示波器(1)(2).ppt

1、示 波 器(1)、(2),示波器简介,电子示波器是用来直接显示、观察和测量电压波形及其参数的电子仪器，一切可以转化为电压的电学量（如电流、电阻等）和非电学量（如温度、压力、磁场、光强等），它们的动态过程均可用示波器来观察和测量。 现代示波器的频率响应可以从直流至109 Hz；可以观察连续信号，也能捕捉到单个的快速脉冲信号并将它储存起来，定格在屏幕上供仔细分析研究；它还能在屏幕上测量电压、时间、频率等各种参数。示波器是一种用途极广的现代通用测量仪器。,一、实验目的,1、了解示波器的结构和工作原理。 2、熟悉SS-7802示波器的功能和使用方法，正确使用SS-7802示波器。 3、学习使用示波器观

2、察电信号的波形，测量电压、频率。 4、学习使用示波器测量RC电路的相位差。 5、学习使用示波器利用李萨如图形测频率。,二、实验原理,电子示波器主要由四部分组成：阴极射线示波管，扫描、触发系统，放大系统，电源系统。电子示波器的基本结构如图所示。,1、阴极射线示波管 示波管是用于显示被测信号波形的器件，主要由三个部分组成：电子枪、偏转板、荧光屏。示波管的结构如图所示。,2、电压放大系统 一般示波管的偏转板灵敏度不高，偏转1cm需要几十伏电压，而被测信号的电压一般较低，只有几伏、几毫伏，甚至更低。因此，为了使电子束能在荧光屏上获得明显的偏移，必须对被测信号进行电压放大，垂直（Y轴）和水平（X轴）放大

3、器就起这个作用。,3、扫描 将一个电压随时间变化的信号加在垂直偏转板上，在荧光屏上只能观察到光点在垂直方向的运动，而看不到电压随时间变化的波形。如果在水平偏转板上加上一个电压与时间成正比的信号，使电子束在垂直方向运动,的同时沿水平方向匀速移动，将垂直方向的运动在水平方向“展开”，就可以在荧光屏上显示出电压随时间变化的波形。,4、同步 在垂直偏板上加周期为TY的被观察信号uY(t)，同时在水平偏板上加周期为Ts的线性锯齿波扫描电压uX(t)，后者使Y方向振动沿X方向扫开，呈现二维平面图形。 如果扫描信号不是垂直方向信号的整数倍，则每次扫描的波形将不完全重合，因而荧光屏上看到的是不稳定的波形。 为

4、了观察到稳定的波形，必须调整示波器的扫描信号频率，使其周期是垂直方向信号的整数倍，即Ts = nTY，n = 1,2,3,.。此时，每次锯齿波的扫描起点准确地落在被观测信号的同相位点，因此周而复始地扫出完全相同的波形并稳定地显示，扫描信号与被观测信号达到了同步，称为扫描同步。,三、实验仪器,1、实验使用的仪器如下：,SS-7802示波器,交直流信号源,函数信号发生器,电容箱,电阻箱,交流毫伏表,2、SS-7802示波器的面板结构与功能介绍 SS-7802示波器是一种读出型示波器，不但具有普通示波器的各种测量功能，而且还增加了数字测量与显示等功能，把示波测量时的工作状态、工作参数乃至被测量的读出

5、值，用各种字符显示在屏,幕上，让使用者随时了解工作状况和测量结果，从而使示波测量变得简便易行，同时提高了测量精度。 示波器的面板结构如图所示，各键、钮的功能及操作方法见表1。,表1、SS-7802示波器面板键钮功能及操作方法,四、实验内容与操作方法,实验内容之一：基本操作 要求：参照SS-7802示波器面板功能介绍，熟悉SS-7802示波器的旋钮和按键功能，学习示波器的基本操作方法。 步骤：（1）开机前将“辉度”、“读出”、“聚焦”、“水平位移”、“垂直位移”、“触发电平”旋钮置中间位置。 （2）开启电源，将扫描方式置为“自动”，水平显示置为“A”，30秒后在屏幕中间位置显示扫迹，调节“辉度”

6、使扫迹辉度适中，调节“读出”使字符辉度适中，通过反复调节“聚焦”、“辉度”、“读出” （左图）来调整扫迹、字符的清晰度（右图）。,（3）熟悉屏幕显示，正确读出屏幕上显示的工作状态、工作参数以及示波测量时被测量的读出值，图为屏幕显示主要内容的说明及实例。,实验内容之二：观察信号波形 要求：观察交直流信号源的S1、S2、S3、S4输出信号波形，记录“偏转因数”、“厘米扫描时间”参数。 步骤：（1）按图示方式将示波器取样探极依此与交直流信号源的S1、S2、S3、S4输出端相连，将信号输入示波器的CH1通道。,（2）按下“CH1”选择显示通道，根据所连接信号正确选择“直耦/交耦”，旋转“偏转因数”、“

7、厘米扫描时间”使波形幅度、宽度适中（波形幅度约占屏幕的一半，宽度约为23个周期），旋转“触发电平”使触发同步，使屏幕上得到图形稳定、大小及位置适中的波形。,（3）记录观察S1信号时所选的示波器“偏转因数”、“厘米扫描时间”参数。在坐标纸上描绘出屏幕显示的波形。 数据记录： 观察交直流信号源信号波形时示波器旋钮、按键参数与功能记录表,实验内容之三：用示波器测量电压、频率参数 要求：用示波器测量交流信号S1的电压、频率，测量直流信号S4的电压。 步骤：（1）将示波器取样探极与交直流信号源S1输出端相连，将信号输入示波器CH1通道。选“直耦/交耦”为交耦。旋转“偏转因数”、“厘米扫描时间”、“触发电

8、平”使波形幅度、宽度适中，波形稳定。,（2）测电压：按“V-t-OFF”，设置V；按“TCK/C2”，分别设置待移动光标1或2；旋转“FUNCTION”，将光标V1移至低电位点、将光标V2移至高电位点，读出其差值V1 = V2-V1，得到电压峰-峰值。根据电压峰-峰值，计算交流信号的电压有效值U1。,（3）测频率：按“V-t -OFF”，设置t；按“TCK/C2”，分别设置待移动光标1或2；旋转 “FUNCTION”，将光标H1移至左测量点、将光标H2移至右测量点，读出时间间隔t = t2-t1，根据屏幕上的t倒数得到频率，即f =1/t。,（4）用交流毫伏表测量交流正弦波S1的电压有效值U2

9、。按照图示方式将交直流信号源的S1输出端与交流毫伏表相连；将电压量程旋钮右旋至最大量程档；按交流毫伏表电源开关，开交直流信号源电源开关；将交流毫伏表电压量程旋钮逐步左旋至指针超过刻度的1/2，根据量程和对应的读数刻度，正确读出电压有效值U2。,（5）测量直流信号S4的电压。将示波器取样探极与交直流信号源的S4输出端相连；选择“直耦/交耦”为直耦；按“GND”使屏幕扫迹显示地电位，将光标V1移至低电位点；关闭“GND”使屏幕扫迹显示正电位，将光标V2移至高电位点；读出差值V1 = V2-V1，得到直流电压值。,数据记录： 交流正弦波电压、周期与直流信号电压测量数据记录表,其中：有效值U1 由Up

10、-p计算得到， U2 由交流毫伏表测出。,实验内容之四：测量两同频率正弦波信号的相位差 要求：采用双综示波器技术测量图左所示RC电路中信号源的电压U与电阻上的电压UR之间的相位差（图右），并与由下式获得的计算值相比较。,步骤：（1）按照左图，将E（信号发生器）、C（电容箱）、R（电阻箱）连接，U和UR分别连接到示波器CH1和CH2通道。 （2）按实验给定条件调节E、C、R的频率、电容、电阻参数。（函数信号发生器的使用方法：开电源，从数字键输入频率值，按“触发”键即可）。 （3）调节“偏转因数”、“厘米扫描时间”使波形幅度、宽度适中，旋转“触发电平”使触发同步，根据测时间间隔的实验方法测量两信号

11、的时间差t，如右图所示，由下式计算两信号的相位差：,数据记录： 两同频率正弦波信号相位差测量的数据记录表 其中：R的精度为0.1%，C的精度为0.5%,实验内容之五：用李萨如图形测频率 要求：将两个相互垂直、频率成简单整数比的简谐信号合成，形成李萨如图形；根据李萨如图形及已知信号频率测定未知信号频率。,步骤：（1）按照图示接线，将已知频率的正弦波信号fy(50Hz)送入CH2通道，被测正弦波信号fx（信号发生器）送入CH1通道，当两信号的频率为整数倍时，屏幕上出现稳定的李萨如图形。,（2）按照图示方法确定图形分别与水平切线、垂直切线的切点数目Nx、Ny，根据下式可以获得被测正弦波信号的频率,数据记录： 用李萨如图形测量正弦信号频率数据记录表,五、实验注意事项,1、使用示波器时要避免电子束长时间轰击荧光屏上的固定点。 2、波形不稳定、漂移：调节“触发调节”使信号达到同步。 3、信号小、信号失真：示波器输入线接触不好或示波器输入探头置于10:1的信号衰减状态，信号源输出线断路或接地不好。 4、测量两个同频率正弦信号的位相差时，屏幕上两个正弦信号无位相差：示波器输入线连接位置错误，或者电阻箱旋钮置于空档（不用的旋钮应置于0档）。 5、如果两个信号的频率比不是整数比时，图形不稳定。当接近整数比时，可以观察到