二踪示波器的使用讲诉.ppt

难点：二踪示波器的结构和工作原理,重点：示波器面板控件的作用和使用方法,一、实验目的,（1）了解示波器的基本构造和工作原理。（2）掌握二踪示波器各旋钮的作用和使用方法。（3）学会用二踪示波器观察各种电压信号波形，并会测量正弦电压信号的峰-峰值和周期。,扫描和同步系统、衰减和放大系统、示波管、电源供给系统等。,示波器的主要组成示意图,荧光屏,1、示波器主要组成,2、示波管结构,灯丝通电后，阴极将受热产生大量的电子,栅极又称控制栅极，它的电位高低限制了电子射线束的强度，所以也控制了射到荧光屏上的电子能量，决定了荧光屏上光点的亮度。与栅极相连的调节栅极电位的电位器就是仪器面板上的辉度旋钮。,第一阳极又称聚焦阳极，其上加有几百伏的电压，形成一个聚焦电场，当电子束通过此电场时，会被聚焦成很细的一束，在荧光屏上得到一个又小又亮的光点。调节第一阳极电压的电位器就是调节仪器面板上的聚焦旋钮。,第二阳极又称加速极，其上加有1000伏以上的电压，聚焦后的电子束经过这个高压电极的加速，会获得足够的能量，以很高的速度通过偏转系统射到荧光屏上。,X、Y轴偏转板是两对互相垂直放置的金属板。示波器工作时，这两对偏转板上分别加有直流电压，以控制电子束的偏转，适当调节两者的电压值，可以把光点或波形移到荧光屏的中间或上下左右位置。调节这两者电压值的电位器就是仪器面板上的Y轴移位和X轴移位旋钮。,在示波器的荧光屏内壁涂有一层发光物质，荧光屏上受到高速电子冲击的地点就显现出荧光。荧光屏的作用是将偏转后的电子束显示出来，以便观察。,操作练习1按下电源开关和VERTICALMODE中的CH1按键，其他按键皆处于弹出状态.熟悉聚焦旋钮，灰度旋钮，Y1移位旋钮以及X移位旋钮的作用。,操作1,灰度,聚焦,探级校准信号,电源开关,电源开关指示灯,CH1移位调节,X移位调节,1）X轴偏转板和Y轴偏转板上不加电压，荧光屏上会看到什么现象？,电子束经过偏转系统不发生偏转，荧光屏上有一光点。,荧光屏上显示一条水平亮线。,（自己证明）光点的位移与极板电压成正比，因此光点的位移随时间的变化与电压随时间的变化是一致的，即光点在水平方向做重复的匀速运动。,2)只在X水平偏转板上加一锯齿波电压，荧光屏上会看到什么现象？,由于光点的位移与极板电压成正比，此时光点的位移随时间的变化也满足弦函数。即光点在Y方向做简谐振动。,3）只在竖直偏转板上加正弦电压，荧光屏上会看到什么现象？,荧光屏上显示一条竖直亮线,4）在X水平偏转板加锯齿电压，同时在Y竖直偏转板上加正弦电压，荧光屏上会看到什么现象？,如果TX=TY,荧光屏上会看到一个完整的正弦波形,扫描:在X偏转板加上随时间线性变化的锯齿波电压（即扫描信号），把Y轴输入的电压信号波形沿水平方向显示出来，这个过程称为“扫描”。,4、如何在示波器上得到稳定的波形？,例如：,第一个Tx周期,第二个Tx周期,1)若扫描信号的周期Tx等于Y轴输入信号周期Ty的整数倍，即,例如：,第一个Tx,第二个Tx,第三个Tx,第四个Tx,2)若扫描信号的周期Tx不等于Y轴输入信号周期Ty的整数倍,触发整步,为了在荧光屏上得到稳定的信号波形，示波器一般是通过触发系统用被测信号来控制扫描电压的产生时刻，称为触发扫描。触发扫描时只有被测信号达到某一个定值时，扫描电路才开始工作，产生一个锯齿波，将被测信号显示出来。由于每次被测信号触发扫描电路工作的情况都是一样的，所以显示的波形也相同。这样，在荧光屏上可看到稳定的波形了。,通过触发扫描来实现扫描同步的过程称为“整步”或“同步”。,示波器工作原理框图,示波器工作原理框图,（1）内触发：触发信号来自被测信号的放大器。（2）外触发：触发信号来自外触发输入。,触发方式选择开关,1)“INT”为内触发，触发信号来自CH1或CH2，“EXT”为外触发.,外触发输入端,2）置于“+”时，测量正脉冲前沿及负脉冲后沿.,3）置于“-”时，测量负脉冲前沿及正脉冲后沿,内触发方式选择开关,触发方式选择开关,外触发输入端,水平工作方式选择开关,扫描处于内触发状态时，水平工作方式选择开关置于“AUTO”和“TIME”状态。,二踪示波器，就是可以同时显示两个输入信号的波形，它的工作原理是：在Y轴偏转板的电压提供电路中，有两路相同的电压供给电路。这两路电路分别设有信号输入（CH1、CH2）、放大和衰减、触发分离系统，而在合二为一时加上Y轴逻辑电路和垂直方式选择开关。,在作为单踪示波器使用时，可用CH1、CH2中任意一个输入要观察的信号。,CH2单独显示,CH1单独显示,在需要同时观察两个不同信号或观察信号的叠加时，可将这两个不同信号分别从CH1、CH2输入，利用示波器上的功能选择开关显示不同的状态。,当功能选择置“交替”（ALT)，则CH1、CH2的信号电压交替作用在Y偏转板上，X偏转板上仍然加扫描电压，电子束在垂直方向交替地受到两个电压的单独作用，因交替频率很高，再借助示波管的余辉，荧光屏上就可以上、下同时显示CH1、CH2信号的波形了。,当功能选择置“断续”(CHOP)，则CH1、CH2信号电压仍然交替作用在Y偏转板上，X偏转板加扫描电压，荧光屏上的光点是用打点的方式同时显示，这种功能适合于信号频率较低时使用。,当功能选择置“相加”（ADD），则CH1、CH2两信号电压同时作用在Y偏转板上，X偏转板仍加扫描电压，电子束在垂直方向同时受到两个电压的共同作用，荧光屏上显示的波形是原来两波形逐点相加的结果.,(1)测量电压峰峰值,波形幅度调节旋钮可连续改变波形幅度，测量电压峰峰值时，必须将其顺时针旋到底。此时，电压峰峰值等于偏转因数开关的示数乘以竖直方向峰-峰所占格数Dy。,偏转因数开关（CH1),偏转因数开关（CH2),波形幅度调节,=1v/div*4.0div=4.0v,(2)测量周期,扫描速率微调,扫描时间因数开关,扫描速率微调旋钮可连续改变扫描速度，测量信号周期时，必须将其顺时针旋到底，此时，扫描周期等于扫描时间因数开关的示数乘以一个周期波形在水平方向的大格数。,=0.5ms/div*1.8div=0.90ms,操作练习2自公共函数信号发生器输入示波器CH1通道一正弦信号，熟悉扫描时间因数开关、扫描速率微调旋钮、偏转因数开关、波形幅度调节旋钮的作用，观察波形的变化。操作练习3自函数信号发生器同时输入示波器CH2通道一正弦信号,观察VERTICALMODE中各按键的作用。,(3)利用李萨茹图形测信号频率,在X、Y偏转板上分别输入频率为fx和fy的正弦电压信号，当fx与fy成简单的整数比时，电子束在荧光屏上描绘出的合成振动的轨迹为一稳定的闭合曲线。即李萨如图形。,（Nx，Ny分别是图形与X、Y轴方向切线的切点个数）,李萨如图形提供了一种比较两个正弦信号频率和测定某一未知信号频率的简单方法。,当VERTICALMODE功能选择置“X-Y”，配合水平方式选择置于“X-Y”。机内逻辑电路和选择开关把CH1信号加在X偏转板，把CH2信号加在Y偏转板。电子束受到1、2两个相互垂直的信号电压的作用，荧光屏上显示的是1、2两信号的函数关系图形。,操作练习4,VERTICALMODE中选择X-Y功能，水平工作方式MODE中选择X-Y功能，让输入信号的频率呈整数比，观察波形的变化。,灰度,聚焦,探级校准信号,电源开关,电源开关指示灯,CH1移位调节,X移位调节,三、实验仪器,扫描时间因数开关,偏转因数开关（CH1),面板的主要控制件,电源开关,频率显示,幅度显示,波形选择,频率范围选择,频率微调,幅度衰减,幅度微调,函数信号输出,2)函数信号发生器(EE1641B1型),CH2通道的输入选择开关,CH1通道的输入选择开关，可使输入端为接地、交流耦合或直流耦合,仪器的测量接地处,1)XJ4328型二踪示波器,四、思考题,1、如果打开示波器电源后，看不到扫描线也看不到光点，可能有那些原因？2、测电压信号峰-峰值时，为什么一定要将波形幅度旋钮右旋校准；测输入信号周期时，为什么一定要将扫描速率微调