示波器的使用實(shí)驗(yàn)

1、1 實(shí)驗(yàn)介紹實(shí)驗(yàn)介紹示波器示波器 - - 電子工程師的眼睛電子工程師的眼睛示波器的首要條件：示波器的首要條件：1. 準(zhǔn)確地顯示波形準(zhǔn)確地顯示波形2. 保證信號(hào)完整性測(cè)量保證信號(hào)完整性測(cè)量電子示波器的分類電子示波器的分類按示波器的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類：按示波器的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分類：1 1通用示波器通用示波器 ：采用單束示波管，是一種寬頻帶的示波器，：采用單束示波管，是一種寬頻帶的示波器，常用的是雙蹤示波器，使用的極為廣泛，可以對(duì)一般電信號(hào)常用的是雙蹤示波器，使用的極為廣泛，可以對(duì)一般電信號(hào)進(jìn)行定性和定量的分析。進(jìn)行定性和定量的分析。2 2多束示波器多束示波器 ：采用多束示波管，通過電子開關(guān)

2、進(jìn)行切換，：采用多束示波管，通過電子開關(guān)進(jìn)行切換，觀察兩個(gè)以上的波形，比較兩個(gè)以上的信號(hào)很方便。觀察兩個(gè)以上的波形，比較兩個(gè)以上的信號(hào)很方便。3 3取樣示波器取樣示波器 ：便于觀察和測(cè)量高頻信號(hào)。：便于觀察和測(cè)量高頻信號(hào)。4 4記憶示波器記憶示波器 ：采用記憶示波管實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)。：采用記憶示波管實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)。5 5特種示波器特種示波器 ：具有特殊的功能用途，例如：矢量示：具有特殊的功能用途，例如：矢量示波器，高壓示波器，心電圖示波器等。波器，高壓示波器，心電圖示波器等。6 6數(shù)字存儲(chǔ)示波器數(shù)字存儲(chǔ)示波器 ：能夠?qū)⒉洞俚降男盘?hào)進(jìn)行：能夠?qū)⒉洞俚降男盘?hào)進(jìn)行A/DA/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換，寫入存儲(chǔ)器，需

3、要讀出時(shí)，經(jīng)過寫入存儲(chǔ)器，需要讀出時(shí)，經(jīng)過D/AD/A轉(zhuǎn)換還原成模擬信轉(zhuǎn)換還原成模擬信號(hào)，在示波器上顯示出來。號(hào)，在示波器上顯示出來。7 7邏輯示波器：（邏輯分析儀）。邏輯示波器：（邏輯分析儀）。8. 8. 虛擬示波器：通過軟件實(shí)現(xiàn)示波器的全部功能。虛擬示波器：通過軟件實(shí)現(xiàn)示波器的全部功能。9. 9. 網(wǎng)絡(luò)示波器：將示波器接入互聯(lián)網(wǎng)中，便于高速傳遞網(wǎng)絡(luò)示波器：將示波器接入互聯(lián)網(wǎng)中，便于高速傳遞測(cè)量的信息和應(yīng)用各種數(shù)據(jù)處理軟件。測(cè)量的信息和應(yīng)用各種數(shù)據(jù)處理軟件。2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康模?）了解示波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。了解示波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。（2）初步掌握示波器的調(diào)整和使用。初步掌握示波

4、器的調(diào)整和使用。（3）學(xué)習(xí)用示波器觀察波形和測(cè)量頻率。學(xué)習(xí)用示波器觀察波形和測(cè)量頻率。3 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理示波器的基本結(jié)構(gòu)包括：示波器的基本結(jié)構(gòu)包括： 陰極射線陰極射線示波管示波管（電子槍、（電子槍、X X、Y Y偏轉(zhuǎn)板、熒光偏轉(zhuǎn)板、熒光屏）屏） 電壓放大器電壓放大器（帶衰減器的（帶衰減器的X X和和Y Y軸放大器）軸放大器） 同步、掃描電路同步、掃描電路 電源電源一、組成：如圖所示，它由示波管（一、組成：如圖所示，它由示波管（CRTCRT）、垂）、垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，同步控制系統(tǒng)，直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，同步控制系統(tǒng)，以及輝度控制電路、電源系統(tǒng)等幾部分組成。以及輝度控制電路、電源系

5、統(tǒng)等幾部分組成。1.1.陰極射線示波管是個(gè)電真空器件，玻璃殼內(nèi)陰極射線示波管是個(gè)電真空器件，玻璃殼內(nèi)有熒光屏、電子槍和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)幾個(gè)部分。有熒光屏、電子槍和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)幾個(gè)部分。熒光屏熒光屏 示波管前方內(nèi)部，涂有熒光材料。當(dāng)高速電示波管前方內(nèi)部，涂有熒光材料。當(dāng)高速電子流打上時(shí)，熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)光。發(fā)光的強(qiáng)弱（波形亮子流打上時(shí)，熒光物質(zhì)會(huì)發(fā)光。發(fā)光的強(qiáng)弱（波形亮度），取決于電子流的強(qiáng)度。度），取決于電子流的強(qiáng)度。 電子槍電子槍 由燈絲、陰極、柵極、第一陽極和第二陽由燈絲、陰極、柵極、第一陽極和第二陽極構(gòu)成。極構(gòu)成。 主要功能主要功能: :產(chǎn)生一束強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)的高速電子流，并且產(chǎn)生一束強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)的高速電

6、子流，并且使電子束可以聚焦在屏幕上。燈絲加熱后，陰極發(fā)射出使電子束可以聚焦在屏幕上。燈絲加熱后，陰極發(fā)射出大量的電子。這些電子在兩個(gè)陽極的加速下，將以很高大量的電子。這些電子在兩個(gè)陽極的加速下，將以很高的速度射向熒光屏。柵極處于第一陽極和陰極之間，使的速度射向熒光屏。柵極處于第一陽極和陰極之間，使之相對(duì)于陰極處于負(fù)電勢(shì)。改變它負(fù)的程度（通過示波之相對(duì)于陰極處于負(fù)電勢(shì)。改變它負(fù)的程度（通過示波器面板上的器面板上的“亮度亮度”旋鈕調(diào)節(jié)），就可以控制電子束的旋鈕調(diào)節(jié)），就可以控制電子束的強(qiáng)度，從而改變熒光屏上的光點(diǎn)和波形的亮度?？刂坪脧?qiáng)度，從而改變熒光屏上的光點(diǎn)和波形的亮度?？刂坪玫谝魂枠O和第二陽極

7、間的電勢(shì)差（示波器面板上的第一陽極和第二陽極間的電勢(shì)差（示波器面板上的“聚聚焦焦”旋鈕調(diào)節(jié)），可以使電子束恰好聚焦到熒光屏上，旋鈕調(diào)節(jié)），可以使電子束恰好聚焦到熒光屏上，此時(shí)屏上的光點(diǎn)最小，波形線條細(xì)銳清晰。此時(shí)屏上的光點(diǎn)最小，波形線條細(xì)銳清晰。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) X X和和Y Y是一對(duì)互相垂直放置的偏轉(zhuǎn)板。在水平偏轉(zhuǎn)是一對(duì)互相垂直放置的偏轉(zhuǎn)板。在水平偏轉(zhuǎn)板板X X間加電壓時(shí)，通過期間的電子束就會(huì)在偏轉(zhuǎn)板間電場(chǎng)的作用間加電壓時(shí)，通過期間的電子束就會(huì)在偏轉(zhuǎn)板間電場(chǎng)的作用下，在水平方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，也就是使熒光屏上的光點(diǎn)發(fā)生水下，在水平方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，也就是使熒光屏上的光點(diǎn)發(fā)生水平移動(dòng)。其移動(dòng)大小，取

8、決于偏轉(zhuǎn)板電壓的高低，二者成正比平移動(dòng)。其移動(dòng)大小，取決于偏轉(zhuǎn)板電壓的高低，二者成正比關(guān)系。關(guān)系。 在垂直偏轉(zhuǎn)板在垂直偏轉(zhuǎn)板Y Y間加電壓，則通過其間的電子束就會(huì)在偏轉(zhuǎn)間加電壓，則通過其間的電子束就會(huì)在偏轉(zhuǎn)板間電場(chǎng)的作用下，發(fā)生垂直方向的偏轉(zhuǎn)，使熒光屏上的光點(diǎn)板間電場(chǎng)的作用下，發(fā)生垂直方向的偏轉(zhuǎn)，使熒光屏上的光點(diǎn)發(fā)生垂直移動(dòng)，其移動(dòng)大小，取決于偏轉(zhuǎn)板電壓的高低，二者發(fā)生垂直移動(dòng)，其移動(dòng)大小，取決于偏轉(zhuǎn)板電壓的高低，二者成正比關(guān)系。成正比關(guān)系。 在偏轉(zhuǎn)板間加一個(gè)直流電壓（通過示波器面板上的在偏轉(zhuǎn)板間加一個(gè)直流電壓（通過示波器面板上的“水平水平位置位置”和和“垂直位置垂直位置”旋鈕調(diào)節(jié)），可改變光

9、點(diǎn)的基礎(chǔ)位置。旋鈕調(diào)節(jié)），可改變光點(diǎn)的基礎(chǔ)位置。加變化電壓時(shí)，光點(diǎn)移動(dòng)的距離也跟著變化，而且光點(diǎn)位置變加變化電壓時(shí)，光點(diǎn)移動(dòng)的距離也跟著變化，而且光點(diǎn)位置變化的規(guī)律與所加電壓的變化的規(guī)律是一致的。化的規(guī)律與所加電壓的變化的規(guī)律是一致的。 電子示波器的基本組成框圖電子示波器的基本組成框圖Y Y軸方向偏轉(zhuǎn)軸方向偏轉(zhuǎn)只在豎直偏轉(zhuǎn)板上只在豎直偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓的情形加正弦電壓的情形只在水平偏只在水平偏轉(zhuǎn)板上加一轉(zhuǎn)板上加一鋸齒波電壓鋸齒波電壓的情形的情形示波器顯示正弦波原理圖示波器顯示正弦波原理圖掃描時(shí)由于鋸齒波周期性復(fù)原，要求光點(diǎn)所畫的軌跡掃描時(shí)由于鋸齒波周期性復(fù)原，要求光點(diǎn)所畫的軌跡和第一周期的完全

10、重合，再由視覺殘留，觀察到一個(gè)和第一周期的完全重合，再由視覺殘留，觀察到一個(gè)穩(wěn)定的波形穩(wěn)定的波形 。Tx=nTy , fy=nfx 。4 儀器和器材儀器和器材（1）SS5702A型雙蹤示波器型雙蹤示波器（2）信號(hào)發(fā)生器。）信號(hào)發(fā)生器。5 實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容實(shí)驗(yàn)步驟與內(nèi)容（1）對(duì)示波器給定交流信號(hào)電壓、頻率的測(cè)量對(duì)示波器給定交流信號(hào)電壓、頻率的測(cè)量10div峰峰U8divT電壓：電壓：Upp=2=24=8V4=8V假設(shè)：假設(shè)： Upp=CH1 靈敏讀數(shù)靈敏讀數(shù):“ V/div V/div ” 檔位置于檔位置于2V/div2V/div X軸描讀數(shù)軸描讀數(shù):“ TIME/div TIME/div ”的檔位在的檔位在0.5ms/div0.5ms/div 周期周期 T T=6=60.5=3mS0.5=3mS頻率頻率 f f=1/=1/T T=333HZ=333HZ T = X軸描讀數(shù)軸描讀數(shù)DxUUpp