实验六、示波器的调整和使用

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1、实验六、示波器的调整和使用示波器是一种用来检测观察信号的常用仪器，其规格和型号很多，但主要组成部分基木相同。可将信号衰减或放人，可观测信号的波形，测量电压和频率等。预习要点1、示波器的主要结构和显不波形的基木原理2、示波器的校准和测量3、什么是李萨如图形？一、实验目的1.了解示波器的主要结构利显示波形的基本原理。2.学会使用信号发生器。3.学会正确使用示波器观察波形以及测量电压、周期和频率。二、实验原理示波器是一种能观察各种电信号波形并可测量其电压、频率等的电子测量仪器。示波器还能对一些能转化成电信号的非电量进行观测，因而它还是一种应用非常广泛的、通用的电了显示器。1.示波

2、器的基本结构示波器的型号很多，但其基本结构类似。示波器主要是由示波管、X轴与Y轴衰减器和放大器、锯齿波发生器、整步电路、和电源等儿步分组成。其框图如图1所示。(1)示波管示波管由电子枪、偏转板、显示屏组成。电子枪：由灯丝H、阴极K、控制栅极G、第一阳极A】、第二阳极A?组成。灯丝通电发热，使阴极受热后发射大量电子并经栅极孔出射。这束发散的电子经圆筒状的第一阳极A】和第二阳极A?所产生的电场加速后会聚于荧光屏上一点，称为聚焦。A】与K之间的电压通常为儿百伏特，可用电位器W?调节，A

3、与KZ间的电压除冇加速电子的作用外，主要是达到聚焦电子的目的，所以A,称为聚焦阳极。W?即为示

4、波器面板上的聚焦旋钮。A2与K之间的电压为1千多伏以上，可通过电位器W3调节，A?与K之间的电压除了有聚焦电子的作用外，主要是达到加速电了的作用，因其对电子的加速作用比人大得多，故称A?为加速阳极。在有的示波器而板上设有W3,并称其为辅助聚焦旋钮。在栅极G与阴极K之间加了一负电压即Uk>Ug，调节电位器W］可改变它们之间的电势差。如果G、K间的负电压的绝对值越小，通过G的电子就越多，电了束打到荧光屏上的光点就越亮，调节W］可调节光点的亮度。W］在示波器面板上为“辉度”旋钮。偏转板：水平（X轴）偏转板由D

5、、D2组成，垂直（Y轴）偏转板由D3.、D4组成。偏转板加上电压后可改

6、变电子束的运动方向，从而可改变电子束在荧光屏上产生的亮点的位置。电子束偏转的距离与偏转板两极板间的电势養成正比。显示屏（荧光屏）：显示屏是在示波器底部玻璃内涂上一层荧光物质，高速电了打在上而就会发荧光，单位时间打在上而的电子越多，电子的速度越大光点的辉度就越大。荧光屏上的发光能持续的时间称为余辉时间。按余辉的长短，示波器分为长、屮、短余辉三种。⑵X轴与Y轴衰减器和放人器示波管偏转板的灵彳政度较低（约为O.l~lmm/V）,当输入信号电压不大时，荧光屏上的光点偏移很小而无法观测。因而要对信号电压放人后再加到偏转板上，为此在示波器小设置了X轴与Y轴放人器。当输入信号电压很人时，

7、放人器无法正常工作，使输入信号发生畸变，甚至使仪器损坏，I大1此在放大器前级设置有衰减器。X轴与Y轴衰减器和放大器配合使用，以满足对各种信号观测的要求，即是示波器面板上的灵敏度调节旋钮。（3）锯齿波发生器锯齿波发生器能在示波器本机内产生一种随时间变化类似于锯齿状、频率调节范围很宽的电压波形，称为锯齿波，作为X轴偏转板的扫描电压。锯齿波频率的调节可由示波器面板上的扫描时间选择旋钮控制。锯齿波电压较低，必须经X轴放大器放大后，再加到X轴偏转板上，使电子束产生水平扫描，即使显示屏上的水平坐标变成时间坐标，来展开Y轴输入的待测信号。1.示波器的示波原理图3示波器能使一个随时间变化的

8、电压波形显示在荧光屏上，是靠两对偏转板对电了束的控制作用来实现的。如图2a所示，Y轴不加电压时，X轴加一由木机产生的锯齿波电压w.v»禺=0时电子在E的作用卜偏至a点，随着ux线性增大，电子向b偏转，经一周期时间Tx，冷达到戢大值如，电子偏至b点。下一周期，电子将重复上述扫描，就会在荧光屏上形成一水平扫描线“b。如图2b所示，丫轴加一正弦信号心，X轴不加锯齿波信号，则电子束产生的光点只作上下方向上的振动，电压频率较高时则形成一条竖直的亮线Cdo如图3所示，Y轴加一正弦电压冷，X轴加上锯齿波电压冷，RfX=fy,这时光点的运动轨迹是X轴和Y轴运动的合成。最终在荧光屏上显示出一

9、完整周期的冷波形。1.整步从上述分析中可知，耍在荧光屏上呈现稳定的电压波形，待测信号的频率/）•必须与扫描信号频率去相等或是其整数倍，即不（或Tx=hTv）,只有满足这样的条件时，扫描轨迹才是重合的，故形成稳定的波形。通过改变示波器上的扫描频率旋钮，可以改变扫描频率fx，使条件满足。但由于厶的频率受到电路噪声的干扰而不稳定，fy=nfx的关系常被破坏，这就要用整步（或称同步）的办法来解决。即从外面引入一频率稳定的信号（外整步）或者把待测信号（内整步）加到锯齿波发生器上，使其受到自动控制来保持fE的关系，从血使荧光屏