电子示波器工作原理与使用(实验用)

电子示波器工作原理与使用(试验电子示波器工作原理与使用(试验用)电子示波器的原理和使用成，因此示波器是电子工作者的重要工具。一.试验目的了解示波器的原理。二.试验仪器三.试验原理3-23-1示波器的原理框图〕是一种能将随时间变化的电压信号直观的显示在荧光屏上的仪器。示波器由示波管、Y轴系统、X轴系统3-23-13-23-1示波器的原理框图(１)示波器的聚焦和偏转原理3-23-2图示波器中用于显示波形的真空玻璃管叫阴极射线管，简称示波管。如图3-23-2所示。示波管的正面是一个涂有荧光物质的园形屏，当管中的高速运动电子打上去时，就会发出荧光。一般的示波器都是热阴极：阴极由灯丝通电后加热后，阴极上的电子由于热运动而脱离出阴极，称为热激发。由于示波器中的其次阳极电压比阴极高上千伏特。因此，电子被加速后轰击到荧光屏上，使该处的荧光物质发光。辉度设电子由阴极热激发时的速度为V0

,电子到达其次阴极的速度为V,阴极和阳极之间的电压为U2

,则有：1 1202mV 2mV20

eU2式中m是电子的质量，且V

<<V0

,所以电子到达其次阳极(也是到V为：2

2eUV 22 m为了掌握电子束轰击荧光屏上的强度，也就是掌握单位时间轰击荧光屏的电子数目，在阳极前面加一个零到几十伏特的调制极，其外形是一个开有小孔的金属罩，由于调制极电位比阴极要低，而且调制极的电位越低，穿过金属罩小孔的电子越少，亮度越弱。调整度”旋钮的作用。电聚焦在两个其次阳极A2

〔例如其次阳极1200V255V，电子束。电子透镜聚焦条件由其次阳极A图3-23-4图3-23-4

上的电位U2

和第一阳极A1上的电位U1

之比打算，调整聚焦U和关心聚焦U1

就是调整两电位之比，这就是示波器的电聚焦原理。3、电偏转由阴极热激发的电子经其次阴要经过由水平偏转极板和垂直偏上的亮点偏离荧光屏中心越远，这就是电偏转原理。示波器的扫描原理假设只在竖偏转板〔Y〕上加一正弦波电压，则电子束将随电压的变化只在竖直方向上往复运动，由荧光屏上看到的是一条竖直3-23-3的亮点沿水平方向拉开。这种扫描电压的特点应是：电压随时间成线性关系增加到最大值，然后突然回到最小，此后再重复变化。这种扫描电压随时间变化的关系3-23-4假设只在水平转板〔X〕加上这样的锯齿波电压，则电子束随电压的变化只在水平方向上往复运动，由荧光屏上看到的是一条水平亮线。如图3-23-4所示为只在水平转板上加一锯齿波电压的情形。假设在竖直偏转板上〔Y〕加正弦波电压，同时在水平偏转板上〔X轴〕加锯齿波电压，电子束同时受竖直和水平两个方向电场力的作用，电子的运动是两相互垂直运动的合成。当锯齿波电压比正弦电压变化周期相等时，在荧光屏上能显示完整周期的正弦波电压的波形图，如图3-23-5所示为示波器显示正弦波形的原理图。１.连续扫描不稳定图形。这种状况可以用图XTX

Y偏转板上的正弦波电压周期TY

稍小。比T/TX

=7/8，在第一扫描周期Y(第一个锯齿波)内，屏上显示正弦信号0-4点之间的曲线段；在〔其次个锯齿波〕内，显示4-8点之间的曲线段；在第第三个锯齿波〕内，显8-11YY压。这样，在屏上显示的波形不重迭，好象波形在向右移动。假设TTX

差异稍大一些，一个一个的波形由于荧光屏的余辉和人眼的视觉暂留，看到的是多个波形在屏上的迭加结果。其缘由是扫描电压的周期TX

与被测信号的周期TY

不相等或不成整数倍关系，以致于每次扫描的起点在Y轴上不一样。Y轴上应有一样的起点。在连续扫描中，锯齿波的周期称为扫描周期，扫描周期TYX轴上被测信号周期TY

之间应满足T nT〔n〕X YT，XnT

=nTX

单一稳定的波形。称之为同步扫描。X式。2.触发扫描方式为了获得稳定波形(单一波形)，每次扫描在Y轴上应有一样的起点。在示波器的扫描方式中，另一种称为触发扫描方式：在触发扫描轴所加的锯齿波U和YX轴待测电压UY

之间的关系如图所示。在触发扫描中。锯齿一屏，一个锯齿波完毕后，等候待测信号UY

一样的斜率和电平点再次触发产生下一个锯齿波。由于每屏波形起点对应待测信号UY〔每屏有一样的起点X-Y假设示波器的X轴和Y轴输入是频率一样或成整数比的两个正弦电压，则屏上将呈现特别外形的光点的轨迹，这种轨迹称为李萨如3-23-8所示为fX

：f=2：1的李萨如图形。频率比不同Y时，将形成不同的李萨如图形。图3-23-8所示的是频率比成简洁整f：f=nX Y

:：nX

nX水平线与轨迹相切的切点数,nY

为竖直线与轨迹相切的切点数。利用李萨如图形号的频率。示波器的测量原理示之外，其测量内容可归结而电压和间的测量最终都归结为屏上波形长度的测量。电压的测量示波器屏上光点Y轴偏转距离DY

正比于输入电压U

，比例系数YK称为电压偏转因数，有D=KUY Y YY

,YKY

的单位为：V/DIV。时间的测量在触发扫描方式的示波器中，每个锯齿波的长度是确定的〔在连续扫描方式中锯齿波的长度不确定X可以测量屏上波形两点之间的时间间隔。在扫描方式时，示波器屏上光点X轴偏转距离DX

正比于时间t，比例系数KS

称为时基因数，有DKX

t，时基因数KS

的单位为：S/DIV。在触发扫描方式的示波器中，一般在出厂时Y轴的电压偏转因数和X轴扫描的时基因数都已标定了。四.试验内容调整亮度和聚焦。Y把待测信号接到Y轴，选择Y