示波器的原理与使用

一:示波器的工作原理

一、示波器的工作原理:

示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,就可产生细小的光点。在被测信号的作用下,电子束就好像一支笔的笔尖,可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线,还可以用它测试各种不同的电量,如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

(一)示波器的组成普通示波器有五个基本组成部分:显示电路、垂直(Y轴)放大电路、水平(X轴)放大电路、扫描与同步电路、电源供给电路。普通示波器的原理功能方框图如图5-1所示。

1.显示电路

显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管,是示波器一个重要组成部分。示波管的基本原理图如图5-2所示。由图可见,示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。

(1)电子枪

电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流,去轰击荧光屏使之发光。它主要由灯丝F、阴极K、控制极G、第一阳极A1、第二阳极A2组成。除灯丝外,其余电极的结构都为金属圆筒,且它们的轴心都保持在同一轴线上。阴极被加热后,可沿轴向发射电子;控制极相对阴极来说是负电位,改变电位可以改变通过控制极小孔的电子数目,也就是控制荧光屏上光点的亮度。为了提高屏上光点亮度,又不降低对电子束偏转的灵敏度,现代示波管中,在偏转系统和荧光屏之间还加上一个后加速电极A3。

第一阳极对阴极而言加有约几百伏的正电压。在第二阳极上加有一个比第一阳极更高的正电压。穿过控制极小孔的电子束,在第一阳极和第二阳极高电位的作用下,得到加速,向荧光屏方向作高速运动。由于电荷的同性相斥,电子束会逐渐散开。通过第一阳极、第二阳极之间电场的聚焦作用,使电子重新聚集起来并交汇于一点。适当控制第一阳极和第二阳极之间电位差的大小,便能使焦点刚好落在荧光屏上,显现一个光亮细小的圆点。改变第一阳极和第二阳极之间的电位差,可起调节光点聚焦的作用,这就是示波器的“聚焦”和“辅助聚焦”调节的原理。第三阳极是示波管锥体内部涂上一层石墨形成的,通常加有很高的电压,它有三个作用:①使穿过偏转系统以后的电子进一步加速,使电子有足够的能量去轰击荧光屏,以获得足够的亮度;②石墨层涂在整个锥体上,能起到屏蔽作用;③电子束轰击荧光屏会产生二次电子,处于高电位的A3可吸收这些电子。

(2)偏转系统

示波管的偏转系统大都是静电偏转式,它由两对相互垂直的平行金属板组成,分别称为水平偏转板和垂直偏转板。分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动。当电子在偏转板之间运动时,如果偏转板上没有加电压,偏转板之间无电场,离开第二阳极后进入偏转系统的电子将沿轴向运动,射向屏幕的中心。如果偏转板上有电压,偏转板之间则有电场,进入偏转系统的电子会在偏转电场的作用下射向荧光屏的指定位置。

如图5-3所示。如果两块偏转板互相平行,并且它们的电位差等于零,那么通过偏转板空间的,具有速度υ的电子束就会沿着原方向(设为轴线方向)运动,并打在荧光屏的坐标原点上。如果两块偏转板之间存在着恒定的电位差,则偏转板间就形成一个电场,这个电场与电子的运动方向相垂直,于是电子就朝着电位比较高的偏转板偏转。这样,在两偏转板之间的空间,电子就沿着抛物线在这一点上做切线运动。最后,电子降落在荧光屏上的A点,这个A点距离荧光屏原点(0)有一段距离,这段距离称为偏转量,用y表示。偏转量y与偏转板上所加的电压Vy成正比。同理,在水平偏转板上加有直流电压时,也发生类似情况,只是光点在水平方向上偏转。

(3)荧光屏

荧光屏位于示波管的终端,它的作用是将偏转后......余下全文>>

二:示波器的原理和使用思考题

1,当改变信号发生器的输出信号幅值和频率时,示波器上显示的图形一定会变化的,读数肯定也在变化;当信号发生器输出信号的参数不变时,调节示波器上的水平与垂直缩放钮图形会相应的缩放,但图形是一样的,只是大小或水平数量发生变化,读数不会改变。示波器是测试电信号的实时波形,所测的各个参数均是被测信号的参数,不会随示波器上的旋钮改变而改变。

2,在主时基旋钮上有个XY显示开关,只有在此状态下才能测试李沙育图形,也就是XY显示模式。

三:大学物理实验示波器的原理及使用

示波器的图案不就是电子打在荧光屏上显示出来的吗?那时间轴就是随时间变化电子打在荧光屏上地点的直观反应呀

四:示波器的原理和使用 实验结果分析

wenku.baidu.com/...5.html

五:示波器的工作原理是什么?维修中如何运用?

每一个电路都有不同的波形吗?这个问题显示你没有经过系统电子工程学习,因此俺尽量用通俗简单的语言描述。电路不存在什么波形的问题,假如把电流比做水流,电路就是渠道。水流会出现波动,电流也会,因而会有波形一说。可是渠道是没有波形这个说法的,但渠道可以改变原有的波形。

示波器在电子电路设计维修中经常用到,因为它在工程运用(包括维修)中是作为测量工具使用。

它能够测量电压数值,电流数值,电压的频率等等 。比如高频线路(就是电压变化很快),需要测量瞬态的电压,怎么办?就使用它,电压表是测不了的。

维修中的例子:在一个高频线路中,因为前端元件的可靠性低(不稳定,比如容易受温度影响),导致某些时间(比如在一秒中的第0.0003秒) 电压不能达到需要的数值。电路工作不正常。用电压表测量一切正常。怎么办?用示波器一看,哦!原来是0.003秒电压上不去啊~ 处理~

六:用示波器显示李萨如图形的原理及示波器的连接方法

◆李萨如图形是当在示波器的X轴输入一个波形,用它作为扫描信号(而不是用示波器本身的锯齿波来扫描!),同时在Y轴输入另一个信号,当两个信号的频率之比正好形成整数比时产生的图样。

◆比个设想的简单例子:如果你一边在荡秋千,一边拿着一个长把扫帚在地上左右摆动。仍你左右摆动的周期或频率正好等于秋千前后摆动的周期或频率的话,那就会在地面上画出一个封闭的图形。如果你是按照正弦波的规律摆动扫帚的话,那画出来的图形将是椭圆。如果你扫帚的摆幅正好等于秋千的摆幅时,画出来的一定会是个圆圈!如果你晃动扫把的频率比秋千块一倍,则会画出一个8字。

示波器上的X轴信号就相当于例子中的秋千,Y轴的信号就相当于例子中的扫帚。

◆因此,用构成李萨如图形的方法就可以比较两个信号间的频率比,当一个信号的频率为已知时,就可测出另一个信号的频率。

◆所以要观察李萨如图形,首先将示波器的X输入端设置到外部扫描方式上,再将一个信号送入X轴输入端,另一个信号送入Y轴输入端,然后改变一个信号的频率,并将信号幅度适当衰减就行了。

七:急求示波器的使用的实验报告!!!!!!!

《示波器的使用》实验示范报告

【实验目的】

1.了解示波器显示波形的原理,了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合;

2.熟悉使用示波器的基本方法,学会用示波器测量波形的电压幅度和频率;

3.观察李萨如图形。

【实验仪器】

1、 双踪示波器 GOS-6021型 一台

2、 函数信号发生器 YB1602型 一台

3、 连接线 示波器专用 二根

示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。

[实验原理]

示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成,

1、 示波管

如图所示,左端为一电子枪,电子枪加热后发出一束电子,电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上,屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下,位置也随之改变。在一定范围内,亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。

示波管结构简图 示波管内的偏转板

2、 扫描与同步的作用

如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压,在荧光屏上看到的是一条水平线,如图

图扫描的作用及其显示

如果在Y轴偏转板上加正弦电压,而X轴偏转板不加任何电压,则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡,在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线,如图

如果在Y轴偏转板上加正弦电压,又在X轴偏转板上加锯齿形电压,则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移,其合成原理如图所示,描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期(频率)相同,这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同,则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开,在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形,甚至很复杂的图形。由此可见:

(1)要想看到Y轴偏转板电压的图形,必须加上X轴偏转板电压把它展开,这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变,扫描必须是线性的,即必须加锯齿波。

(2)要使显示的波形稳定,Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数,即:

n=1,2,3,

示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调,但要准确的满足上式,光靠人工调节还是不够的,待测电压的频率越高,越难满足上述条件。为此,在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置,称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下,再加入“同步”的作用,扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍,从而获得稳定的波形。

(1)如果Y轴加正弦电压,X轴也加正弦扫描电压,得出的图形将是李萨如图形,如表所

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示。李萨如图形可以用来测量未知频率。令fy、fx分别代表Y轴和X轴电压的频率,nx代表X方向的切线和图形相切的切点数,ny代表Y方向的切线和图形相切的切点数,则有

李萨如图形举例表

如果已知fx,则由李萨如图形可求出fy。

【实验内容】

1. 示波器的调整

(1)不接外信号,进入非X-Y方式

(2)调整扫描信号的位置和清晰度

(3)设置示波器工作方式

2. 正弦波形的显示

(1)熟读示波器的使用说明,掌握示波器的性能及使用方法。

(2)把信号发生器输出接到示波器的Y轴输入上,接通电源开关,把示波器和信号发生器的各旋钮调到正常使用位置,使在荧光屏上显示便于观测的稳定波形。

3.示波器的定标和波形电压、周期的测量

(1)把Y轴偏转因数和扫描时间偏转因数旋钮都放在“校准”位置(指示灯“VAR”熄灭)。

(2)把校准信号输出端接到Y轴输入插座

(3)把信号发生器的正弦电压接到Y轴输入端,用示波器测量正弦电压的幅值和周期,并和信号发生器上显示的频率值比较。

(4)选择不同幅值和频率的5种正弦波,重复步骤(3),记下测量结果。

4.李莎......余下全文>>

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