示波器的原理及使用-课件

示波器的原理及使用

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示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转,显示随时间变化(波形）的电压信号的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路(或元件)的动态过程，而且还可以定量测量各种电学量，如电压、周期、波形的宽度及上升、下降时间等。用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差或相位差，显示两个相关函数的图像。示波器还可以用作其他显示设备，如晶体管特性曲线、雷达信号等。配上各种传感器，还可用于各种非电量测量，如压力、声光信号、生物体的物理量(心电、脑电、血压)等。自1931年美国研制出第一台示波器至今已有70年，它在各个研究领域都取得了广泛的应用，示波器本身也发展成为多种类型，如慢扫描示波器、各种频率范围的示波器、取样示波器、记忆示波器等，已成为科学研究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业最常用的仪器。示波器2ppt课件一、实验目的1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉示波器面板控制件的作用和使用方法2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法

3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的频率；能用示波器观察“拍”现象难点：双通道示波器的结构和工作原理重点：示波器面板控制件的作用和使用方法、测量原理4、测量相位差3ppt课件二、实验仪器

通用双通道示波器（GOS62020MHz）同轴电缆

函数信号发生器

(XJ1630型)4ppt课件三、实验原理1、示波器基本结构

示波器基本组成框图

5ppt课件示波器的基本组成尽管示波器的型号和规格很多，但都由四个基本组成部分:电源ACDCGNDY轴系统Y轴放大器Ｙ电子枪Z轴电路Y轴偏转X轴偏转荧光屏加速聚焦示波管X-YX轴放大器锯齿波发生器同步触发电路ＸEXTsourceINTMODE扫描X轴系统ACDCGNDY轴系统Y轴放大器ＹX-YX轴放大器锯齿波发生器同步触发电路ＸEXTsourceINTMODE扫描X轴系统电子枪Z轴电路Y轴偏转X轴偏转荧光屏加速聚焦示波管电源示波器的基本组成示波管（CRT）、电子放大系统、扫描触发系统、电源6ppt课件

示波管（CRT）结构简介A1：第一阳极G：控制栅极K：阴极F：灯丝G：对应亮度旋钮A2：第二阳极K

GA1

A2共同完成聚焦X：水平偏转板Y：竖直偏转板荧光屏电子枪、偏转系统、荧光屏7ppt课件

电子放大系统

竖直放大器、水平放大器

扫描触发系统扫描发生器、触发电路作用：在偏转板上加足够的电压，使电子束获得明显偏移；对较弱的被测信号进行放大扫描发生器作用：产生一个与时间成正比的电压作为扫描信号触发电路作用：形成触发信号。示波器工作在自动（AUTO)方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波器处于AC/DC触发方式工作时，扫描发生器必须有触发信号的激励才能产生扫描信号。一般对应：内触发方式时，触发信号由被测信号产生，满足同步要求外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生

电源（略）8ppt课件2、示波原理（扫描和同步）9ppt课件

扫描原理只在竖直偏转板上加正弦电压的情形只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形示波器显示正弦波原理图10ppt课件X轴方向偏转11ppt课件Y轴方向偏转12ppt课件正弦波合成13ppt课件

同步（整步）原理扫描时由于锯齿波周期性复原，要求光点所画的轨迹和第一周期的完全重合，再由视觉残留，观察到一个稳定的波形。紊乱的波形Tx=nTy,fy=nfx触发同步电路，它从垂直放大电路中取出部分待测信号，输入到扫描发生器，迫使锯齿波与待测信号同步，此称为“内同步”.操作时使用“电平”（LEVEL）旋钮。14ppt课件3、示波器面板控制件的作用简介亮度：轨迹亮度调节电源开关电源指示灯聚焦：轨迹清晰度调节荧光屏校准信号15ppt课件CH1或CH2：被测信号输入端口注意双通道被测信号耦合方式AC：交流输入DC：直流输入GND：输入零信号垂直位移水平位移被测信号输入16ppt课件ALT：两个通道交替显示通道工作方式选择CH1或CH2：1或2单独显示CHOP：两个通道断续显示ADD：显示两个通道信号幅度的代数和或差通道2极性转换17ppt课件电压衰减及扫描速率VOLTS/DIV：调节垂直偏转灵敏度，指示垂直方向每格的偏转电压值VIRIABLE：连续调节垂直偏转灵敏度TIME/DIV：调节扫描速率，指示水平方向每格的扫描时间X-Y工作方式：CH1输入X轴信号VIRIABLEPLEE×5：连续调节扫描速率18ppt课件扫描方式选择自动（AUTO)：扫描发生器自动工作常态（NORM)单次（SINGLE)被触发或准备指示灯电平（LEVEL）：调节被测信号在某一电平触发扫描19ppt课件触发方式选择选择触发源信号内：CH1CH2外：LINEEXT触发极性选择：选择上升或下降沿触发扫描接地外触发输入CH1或CH2选择：“交替”或“断续”工作方式时，选择频率低的通道触发单踪显示时，任选其一，触发信号均来自于被显示通道选择触发信号耦合方式：AC/DCTV20ppt课件30：CH1输出31：电源插座32：电源设置33：保险丝座21ppt课件4、函数信号发生器简介本实验所用函数信号发生器可以输出频率在0.2Hz-2MHz的正弦波、三角波、方波信号。面板主要控制件的作用：电源开关波形选择频率范围选择频率调节幅度调节函数信号输出占空比调节22ppt课件AC常态触发耦合方式（COUPLING）顺时针旋足微调（VIRIABLE）CH1触发源（TRIGGERSOURCE）0.1V(X)电压衰减（VOLTS/DIV）0.5ms扫描速率（SEC/DIV）CH1垂直方式（MODE）触发极性（SLOPE）居中位移（三只）（POSITION）自动扫描方式（SWEEPMODE）居中聚焦（FOCUS）DC输入耦合居中亮度（INTENSITV）作用位置控制件名称作用位置控制件名称4、测量前示波器面板控件的位置注意：测量时对控件进行适当的调节23ppt课件

面板主要按钮垂直系统水平系统t/DIV：调节扫描速率，指示水平方向每格的扫描时间V/DIV：调节垂直偏转灵敏度,指示垂直方向每格的偏转电压值触发电路电平（LEVEL）：调节被测信号在某一电平触发描。旧示波器：顺时针到底，波形中心电平附近

新示波器：中央位置，大约在中间值X-Y工作方式X-Y：显示两个相关量的函数图形。

CH1输入x轴信号，同时设置为X-Y状态。24ppt课件四、实验内容1、观察波形2、测量正弦信号电压与周期

3、测绘李萨如图像

4、观察“拍”现象

5、测量相位差25ppt课件1、观察波形（1）信号发生器输出接CH1。（2）调节信号发生器的输出频率和电压及波形。（3）调节示波器CH1通道偏转因数、扫描速率、电平等，使显示波形稳定。要求：熟练偏转因数、扫描速率、电平等按钮操作26ppt课件2、测量正弦信号电压与周期测量原理

偏转因数V/div时基因数T/div电压：Upp=2×4=8V假设：“V/div”档位置于2V/div“TIME/div”的档位在0.5ms/div

周期T=6×0.5=3mS频率f=1/T=333HZ

27ppt课件4格1.6格T=1.6×t/divUPP=4×v/div28ppt课件

将不同信号源信号分别输入CH1和CH2通道，扫描速率旋钮置X-Y（逆时针到底）状态，调节信号幅度或改变通道偏转因数，使图形不超出荧光屏视场，调节CH1和CH2频率比观察李萨如图。3、测量信号的频率

观察李萨如图形

两个相互垂直的谐振动合成时，若其频率fx与fy

成简单的整数比，合成的轨迹是封闭的稳定几何图形，称为李萨如图。29ppt课件30ppt课件

测量信号频率测量原理

调出=1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形，在下表中描下李萨如图形并记下相应CH2通道信号的频率fy

31ppt课件32ppt课件4、观察“拍”现象

两个同方向的谐振动合成时，若其频率f1与f2的差值远小于f1、f2，合成振动的振幅随时间缓慢的呈周期性变化，这种现象称为“拍”

“拍”频：

垂直方式选ADD，通道2极性选NORM，扫描速率调到合适值，调可调标准信号源信号频率，使屏上出现稳定的“拍”波形，观察

“拍”现象。33ppt课件5.利用双踪示波器测量相位差方法一：将一个待测信号输入示波器的CH1轴，另一个待测信号输入示波器的CH2轴，则两个待测信号间相位差就转化为CH1与CH2间相位差Ф方法二：将一个待测信号输入示波器X偏转板，另一个待测信号输入示波器的YCH2轴，则两个待测信号间相位差就转化为X轴与YCH2轴间相位差Ф34ppt课件RC电路信号发生器CH1CH235ppt课件五、思考题1、如果打开示波器