实验12示波器的使用.doc

《实验12示波器的使用.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、实验六　示波器的使用示波器是一种用途广泛的电子测量仪器，用它能直接观察电信号的波形，也能测定电压信号的幅度、周期和频率等参数。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。凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观测。借助示波器我们可以直观地“看到”电路各点的状态。示波器的扫描方式是一个可以看到波形的“电压表”；Ｘ－Ｙ方式可以观察两个电子信号的垂直方向的合成，因此示波器是电子工作者的重要工具。实验目的1．了解通用示波器的结构和工作原理，掌握各个旋钮的作用和使用方法；2．学会音频信号发生器的使用方法；3．学会用示波器

2、观察波形以及测量信号的电压、频率和位相差；实验仪器示波器、信号发生器等实验原理图6-1示波器的原理框图电子示波器（简称示波器）是一种能将随时间变化的电压信号直观的显示在荧光屏上的仪器。示波器由示波管、Y轴系统、X轴系统等组成。图6-111是示波器的原理框图。１．示波器的聚焦和偏转原理示波器中用于显示波形的真空玻璃管叫阴极射线管，简称示波管。如图6-2所示。示波管的正面是一个涂有荧光物质的圆形屏，当管中的高速运动电子打上去时，就会发出荧光。一般的示波器都是热阴极：阴极由灯丝通电加热后，阴极上的电子由于热运动而脱离出阴极，称为热激发。由于

3、示波器中的第二阳极电压比阴极高上千伏特。因此图6-2示波管结构示意，电子被加速后轰击到荧光屏上，使该处的荧光物质发光。（1）辉度设电子由阴极热激发时的速度为V0，电子到达第二阳极的速度为V2,阴极和阳极之间的电压为U2，则有式中m是电子的质量，且v0<

4、弱。调节调制极的电位，就能够改变荧光屏上光斑的亮度，这就是面板上“辉度”旋钮的作用。（2）电聚焦在两个第二阳极A2之间设有一个特殊形状的第一阳极，给第一阳极加上比第二阳极低的电位（例如第二阳极1200V，第一阳极255V），由于第一阳极和第二阳极之间有电位差，其特殊形状的电极构成电子透镜，如光学透镜能会聚光一样，电子透镜能会聚射向荧光屏的电子束。电子透镜聚焦条件由第二阳极A2上的电位U2和第一阳极A1上的电位U1之比决定，调节聚焦U1和辅助聚焦U2就是调节两电位之比，这就是示波器的电聚焦原理。（3）电偏转由阴极热激发的电子经第二阳极加

5、速后，在到达荧光屏之前，还要经过由水平偏转极板和垂直偏转极板所围成的空间。在偏转极板上加上几十伏特的偏转电压。当电子穿过偏转极中间时，由于受电场力的作用而使电子束偏离直线。偏转电压越大，电场力越大，荧光屏上的亮点偏离荧光屏中心越远，这就是电偏转原理。2．示波器的扫描原理如果只在竖直偏转板（Y轴）上加一正弦波电压，则电子束将随电压的变化只在竖直方向上往复运动，由荧光屏上看到的是一条竖直亮线。如图6-3所示。要能显示波形，必须同时在水平偏转板加一扫描电压，使电子束的亮点沿水平方11向拉开。这种扫描电压的特点应是：电压随时间成线性关系增加到

6、最大值，然后突然回到最小，此后再重复变化。这种扫描电压随时间变化的关系曲线形同“锯齿”，故称为“锯齿波电压”，如图6-4所示。如果只在水平偏转板上（X轴）加上这样的锯齿波电压，则电子束随电压的变化只在水平方向上往复运动，由荧光屏上看到的是一条水平亮线。如图6-4所示为只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形。如果在竖直偏转板上（Y轴）加正弦波电压，同时在水平偏转板上（X轴）加锯齿波电压，电子束同时受竖直和水平两个方向电场力的作用，电子的运动是两互相垂直运动的合成。当锯齿波电压与正弦电压变化周期相等时，在荧光屏上能显示完整周期的正弦波电压的

7、波形图，如图6-5所示为示波器显示正弦波形的原理图。（１）连续扫描11如果正弦波和锯齿波电压的周期稍有不同，屏上出现的是移动着的不稳定图形。这种情况可以用图6-6说明：设X轴加的锯齿波电压的周期TX比Y偏转板上的正弦波电压周期TY稍小。比如TX/TY=7/8，在第一扫描周期(第一个锯齿波)内，屏上显示正弦信号0-4点之间的曲线段；在第二周期（第二个锯齿波）内，显示4-8点之间的曲线段；在第三周期（第三个锯齿波）内，显示8-11点之间的曲线段。其中第一个曲线段的结束和第二个曲线段的起点对应相同的Y偏转电压。第二曲线段的尾部和第三曲线段的

8、起点对应相同的Y偏转板电压。这样，在屏上显示的波形不重迭，好象波形在向右移动。如果TX和TY差别稍大一些，一个一个的波形由于荧光屏的余辉和人眼的视觉暂留，看到的是多个波形在屏上的迭加结果。其原因是扫描电压的周期TX与被测