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时间：2020-09-26
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1、电子测量技术与电子产品检验主讲：胡小丽南京信息职业技术学院2.2示波测量技术概述示波管波形产生原理通用示波器的相关按键功能2.2示波测量技术2.2.1概述1、时域测量：时域分析的最典型仪器:示波器2、频域测量：频域分析的最典型仪器:频谱分析仪3、数据域测量：数据域分析的最典型仪器:逻辑分析仪电子测量方式按被测信号性质分类2.2.2示波测试的基本原理1．阴极射线示波管（CRT）示波管是示波器的核心1、阴极射线示波管（CRT）2.2.2示波测试的基本原理CRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。（3）电子枪②组成：灯丝F、阴极K、栅极G和阳极A1、A2。①作用：发射
2、电子并形成很细的高速电子束当电流流过灯丝后对阴极加热，阴极产生大量电子，并在后续电场作用下轰击荧光屏发光。③工作原理1）灯丝F、阴极K（3）电子枪呈圆筒状，包围着阴极，只在面向荧光屏的方向开一个小孔，使电子束从小孔中穿过。通过调节G对K的负电位可调节光点的亮度，即进行“辉度”控制。（3）电子枪2）控制栅极G③工作原理3)第一阳极A1、第二阳极A2A1和A2对电子束进行聚焦并加速，调节A1的电位，即可调节G与A1和A1与A2之间的电位，调节A1的电位器称为“聚焦”旋钮.③工作原理小结：G2、A1、A2的电位关系为：VG2>VA1、VA13、1至A2将得到会聚并加速，而从K至G将发散。（2）偏转系统示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板。当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置。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。（1）荧光屏①作用：荧光屏将电信号变为光信号，它是示波管的波形显示部分，通常制作成矩形平面。②结构及原理:其内壁有一层荧光物质，面向电子枪的一侧还常覆盖一层极薄的透明铝膜，高速电子可以穿透这层铝膜轰击屏上的荧光物质而发光，透明铝膜可保护荧4、光屏，且消除反光使显示图形更清晰。2.2.2示波测试的基本原理辉度旋钮示波管的工作原理：由电子枪产生的高速电子束轰击荧光屏的相应部位产生荧光，而偏转系统则能使电子束产生偏转，从而改变荧光屏上光点的位置。2、波形显示的原理（1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况：Ux=Uy=0Ux=0Uy>0光点上移Uy<0光点下移2.2.2示波测试的基本原理2、波形显示的原理（1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况：Uy=0Ux>0光点右移Ux<0光点左移Uy=常量Ux=常量（2）X、Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情况：2、波形显示的原理Ux=0Uy=UmsinωtUy5、0123401324Uy-Uyt（2）X、Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情况：2、波形显示的原理Ux=ktUy=0Ux0123401324Ux-Uxt由上三种情况可看出：a、X偏转板上所加电压控制电子的水平运动；b、Y偏转板上所加电压控制电子的垂直运动；c、电子位移长度取决于所加电压的大小。（3）Y偏转板加正弦波信号电压，X偏转板加锯齿波电压2、波形显示原理Uy0123401324Uy-Uyt0UxtUx-Ux1234设Y偏转板加正弦波信号电压Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电压Ux=kt，且有Tx=Ty荧光屏显示的是被测信号随时间变化的稳定波形。Uyt06、Ux0t3．同步设Y偏转板加正弦波信号电压Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电压Ux=kt，且有Tx=2Ty荧光屏显示的是被测信号随时间变化的稳定波形。Uyt0Ux0t3．同步设Y偏转板加正弦波信号电压Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电压Ux=kt，且有Tx=3/2Ty荧光屏显示的是被测信号随时间变化的不稳定波形。tUyt0Ux0第一扫描周期第二扫描周期3．同步由此可见：当扫描电压的周期是被观测信号周期的整数倍时，即Tx=nTy(n为正整数)，每次扫描的起点都对应在被测信号的同一相位点上，这就使得扫描的后一个周期描绘的波形与前一周期完全一样，每次扫描显示的波7、形重叠在一起，在荧光屏上可得到清晰而稳定的波形。此即“同步”原理。同步控制按钮!4、扫描方式（1）定义：光点在扫描电压作用下扫动的过程。（2）扫描电压实际波形：锯齿波。Uxt0TsTbTwTs:扫描正程时间，电子束从左到右运动；Tb:扫描逆程时间或扫描回程时间，电子束从右到左运动；Tw:扫描休止时间。∴扫描电压周期Tx=Ts+Tb+Tw。理想状态下：Tb=Tw=0，Tx=Ts。4.扫描方式扫描方式有两类，连续扫描和触发扫描。（a）（b）（c）（d）连续扫描和触发扫描用于观察窄脉冲同步控制按钮!示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为李沙育（Li
3、1至A2将得到会聚并加速，而从K至G将发散。（2）偏转系统示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转板。当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场；在偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置。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。（1）荧光屏①作用：荧光屏将电信号变为光信号，它是示波管的波形显示部分，通常制作成矩形平面。②结构及原理:其内壁有一层荧光物质，面向电子枪的一侧还常覆盖一层极薄的透明铝膜，高速电子可以穿透这层铝膜轰击屏上的荧光物质而发光，透明铝膜可保护荧
4、光屏，且消除反光使显示图形更清晰。2.2.2示波测试的基本原理辉度旋钮示波管的工作原理：由电子枪产生的高速电子束轰击荧光屏的相应部位产生荧光，而偏转系统则能使电子束产生偏转，从而改变荧光屏上光点的位置。2、波形显示的原理（1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况：Ux=Uy=0Ux=0Uy>0光点上移Uy<0光点下移2.2.2示波测试的基本原理2、波形显示的原理（1）Ux、Uy为固定电压时，有下面四种情况：Uy=0Ux>0光点右移Ux<0光点左移Uy=常量Ux=常量（2）X、Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情况：2、波形显示的原理Ux=0Uy=UmsinωtUy
5、0123401324Uy-Uyt（2）X、Y偏转板上分别加变化电压，有下面两种情况：2、波形显示的原理Ux=ktUy=0Ux0123401324Ux-Uxt由上三种情况可看出：a、X偏转板上所加电压控制电子的水平运动；b、Y偏转板上所加电压控制电子的垂直运动；c、电子位移长度取决于所加电压的大小。（3）Y偏转板加正弦波信号电压，X偏转板加锯齿波电压2、波形显示原理Uy0123401324Uy-Uyt0UxtUx-Ux1234设Y偏转板加正弦波信号电压Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电压Ux=kt，且有Tx=Ty荧光屏显示的是被测信号随时间变化的稳定波形。Uyt0
6、Ux0t3．同步设Y偏转板加正弦波信号电压Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电压Ux=kt，且有Tx=2Ty荧光屏显示的是被测信号随时间变化的稳定波形。Uyt0Ux0t3．同步设Y偏转板加正弦波信号电压Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电压Ux=kt，且有Tx=3/2Ty荧光屏显示的是被测信号随时间变化的不稳定波形。tUyt0Ux0第一扫描周期第二扫描周期3．同步由此可见：当扫描电压的周期是被观测信号周期的整数倍时，即Tx=nTy(n为正整数)，每次扫描的起点都对应在被测信号的同一相位点上，这就使得扫描的后一个周期描绘的波形与前一周期完全一样，每次扫描显示的波
7、形重叠在一起，在荧光屏上可得到清晰而稳定的波形。此即“同步”原理。同步控制按钮!4、扫描方式（1）定义：光点在扫描电压作用下扫动的过程。（2）扫描电压实际波形：锯齿波。Uxt0TsTbTwTs:扫描正程时间，电子束从左到右运动；Tb:扫描逆程时间或扫描回程时间，电子束从右到左运动；Tw:扫描休止时间。∴扫描电压周期Tx=Ts+Tb+Tw。理想状态下：Tb=Tw=0，Tx=Ts。4.扫描方式扫描方式有两类，连续扫描和触发扫描。（a）（b）（c）（d）连续扫描和触发扫描用于观察窄脉冲同步控制按钮!示波器两个偏转板上都加正弦电压时显示的图形称为李沙育（Li
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