示波器的使用Microsoft Word 文檔

1、附錄1示 波 器 的 使 用一、示波器工作原理 圖1 示波管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程的電子測量儀器。利用示波器能觀察各種不同信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。它是觀察數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問題、測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器的核心部件是示波管。示波管的結(jié)構(gòu)見圖1。電子槍被燈絲加熱后發(fā)射電子。聚焦極將電子槍發(fā)射的電子聚焦為極細(xì)的電子束，可使波形顯示清晰。加速極上加有較高的正電壓，吸引

2、電子脫離電子槍高速運(yùn)動(dòng)；顯示屏上加有極高的正電壓，吸引電子撞擊在顯示屏面上，使顯示屏面涂的熒光材料發(fā)光。垂直偏轉(zhuǎn)板和水平偏轉(zhuǎn)板上加有偏轉(zhuǎn)電壓，偏轉(zhuǎn)電壓的極性和幅值控制電子束撞擊顯示屏面的位置。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓跟隨輸入信號(hào)變化時(shí)，就可以使電子束在屏面上“畫“出信號(hào)波形。圖2雙蹤示波器具有兩路輸入端，可同時(shí)接入兩路電壓信號(hào)進(jìn)行顯示。在示波器內(nèi)部，將輸入信號(hào)放大后，使用電子開關(guān)將兩路輸入信號(hào)輪換切換到示波管的偏轉(zhuǎn)板上，使兩路信號(hào)同時(shí)顯示在示波管的屏面上，便于進(jìn)行兩路信號(hào)的觀測比較。示波器的種類很多，但它們都包含下列基本組成部分：示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)

3、源組成。如圖2所示。YB43020B型示波器使用說明一、概述YB43020B型示波器為便攜式雙通道示波器。本機(jī)具有020MHz的頻帶寬度和2mV/DIV10V/DIV的垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度，配以101探極，靈敏度可達(dá)5V/DIV。儀器具有以下特點(diǎn)：·采用SMT表面貼裝工藝；·垂直衰減開關(guān)，掃描開關(guān)均采用編碼開關(guān)，具有手感輕、可靠性高；·交替觸發(fā)、交替擴(kuò)展掃描、觸發(fā)鎖定、單次觸發(fā)等功能；·垂直靈敏度范圍寬2 mVdi v1 0Vdi v；·掃描時(shí)間O·2 s /di vO·1 b sdiv·外形小巧美觀，操作手感輕便、內(nèi)部

4、工藝整齊；·面板具有非校準(zhǔn)和觸發(fā)狀態(tài)等指示；·備有觸發(fā)輸出，正弦5 0 H z電源信號(hào)輸出、z軸輸入，方便于各種測量；·校準(zhǔn)信號(hào)采用晶振和高穩(wěn)定度幅度值，以獲得更精確的儀器校準(zhǔn)。二、面板控制件介紹YB43020B面板圖如附圖3-1所示，各控件說明見下表序號(hào)控制件名稱功能（1）電源開關(guān)(POWER)按入此開關(guān)，儀器電源接通，指示燈亮。（2）亮度(INTENSITY)光跡亮度調(diào)節(jié)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)光跡增亮。（3）聚焦(FOCUS)用以調(diào)節(jié)示波管電子束的焦點(diǎn)，使顯示的光點(diǎn)成為細(xì)而清晰的圓點(diǎn)。（4）光跡旋轉(zhuǎn)(TRACE ROTATION)調(diào)節(jié)光跡與水平線平行。（5）探極校準(zhǔn)信號(hào)

5、(PROBE ADJUS T)此端口輸出幅度為0.5V，頻率為 1kH z的方波信號(hào)，用以校準(zhǔn)Y軸偏轉(zhuǎn)系數(shù)和掃描時(shí)間系數(shù)。（6）耦合方式(AC GND DC)垂直通道l的輸入耦合方式選擇:AC：信號(hào)中的直流分量被隔開，用以觀察信號(hào)的交流成份；DC：信號(hào)與儀器通道直接耦合，當(dāng)需要觀察信號(hào)的直流分量或被測信號(hào)的頻率較低時(shí)應(yīng)選用此方式，GND輸入端處于接地狀態(tài)，用以確定輸入端為零電位時(shí)光跡所在位置。（7）通道1輸入插座CH I(X)雙功能端口，在常規(guī)使用時(shí)，此端口作為垂直通道1的輸入口，當(dāng)儀器工作在X-Y方式時(shí)此端口作為水平軸信號(hào)輸入口。（8）通道1靈敏度選擇開關(guān)(VOLT SD IV)選擇垂直軸的

6、偏轉(zhuǎn)系數(shù)，從2 mVdi v1 0Vdi v分1 2個(gè)檔級(jí)調(diào)整，可根據(jù)被測信號(hào)的電壓幅度選擇合適的檔級(jí)。（9）微調(diào)(VARIABLE)用以連續(xù)調(diào)節(jié)垂直軸的CHI偏轉(zhuǎn)系數(shù)，調(diào)節(jié)范圍2·5倍，該旋鈕逆時(shí)針旋足時(shí)為校準(zhǔn)位置，此時(shí)可根據(jù)“VOLTSDIV'' 開關(guān)盤位置和屏幕顯示幅度讀取該信號(hào)的電壓值。（10）垂直位移(POSITI ON)用以調(diào)節(jié)光跡在CH I垂直方向的位置。（11）垂直方式(MODE)選擇垂直系統(tǒng)的工作方式。CH I：只顯示CH I通道的信號(hào)。CH2：只顯示CH2通道的信號(hào)。交替：用于同時(shí)觀察兩路信號(hào)，此時(shí)兩路信號(hào)交替顯示，該方式適合于在掃描速率較快時(shí)使用

7、。斷續(xù)：兩路信號(hào)斷續(xù)工作，適合于在掃描速率較慢時(shí)同時(shí)觀察兩路信號(hào)。 疊加：用于顯示兩路信號(hào)相加的結(jié)果，當(dāng)CH2極性開關(guān)被按入時(shí)，則兩信號(hào)相減。 CH2反相：此按鍵未按入時(shí)，CH2的信號(hào)為常態(tài)顯示，按入此鍵時(shí)，CH2的信號(hào)被反相。（12）耦合方式(AC GND DC)作用于CH2，功能同控制件(6)（13）通道2輸入插座垂直通道2的輸入端口，在XY方式時(shí)，作為Y軸輸入口。（14）垂直位移(POSITI ON)用以調(diào)節(jié)光跡在垂直方向的位置。（15）通道2靈敏度選擇開關(guān)功能同(8)（16）微調(diào)功能同(9)（17）水平位移(POSITI ON)用以調(diào)節(jié)光跡在水平方向的位置。（18）極性(S LO PE

8、)用以選擇被測信號(hào)在上升沿或下降沿觸發(fā)掃描。（19）電平(LEVEL)用以調(diào)節(jié)被測信號(hào)在變化至某一電平時(shí)觸發(fā)掃描。（20）掃描方式(SWEEP MODE)選擇產(chǎn)生掃描的方式。自動(dòng)(AUTO)：當(dāng)無觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí)，屏幕上顯示掃描光跡，一旦有觸發(fā)信號(hào)輸入，電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換為觸發(fā)掃描狀態(tài)，調(diào)節(jié)電平可使波形穩(wěn)定的顯示在屏幕上，此方式適合觀察頻率在5 0 H z以上的信號(hào)。 常態(tài)(NORM)：無信號(hào)輸入時(shí)，屏幕上無光跡顯示，有信號(hào)輸入時(shí)，且觸發(fā)電平旋鈕在合適位置上，電路被觸發(fā)掃描，當(dāng)被測信號(hào)頻率低于5 0 H z時(shí)，必須選擇該方式。 鎖定：儀器工作在鎖定狀態(tài)后，無需調(diào)節(jié)電平即可使波形穩(wěn)定的顯示在屏幕上。單次

9、：用于產(chǎn)生單次掃描，進(jìn)入單次狀態(tài)后，按動(dòng)復(fù)位鍵，電路工作在單次掃描方式，掃描電路處于等待狀態(tài)，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí)，掃描只產(chǎn)生一次，下次掃描需再次按動(dòng)復(fù)位按鍵。（21）觸發(fā)指示(TRIGl D READY)該指示燈具有兩種功能指示，當(dāng)儀器工作在非單次掃描方式時(shí)，該燈亮表示掃描電路工作在被觸發(fā)狀態(tài)，當(dāng)儀器工作在單次掃描方式時(shí)，該燈亮表示掃描電路在準(zhǔn)備狀態(tài)，此時(shí)若有信號(hào)輸入將產(chǎn)生一次掃描，指示燈隨之熄滅。（22）掃描擴(kuò)展指示在按入“x5擴(kuò)展"或“交替擴(kuò)展"后指示燈亮。（23）x 5擴(kuò)展按入后掃描速度擴(kuò)展5倍。（24）交替擴(kuò)展掃描按入后，可同時(shí)顯示原掃描時(shí)間和被擴(kuò)展x 5后的掃描時(shí)問

10、。(注：在掃描速度慢時(shí)，可能出現(xiàn)交替閃爍)（25）光跡分離用于調(diào)節(jié)主掃描和擴(kuò)展x 5掃描后的掃描線的相對(duì)位置（26）掃描速率選擇開關(guān)根據(jù)被測信號(hào)的頻率高低，選擇合適的檔極。當(dāng)掃描微調(diào)"置校準(zhǔn)位置時(shí)，可根據(jù)刻度盤的位置和波形在水平軸的距離讀出被測信號(hào)的時(shí)間參數(shù)。（27）微調(diào)(VAR IABLE)用于連續(xù)調(diào)節(jié)掃描速率，調(diào)節(jié)范圍2·5倍。逆時(shí)針旋足為校準(zhǔn)位置。（28）慢掃描開關(guān)用于觀察低頻脈沖信號(hào)（29）觸發(fā)源(TRIGGER SOURCE)用于選擇不同的觸發(fā)源。第一組：CH I：在雙蹤顯示時(shí)，觸發(fā)信號(hào)來自CH I通道，單蹤顯示時(shí)，觸發(fā)信號(hào)則來自被顯示的通道。CH2：在雙蹤顯示時(shí)

11、，觸發(fā)信號(hào)來自CH2通道，單蹤顯示時(shí)，觸發(fā)信號(hào)則來自被顯示的通道。交替：在雙蹤交替顯示時(shí)，觸發(fā)信號(hào)交替來自于兩個(gè)Y通道，此方式用于同時(shí)觀察兩路不相關(guān)的信號(hào)。外接：觸發(fā)信號(hào)來自于外接輸入端口。第二組：常態(tài)：用于一般常規(guī)信號(hào)的測量。TVV：用于觀察電視場信號(hào)。TVH：用于觀察電視行信號(hào)。電源：用于與市電信號(hào)同步。（30）AC/DC外觸發(fā)信號(hào)的耦合方式，當(dāng)選擇外觸發(fā)源，且信號(hào)頻率很低時(shí)，應(yīng)將開關(guān)置DC位置。（31）外觸發(fā)輸入插座(EXT INPUT)當(dāng)選擇外觸發(fā)方式時(shí)，觸發(fā)信號(hào)由此端口輸入。（32）機(jī)殼接地端。三、基本操作方法1、電源檢查YB43020B雙蹤示波器電源電壓為220V±10%

12、。接通電源前，檢查當(dāng)?shù)仉娫措妷?，如果不相符合，則嚴(yán)格禁止使用！2、面板一般功能檢查A將有關(guān)控制件按下表置位控制件名稱作用位置控制件名稱作用位置亮度居中微調(diào)逆時(shí)針旋到底聚焦居中輸入耦合DC位移居中極性上升沿垂直方式MODECH1內(nèi)觸發(fā)源CH1靈敏度選擇VOLTS/DIV0.1V/div掃描速率SEC/DIV0.5mS/divB接通電源，電源指示燈亮，稍預(yù)熱后，屏幕上出現(xiàn)掃描光跡，分別調(diào)節(jié)亮度、聚焦、輔助聚焦、跡線旋轉(zhuǎn)、垂直、水平移位等控制件，使光跡清晰并與水平刻度平行。C用101探極將校正信號(hào)輸入至CH1輸入插座。D調(diào)節(jié)示波器有關(guān)控制件，使熒光屏上顯示穩(wěn)定且易觀察方波波形。E將探極換至CH2輸入

13、插座，垂直方式置于“CH2”，內(nèi)觸發(fā)源置于“CH2”，重復(fù)D操作。3. 參數(shù)測量當(dāng)熒光屏上顯示穩(wěn)定且易觀察波形時(shí)，此時(shí)“靈敏度選擇VOLTS/DIV”旋鈕置于某一刻度位置。此時(shí)待測信號(hào)的電壓值可由公式（a）或（b）計(jì)算出。a. 用探極的×1位置測量：電壓（伏）=“VOLTS/DIV”值（V/格）×輸入信號(hào)顯示幅度（格）b. 用探極的×10位置測量：電壓（伏）=“VOLTS/DIV”值（V/格）×輸入信號(hào)顯示幅度（格）×10（1）直流電壓測量：在測量直流電壓時(shí)本儀器具有高輸入阻抗，高靈敏度，快速響應(yīng)直流電壓表的功能。測量規(guī)程如下：1、置“掃描方式

14、”開關(guān)于自動(dòng)，選擇掃描速度SEC/DIV以使顯示波形不發(fā)生閃煉現(xiàn)象的某一位置。2、置耦合方式開關(guān)于GND。定出要顯示波形的零伏基準(zhǔn)線。3、再置耦合方式開關(guān)于DC，并將被測電壓加至輸入端。4、調(diào)節(jié)“電平”旋鈕，使波形穩(wěn)定。圖4 交流電壓測量5、根據(jù)波形偏移原零伏基準(zhǔn)線的垂直位移，即信號(hào)的電壓幅度，如果波形在零伏基準(zhǔn)線上，則被測電壓相對(duì)于地電位為正。如果在下，該電壓為負(fù)。電壓值可用公式（a）或（b）求出。（2）交流電壓測量：1、置“掃描方式”開關(guān)于自動(dòng)，選擇掃描速度SEC/DIV以使顯示波形不發(fā)生閃煉現(xiàn)象的某一位置。2、置耦合方式開關(guān)于AC,并將被測電壓加至輸入端.3、調(diào)節(jié)“電平”旋鈕，使波形穩(wěn)定

15、。4、調(diào)節(jié)垂直位移和水平位移旋鈕，使波形顯示在方便讀取的位置，以幅度適中，顯示一個(gè)至一個(gè)半周期的波形為宜。5、當(dāng)測量迭加在直流電上的交流波形時(shí)，將耦合方式開關(guān)置于DC時(shí)就可測出包括直流分量的值。如僅測量交流分量，將耦合方式開關(guān)置于AC。讀出信號(hào)幅度并用公式（a）或（b）計(jì)算之。按這種規(guī)程測得的值為信號(hào)的峰值（Up-p）,如圖4所示。正弦波信號(hào)的有效值（Urms）可用公式（）求出。. 有效電壓（Urms）=峰值電壓（Up-p）/ （3）時(shí)間的測量信號(hào)波形兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔可用下述方法算出：置“掃描速度SEC/DIV”旋鈕于某一刻度，讀取波形水平方向的格數(shù)以及“×5擴(kuò)展”開關(guān)的設(shè)定值，用公

16、式（）計(jì)算。圖5 脈沖寬度測量.時(shí)間（S）=掃描速度SEC/DIV值×對(duì)應(yīng)于被測波形的長度（格）/水平擴(kuò)展系數(shù)注:“5倍擴(kuò)展”鈕按下時(shí)，水平擴(kuò)展系數(shù)為5，不按下水平擴(kuò)展系數(shù)為1。（4）脈沖寬度基本測量規(guī)程如下：a調(diào)節(jié)脈沖波形的垂直位置，使脈沖波形頂部和底部距刻度水平中心線的距離相等。b調(diào)整“SEC/DIV”開關(guān)，使信號(hào)易于觀測。c讀取上升和下降沿中點(diǎn)間的距離，即脈沖沿與水平刻度線相間的兩點(diǎn)的距離，如圖5。用公式（）計(jì)算脈沖寬度。圖6 頻率的測量（5）頻率的測量對(duì)于頻率的測量規(guī)程，有下列幾種方法。第一種方式：用公式（）求出輸入信號(hào)一個(gè)周期的時(shí)間，然后用式（）求出頻率。頻率（Hz）=1（

17、C）/周期（S） （）第二種方法：數(shù)出有效區(qū)域中10格內(nèi)的重復(fù)數(shù)N，然后用公式（）計(jì)算頻率，如圖6。頻率（Hz）=N/(10×SEC/DIV值) （）當(dāng)N很大時(shí)（30到50），第二種方法的精確程度比第一種方法更高。這一精度大致與掃描速度相等。但N很小時(shí)，由于小數(shù)點(diǎn)以下難以數(shù)清，會(huì)導(dǎo)致顯示的誤差。對(duì)于頻率較低且又具有簡單圖形的信號(hào)，諸如正弦波、方波、三角波和鋸齒波，用下述方法可實(shí)現(xiàn)高精度的測量：將示波器進(jìn)行X-Y顯示，借助于一個(gè)頻率已知的信號(hào)形成李沙育圖形，然后讀出所需的值。將按鈕“XY”按下，此時(shí)由“CH1”端口輸入的信號(hào)就為X軸信號(hào)，其偏轉(zhuǎn)靈敏度仍按該通道靈敏度選擇VOLTS/DIV旋鈕的位置讀取，從“CH2”端口輸入Y軸信號(hào)，這時(shí)示波器就工作在X-Y顯示方式。在示波器X軸和Y軸同時(shí)各輸入正弦信號(hào)時(shí)，光點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是兩個(gè)相互垂直諧振動(dòng)的合成，若它們的頻率的比值fxfy =整數(shù)時(shí)，合成的軌跡是一個(gè)封閉的圖形，稱為李沙育圖。李沙育圖的圖形與頻率比和兩信號(hào)的位相差都有關(guān)系，但李沙育圖與兩信號(hào)的頻率比有如下簡單的關(guān)系 nx，ny分另為李沙育圖的外切水平線的切點(diǎn)數(shù)和外切垂直線的切點(diǎn)數(shù)，如圖7所示 圖7李沙育 圖因此，如fx 、fy 中有一個(gè)已知且觀察它們形成的李沙育圖，得到外切水平線和外切