汽车空调系统的组成与原理

1、实验八示波器的原理及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。由于电子惯性小，荷质比小， 因此示波器具有较宽的频率响应， 用以观察变化极快的电压瞬变进程，因而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）其随时间的瞬变过程，都可以用示波器进行观察和测量分析。一、实验目的了解通用示波器的结构和工作原理。掌握各个旋钮的作用和使用方法。3学会用示波器观察波形、测量电压、频率和观察李萨如图形。二、仪器与用具通用示波器，函数信号发生器等三、实

2、验原理图 8-1示波器基本结构示意图一、示波器的结构示波器的种类很多，但结构原理基本相同，它主要由示波管、 控制电路和电源电路组成示波管：它是示波器的核心部件，由一个抽成高度真空的玻璃壳，内部有电子枪及荧光屏 (S) 等组成，图8-1 为其基本结构示意图(1)阳极电子枪：用以产生定向高速电子流由灯丝 A2 组成(H) 、阴极、栅极、第一阳极(A 1) 、第二灯丝通过电流， 加热阴极， 并在阴极表面逸出大量电子 电子受到第一阳极电场力的作用，穿过栅极的中心小孔，形成电子束，栅极电位对阴极电位为负值因此，调节栅极对阴极电压大小， 就可控制阴极发射电子束的强度， 直到使电子发射截止， 所以栅极又叫控

3、制极，仪器面板上的辉度调节旋钮， 就是调节栅压的。 同时栅压和第一阳极电压产生的电位空间分布，使电子在栅极附近形成一个最小截面，即聚焦点，并在第一阳极作用下电子被加速，并又发散，调节聚焦电位器，使电子束再次会聚，并在第二阳极作用下，电子继续被加速，其速度可达10 米/ 秒数量级，达到并轰击荧光屏，形成个亮斑。改变阳极的加速电压可以调节电子束的聚焦程度, 即荧光屏上光亮的大小, 称为“聚焦调节” 。（ 2）偏转系统在示波管内， 对称于轴线设置了两对相互垂直的偏转板：一对为垂直偏转板(YY) ，或称Y 轴；另一对为水平偏转板(XX) ，或称 X 轴如果在偏转板上加电压，通过偏转板中心轴线的电子束，

4、 将发生偏转， 在荧光屏平面上光点将发生位移位移的距离与加在偏转板上的电压成正比， 如果只在水平偏转板上加电压，电子束线将发生水平方向的偏转，光点将发生水平位移，如果只在垂直偏转上加电压，电子束线将发生垂直方向的偏转，光点发生垂直位移，若偏转板上不加电压( 或等电位 ) ，电子束线将不发生偏转，光点居荧光屏中央，若被测信号图 8-2示波器方框图加在垂直偏转板上， 同时在水平偏转板加一锯齿波变化的扫描电压， 荧光屏上将会不失真的地显示出被测信号的波形荧光屏荧光屏在示波管大头端内壁， 涂有一层荧光物质， 形成荧光屏， 它受到电子轰击而产生发光亮点，光点颜色视荧光物不同而异。在操作时要注意不要使光点

5、长时间停留在一处。控制电路组成及其作用示波器内部电路主要有扫描电路，同步、水平、垂直轴放大器，电源电路，其电路主要方框图如图 8-2 所示(1)X 轴输入放大、衰减电路， Y 轴放大、衰减电路，其作用是将输入的小信号放大，大信号衰减，以便在荧光屏上观测扫描与整步 ( 同步 ) 电路 扫描电路是一个锯齿波发生器，它产生一个周期性的线性变化电压， 即锯齿波电压，用以扫描 Y 轴输入信号，显示出 Y 轴输入信号的真实波形， 整步 ( 同步 ) 控制电路， 是为了观察到稳定的波形， 要求每次扫描起点的相位， 应等于前次扫描终点的相位，或者说，要求扫描电压的周期Tx 为被测电压周期Ty 的 n 倍 (n

6、=1 、 2、 3,) (3)电源电路包括低压电源电路和高压电源电路，低压电源供给示波器各工作电路电压，高压电源电路供给示波管各极电压(4)标准信号电路是指水平时基扫描系统电路在通过水平放大器放大并校准后的扫描电压作为时基信号馈加于示波管的 X 偏转板，使加于垂直偏转板间的被测信号按时基变化的波形图象，在屏上显示出来，便于进行观察二、示波原理( 扫描原理 )示波器能真实地显示 Y 轴输入信号随时间变化规律的波形，是因为机内有锯齿波发生器，即扫描电压作用于 X 轴偏转板 扫描分线性扫描电压，即锯齿波扫描电压，和非线性扫描电压，当 Y 轴加入正弦信号后，与 X 轴偏转板电压( 线性 ) 合成不失真

7、的Y 轴正弦波形可以用运动参数方程说明之。如果X、 Y 分别输入的信号分别是YAsintXKt其中， A, K 是常数， XKt（8.1 ）是锯齿波的一部分，消去（8.1 ）式的 t ，有YAsinX（8.2 ）K这样，用示波器可以直接观察到Y 轴输入的函数图象，这是线性扫描。如果 X、 Y 分别输入的信号分别是YAsint（8.3 ）X B sin( t)2则有Y 2X 21（8.4 ）A2B2这时出现的是圆和椭圆图形（频率低时可以看到光斑的运动轨迹是圆和椭圆图形）。这是李萨如图形。这可以认为是非线性扫描。当f y nf x （ n 整数，半整数）时，可以出现美丽多姿李萨如图形， 大家可以在

8、阅读示波器的使用说明书及教师的指导下调试，并总结规律。波形 ( 图形 ) 稳定的条件为了便于观测，荧光屏上波形必须稳定，那么线性扫描电压必须对被测信号反复扫描，使其不断地显示在荧光屏，为此，必须满足：(1)f y nf x ；(8.5)被测信号每次被扫描的起始位相恒定为满足稳定条件，必须从输入信号中取出同步信号，来强制扫描发生器的工作频率三、示波器的使用示波器的种类较多， 性能差异也较大如所用示波器型号不同，但要求内容相同，操作也基本类似，现将V-252 ， 20MHZ双踪通用示波器的使用作一介绍。1 把示波器“辉度” 、“聚焦”、“水平位置” 、“垂直位置”等旋钮置于适中位置。2 按下电源按

9、钮，打开电源，预热1 分钟。3 把触发方式打到“自动”，触发源打到“内” ，内触发打到“组合” ，工作方式打到“ Y1 ”， AC-GND-DC打到“ DC或 AC”4 把示波器的信号输入电缆和函数信号发生器的信号输出电缆对接，即可观察波形。（ Y1 输入接到输出A， Y2 输入接到输出B）5 若波形左右滚动，则调“电平”旋钮使波形稳定。6 把“水平微调”及“垂直微调”旋钮按顺时针方向旋到最右端（校准的位置），此时可听到“喀”的声音。7 调节“ TIME/DIV ”旋钮及“水平位置”旋钮，在荧光屏上出现23 个完整的波形8 调节“ VOLTS/DIV”旋钮及“垂直位置”旋钮，使波形在荧光屏上的

10、上、下位置适中。9 重调“辉度” “聚焦”旋钮，使扫描线亮度适中，并且最细。分别按下函数信号发生器的波形选择按钮，观察正弦波、方波、锯齿波、三角波的波形，调节函数信号发生器的“频率调节”和“幅度调节”按钮，观察波形变化情况。四、实验内容观察波形调节函数信号发生器， 使频率为几十 Hz、几百 Hz 和几千 Hz，并分别观察正弦波、 方波、锯齿波、三角波的波形在观察波形时，应有目的地调节示波器使荧光屏出现一个、二个、三个稳定完整的波形2测量交流电压把示波器的垂直偏转因数旋钮 （ VOLTS/DIV）外端的微调旋钮旋至最右端（校准的位置，此时可听到 “喀” 的声音）。则信号电压的幅度=垂直偏转因数

11、信号在垂直方向所占的格数。测量上述 2.0 伏电压的正弦波形并读出Vp-p 值换算成有效值3测量频率调节示波器 “扫描速率 (t/div)”，测量信号发生器的上述输入信号的周期，并计算出频率值，与信号发生器( 或频率计 ) 指示值比较信号周期 T=扫描速率（ TIME/DIV ）一个周期的波形在水平方向所占有的格数。信号频率 f=1/T4 观察李萨如图形（ 1）把扫描速率旋钮置于X-Y 方式。（ 2）把示波器的两根信号输入电缆分别与函数信号发生器的信号输出电缆对接，此时 Y1通道输入的是水平方向的扫描电压，Y2 通道输入的是垂直方向的扫描电压，两通道中同时输入正弦信号，则可观察到李萨如图形。验证f y / f xnx / ny 。其中nx 是水平线与李萨如图形相切的切点个数，ny 是竖直线与李萨如图形相切的切点个数。并填好下表。李萨如图形表：f y : f x1:11:21:32:12:3李萨如图形nxn yf yf x五、思考与问答简述示波器的构造及各部分