2019示波器的使用.pptx
【实验目的】1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉示波器面板按键旋钮的作用和使用方法悉示波器面板按键旋钮的作用和使用方法 2、掌握用示波器观察波形、测量电压、周期、掌握用示波器观察波形、测量电压、周期、频率等基本参量频率等基本参量 3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的频率信号的频率 难点：双通道示波器的结构和工作原理难点：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、测重点：示波器面板控制件的作用和使用方法、测量原理量原理第1页/共40页【实验仪器】1.双通道示波器1台2.函数信号发生器1台3.BNC同轴信号线2根6051型YB1602或EM635型有读值屏幕、光标量测、状态存储等功能第2页/共40页【实验仪器】60516051型示波器控制面板型示波器控制面板-屏幕、测量等屏幕、测量等光迹旋转：水平亮线与屏幕水平格线不平行时，用小一字起子调节聚焦旋钮校准信号:输出1Khz方波安全接地端调整旋钮：测量模式下移动光标线,(按下/按起切换微调/粗调)TEXT/ILLUM模式下调节字符/刻线亮度状态保存、恢复：可存0-9共10种状态屏幕字符/刻线选择：与VARIABLE旋钮配合调节字符/刻线亮度光标选择键：C1-选光标1C2-选光标2TRK-同时选中测量功能选择键:V-测电压T-测时间1/T:时间倒数OFF-关闭光标量测亮度旋钮第3页/共40页【实验仪器】60516051型示波器控制面板型示波器控制面板-垂直控制部分垂直控制部分通道开关：上方灯亮为开启交替/断续显示：两个通道均开启时有效交流/直流耦合：AC-只输入交流成份,直流成份被滤掉DC-交、直流成份均输入接地/10倍衰减：GND-将信号接地P10-信号，测电压时，显示值要除10才正确在屏幕下方有相应符号显示垂直偏转因数旋钮(电压灵敏度)：左旋偏转因数增大(灵敏度变低，显示幅度变小。按下VAR灯亮为非校准状态偏转因数在屏下方有显示CH2信号输入BNC插口垂直位置调节旋钮信号相加/反相：双通道同时开启有效，长按将CH2信号反相CH1信号输入BNC插口第4页/共40页【实验仪器】MAG波形放大模式：ALT：按下时同时显示原始波形和放大波形X5-10-20：放大倍数选择扫描时基因数调节旋钮(扫描速度旋钮)：左旋时基因数增大，在屏下方有时基因数数值显示，最小0.2us/cm,最大0.5s/cm。左旋时扫描周期增大（扫描频率减小，扫描变慢）外触发信号输入端:触发源选择EXT触发时，输入有效水平位置调节旋钮X-Y方式开关：屏右下方显示X-Y时为X-Y方式，扫描同步电路不工作，CH1输入作为水平偏转电压。主要用于李萨如图形观察波形标准/放大开关：选放大时用上方X5-10-20选择放大倍数MAG方式时屏下方有放大倍数显示60516051型示波器控制面板型示波器控制面板-水平控制等水平控制等第5页/共40页【实验仪器】触发方式：ATO:自动,无触发信号时为连续扫描,触发起作用时为触发扫描NML:一般模式，未触发时无扫描光迹扫描暂停时间调节：用于复杂波形显示时，改变扫描锯齿波的暂停时间，以得到稳定波形触发信号耦合方式:AC-只取触发源的交流成份HFR-衰减50KHz以上高频LFR-衰减30KHz以下低频触发电平：调节触发电平大小，灯亮时触发同步才起作用触发极时：分上升沿和下降沿两种，在屏幕右下方有符号显示电视同步信号触发触发源(选什么信号作同步控制):CH1-用CH1信号控制同步CH2-用CH2信号控制同步VERT-轮流用CH1,CH2信号控制同步LINE-用内部电源控制同步EXT-用EXT输入的外部信号控制同步60516051型控制面板型控制面板-触发同步控制部分触发同步控制部分第6页/共40页【实验仪器】信号发生器面板信号发生器面板-YB1602-YB1602型型输出频率范围选择键输出信号频率显示,右方小灯指示单位输出信号电压峰峰值显示,右方Vp-p,mVp-p灯指示电压单位波形选择，三种输出波形频率粗调和微调信号输出插口信号幅度调节信号衰减电平开关、电平调节:使交流信号加(或减)上直流电压第7页/共40页【实验仪器】信号发生器面板信号发生器面板-EM1635-EM1635型型频率调节频率显示50Hz正弦波输出插口50Hz正弦波开关可调信号输出插口输出频率范围选择输出波形选择信号衰减信号幅度调节第8页/共40页【实验原理】1.1.示波器的基本组成（示波管，扫描同步电路，X X、放大系统、电源）非非X-Y工作方式工作方式CH2(Y)输入输入CH1(X)输入输入Y Y放大电子开关电子开关X X放大触发同步电路扫描电路电源内:CH1,CH2,:CH1,CH2,VERT VERT外：EXTEXT内:LINE:LINE第9页/共40页【实验原理】CH2(Y)输入输入CH1(X)输入输入电源X-YX-Y工作方式1.1.扫描、同步电路不工作(相应按键旋钮不起作用)2.CH12.CH1（X X）通道信号取代扫描电压加在X X偏转板注：注：CH1(X),CH2(Y)CH1(X),CH2(Y)中中Y Y表示只能作表示只能作Y Y输入输入;X X表示表示X-YX-Y方式下作方式下作X X输入，非输入，非X-YX-Y方式方式作作Y Y输入输入Y Y放大X X放大第10页/共40页Y Y偏转板X X偏转板锯齿波扫描电压被测信号电压电子枪电子束荧光屏时间Time电压Voltage2.2.示波管的基本结构（电子枪，X X、Y Y偏转板，荧光屏）【实验原理】只有加线性锯齿波扫描电压才能将垂直方向的振动展开成信号波形第11页/共40页【实验原理】Uyy y与U U成正比加信号电压u(t)u(t)时,yu(t),yu(t)第12页/共40页X2Y放大器锯齿波信号输入Y1Y2X1uXuY3.3.信号波形的显示原理信号输入到Y Y偏转系统水平偏转板加锯齿波扫描电压有输入信号，无扫描电压竖直亮线只有扫描电压，无输入信号水平亮线无输入信号、无扫描电压-亮点【实验原理】第13页/共40页正弦波的显示（信号周期=扫描周期）tuYtuXTTTX=TY【实验原理】被测信号周期与锯齿波周期相等，被测信号周期与锯齿波周期相等，显示一个完整周期的正弦波显示一个完整周期的正弦波第14页/共40页正弦波的显示（扫描周期=2信号周期tuYtuXTyTxTx=2Ty:一个扫描周期内显示一个扫描周期内显示2个个完整周期的正弦波完整周期的正弦波Tx=nTy:一个扫描周期内显示一个扫描周期内显示n个完整周期的正弦波个完整周期的正弦波2Ty=Tx【实验原理】第15页/共40页4.4.波形稳定原理(1)(1)扫描周期=信号周期整数倍:(2)(2)利用触发同步电路强制扫描与信号同步【实验原理】怎样使显示波形稳定?调节TIME/DIVTIME/DIV旋钮改变扫描周期。右旋减小x x局限：因信号周期波动，波形很难长时间稳定正确选择触发源（SourceSource）合适的触发源耦合方式(Coupling)(Coupling)合适的触发电平(TRIG Level)(TRIG Level)第16页/共40页荧光屏荧光屏荧光屏【实验原理】连续扫描方式(以Tx=2Ty为例)tt连续扫描：扫描过程连续不间断，扫描电路不受其它信号控制两次显示的波形重合第17页/共40页t【实验原理】触发扫描(以信号本身作触发信号,下降沿触发为例)扫描周期由TIME/DIV调节t触发电平和触发极性控制扫描起点扫描扫描停止停止扫描扫描停止停止在相同极性的在相同极性的电平点重新触电平点重新触发开始扫描发开始扫描下降沿触发下降沿触发(由由SLOPESLOPE选择选择)第一扫描周期第一扫描周期显示波波形显示波波形(红红)第二扫描周期显示的波形第二扫描周期显示的波形(红红)，与第，与第一扫描周期显示波形相同，起点也一扫描周期显示波形相同，起点也相同相同触发电平触发电平(大小由大小由TRIG LEVELTRIG LEVEL调节调节)触发扫描：扫描过程不连续有间断，扫描电路什么时候开始工作受同步信号控制第18页/共40页波形不断移动的原因分析(以Tx=7Ty/8为例)tuY第第1扫描周期显示扫描周期显示段波形段波形tuxTxTy第第2扫描周期显示扫描周期显示段波形段波形第第3扫描周期显示扫描周期显示段波形段波形波形右移：扫描周期偏小(扫描频率偏高),),应左旋转TIME/DIVTIME/DIV旋钮每次显示起点不同，看起来波形不断右移每次显示起点不同，看起来波形不断右移【实验原理】识记：左低右高(左移扫描频率偏低，右移扫描频率偏高)第19页/共40页【实验原理】4.信号参量测量原理测电压电压灵敏度或电压偏转因数(单位：V/cmV/cm或V/DIVV/DIV，1DIV=1cm)1DIV=1cm)由VOLTS/DIVVOLTS/DIV旋钮调节，显示在屏幕上波形所占高度(cm(cm或DIV)DIV)如不带光标测量功能，根据两个量手工计算结果。如带光标测量功能，将两光标线移到相应位置，示波器能自动计算并显示测量结果信号参量测量0.5V/cm第20页/共40页【实验原理】电压测量示例:信号参量测量电压偏转因数(灵敏度):2V/cma.a.电压峰-峰值：b.b.正弦交流电压的峰值:c.c.正弦交流电压的有效值:由电压灵敏度=2V/cm,=2V/cm,峰谷所占高度约4 4格(1(1格=1cm),=1cm),也可粗略测得峰峰值为8V8V两光标线间的电压值.因两光标处在峰、谷处，故为峰-峰值第21页/共40页【实验原理】信号参量测量提示：1.1.信号耦合方式AC/DCAC/DC必须置于DC(DC(置AC,AC,直流输不进)2.2.输入直流前记下水平亮线位置3.3.输入直流后记下水平亮线位置4.4.由水平亮线移动的高度及电压偏转因数算出电压或用光标功能测量思考：怎样测直流电压？第22页/共40页【实验原理】测时间扫描时基因数(s/cm,ms/cm,s/DIV)(s/cm,ms/cm,s/DIV)由TIME/DIVTIME/DIV旋钮调节，显示在屏幕上波形所占宽度(cm(cm或DIV)DIV)信号参量测量时基因数：5ms/cm同样可用光标法测量对不带光标功能的示波器，也可粗测第23页/共40页【实验原理】时间测量示例：信号参量测量a.a.周期：b.b.频率：切换到1/1/TT功能测量，两光标线移到两相邻同相点上，显示的1/T1/T值即为频率.粗测：1 1周期宽度约占4.44.4格(cm),(cm),时基因数为50us/cm,50us/cm,周期T=504.4=220usT=504.4=220us第24页/共40页【实验原理】李萨如图形李萨如图形：两个相互垂直的简谐振动的合运动轨迹形成的图形，叫李萨如图形。用示波器观察李萨如图形的条件：(1)CH1(1)CH1、CH2CH2通道均输入正弦波电压(2)(2)示波器工作于X-YX-Y方式下(按下X-YX-Y键)屏上图形是亮点在水平、垂直方向均作简谐运动的合运动轨迹。任一时刻屏上只有一个亮点，只是由于荧光粉余辉和人眼的视觉暂留，才看到完整的图形。第25页/共40页【实验原理】李萨如图形李萨如图形状取决于频率比、相位差规律：本实验很难看到稳定不动的李萨如图原因:因输入的两个正弦电压相互独立不相关，频率有微小的波动，相位差总在变动，因而图形也在不停地变动。水平直线与图形的切点数(或交点数)竖直直线与图形的切点数(或交点数)第26页/共40页参数控制李萨如图形模拟演示李萨如图形模拟演示X X X X方向方向方向方向：y y方向：方向：方向：方向：演示图形基于下面的振动方程和坐标变换：演示图形基于下面的振动方程和坐标变换：【实验原理】如不能演示，请将宏安全设为最低，再重新打开如不能演示，请将宏安全设为最低，再重新打开PPTPPT第27页/共40页【实验原理】李萨如图形切点法：端点只能算端点只能算半个切点半个切点!第28页/共40页【实验原理】李萨如图形交点法：交叉点要算交叉点要算2个交点，个交点，因轨迹因轨迹2次通过该点次通过该点!第29页/共40页【实验内容与操作】1.1.熟悉示波器、信号发生器旋钮按键名称及作用 进行以下操作，观察亮点轨迹变化及屏幕显示 亮度INTENINTEN，位置POSITONPOSITON旋钮居中。开机预热 调亮度，聚焦FOCUSFOCUS，使亮迹(亮点轨迹)清晰 扫描方式置ATO ATO(选NMLNML可能看不到亮迹)调TIME/DIV,TIME/DIV,看扫描速度变化及屏幕时基因数显示 按X-YX-Y键观察亮点，再按恢复 有水平亮线(说明扫描工作正常)，是观察波形第一步，无亮线应从下列几方面调节：亮度、位置、扫描方式、X-YX-Y开关第30页/共40页【实验内容与操作】2.2.观察单通道波形(怎样稳定，怎样测量)信号源输出正弦波(设好频率及幅度)到CH1CH1 调TIME/DIVTIME/DIV能否稳定 按SOURCESOURCE，选CH1CH1或VERT,VERT,调电平(使灯亮),),再调TIME/DIVTIME/DIV 按SOURCESOURCE，选EXT,LINEEXT,LINE，调电平能否使波形稳定 旋VOLTS/DIVVOLTS/DIV，观察波形幅度变化 按GND,GND,观察显示变化 按信号源电平开关并调电平，按示波器AC/DCAC/DC分别选ACAC、DCDC耦合方式，观察显示的变化 进行以下操作，观察波形变化及屏幕显示 第31页/共40页使用小结：使用小结：扫描扫描通道通道显示显示触发触发同步同步 扫描选自动(ATO）触发源(SOURCE)选VERT或CH1(信号接CH1时)或CH2(信号接CH2时)调触发电平(TRIG LEVEL)灯亮（触发有效）。扫描速度调节(TIME/DIV)【实验内容与操作】不显波形主要检查：ATO/NMLATO/NML方式，GNDGND接地,VOLTS/DIV,VOLTS/DIV灵敏度波形不稳主要检查：SOURCESOURCE是否正确，触发电平，扫描频率,触发信号耦合COUPLINGCOUPLING第32页/共40页【实验内容与操作】参量测定 按 V-T-1/TV-T-1/T调-OFF-OFF选VV ，测正弦波峰-峰值VppVpp 输出1KHZ1KHZ左右正弦波，调节输出幅度 按 V-T-1/TV-T-1/T调-OFF-OFF选TT ，测正弦波周期T T 按 V-T-1/TV-T-1/T调-OFF-OFF选1/T1/T ，测正弦波周期频率 输出三角波、方波(测不同波形参量时，输出不同幅度和频率进行测量)，分别测VppVpp，T T，f fVppVpp约是信号源显示值1010倍：设置了P10,P10,长按GND/P10GND/P10取消；测CH2CH2输入信号参量时CH1CH1要关闭第33页/共40页【实验内容与操作】3.3.观察李萨如图形 信号源输出50Hz50Hz正弦至CH1CH1，可调信号至CH2(CH2(频率范围选200Hz)200Hz)观察两个正弦波形*观察两个正弦波形的代数和（差）按X-YX-Y键，调节CH2CH2输入频率，观察几种频率比的李萨如图形第34页/共40页【注意事项】1 1、忌频繁开关机 2 2、忌亮点过亮、长时间轰击同一点(避免荧光粉老化)3 3、操作按键、旋钮轻柔 4 4、测量CH2CH2信号参量时，CH1CH1需关闭。两通道均开启时，只显示V1,T1,1/T1V1,T1,1/T1第35页/共40页【问题讨论】1.1.输入了信号，有状态显示，但无波形显示，可能是什么原因?2.2.怎样使波形稳定?3.3.怎样选择触发源?4.4.为什么测出的电压峰峰值约是信号源显示值的1010倍?亮度过低；按了GNDGND，信号接地；垂直位置过高或过低，波形在屏幕外；Volts/DIVVolts/DIV右旋过多(偏转因数过小)，波形显示幅度过大；触发方式为NMLNML但电平设置不当扫描方式ATO,ATO,触发源正确(观察CH1CH1信号时，触发源可选CH1CH1或VERTVERT容易使用波形稳定)，触发电平合适（电平洒亮），描频率(TIME/DIV)(TIME/DIV)调节合适观察CH1CH1信号时，触发源选CH1CH1或VERTVERT容易使波形稳定;观察CH2CH2信号时，CH2CH2或VERTVERT容易使用波形稳定;从稳定波形来说，选VERTVERT是较保险的，因VERTVERT是轮流从CH1CH1，CH2CH2取信号作触发源，只要CH1CH1或CH2CH2有信号输入，就易使波形稳定。观察与市电有关电压，选LINELINE容易得到很稳定波形原因是长按了GND/P10GND/P10键，此时屏下方有P10P10状态显示，再长按取消即可第36页/共40页【思考题】1.1.示波器上图形不断向右移动，扫描频率是偏高还是偏低？应该调节哪些旋钮，怎样调节才能使波形稳定？2.2.要在荧光屏上观察到：一个亮点；一条水平亮线；一条垂直亮线；分别怎样操作3.3.用示波器怎样测量正弦交流电的峰值、有效值和频率？怎样测直流电压？偏高，左旋TIME/DIVTIME/DIV钮。原理参见教材或本PPTPPT分析 说明无扫描，无信号:X-Y:X-Y键打开，Y Y不输入信号(或按GNDGND接地)正弦电压峰值、有效值均通过测量峰-峰值求得，计算式参见本PPTPPT测直流：AC/DCAC/DC必须设为DCDC，记下输入直流前的亮线位置，输入直流后记录亮线新位置，根据亮线前后位置测量 有扫描，无信号:ATO:ATO，X-YX-Y键关闭 说明有信号无:Y:Y输入信号，X-YX-Y键关闭第37页/共40页【思考题】4.4.示波器工作时，在示波器上看不到亮点和扫描线，可能有哪些原因？应怎样调节？5.5.示波器工作于X-YX-Y方式下时，扫描频率调节、触发电平旋钮还起作用吗？为什么？6.6.示波器已正常显示出波形？将TIME/DIVTIME/DIV旋钮从0.5ms0.5ms位置旋到0.1ms0.1ms位置，屏上显示的波形是增多还是减少？由稳定波形条件Tx/Ty=n,Tx/Ty=n,因TyTy不变？TxTx由0.50.5变小为0.10.1，显示的波形周期数变少X-YX-Y方式下，扫描、触发同步电路不工作，与这两个电路相关的按键旋钮不起作用提示：检查以下旋钮是否合适亮度钮、位置旋钮、电压灵敏度旋钮、触发源及触发方式、电平第38页/共40页okaTYh nu第39页/共40页感谢您的观看。第40页/共40页
