示波器的原理及使用26346实用教案

1、 示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转,显示随时间变化(波形）的电压信号的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路(或元件)的动态过程，而且还可以定量测量各种电学量，如电压、周期、波形的宽度及上升、下降时间等。用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差或相位差，显示两个相关函数的图像。示波器还可以用作其他显示设备，如晶体管特性曲线、雷达信号等。配上各种传感器，还可用于各种非电量测量，如压力、声光信号、生物体的物理量(心电、脑电、血压)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，示波器本身也发展成为多种类型，如慢扫描示波器、各种频率范围的示波器

2、、取样(qyng)示波器、记忆示波器等，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。第1页/共36页第一页，共36页。1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉 示波器面板控制件的作用(zuyng)和使用方法 2、掌握用示波器观察波形、测量(cling)电压和频率的方法 3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的 频率；能用示波器观察“拍”现象 4、测量相位差第2页/共36页第二页，共36页。 通用(tngyng)双通道示波器（GOS620 20MHz）同轴电缆(tn zhu din ln) 函数信号发生器 (XJ1630型)第3页/共36

3、页第三页，共36页。第4页/共36页第四页，共36页。示波器的基本( jbn)组成第5页/共36页第五页，共36页。A1：第一(dy)阳极G：控制(kngzh)栅极K：阴极F：灯丝G：对应亮度旋钮A2：第二阳极K G A1 A2共同完成聚焦X：水平偏转板Y：竖直偏转板荧光屏第6页/共36页第六页，共36页。 竖直(sh zh)放大器、水平放大器扫描发生器、触发电路作用：在偏转板上加足够的电压，使电子束获得明显偏移； 对较弱的被测信号进行放大扫描发生器作用：产生一个与时间成正比的电压作为扫 描信号触发电路作用：形成触发信号。示波器工作在自动（AUTO)方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波

4、器处于AC/DC触发方式工作时，扫描发生器必须有触发信号的激励才能产生扫描信号。一般对应：内触发方式时，触发信号由被测信号产生，满足同步要求外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生第7页/共36页第七页，共36页。沙 斗 实 验 第8页/共36页第八页，共36页。只在竖直偏转板上加正弦电压的情形只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形示波器显示正弦波原理图第9页/共36页第九页，共36页。X轴方向(fngxing)偏转第10页/共36页第十页，共36页。Y轴方向(fngxing)偏转第11页/共36页第十一页，共36页。第12页/共36页第十二页，共36页。扫描时由于锯齿波周期性复原(f yun)

5、，要求光点所画的轨迹和第一周期的完全重合，再由视觉残留，观察到一个稳定的波形 。紊乱(wnlun)的波形 Tx=nTy , fy=nfx 。第13页/共36页第十三页，共36页。亮度(lingd)：轨迹亮度(lingd)调节电源开关电源(dinyun)指示灯聚焦：轨迹清晰度调节荧光屏校准信号第14页/共36页第十四页，共36页。CH1或CH2：被测信号输入端口注意双通道被测信号(xnho)耦合方式AC：交流输入DC：直流输入(shr)GND：输入(shr)零信号垂直位移水平位移被测信号输入第15页/共36页第十五页，共36页。ALT：两个通道(tngdo)交替显示CH1或CH2：1或2单独显示

6、CHOP：两个(lin )通道断续显示ADD：显示两个通道信号幅度的代数和或差通道2极性转换第16页/共36页第十六页，共36页。：调节扫描速率，指示水平方向每格的扫描时间：CH1输入X轴信号：连续调节扫描速率第17页/共36页第十七页，共36页。自动(zdng)（AUTO)：扫描发生器自动(zdng)工作常态(chngti)（NORM)单次（SINGLE)被触发或准备指示灯调节被测信号在某一电平触发扫描第18页/共36页第十八页，共36页。触发极性选择(xunz)：选择(xunz)上升或下降沿触发扫描接地外触发输入CH1或CH2选择：“交替”或“断续”工作方式时，选择频率低的通道触发单踪显示

7、时，任选其一，触发信号均来自于被显示通道选择触发信号耦合方式：AC/DC TV第19页/共36页第十九页，共36页。30：CH1输出31：电源(dinyun)插座32：电源(dinyun)设置33：保险丝座第20页/共36页第二十页，共36页。4、函数信号(xnho)发生器简介本实验所用函数(hnsh)信号发生器可以输出频率在0.2Hz-2MHz的正弦波、三角波、方波信号。面板(min bn)主要控制件的作用：电源开关幅度调节占空比调节第21页/共36页第二十一页，共36页。AC常态常态触发耦合方式触发耦合方式（COUPL ING）顺时针旋足顺时针旋足微调（微调（VIRIABLE）CH1触发源

8、触发源（TRIGGER SOURCE）0.1V(X)电压衰减电压衰减（VOLTS/DIV）0.5ms扫描速率（扫描速率（SEC/DIV）CH1垂直方式（垂直方式（MODE）触发极性（触发极性（SLOPE）居中居中位移（三只）位移（三只）（POSITION）自动自动扫描方式扫描方式（SWEEP MODE）居中居中聚焦（聚焦（FOCUS ）DC输入耦合输入耦合居中居中亮度（亮度（INTENSITV）作用位置作用位置控制件名称控制件名称作用位置作用位置控制件名称控制件名称4、测量(cling)前示波器面板控件的位置注意(zh y)：测量时对控件进行适当的调节第22页/共36页第二十二页，共36页。：

9、调节扫描速率，指示：调节垂直偏转灵敏度,指示调节被测信号在某一电平触发描。 旧示波器：顺时针到底，波形中心电平附近 新示波器：中央位置，大约在中间值显示两个相关量的函数图形。 CH1输入x轴信号，同时设置为状态。第23页/共36页第二十三页，共36页。1、观察(gunch)波形2、测量正弦信号(xnho)电压与周期 3、测绘李萨如图像 4、观察“拍”现象 5、测量相位差、测量相位差第24页/共36页第二十四页，共36页。（1）信号发生器输出(shch)接CH1。（2）调节信号发生器的输出(shch)频率和电压及波形。（3）调节示波器CH1通道偏转因数、扫描速率、电平等，使显示波形稳定。第25页

10、/共36页第二十五页，共36页。测量(cling)原理 YUpp 偏转因数V/div XT时基因数T/div10div峰峰U8divT电压(diny)：Upp=24=8V假设：“ V/div ” 档位置于2V/div “ TIME/div ”的档位在0.5ms/div 周期 T=60.5=3mS频率 f=1/T=333HZ 第26页/共36页第二十六页，共36页。4格1.6格T=1.6t/divUPP=4v/div第27页/共36页第二十七页，共36页。 将不同信号源信号分别输入CH1和CH2通道，扫描速率旋钮(xun ni)置X-Y（逆时针到底）状态，调节信号幅度或改变通道偏转因数，使图形不

11、超出荧光屏视场，调节CH1和CH2频率比观察李萨如图 。 两个相互垂直的谐振动合成时，若其频率fx与fy 成简单的整数比，合成的轨迹是封闭的稳定几何图形，称为李萨如图。 第28页/共36页第二十八页，共36页。第29页/共36页第二十九页，共36页。测量原理yxyxfnnf045901351801xyff12xyff13xyff23xyff李萨育测波形(b xn)法第30页/共36页第三十页，共36页。23yxxyfNfN34yxxyfNfN第31页/共36页第三十一页，共36页。 两个同方向的谐振动合成时，若其频率f1与f2 的差值远小于f1、f2，合成振动的振幅随时间缓慢的呈周期性变化，这

12、种现象(xinxing)称为“拍” “拍”频： 321fff 垂直方式选ADD，通道2极性选NORM，扫描速率调到合适值，调可调标准信号源信号频率，使屏上出现稳定的“拍”波形，观察(gunch) “拍”现象。第32页/共36页第三十二页，共36页。u方法一：将一个(y )(y )待测信号输入示波器的CH1CH1轴，另一个(y )(y )待测信号输入示波器的CH2CH2轴， 则两个待测信号间相位差就转化为CH1CH1与CH2CH2间相位差 CH1CH2MNLLMNTt22w方法(fngf)二：将一个待测信号输入示波器X偏转板，另一个待测信号输入示波器的YCH2轴，则两个待测信号间相位差就转化为X轴与YCH2轴间相位差AB/sinBA第33页/共36页第三十三页，共36页。RC电路(dinl)第34页/共36页第三十四页，共36页。1、如果打开示波器电源后，看不到扫描线也看不到光