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示波器的使用实验报告

示波器的使用试验报告1

在数字电路试验中，需要使用若干仪器、仪表观看试验现象和结

果。常用的电子测量仪器有万用表、规律笔、一般示波器、存储示波

器、规律分析仪等。万用表和规律笔使用方法比较简洁，而规律分析

仪和存储示波器目前在数字电路教学试验中应用还不非常普遍。示波

器是一种使用特别广泛，且使用相对简单的仪器。本章从使用的角度

介绍一下示波器的原理和使用方法。

1示波器工作原理

示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电

信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观

看数字电路试验现象、分析试验中的问题、测量试验结果必不行少的

重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、

Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。

1.1示波管

阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换

为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在

一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。

1.荧光屏

现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构

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成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜，

撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点

的辉度。铝膜还有散热等其他作用。

当电子停止轰击后，亮点不能马上消逝而要保留一段时间。亮点

辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做所经过的时间叫做余辉时间。余辉时间短

于10s为极短余辉，10s1ms为短余辉，1ms0.1s为中余辉，0.1s-1s为

长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高

频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。

由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示

波器多采纳发绿光的示波管，以爱护人的眼睛。

2.电子枪及聚焦

电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称其次栅

极)、第一阳极(A1)和其次阳极(A2)组成。它的作用是放射电子并形成

很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热放射电子。栅极是

一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，

对阴极放射的电子起掌握作用，一般只有运动初速度大的少量电子，

在阳极电压的作用下能穿过栅微小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子

仍返回阴极。假如栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。

调整电路中的W1电位器，可以转变栅极电位，掌握射向荧光屏的电

子流密度，从而达到调整亮点的辉度。第一阳极、其次阳极和前加速

极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2

相连，所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速

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作用。

电子束从阴极奔向荧光屏的过程中，经过两次聚焦过程。第一次

聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。

其次次聚焦发生在G2、A1、A2区域，调整其次阳极A2的电位，能

使电子束正好会聚于荧光屏上的一点，这是其次次聚焦。A1上的电

压叫做聚焦电压，A1又被叫做聚焦极。有时调整A1电压仍不能满意

良好聚焦，需微调其次阳极A2的电压，A2又叫做帮助聚焦极。

3.偏转系统

偏转系统掌握电子射线方向，使荧光屏上的光点随外加信号的变

化描绘出被测信号的波形。图8.1中，Y1、Y2和Xl、X2两对相互垂

直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前，X轴偏转板在后，因此

Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电

压，使两对偏转板间各自形成电场，分别掌握电子束在垂直方向和水

平方向偏转。

4.示波管的电源

为使示波管正常工作，对电源供应有肯定要求。规定其次阳极与

偏转板之间电位相近，偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必需

工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(30V~100V)，而且可调，

以实现辉度调整。第一阳极为正电位(约+100V~+600V)，也应可调，

用作聚焦调整。其次阳极与前加速极相连，对阴极为正高压(约

+1000V)，相对于地电位的可调范围为50V。由