《示波器地使用》新讲义.pdfVIP

《示波器的调节与使用》讲义 2016 年春 【背景简介】 示波器是电子测量中最常用和重要的仪器，可测量电信号电压随时间的变化及各电信号 间的相互关系。如能直观观测信号并测量其幅度大小、周期、频率、相位等多种参数。只要 能采用传感器把非电量转换为电量，它就可以用来测量一切非电信号，如压力、振动、声、 光、热、磁等，因此，示波器在科学实验和工程技术中有着十分广泛的应用，是所有理工科 大学生必须熟练掌握其使用方法的必备工具。 【实验目的】 1、了解示波器的基本结构和工作原理 2 、全面熟悉模拟示波器面板各旋钮功能并熟练掌握其使用方法 3、Ｙ－ｔ模式观察正弦电压信号测定其周期及峰-峰值电压 4 、Ｘ－Ｙ模式观察李萨如图测定正弦信号的频率 【实验原理】 一、示波器的结构及工作原理 示波器的基本结构主要包括示波管、扫描电路、同步触发电路、X 和Y 轴放大器、电源 等部分，如图1所示。 CH2(Y)输入 Y2 放大 控 制 至垂直偏转板 电 CH1(X)输入 路 Y1 放大 示波管 至水平偏转板 X-Y 模式 高压 ～220V X 放大 电源 Y-t 模式（扫描） 低压 同步 供给各级电路 触发和扫描电路 图１ 模拟示波器基本结构框图 １、示波管 示波管是示波器的核心，如图２所示。它主要由安装在高真空管中的电子枪、 偏转系统和荧光屏三部分组成。电子枪用来发射一束强度可调且能聚焦的高速电子流，它由 灯丝、阴极、栅极１、聚焦阳极２等部分组成。偏转系统由垂直(Y)偏转板３和水平(X)偏转 1 板４组成。偏转板用来控制电子束运动，在偏转板上加适当电压，电子束通过时运动方向发 生偏转，在荧光屏上产生的光点位置随之改变。荧光屏上涂有荧光粉，受电子轰击后发光而 形成光点，光点的亮度取决于单位时间打在荧光屏上的电子数量，调节栅极１的电位可以改 变加速度从而调节波形亮度；光点的大小由电子束的粗细决定，调节聚焦阳极２（静电聚焦 非线性电场）的电位可以改变电子束聚焦的远近从而调节波形的清晰度。它们分别由示波器 面板上的灰度 （INTENsity ）和聚焦 （FOCUS）旋钮来调节实现。 图2 示波管的基本结构 ２、扫描 当偏转板加上一定的电压后，电子束将受到电场的作用而偏转，光点在荧光屏上 移动的距离与偏转板上所加的电压成正比。若在Y 偏转板上加正弦电压，X 偏转板不加电压， 荧光屏上光点只是作上下方向的谐振动，振动频率较快时，看起来是一条垂直线段。如果屏 上的光点同时沿 X 轴正方向作匀速运动，我们就能看到光点描出的时间函数是一段正弦曲 线。光点从左往右沿X 轴正向的匀速运动及反跳至起点重复移动的周期过程，称为扫描。获 得扫描的方法，是在X 轴偏转板上加一个电压与时间成正比的信号，称锯齿波电压或扫描电 压，由示波器内的扫描电路—时基发生器产生。若水平方向扫描