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物理实验报告-示波器的使用--第1页

（一）实验名称：示波器的使用

我们常用的同步示波器是利用示波管内电子束在电场中的偏转,

显示随时间变化的电信号的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路

(或元件)中传输的周期信号，而且还可以定量测量各种稳态的电学

量，如电压、周期、波形的宽度及上升、下降时间等。自1931年美

国研制出第一台示波器至今已有70年，它在各个研究领域都取得了

广泛的应用，根据不同信号的应用，示波器发展成为多种类型，如慢

扫描示波器、取样示波器、记忆示波器等，它们的显像原理是不同的。

已成为科学研究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个

研究领域和行业最常用的仪器。

（二）实验目的

1、了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方

法；

2、掌握用示波器观察各种电信号波形、测量电压和频率的方法；

3、掌握观察利萨如图形的方法，并能用利萨如图形测量未知正弦信

号的频率。

（三）实验仪器

示波器、信号发生器、公共信号源

（四）实验原理

1、示波器的基本结构

示波器的结构如图1所示，由示波管(又称阴极射线管)、放大系

统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。

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图1示波器的结构图

为了适应多种量程，对于不同大小的信号，经衰减器分压后，得

到大小相同的信号，经过放大器后产生大约20V左右电压送至示波管

的偏转板。

示波管是示波器的基本构件，它由电子枪、偏转板和荧光屏三部

分组成，被封装在高真空的玻璃管内，结构如图2所示。电子枪是示

波管的核心部分，由阴极、栅极和阳极组成。

图2示波管的结构

(1)阴极――阴极射线源：由灯丝(F)和阴极(K)构成，阴极表面

涂有脱出功较低的钡、锶氧化物。灯丝通电后，阴极被加热，大量的

电子从阴极表面逸出，在真空中自由运动从而实现电子发射。

(2)栅极――辉度控制：由第一栅极G1(又称控制极)和第二栅极

G2(又称加速极)构成。栅极是由一个顶部有小孔的金属圆筒，它的电

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极低于阴极，具有反推电子作用，只有少量的电子能通过栅极。调节

栅极电压可控制通过栅极的电子束强弱，从而实现辉度调节。在G1

的控制下，只有少量电子通过栅极，G2与A2相连，所加相位比A1

高，G2的正电位对阴极发射的电子奔向荧光屏起加速作用。

(3)第一阳极――聚焦：第一阳极(A1)程圆柱形(或圆形)，有好

几个间壁，第一阳极上加有几百伏的电压，形成一个聚焦的电场。当

电子束通过此聚焦电场时，在电场力的作用下，电子汇合于一点，结

果在荧光屏上得到一个又小又亮的光电，调节加在A1上的电压可达

到聚焦的目的。

(4)第二阳极――电子的加速：第二阳极(A2)上加有1000V以上

的电压。聚焦后的电子经过这个高电压场的加速获得足够的能量，使

其成为一束高速的电子流。这些能量很大的电子打在荧光屏上可引起

荧光物质发光。能量越大就越亮，但不能太大，否则将因发光强度过

大导致烧坏荧光屏。一般来说，A2上的电压在1500V左右即可。

(5)偏转板：由两对相互垂直的金属板构成，在两对金属板上分

别加以直流电压以控制电子束的位置。适当调节这个电压可以把光点

或波形移到荧光屏的中间部位