示波器地使用电子教案设计

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1、实用标准文案中原工学院理学院教案专用纸第1页【课题】示波器的使用（3学时）【目的】1、了解示波器的主要组成部分，扫描和整步的作用原理，加深对振动合成的理解。2、熟练使用示波器观察信号特征（正弦波、三角波、方波），利用李萨如图形测量信号频率。【重点】了解示波器的基本结构、工作原理及使用方法。。【难点】1、熟练掌握示波器各主要旋钮的作用和用法。2、能使用示波器观察信号特征（正弦波、三角波、方波），且会利用李萨如图形测量信号频率。【前言】电子射线示波器是常用的电子仪器之一。它可以将电压随时间的变化规律显示在荧光屏上，还可以用来显示两个相关的电学量之间的函数关系。示波器

2、不仅可以显示电信号的波形，通过适当的换能装置，也可以显示非电信号的波形。信号的波形显示出来之后，我们就可以很直观地观察分析它们的变化规律，并测量它们的大小、频率、位相等参数。示波器是观察和测量电学量以及研究其它可转化为电压变化的非电学物理量的重要工具，广泛地应用在工业、科研、国防等领域。【教学内容】一．示波器的基本结构1．阴极射线管大多数示波器都是由阴极射线管来显示波形的。阴极射线管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，基本结构如图1所示，示波器的基本结构见图2。其中灯丝、阴极、阳极构成电子枪。灯丝通电后呈炙热状态，它能使阴极受热而发射电子，由于阳极电势高于

3、阴极，所以电子在阳极的加速作用下快速运动，当轰击到荧光屏上时，电子会使荧光物质发光，在屏上就能看到一个亮点。精彩文档实用标准文案中原工学院理学院教案专用纸第2页图3波形图偏转系统由两组互相垂直的电极板构成，图中X1、X2为水平偏转电极板；Y1、Y2为垂直偏转电极板。若在X1、X2间加上电压，就会在水平方向上产生一个电场，电子束通过时受到电场的作用，运动方向会在水平方向发生偏移，从而引起荧光屏上亮点的位置发生偏移，其偏移距离与偏转电压大小成正比。这样，我们就可以通过改变偏转电压来控制亮点在荧光屏上的位置。图1示波管结构图2示波器的基本结构简图精彩文档实用标准文案中

4、原工学院理学院教案专用纸第3页2．扫描发生器将V=f(t)的交流电压信号加到Y偏转板上，X偏转板由示波器内部加上扫描电压，荧光屏上将显示一波形图，图3为一实例。实际上这波形图正是f(t)函数曲线的一部分。在说明屏上图形形成的原理之前，回忆一个中学的实验。图5示波器屏上图形形成原理图4沙斗实验在中学物理课中，我们曾经做过演示振动图形的沙斗实验，它的装置如图4所示。图中P为硬纸板，能在X方向上作匀速直线运动。S为沙斗，斗内装上细沙土，细沙能从斗的下端慢慢漏出，沙斗通过细绳连结在支架的H处，构成单摆。设此摆在与X轴垂直的Y方向上振动，P在X方向匀速运动，那么在硬纸板

5、上将有漏沙的径迹，即是单摆的振动图线，这是一条正弦曲线。根据曲线和匀速运动的速率V不难求得振动周期（或频率）和振幅等物理量的大小。示波器屏上图形形成的原理和沙斗实验中纸板上漏沙径迹的道理相同。在示波器的X偏转板上，加上和时间成正比变化的锯齿形电压信号（图5）。开始X1、X2间电压为-E，屏上光点被推到最左侧，以后X1、X2间的电压匀速增加（类似于沙斗实验中匀速推动纸板），屏上光点在沿y轴振动的同时，匀速向右移动，留下了亮的图线——亮点的径迹（相当于纸板上的沙的径迹）。当X1、X2间电压达最大值+E时，亮点移到最右侧，与此同时X1、X2间电压迅速降到-E，又将亮点

6、移到最左侧，再重复上述过程。精彩文档实用标准文案中原工学院理学院教案专用纸第4页示波器显示波形实质：沿Y轴方向的简谐运动与沿X轴方向的匀速运动合成的一种合运动。显示稳定波形的条件：扫描电压周期应为被测信号周期的整数倍。3.同步扫描（其目的是保证扫描周期是信号周期的整数倍）若没有“扫描”（横向的扫描电压），被测信号随时间规律变化规律就显示不出来；如果没有“整步”，就得不到稳定的波形图像。为了达到“整步”目的，示波器采用三种方式：“内整步”：将待测信号一部分加到扫描发生器，当待测信号频率fy有微小变化，它将迫使扫描频率fx追踪其变化，保证波形的完整稳定；“外整步”：

7、从外部电路中取出信号加到扫描发生器，迫使扫描频率fx变化，保证波形的完整稳定；“电源整步”：整步信号从电源变压器获得。一般在观察信号时，都采用“内整步”（或称为“内触发”）。二．示波器的调节熟练掌握示波器的使用，首先应该了解示波器面板上各个旋钮的功能。图6所示为该示波器的前面板图。①电源开关(POWER)②电源指示灯③基线旋转(TRACEROTATION)：用于调节扫描线使其和水平刻度线平行，以克服外磁场变化带来的基线倾斜。④辉度控制(INTENSITY)：顺时针旋转，扫描线辉度增加。避免过亮，防止灼伤眼睛与荧光屏。⑤聚焦控制(FOCUS)：用于调节扫描线聚焦，

8、应调节到扫描线最细为止⑥