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示波器的使用

示波器是一种显示各种电压波形的仪器。它利用被测信号产生的电场对示波管中电子运动的影响

来反映被测信号电压的瞬变过程。由于电子束的惯性小，荷质比大，因此示波管具有较宽的频率响应，

用以观察变化极快的电压瞬变过程，因此它具有较广的应用范围。一切能转换为电压信号的电学量（如

电流、电功率、阻抗等）和非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率等），随时间

的瞬变过程都可以用示波器进行观察和测量分析。本实验通过用示波器观察各种电信号的波形，测量

直流电压；交流信号的电压、周期、频率和位项等参数。了解示波器的基本结构及工作原理，较熟练

地掌握示波器的调节和使用。

一.实验目的

1．了解示波器的基本结构和工作原理；

2．学会用示波器观测交流电的电压波形及李萨如图形等。

二.实验设备

1、示波器的构造与功能

示波器的构造如图5—1所示。它由示波管、扫描与触发扫描、电压放大器和电源组成。

图1示波器方框图

图5—1示波器方框图

（1）示波管

示波管是示波器的核心部分，它是一个长颈的大型真空玻璃管，其内部由电子枪、偏转板和荧光

屏三部分构成，见图5—2所示。

(a)电子枪：包括电子发射和聚焦系统。钨丝加热电极（灯丝）通6.3V交流电，用来加热阴极。由

于阴极表面涂一层氧化物（如氧化钡等），受热后使阴极表面逸出大量电子，游离在空间。当第一阳极

加几百伏电压时，使得原来分散的电子形成一个会聚的电子束。因此第一阳极称聚焦电极。调节电位器

R可使屏上会聚成一个清晰的光点。第二加速阳极上加高压1000伏以上，使电子束加速。计算表明，当

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加速电压为1000伏时，电子速度可达5.910×米/秒

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图5—2示波管的基本结构

控制栅极是一个围着阴极的圆柱，圆柱前面突的一边盖上一块膜片，片中央有一个圆孔。栅极加负

电位，所以调节栅极电压的电位器R就可以控制栅极的电子数从

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而改变荧光屏上的“辉度”。

(b)偏转板：X一X及与Y一Y是互相垂直放置的两对偏转板。

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两对板上分别加直流电压，以控制电子束的位置。面板上“X轴

位移”和“Y轴位移”旋钮是用来调节偏转电压的，适当调节这

两个旋钮，就可以把光点（或波形）移到荧光屏的中央。

(c)荧光屏：屏的内表面涂有硅酸锌、钨酸钙等磷光

物质。在高能电子的轰击下发光，多为照像时用。磷光图5—3正弦波形的合成

的强度取决于电子的能量和数量，但在电子停止轰击时，磷光不马上消失，称为“余辉”，利用它可在

荧光屏上观测电子束的连续轨迹。

(2)扫描与触发扫描

如果在垂直偏转板上加上交流电压，即U=Usin2πft①

ym

在这个电压作用下，光点将沿Y轴作简谐振动，由于“余辉”，荧光屏上呈一直线。显然它并不能形象

地反映出U的变化规律。为此在水平偏转板上必须加上“扫描电压”，即

y

U=Kt②

x

式中K为常数，Ux是一个随时间正比增大的电压，产生扫描电压的装置叫锯齿波发生器。其波形如图5

一3所示。U从t=t开始随时间t成正比增加，当达到某个电压值时突然降至原电压值，接着从t时刻开始

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