分待測(cè)信號(hào)，輸入到掃描發(fā)生器，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的觸發(fā)電壓時(shí)，掃描電路才產(chǎn)生入到掃描發(fā)生器，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的觸發(fā)電壓時(shí)，掃描電路才產(chǎn)生隨時(shí)間正比變化的掃描電壓，迫使鋸齒波與待測(cè)信號(hào)同步，此隨時(shí)間正比變化的掃描電壓，迫使鋸齒波與待測(cè)信號(hào)同步，此稱(chēng)為稱(chēng)為“內(nèi)同步內(nèi)同步”。操作時(shí)使用操作時(shí)使用“電平電平”（LEVELLEVEL）旋鈕）旋鈕 。153、示波器面板控制件的作用簡(jiǎn)介、示波器面板控制件的作用簡(jiǎn)介亮度：軌跡亮

9、度：軌跡亮度調(diào)節(jié)亮度調(diào)節(jié)電源開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電源指示燈電源指示燈聚焦：軌跡聚焦：軌跡清晰度調(diào)節(jié)清晰度調(diào)節(jié)熒光屏熒光屏校準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)信號(hào)CH1或或CH2：被測(cè)信號(hào)輸入端口：被測(cè)信號(hào)輸入端口注意雙通道垂直位移垂直位移水平位移水平位移被測(cè)信號(hào)輸入被測(cè)信號(hào)輸入通道工作方式選擇通道工作方式選擇CH1或或CH2：1或或2單獨(dú)顯示單獨(dú)顯示電壓衰減及掃描速率電壓衰減及掃描速率VOLTS/DIV：調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度，指示靈敏度，指示垂直方向每格垂直方向每格的偏轉(zhuǎn)電壓值的偏轉(zhuǎn)電壓值VIRIABLE：連續(xù)調(diào)：連續(xù)調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度TIME/DIV：調(diào)節(jié)掃：調(diào)節(jié)掃描速率，指示水平方描速率，指示水

10、平方向每格的掃描時(shí)間向每格的掃描時(shí)間X-Y工作方式：工作方式：CH1輸入輸入X軸信號(hào)軸信號(hào)VIRIABLE ：連續(xù)調(diào)：連續(xù)調(diào)節(jié)掃描速率節(jié)掃描速率掃描方式選擇掃描方式選擇自動(dòng)（自動(dòng)（AUTO)：掃：掃描發(fā)生器自動(dòng)工作描發(fā)生器自動(dòng)工作常態(tài)（常態(tài)（NORM)被觸發(fā)或準(zhǔn)被觸發(fā)或準(zhǔn)備指示燈備指示燈電平（電平（LEVEL）：）：調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)在某調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)在某一電平觸發(fā)掃描一電平觸發(fā)掃描觸發(fā)方式選擇觸發(fā)方式選擇選擇觸發(fā)源信號(hào)選擇觸發(fā)源信號(hào)內(nèi)：內(nèi)：CH1 CH2外：外：LINE EXT觸發(fā)極性選擇：觸發(fā)極性選擇：選擇上升或下降選擇上升或下降沿觸發(fā)掃描沿觸發(fā)掃描接地接地外觸發(fā)輸入外觸發(fā)輸入CH1或或CH2選擇

11、：選擇：“交替交替”或或“斷續(xù)斷續(xù)”工作方式時(shí)，選擇工作方式時(shí)，選擇頻率低的通道觸發(fā)頻率低的通道觸發(fā)單蹤顯示時(shí)，任選單蹤顯示時(shí)，任選其一，觸發(fā)信號(hào)均其一，觸發(fā)信號(hào)均來(lái)自于被顯示通道來(lái)自于被顯示通道選擇觸發(fā)信號(hào)選擇觸發(fā)信號(hào)耦合方式：耦合方式：AC/DC TVu 面板主要按鈕面板主要按鈕u垂直系統(tǒng)垂直系統(tǒng)u水平系統(tǒng)水平系統(tǒng)t/DIV：調(diào)節(jié)掃描速率，指示：調(diào)節(jié)掃描速率，指示 水平方向每格的掃描時(shí)間水平方向每格的掃描時(shí)間V/DIV：調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度：調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度,指示指示 垂直方向每格的偏轉(zhuǎn)電壓值垂直方向每格的偏轉(zhuǎn)電壓值u觸發(fā)電路觸發(fā)電路電平（電平（LEVEL）：）：調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)在某一電平觸發(fā)

12、掃描。調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)在某一電平觸發(fā)掃描。 uX-Y工作方式工作方式X-Y：將不同信號(hào)源信號(hào)分別輸入將不同信號(hào)源信號(hào)分別輸入CH1（X偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)板）和板）和CH2（偏轉(zhuǎn)板）通道顯示在相互垂直方（偏轉(zhuǎn)板）通道顯示在相互垂直方向上該兩個(gè)信號(hào)合成函數(shù)圖形。向上該兩個(gè)信號(hào)合成函數(shù)圖形。1、觀察波形、觀察波形（1）信號(hào)發(fā)生器輸出）信號(hào)發(fā)生器輸出接接CH1。（2）調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器）調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率和電壓及波的輸出頻率和電壓及波形。形。（3）調(diào)節(jié)示波器）調(diào)節(jié)示波器CH1通道偏轉(zhuǎn)系數(shù)、掃描速通道偏轉(zhuǎn)系數(shù)、掃描速率、電平等，使顯示波率、電平等，使顯示波形穩(wěn)定。形穩(wěn)定。要求：熟練要求：熟練偏轉(zhuǎn)系數(shù)、掃描速率、電平

13、偏轉(zhuǎn)系數(shù)、掃描速率、電平等按鈕操作等按鈕操作2、測(cè)量信號(hào)電壓峰峰值與時(shí)基法周期、測(cè)量信號(hào)電壓峰峰值與時(shí)基法周期 測(cè)量原理測(cè)量原理 YUppV/divXTT/div10div峰峰U8divT電壓：電壓：Up-p=4.02=8.0V假設(shè)：假設(shè)：“ V/div ” 檔位置于檔位置于2V/div “ t/div ”的檔位在的檔位在0.5ms/div 周期周期 T=6.00.5=3mS頻率頻率 f=1/T=333HZ 注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 測(cè)信號(hào)電壓和周期時(shí)，一定要將電壓衰減旋紐測(cè)信號(hào)電壓和周期時(shí)，一定要將電壓衰減旋紐的微調(diào)和掃描速率旋紐的微調(diào)順時(shí)針旋足（校正位置）。的微調(diào)和掃描速率旋紐的微調(diào)順時(shí)針旋足

14、（校正位置）。4.0格1.6格T=1.6t/divUP-P=4.0v/div 將不同信號(hào)源信號(hào)分別輸入將不同信號(hào)源信號(hào)分別輸入CH1和和CH2通道，掃描速率旋鈕置通道，掃描速率旋鈕置X-Y（逆（逆時(shí)針到底）狀態(tài)，調(diào)節(jié)信號(hào)幅度或改變通道偏轉(zhuǎn)因數(shù)，使圖形不超出熒光時(shí)針到底）狀態(tài)，調(diào)節(jié)信號(hào)幅度或改變通道偏轉(zhuǎn)因數(shù)，使圖形不超出熒光屏視場(chǎng)，屏視場(chǎng)，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)CH1和和CH2頻率比頻率比觀察李薩如圖觀察李薩如圖 。3、測(cè)量信號(hào)的頻率、測(cè)量信號(hào)的頻率 u 觀察李薩如圖形觀察李薩如圖形 兩個(gè)相互垂直的諧振動(dòng)合成時(shí)，若其頻率兩個(gè)相互垂直的諧振動(dòng)合成時(shí)，若其頻率fx與與fy 成簡(jiǎn)單的整數(shù)比，合成成簡(jiǎn)單的整數(shù)比，合成

15、的軌跡是封閉的穩(wěn)定幾何圖形，稱(chēng)為李薩如圖的軌跡是封閉的穩(wěn)定幾何圖形，稱(chēng)為李薩如圖。 u李薩如圖形測(cè)量信號(hào)頻率李薩如圖形測(cè)量信號(hào)頻率測(cè)量原理測(cè)量原理XYfMNfuN為水平直線(xiàn)與李薩如圖形的切點(diǎn)數(shù)為水平直線(xiàn)與李薩如圖形的切點(diǎn)數(shù)uM為垂直直線(xiàn)與李薩如圖形的切點(diǎn)數(shù)為垂直直線(xiàn)與李薩如圖形的切點(diǎn)數(shù)M=1N=223yxxyfNfN34yxxyfNfN4、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器簡(jiǎn)介、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器簡(jiǎn)介本實(shí)驗(yàn)所用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可以輸出的正弦波、三角波、本實(shí)驗(yàn)所用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器可以輸出的正弦波、三角波、方波等交流信號(hào)。方波等交流信號(hào)。面板主要控制件的作用：面板主要控制件的作用：電源開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)波形選擇波形選擇頻率范頻率范圍選擇圍選擇頻率調(diào)節(jié)頻率調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)幅度調(diào)節(jié)函數(shù)信函數(shù)信號(hào)輸出號(hào)輸出占空比占空比調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)四、思考題四、思考題 1、如果打開(kāi)示波器電源后，看不到掃描線(xiàn)也看不到光點(diǎn)，、如果打開(kāi)示波器電源后，看不到掃描線(xiàn)也看不到光點(diǎn)，可有