示波器的原理及使用26346.pptx

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1、 示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转,显示随时间变化(波形）的电压信号电压信号的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路(或元件)的动态过程，而且还可以定量测量各种电学量，如电压电压、周期、波形的宽度及上升、下降时间时间等。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，显示两个相关函数的图像两个相关函数的图像。示波器还可以用作其他显示设备，如晶体管特性曲线、雷达信号等。配上各种传感器，还可用于各种非电量测量，如压力、声光信号、生物体的物理量(心电、脑电、血压)等。自1931年美国研制出第一台示波器至今已有70年，它在各个研究领域都取得了广泛的应用，示波器本身也发展成为多种类型，如

2、慢扫描示波器、各种频率范围的示波器、取样示波器、记忆示波器等，已成为科学研究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业最常用的仪器。示波器第1页/共36页一、实验目的一、实验目的 1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉 示波器面板控制件的作用和使用方法 2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法 3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的 频率；能用示波器观察“拍”现象 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、测量原理重点：示波器面板控制件的作用和使用方法、测量原理4、测量相位差第2页/共

3、36页二、实验仪器二、实验仪器 通用双通道示波器（GOS620 20MHz）同轴电缆 函数信号发生器 (XJ1630型)第3页/共36页三、实验原理三、实验原理 1 1、示波器基本结构、示波器基本结构 示波器基本组成框图示波器基本组成框图 第4页/共36页示波器的基本组成示波器的基本组成示波器的基本组成 示波管（示波管（CRTCRT）、电子放大系统、扫描触发系统、电源）、电子放大系统、扫描触发系统、电源 第5页/共36页uu 示波管（示波管（CRTCRT）结构简介）结构简介A1：第一阳极G：控制栅极K：阴极F：灯丝G：对应亮度旋钮A2：第二阳极K G A1 A2共同完成聚焦X：水平偏转板Y：竖

4、直偏转板荧光屏电子枪、偏转系统、荧光屏电子枪、偏转系统、荧光屏第6页/共36页uu 电子放大系统电子放大系统 竖直放大器、水平放大器uu 扫描触发系统扫描触发系统扫描发生器、触发电路作用：在偏转板上加足够的电压，使电子束获得明显偏移；对较弱的被测信号进行放大扫描发生器作用：产生一个与时间成正比的电压作为扫 描信号触发电路作用：形成触发信号。示波器工作在自动（AUTO)方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波器处于AC/DC触发方式工作时，扫描发生器必须有触发信号的激励才能产生扫描信号。一般对应：内触发方式时，触发信号由被测信号产生，满足同步要求外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生uu

5、电源（略）电源（略）第7页/共36页2 2、示波原理、示波原理（扫描和同步）（扫描和同步）第8页/共36页uu 扫描原理扫描原理只在竖直偏转板上加正弦电压的情形只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形示波器显示正弦波原理图第9页/共36页X轴方向偏转第10页/共36页Y轴方向偏转第11页/共36页正弦波合成正弦波合成正弦波合成正弦波合成第12页/共36页uu 同步（整步）原理同步（整步）原理扫描时由于锯齿波周期性复原，要求光点所画的轨迹和第一周期的完全重合，再由视觉残留，观察到一个稳定的波形。紊乱的波形 Tx=nTy,fy=nfxuu触发同步电路触发同步电路，它从垂直放大电路中取出部分待测信号，输

6、它从垂直放大电路中取出部分待测信号，输入到扫描发生器，迫使锯齿波与待测信号同步，此称为入到扫描发生器，迫使锯齿波与待测信号同步，此称为“内内同步同步”.操作时使用操作时使用“电平电平”（LEVELLEVEL）旋钮）旋钮。第13页/共36页3 3、示波器面板控制件的作用简介、示波器面板控制件的作用简介亮度：轨迹亮度调节电源开关电源指示灯聚焦：轨迹清晰度调节荧光屏校准信号第14页/共36页CH1或CH2：被测信号输入端口注意双通道被测信号耦合方式AC：交流输入DC：直流输入GND：输入零信号垂直位移水平位移被测信号输入第15页/共36页ALT：两个通道交替显示通道工作方式选择通道工作方式选择CH1

7、或CH2：1或2单独显示CHOP：两个通道断续显示ADD：显示两个通道信号幅度的代数和或差通道2极性转换第16页/共36页电压衰减及扫描速率电压衰减及扫描速率VOLTS/DIVVOLTS/DIV：调节垂直偏转灵敏度，指示垂直方向每格的偏转电压值VIRIABLEVIRIABLE：连续调节垂直偏转灵敏度TIME/DIVTIME/DIV：调节扫描速率，指示水平方向每格的扫描时间X-YX-Y工作方式工作方式：CH1输入X轴信号VIRIABLE VIRIABLE PLEEPLEE 5 5：连续调节扫描速率第17页/共36页扫描方式选择扫描方式选择自动（AUTO)：扫描发生器自动工作常态（NORM)单次（

8、SINGLE)被触发或准备指示灯电平（电平（LEVELLEVEL）：）：调节被测信号在某一电平触发扫描第18页/共36页触发方触发方式选择式选择选择触发源信号选择触发源信号内：内：CH1 CH2CH1 CH2外：LINE EXT触发极性选择：选择上升或下降沿触发扫描接地外触发输入CH1或CH2选择：“交替”或“断续”工作方式时，选择频率低的通道触发单踪显示时，任选其一，触发信号均来自于被显示通道选择触发信号耦合方式：AC/DC TV第19页/共36页30：CH1输出31：电源插座32：电源设置33：保险丝座第20页/共36页4、函数信号发生器简介本实验所用函数信号发生器可以输出频率在0.2Hz

9、-2MHz的正弦波、三角波、方波信号。面板主要控制件的作用：电源开关波形选择波形选择频率范频率范围选择围选择频率调节频率调节幅度调节函数信函数信号输出号输出占空比调节第21页/共36页AC常态常态触发耦合方式触发耦合方式（COUPL ING）顺时针旋足顺时针旋足微调（微调（VIRIABLE）CH1触发源触发源（TRIGGER SOURCE）0.1V(X)电压衰减电压衰减（VOLTS/DIV）0.5ms扫描速率（扫描速率（SEC/DIV）CH1垂直方式垂直方式（MODE）触发极性（触发极性（SLOPE）居中居中位移（三只）位移（三只）（POSITION）自动自动扫描方式扫描方式（SWEEP MO

10、DE）居中居中聚焦（聚焦（FOCUS）DC输入耦合输入耦合居中居中亮度亮度（INTENSITV）作用位置作用位置控制件名称控制件名称作用位置作用位置控制件名称控制件名称4、测量前示波器面板控件的位置注意：测量时对控件进行适当的调节第22页/共36页uu 面板主要按钮面板主要按钮uu垂直系统垂直系统uu水平系统水平系统t/DIVt/DIV：调节扫描速率，指示 水平方向每格的扫描时间水平方向每格的扫描时间V/DIVV/DIV：调节垂直偏转灵敏度,指示 垂直方向每格的偏转电压值垂直方向每格的偏转电压值uu触发电路触发电路电平（电平（LEVELLEVEL）：）：调节被测信号在某一电平触发描。旧示波器：

11、顺时针到底，波形中心电平附近 新示波器：中央位置，大约在中间值uuX-YX-Y工作方式工作方式X-YX-Y：显示两个相关量的函数图形。CH1输入x轴信号，同时设置为X-YX-Y状态。第23页/共36页四、实验内容四、实验内容 1、观察波形2、测量正弦信号电压与周期 3、测绘李萨如图像 4、观察“拍”现象 5、测量相位差、测量相位差第24页/共36页1 1、观察波形、观察波形（1）信号发生器输出接CH1。（2）调节信号发生器的输出频率和电压及波形。（3）调节示波器CH1通道偏转因数、扫描速率、电平等，使显示波形稳定。要求：熟练要求：熟练偏转因数、扫描速率、电平偏转因数、扫描速率、电平等按钮操作等

12、按钮操作第25页/共36页2 2、测量正弦信号电压与周期、测量正弦信号电压与周期 测量原理 偏转因数V/div时基因数T/div电压：Upp=24=8V假设：“V/div”档位置于2V/div“TIME/div”的档位在0.5ms/div 周期 T=60.5=3mS频率 f=1/T=333HZ 第26页/共36页4格1.6格T=1.6t/divUPP=4v/div第27页/共36页 将不同信号源信号分别输入CH1和CH2通道，扫描速率旋钮置X-YX-Y（逆时针到底）状态，调节信号幅度或改变通道偏转因数，使图形不超出荧光屏视场，调节调节CH1CH1和和CH2CH2频率比频率比观察李萨如图。3 3

13、、测量信号的频率、测量信号的频率 uu 观察李萨如图形观察李萨如图形 两个相互垂直的谐振动合成时，若其频率fx与fy 成简单的整数比，合成的轨迹是封闭的稳定几何图形，称为李萨如图。第28页/共36页第29页/共36页uu 测量信号频率测量信号频率测量原理李萨育测波形法第30页/共36页第31页/共36页4 4、观察、观察“拍拍”现象现象 两个同方向的谐振动合成时，若其频率f1与f2 的差值远小于f1、f2，合成振动的振幅随时间缓慢的呈周期性变化，这种现象称为“拍”“拍”频：垂直方式选ADDADD，通道2极性选NORM，扫描速率调到合适值，调可调标准信号源信号频率，使屏上出现稳定的“拍”波形，观

14、察“拍”现象。第32页/共36页5.5.5.5.利用双踪示波器测量相位差利用双踪示波器测量相位差利用双踪示波器测量相位差利用双踪示波器测量相位差u方法一：将一个待测信号输入示波器的CH1CH1轴，另一个待测信号输入示波器的CH2CH2轴，则两个待测信号间相位差就转化为CH1CH1与CH2CH2间相位差 w方法二：将一个待测信号输入示将一个待测信号输入示波器波器X X偏转板，另一个待测信号输偏转板，另一个待测信号输入示波器的入示波器的YCH2YCH2轴，则两个待测信轴，则两个待测信号间相位差就转化为号间相位差就转化为X X轴与轴与YCH2YCH2轴轴间相位差间相位差第33页/共36页RC电路信号

15、发生器信号发生器CH1CH1CH2CH2第34页/共36页五、思考题五、思考题 1、如果打开示波器电源后，看不到扫描线也看不到光点，可有那些原因？2、当Y轴输入端有信号，但屏上只有一条水平线时，是什么原因？应如何调节才能使波形沿Y轴展开？3、如何用示波器测量两正弦信号的相位差？四、注意事项四、注意事项 测信号电压和周期时，一定要将电压衰减旋纽的微调和扫描速率旋纽的微调顺时针旋足（校正位置）。4 4、观察李萨如图形时，能否用示波器的、观察李萨如图形时，能否用示波器的“同步同步”把图形稳定下来？李萨如图把图形稳定下来？李萨如图形为什么一般都在动？主要原因是什么？（做实验报告时回答）形为什么一般都在动？主要原因是什么？（做实验报告时回答）第35页/共36页感谢您的观看！第36页/共36页