示波器的使用課件

示波器的使用指導老師實驗目的實驗儀器實驗原理內容步驟注意事項問題討論思考題【實驗目的】1、了解通用雙通道示波器的結構和工作原理，熟悉示波器面板按鍵旋鈕的作用和使用方法2、掌握用示波器觀察波形、測量電壓、周期、頻率等基本參量

3、掌握觀察李薩如圖形的方法，并能測量未知信號的頻率難點：雙通道示波器的結構和工作原理重點：示波器面板控制件的作用和使用方法、測量原理【實驗儀器】1.雙通道示波器1臺2.函數信號發(fā)生器1臺3.BNC同軸信號線2根ＨＧ6051型YB1602或EM635型有讀值屏幕、光標量測、狀態(tài)存儲等功能【實驗儀器】ＨＧ6051型示波器控制面板-垂直控制部分通道開關：上方燈亮為開啟交替/斷續(xù)顯示：兩個通道均開啟時有效交流/直流耦合：AC-只輸入交流成份,直流成份被濾掉DC-交、直流成份均輸入接地/10倍衰減：GND-將信號接地P×10-信號，測電壓時，顯示值要除10才正確在屏幕下方有相應符號顯示垂直偏轉因數旋鈕(電壓靈敏度)：左旋偏轉因數增大(靈敏度變低，顯示幅度變小。按下VAR燈亮為非校準狀態(tài)偏轉因數在屏下方有顯示CH2信號輸入BNC插口垂直位置調節(jié)旋鈕信號相加/反相：雙通道同時開啟有效，長按將CH2信號反相CH1信號輸入BNC插口【實驗儀器】MAG波形放大模式：ALT：按下時同時顯示原始波形和放大波形X5-10-20：放大倍數選擇掃描時基因數調節(jié)旋鈕(掃描速度旋鈕)：左旋時基因數增大，在屏下方有時基因數數值顯示，最小0.2us/cm,最大0.5s/cm。左旋時掃描周期增大（掃描頻率減小，掃描變慢）外觸發(fā)信號輸入端:觸發(fā)源選擇EXT觸發(fā)時，輸入有效水平位置調節(jié)旋鈕X-Y方式開關：屏右下方顯示X-Y時為X-Y方式，掃描同步電路不工作，CH1輸入作為水平偏轉電壓。主要用于李薩如圖形觀察波形標準/放大開關：選放大時用上方X5-10-20選擇放大倍數MAG方式時屏下方有放大倍數顯示ＨＧ6051型示波器控制面板-水平控制等【實驗儀器】觸發(fā)方式：ATO:自動,無觸發(fā)信號時為連續(xù)掃描,觸發(fā)起作用時為觸發(fā)掃描NML:一般模式，未觸發(fā)時無掃描光跡掃描暫停時間調節(jié)：用于復雜波形顯示時，改變掃描鋸齒波的暫停時間，以得到穩(wěn)定波形觸發(fā)信號耦合方式:AC-只取觸發(fā)源的交流成份HFR-衰減50KHz以上高頻LFR-衰減30KHz以下低頻觸發(fā)電平：調節(jié)觸發(fā)電平大小，燈亮時觸發(fā)同步才起作用觸發(fā)極時：分上升沿和下降沿兩種，在屏幕右下方有符號顯示電視同步信號觸發(fā)觸發(fā)源(選什么信號作同步控制):CH1-用CH1信號控制同步CH2-用CH2信號控制同步VERT-輪流用CH1,CH2信號控制同步LINE-用內部電源控制同步EXT-用EXT輸入的外部信號控制同步ＨＧ6051型控制面板-觸發(fā)同步控制部分【實驗儀器】信號發(fā)生器面板-YB1602型輸出頻率范圍選擇鍵輸出信號頻率顯示,右方小燈指示單位輸出信號電壓峰峰值顯示,右方Vp-p,mVp-p燈指示電壓單位波形選擇，三種輸出波形頻率粗調和微調

信號輸出插口信號幅度調節(jié)信號衰減電平開關、電平調節(jié):使交流信號加(或減)上直流電壓【實驗原理】1.示波器的基本組成（示波管，掃描同步電路，X、Ｙ放大系統(tǒng)、電源）非X-Y工作方式CH2(Y)輸入CH1(X)輸入Y放大電子開關X放大觸發(fā)同步電路掃描電路電源內:CH1,CH2,VERT外：EXT內:LINE【實驗原理】CH2(Y)輸入CH1(X)輸入電源X-Y工作方式1.掃描、同步電路不工作(相應按鍵旋鈕不起作用)2.CH1（X）通道信號取代掃描電壓加在X偏轉板注：CH1(X),CH2(Y)中Y表示只能作Y輸入;X表示X-Y方式下作X輸入，非X-Y方式作Y輸入Y放大X放大【實驗原理】＋－Uyy與U成正比加信號電壓u(t)時,y∝u(t)X2Y放大器鋸齒波信號輸入Y1Y2X1uXuY3.信號波形的顯示原理①信號輸入到Y偏轉系統(tǒng)②水平偏轉板加鋸齒波掃描電壓有輸入信號，無掃描電壓—豎直亮線只有掃描電壓，無輸入信號—水平亮線無輸入信號、無掃描電壓----亮點【實驗原理】正弦波的顯示（信號周期=掃描周期）tuYtuXTTTX=TY【實驗原理】被測信號周期與鋸齒波周期相等，顯示一個完整周期的正弦波4.波形穩(wěn)定原理(1)掃描周期=信號周期整數倍:(2)利用觸發(fā)同步電路強制掃描與信號同步【實驗原理】怎樣使顯示波形穩(wěn)定?調節(jié)TIME/DIV旋鈕改變掃描周期。右旋減小Ｔx局限：因信號周期波動，波形很難長時間穩(wěn)定正確選擇觸發(fā)源（Source）合適的觸發(fā)源耦合方式(Coupling)合適的觸發(fā)電平(TRIGLevel)熒光屏【實驗原理】連續(xù)掃描方式(以Tx=2Ty為例)tt連續(xù)掃描：掃描過程連續(xù)不間斷，掃描電路不受其它信號控制兩次顯示的波形重合t【實驗原理】觸發(fā)掃描(以信號本身作觸發(fā)信號,下降沿觸發(fā)為例)掃描周期由TIME/DIV調節(jié)t觸發(fā)電平和觸發(fā)極性控制掃描起點掃描停止掃描停止在相同極性的電平點重新觸發(fā)開始掃描下降沿觸發(fā)(由SLOPE選擇)第一掃描周期顯示波波形(紅)第二掃描周期顯示的波形(紅)，與第一掃描周期顯示波形相同，起點也相同觸發(fā)電平(大小由TRIGLEVEL調節(jié))觸發(fā)掃描：掃描過程不連續(xù)有間斷，掃描電路什么時候開始工作受同步信號控制【實驗原理】4.信號參量測量原理測電壓電壓靈敏度或電壓偏轉因數(單位：V/cm或V/DIV，1DIV=1cm)由VOLTS/DIV旋鈕調節(jié)，顯示在屏幕上波形所占高度(cm或DIV)如不帶光標測量功能，根據兩個量手工計算結果。如帶光標測量功能，將兩光標線移到相應位置，示波器能自動計算并顯示測量結果信號參量測量0.5V/cm【實驗原理】電壓測量示例:信號參量測量電壓偏轉因數(靈敏度):2V/cma.電壓峰-峰值：b.正弦交流電壓的峰值:c.正弦交流電壓的有效值:由電壓靈敏度=2V/cm,峰－谷所占高度約4格(1格=1cm),也可粗略測得峰峰值為8V兩光標線間的電壓值.因兩光標處在峰、谷處，故為峰-峰值【實驗原理】信號參量測量提示：1.信號耦合方式AC/DC必須置于DC(置AC,直流輸不進)2.輸入直流前記下水平亮線位置3.輸入直流后記下水平亮線位置4.由水平亮線移動的高度及電壓偏轉因數算出電壓或用光標功能測量思考：怎樣測直流電壓？【實驗原理】時間測量示例：信號參量測量a.周期：b.頻率：切換到1/ΔT功能測量，兩光標線移到兩相鄰同相點上，顯示的1/ΔT值即為頻率.粗測：1周期寬度約占4.4格(cm),時基因數為50us/cm,周期T=50×4.4=220us【實驗原理】李薩如圖形李薩如圖形：兩個相互垂直的簡諧振動的合運動軌跡形成的圖形，叫李薩如圖形。用示波器觀察李薩如圖形的條件：(1)CH1、CH2通道均輸入正弦波電壓(2)示波器工作于X-Y方式下(按下X-Y鍵)屏上圖形是亮點在水平、垂直方向均作簡諧運動的合運動軌跡。任一時刻屏上只有一個亮點，只是由于熒光粉余輝和人眼的視覺暫留，才看到完整的圖形。【實驗原理】李薩如圖形切點法：端點只能算半個切點!【實驗原理】李薩如圖形交點法：交叉點要算2個交點，因軌跡2次通過該點!【實驗內容與操作】1.熟悉示波器、信號發(fā)生器旋鈕按鍵名稱及作用進行以下操作，觀察亮點軌跡變化及屏幕顯示亮度INTEN，位置POSITON旋鈕居中。開機預熱調亮度，聚焦FOCUS，使亮跡(亮點軌跡)清晰掃描方式置ATO(選NML可能看不到亮跡)調TIME/DIV,看掃描速度變化及屏幕時基因數顯示按X-Y鍵觀察亮點，再按恢復有水平亮線(說明掃描工作正常)，是觀察波形第一步，無亮線應從下列幾方面調節(jié)：亮度、位置、掃描方式、X-Y開關【實驗內容與操作】2.觀察單通道波形(怎樣穩(wěn)定，怎樣測量)信號源輸出正弦波(設好頻率及幅度)到CH1調TIME/DIV能否穩(wěn)定按SOURCE，選CH1或VERT,調電平(使燈亮),再調TIME/DIV按SOURCE，選EXT,LINE，調電平能否使波形穩(wěn)定旋VOLTS/DIV，觀察波形幅度變化按GND,觀察顯示變化按信號源電平開關并調電平，按示波器AC/DC分別選AC、DC耦合方式，觀察顯示的變化進行以下操作，觀察波形變化及屏幕顯示使用小結：掃描—通道—顯示—觸發(fā)—同步

掃描選自動(ATO）觸發(fā)源(SOURCE)選VERT或CH1(信號接CH1時)或CH2(信號接CH2時)調觸發(fā)電平(TRIGLEVEL)—燈亮（觸發(fā)有效）。掃描速度調節(jié)(TIME/DIV)【實驗內容與操作】不顯波形主要檢查：ATO/NML方式，GND接地,VOLTS/DIV靈敏度波形不穩(wěn)主要檢查：SOURCE是否正確，觸發(fā)電平，掃描頻率,觸發(fā)信號耦合COUPLING【實驗內容與操作】參量測定按[ΔV-ΔT-1/ΔT調-OFF]選ΔV，測正弦波峰-峰值Vpp輸出1KHZ左右正弦波，調節(jié)輸出幅度按[ΔV-ΔT-1/ΔT調-OFF]選ΔT，測正弦波周期T按[ΔV-ΔT-1/ΔT調-OFF]選1/ΔT，測正弦波周期頻率輸出三角波、方波(測不同波形參量時，輸出不同幅度和頻率進行測量)，分別測Vpp，T，fVpp約是信號源顯示值10倍：設置了P×10,長按GND/P10取消；測CH2輸入信號參量時CH1要關閉【實驗內容與操作】3.觀察李薩如圖形信號源輸出50Hz正弦至CH1，可調信號至CH2(頻率范圍選200Hz)觀察兩個正弦波形*觀察兩個正弦波形的代數和（差）按X-Y鍵，調節(jié)CH2輸入頻率，觀察幾種頻率比的李薩如圖形【注意事項】1、忌頻繁開關機2、忌亮點過亮、長時間轟擊同一點(避免熒光粉老化)3、操作按鍵、旋鈕輕柔4、測量CH2信號參量時，CH1需關閉。兩通道均開啟時，只顯示ΔV1,ΔT1,1/ΔT1【問題討論】1.輸入了信號，有狀態(tài)顯示，但無波形顯示，可能是什么原因?2.怎樣使波形穩(wěn)定?3.怎樣選擇觸發(fā)源?4.為什么測出的電壓峰峰值約是信號源顯示值的10倍?亮度過低；按了GND，信號接地；垂直位置過高或過低，波形在屏幕外；Volts/DIV右旋過多(偏轉因數過小)，波形顯示幅度過大；觸發(fā)方式為NML但電平設置不當掃描方式ATO,觸發(fā)源正確(觀察CH1信號時，觸發(fā)源可選CH1或VERT容易使用波形穩(wěn)定)，觸發(fā)電平合適（電平灑亮），描頻率(TIME/DIV)調節(jié)合適觀察CH1信號時，觸發(fā)源選CH1或VERT容易使波形穩(wěn)定;觀察CH2信號時，CH2或VERT容易使用波形穩(wěn)定;從穩(wěn)定波形來說，選VERT是較保險的，因VERT是輪流從CH1，CH2取信號作觸發(fā)源，只要CH1或CH2有信號輸入，就易使波形穩(wěn)定。觀察與市電有關電壓，選LINE容易得到很穩(wěn)定波形原因是長按了GND/P10鍵，此時屏下方有P10狀態(tài)顯示，再長按取消即可【思考題】1.示波器上圖形不斷向右移動，掃描頻率是偏高還是偏低？應該調節(jié)哪些旋鈕，怎樣調節(jié)才能使波形穩(wěn)定？2.要在熒光屏上觀察到：①一個亮點；②一條水平亮線；③一條垂直亮線；分別怎樣操作3.用示波器怎樣測量正弦交流電的峰值、有效值和頻率？怎樣測直流電壓？偏高，左旋TIME/DIV鈕。原理參見教材或本PPT分析①說明無掃描，無信號:X-Y鍵打開，Y不輸入信號(或按GND接地)正弦電壓峰值、有效值均通過測量峰-峰值求得，計算式參見本PPT測直流：AC/DC必須設為DC，記下輸入直流前的亮線位置，輸入直流后記錄亮線新位置，根據亮線前后位置測量②有掃描，無信號:ATO，X-Y鍵關閉③說明有信號無:Y輸入信號，X-Y鍵關閉【思考題】4.示波器工作時，在示波器上