示波器的原理和使用PPT課件

1、目錄 1.示波器的作用 2.示波器的分類 3.示波器的構(gòu)造 4.偏轉(zhuǎn)原理 5.示波器的使用第1頁/共20頁示波器的主要作用 示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。 主要用來測量交流電或脈沖電流波的形狀的儀器，由電子管放大器、掃描振蕩器、陰極射線管等組成。除觀測電流的波形外，還可以測定頻率、電壓強(qiáng)度等。凡可以變?yōu)殡娦?yīng)的周期性物理過程都可以用示波器進(jìn)行觀測第2頁/共20頁示波器的分類 按照信號的不同，示波器可分為模擬示波器和數(shù)字示波器。 模擬示波器采用的是模擬電路 數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換，軟件編程等一系列

2、的技術(shù)制造出來的高性能示波器。第3頁/共20頁模擬示波器的構(gòu)造 模擬示波器主要由電壓放大裝置、示波管、掃描與觸發(fā)裝置和電源組成。 示波管主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)板和熒光屏組成。第4頁/共20頁電子槍 電子槍用于產(chǎn)生并形成高速、聚束的電子流，去轟擊熒光屏使之發(fā)光。它主要由燈絲F、陰極K、控制極G、第一陽極A1、第二陽極A2組成。除燈絲外，其余電極的結(jié)構(gòu)都為金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同一軸線上。陰極被加熱后，可沿軸向發(fā)射電子；控制極相對陰極來說是負(fù)電位，改變電位可以改變通過控制極小孔的電子數(shù)目，也就是控制熒光屏上光點(diǎn)的亮度。為了提高屏上光點(diǎn)亮度，又不降低對電子束偏轉(zhuǎn)的靈敏度，現(xiàn)代示波管中，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

3、和熒光屏之間還加上一個后加速電極A3。第5頁/共20頁熒光屏 熒光屏位于示波管的終端，它的作用是將偏轉(zhuǎn)后的電子束顯示出來。在示波器的熒光屏內(nèi)壁涂有一層發(fā)光物質(zhì)，一旦受到高速電子沖擊就顯現(xiàn)出熒光。此時光點(diǎn)的亮度決定于電子束的數(shù)目、密度及速度。改變控制極的電壓，電子束中電子的數(shù)目將隨之改變，光點(diǎn)亮度也就改變。 涂有不同熒光物質(zhì)的熒光屏，在受電子沖擊時將顯示出不同的顏色和不同的余輝時間，通常供觀察一般信號波形用的是發(fā)綠光的，屬中余輝示波管，供觀察非周期性及低頻信號用的是發(fā)橙黃色光的，屬長余輝示波管；供照相用的示波器中，一般都采用發(fā)藍(lán)色的短余輝示波管。第6頁/共20頁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)大都是靜

4、電偏轉(zhuǎn)式，它由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為水平偏轉(zhuǎn)板和垂直偏轉(zhuǎn)板。如果偏轉(zhuǎn)板上有電壓，偏轉(zhuǎn)板之間則有電場，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子會在偏轉(zhuǎn)電場的作用下射向熒光屏的指定位置。第7頁/共20頁偏轉(zhuǎn)原理 物理學(xué)理論可以證明，一端通過細(xì)繩固定的重物在作擺動時，與中心垂線的距離滿足正弦波規(guī)律。沙漏實(shí)驗(yàn)可以清晰地顯示這個隨時間變化的波形：用沙漏充當(dāng)重物，并且在沙漏底下的桌面上平鋪一張紙，當(dāng)沙漏開始擺動時，讓紙勻速移動。這樣，沙漏中流出的細(xì)沙，就在紙上留下了一個正弦波痕跡，如圖1.1.3所示。利用這種設(shè)計(jì)思想，可以完成波形在平面上（對應(yīng)于時間的流動）的展開。這種設(shè)計(jì)思想在波形記錄、顯示中被廣泛采用，比如

5、心電圖機(jī)，就是用原地?cái)[動的電熱針，在勻速移動的記錄紙帶上描記出心電波形。第8頁/共20頁 當(dāng)在X偏轉(zhuǎn)板上加入一個鋸齒波，而在Y偏轉(zhuǎn)板上不加電壓，可以看到光點(diǎn)從熒光屏左邊出現(xiàn)，勻速移動到右邊，然后又迅速在左邊重復(fù)出現(xiàn)。第9頁/共20頁 當(dāng)在Y偏轉(zhuǎn)板上加入被測信號，在X偏轉(zhuǎn)板上不加電壓，可以在示波管的熒光屏上看到光點(diǎn)隨著被測電壓的變化而發(fā)生位置變化電壓越大，光點(diǎn)位置越靠上方。第10頁/共20頁 當(dāng)在X偏轉(zhuǎn)板上加入一個鋸齒波，而在Y偏轉(zhuǎn)板上加入一個正弦波，則可以看到,光點(diǎn)的移動軌跡是一個正弦波。第11頁/共20頁總結(jié) 在一個封閉玻璃管顯示屏的內(nèi)壁涂上熒光粉，當(dāng)熒光粉被大量電子形成的電子束轟擊時，會發(fā)

6、出熒光，電子束如果遇到電場的作用，會因電場形成的力而改變運(yùn)行方向，導(dǎo)致最終電子束落到熒光屏上的位置發(fā)生改變。電子束經(jīng)過兩個偏轉(zhuǎn)板的作用，會在X、Y兩個方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)。第12頁/共20頁示波器的使用 我以中策雙蹤示波器DF432520MHZ為例子講這示波器的使用第13頁/共20頁第14頁/共20頁第15頁/共20頁P(yáng)s1:Ps1:用于選擇輸入信號饋至放大器的耦合方式。AC：過電容器與垂直軸放大器連接，輸入信號的 DC 成份被截止， 且僅有AC成份顯示。GND：垂直軸放大器的輸 入接地。DC：輸入信號直接連接到垂直軸放大 器，包括DC和AC成份。 Ps2:Ps2:當(dāng)旋轉(zhuǎn)此旋鈕時，可小范圍地改變垂直

7、偏 轉(zhuǎn)靈敏度，當(dāng)逆時針旋轉(zhuǎn)到底時，其變化 范圍應(yīng)大于 2.5 倍，通常將此旋鈕順時針 旋到底。當(dāng)旋鈕位于 PULL 位置時(拉出狀 態(tài))，垂直軸的增益擴(kuò)展 5 倍，且大靈 敏度為 1mV/DIV。 第16頁/共20頁P(yáng)s3:Ps3:AUTO：儀器始終自動觸發(fā)，能顯示掃描線。當(dāng)有觸發(fā)信號存在時，同正常的觸發(fā)掃描，波形能穩(wěn)定顯示。NORM：當(dāng)觸發(fā)信號存在時，才能觸發(fā)掃描，沒信號和非同步狀態(tài)情況下，沒 有掃描線。適合信號頻率較低的 情況（25Hz以下）。 TV-V：本方式能觀察電視信號 的場信號波形。 TV-H：本方式能觀察電視信號 中的行信號波形。 注：TV-V 和 TV-H 同步僅適用于負(fù)的同步

8、信號。 Ps4:Ps4:INT：取加到 CH1 和 CH2 上的輸入信 號為觸發(fā)源。LINE：取電源信號為觸發(fā)源。EXT：取加到 TRIG INTPUT 上的外接觸發(fā)信號為觸發(fā)源，用于垂直方 向上特殊的信號觸發(fā)。第17頁/共20頁P(yáng)s5:Ps5:用于選擇垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作方 式。CH1：只有加到 CH1 的信號出現(xiàn)在屏幕上。CH2：只有加到 CH2 的信號出現(xiàn)在 屏幕上。ALT：CH1 和 CH2 的信 號交替顯示在屏幕上，于觀察加到兩通道上信號頻率較高的情況。CHOP：加到 CH1和CH2的信號受250kHz自激振蕩電子 開關(guān)的控制，同時顯示在屏幕上。這個方 式用于觀察兩通道信號頻率較低的情況。 ADD： CH1 和 CH2 信號的代數(shù)和出現(xiàn)在屏幕上Ps6:Ps6:用來選擇不同的內(nèi)部觸發(fā)源。 CH1：