示波器的组成及原理课件

第二节通用示波器的组成及原理

第二节通用示波器的组成及原理1在家电维修的过程中使用示波器已十分普遍。示波器研究报告显示：通过示波器可以直观地观察被测电路的波形，包括形状、幅度、频率(周期)、相位，还可以对两个波形进行比较，从而迅速、准确地找到故障原因。正确、熟练地使用示波器，是初学维修人员的一项基本功。

导入：在家电维修的过程中使用示波器已十分普遍。示波器研究报告显示：2学习目标：

1.了解示波器的分类2.掌握示波器的结构及示波管的结构

3.会分析示波器的工作原理学习重点：示波管的结构和工作原理学习难点：示波器的工作原理学习目标：1.了解示波器的分类学习重点：示波管的结构3示波器全名为阴极射线示波器。它是观察和测量电信号的一种电子仪器。一切可以转化为电压的其它电学量（如电流、电功率、阻抗、位相等）和非电学量（温度、位移、压强、磁场、频率等）以及它们随时间的变化过程，都可以用示波器来进行实时观察。

示波器新课学习示波器全名为阴极射线示波器。它是观察和测量电信号的一4（对信号的处理方式）

示波器的分类

示波器模拟示波器(采用模拟方式对时间信号进行处理和显示)数字示波器(采用数字方对时间信号进行处理和显示)通用示波器取样示波器存储示波器专用示波器实时取样随机取样顺序取样（对信号的示波器的分类示波器模拟示波器(采用模拟方式对时5一、普通示波器的组成普通示波器主要由示波管、Y轴偏转系统、X轴偏转系统、扫描及整步系统、电源等五部分组成。

一、普通示波器的组成普通示波器主要由示波管、Y轴偏转系统、X6名称组成及作用示波管它是示波器的核心。其作用是把所需观测的电信号变换成发光的图形Y轴偏转系统由衰减器和Y轴放大器组成，其作用是放大被测信号X轴偏转系统由衰减器和X轴放大器组成，作用是放大锯齿波扫描信号或外加电压信号扫描及整步系统扫描发生器的作用是产生频率可调的锯齿波电压。整步系统的作用是引入一个幅度可调的电压，来控制扫描电压与被测信号电压保持同步，使屏幕上显示出稳定的波形电源由变压器、整流及滤波等电路组成，作用是向整个示波器供电普通示波器的组成及各部分的作用

名称组成及作用示波管它是示波器的核心。其作用是把所需观测的电7二、示波管的基本结构

二、示波管的基本结构8示波管的结构它包含电子枪，偏转板、荧光屏三部分。图8-2示波管构造图

由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极构成。

(1)电子枪示波管的结构它包含电子枪，偏转板、荧光屏三部分。图89名称组成及用途电子枪灯丝用于加热阴极阴极表面涂有氧化物的金属圆筒，在灯丝加热作用下能够发射电子控制栅极顶部开有小孔的金属圆筒，其上加有比阴极低的负电压。调节控制栅极的负电压高低，可以控制通过小孔的电子束强弱，从而改变荧光屏上光点的亮度第一阳极和第二阳极两个圆形金属筒，其上加有对阴极来说为正的电压。它们的作用有二：一是吸引由阴极发射来的电子，使之加速；二是使电子束聚焦

电子枪的组成及各部分的作用

名称组成及用途电子枪灯丝用于加热阴极阴极表面涂有氧化物的金属10（2）偏转系统偏转系统是由两对位置互相垂直的偏转板组成。靠近电子枪的一对是垂直偏转板，另一对是水平偏转板。电子束靠偏转板上加的电场发生偏转。

作用：决定电子束的偏转方向。结构：偏转系统由一对垂直（Y）偏转板和一对水平（X）偏转板组成。垂直偏转板的作用：在外加电压信号的作用下使电子束产生垂直方向上的偏转。水平偏转板的作用：在外加电压信号的作用下使电子束产生水平方向上的偏转。当偏转板上没有外加电压时，电子束打向荧光为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于靠近电子枪的部位，而X偏转板在Y的右边。（2）偏转系统11荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部分。在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此在示波器开启后不使用的时间内，可将“辉度”调暗。子当电束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时间，这种现象称为“余辉效应”。

余辉时间有中余辉时（0.01~0.1s）、长余辉时间（0.1s以上）、短余辉时间（小于10-3s）。观察频率较低的信号时用长余辉时间的示波管；观察频率较高的信号时用余辉时间较短的示波管；一般示波器中均采用中余辉示波管。

（3)

荧光屏荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部分。（3)12偏转原理电子枪Y轴偏转荧光加速聚焦示波管++++1、电子束在电场中的偏转原理偏转板上无电压时偏转板上有电压时三、示波器基本原理偏转原理电子枪Y轴偏转荧加速聚焦示波管++++1、电子束在电13X轴上加扫描信号（锯齿波电压）2、示波器的显示原理(波形图）tUxUyt电子枪Y轴偏转X轴偏转荧光加速聚焦示波管示波器基本原理X轴上加扫描信号（锯齿波电压）2、示波器的显示原理(波形图）14

偏转电压的作用1）当X轴、Y轴偏转板都不加电压，电子束打在荧光屏的中心。2）当X轴偏转板不加电压，只在Y轴偏转板加上电压时，则电子束垂直偏离中心，偏离的大小与偏转板上加的电压成正比。3）当Y轴偏转板不加电压，只在X轴偏转板加上电压时，则电子束水平偏离中心，偏离的大小也是与偏转板上的电压成正比。4）当X轴、Y轴偏转板同时也加上电压时，电子束的偏转可以这样来确定，电子束最终打在分别平行于Y轴(ux的作用）和X轴（uy作用）的线的交点处的屏幕上。思考偏转电压的作用思考15

水平偏转板上加锯齿波电压，垂直偏转板上加正弦交流电压，当两个电压平率相等，可以得到下图所示波形。

由于锯齿电压对时间间隔具有线性变化规律，所以示波器的水平方向偏转电压通常用锯齿波电压。图8-5荧光屏合成波形原理图水平偏转板上加锯齿波电压，垂直偏转板上加正弦交流电压，当16波形的稳定条件如果锯齿波扫描电压周期是被测信号周期的整数倍，荧光屏上会稳定地显示出若干个被测信号的波形。为达到上述目的，调节扫描电压的频率可以通过调节示波器面板上的“时间因数”旋钮（有的示波器称“扫描范围”）和“扫描微调”旋钮来实现。波形的稳定条件如果锯齿波扫描电压周期是被测信号周期的整数倍，17亮度旋钮CH1信号输入端J2459学生示波器面板各旋钮功能波形水平位置电源开关灰度调节聚焦调节辅助聚焦竖直位移Y增益X增益机内锯齿波扫描范围扫描微调Y衰减亮度旋钮CH1信号输入端J2459学生示波器面板各旋钮功能波18注意事项认真阅读有关仪器的介绍，掌握所使用的示波器、信号发生器面板上各旋钮的作用后再进行操作。为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一个位置上。在实验过程中，如果短时间不使用示波器，可将“辉度”旋钮调到最小，不要经常通断示波器的电源，以免缩短示波管的使用寿命。示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角度，使用时应轻轻地旋转，不能用力过猛。注意事项认真阅读有关仪器的介绍，掌握所使用的示波器、