示波器的原理及使用

關(guān)于示波器的原理及使用第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日一、實驗?zāi)康?、了解通用雙通道示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉示波器面板控制件的作用和使用方法2、掌握用示波器觀察波形、測量電壓和頻率的方法

3、掌握觀察李薩如圖形的方法，并能測量未知信號的頻率；能用示波器觀察“拍”現(xiàn)象難點：雙通道示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理重點：示波器面板控制件的作用和使用方法、測量原理第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日二、實驗儀器

通用雙通道示波器（DF432020MHz）同軸電纜

函數(shù)信號發(fā)生器

(EE1641D型)第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日三、實驗原理1、示波器基本結(jié)構(gòu)示波器原理框圖示波管（CRT）、電子放大系統(tǒng)、掃描觸發(fā)系統(tǒng)、電源第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日

示波管（CRT）結(jié)構(gòu)簡介A1：第一陽極G：控制柵極K：陰極F：燈絲G：對應(yīng)亮度旋鈕A2：第二陽極K

GA1

A2共同完成聚焦X：水平偏轉(zhuǎn)板Y：豎直偏轉(zhuǎn)板熒光屏電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、熒光屏第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日

電子放大系統(tǒng)豎直放大器、水平放大器

掃描觸發(fā)系統(tǒng)掃描發(fā)生器、觸發(fā)電路作用：在偏轉(zhuǎn)板上加足夠的電壓，使電子束獲得明顯偏移；對較弱的被測信號進行放大掃描發(fā)生器作用：產(chǎn)生一個與時間成正比的電壓作為掃描信號觸發(fā)電路作用：形成觸發(fā)信號。示波器工作在自動（AUTO)方式時，掃描發(fā)生器始終有掃描信號輸出；當(dāng)示波器處于AC/DC觸發(fā)方式工作時，掃描發(fā)生器必須有觸發(fā)信號的激勵才能產(chǎn)生掃描信號。一般對應(yīng)：內(nèi)觸發(fā)方式時，觸發(fā)信號由被測信號產(chǎn)生，滿足同步要求外觸發(fā)方式時，觸發(fā)信號由外部輸入信號產(chǎn)生

電源（略）第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日

波形顯示原理只在豎直偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓的情形只在水平偏轉(zhuǎn)板上加一鋸齒波電壓的情形示波器顯示正弦波原理圖第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日波形顯示原理演示第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日2、示波器面板控制件的作用簡介亮度：軌跡亮度調(diào)節(jié)電源開關(guān)電源指示燈聚焦：軌跡清晰度調(diào)節(jié)熒光屏校準信號第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日CH1或CH2：被測信號輸入端口注意雙通道被測信號耦合方式AC：交流輸入DC：直流輸入GND：輸入零信號垂直位移水平位移被測信號輸入第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日ALT：兩個通道交替顯示通道工作方式選擇CH1或CH2：1或2單獨顯示CHOP：兩個通道斷續(xù)顯示ADD：顯示兩個通道信號幅度的代數(shù)和或差通道2極性轉(zhuǎn)換第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日電壓衰減及掃描速率VOLTS/DIV：調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度，指示垂直方向每格的偏轉(zhuǎn)電壓值VIRIABLE：連續(xù)調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度SEC/DIV：調(diào)節(jié)掃描速率，指示水平方向每格的掃描時間X-Y工作方式：CH1輸入x軸信號VIRIABLEPLEE×5：連續(xù)調(diào)節(jié)掃描速率第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日掃描方式選擇自動（AUTO)：掃描發(fā)生器自動工作常態(tài)（NORM)單次（SINGLE)被觸發(fā)或準備指示燈電平（LEVEL）：調(diào)節(jié)被測信號在某一電平觸發(fā)掃描第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日觸發(fā)方式選擇選擇觸發(fā)源信號內(nèi)：CH1CH2外：LINEEXT觸發(fā)極性選擇：選擇上升或下降沿觸發(fā)掃描接地外觸發(fā)輸入CH1或CH2選擇：“交替”或“斷續(xù)”工作方式時，選擇頻率低的通道觸發(fā)單蹤顯示時，任選其一，觸發(fā)信號均來自于被顯示通道選擇觸發(fā)信號耦合方式：AC/DCTV第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日30：CH1輸出31：電源插座32：電源設(shè)置33：保險絲座第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日3、函數(shù)信號發(fā)生器簡介本實驗所用函數(shù)信號發(fā)生器可以輸出頻率在0.2Hz-2MHz的正弦波、三角波、方波信號。面板主要控制件的作用：電源開關(guān)頻率顯示幅度顯示波形選擇頻率范圍選擇頻率微調(diào)幅度衰減幅度微調(diào)函數(shù)信號輸出第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日AC常態(tài)觸發(fā)耦合方式（COUPLING）順時針旋足微調(diào)（VIRIABLE）CH1觸發(fā)源（TRIGGERSOURCE）0.1V(X)電壓衰減（VOLTS/DIV）0.5ms掃描速率（SEC/DIV）CH1垂直方式（MODE）觸發(fā)極性（SLOPE）居中位移（三只）（POSITION）自動掃描方式（SWEEPMODE）居中聚焦（FOCUS）DC輸入耦合居中亮度（INTENSITV）作用位置控制件名稱作用位置控制件名稱4、測量前示波器面板控件的位置注意：測量時對控件進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日四、實驗內(nèi)容1、觀察波形打開信號發(fā)生器電源開關(guān)，將其輸出接CH1。調(diào)節(jié)信號發(fā)生器的輸出頻率和電壓，調(diào)節(jié)示波器CH1通道偏轉(zhuǎn)因數(shù)、掃描速率、電平等，使示波器顯示穩(wěn)定的波形。觀察并畫出示波器上的波形。第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日2、測量正弦信號電壓與周期

調(diào)好信號發(fā)生器的輸出信號，選擇示波器CH1通道合適的偏轉(zhuǎn)因數(shù)、選擇合適的掃描速率值，使屏上刻度范圍內(nèi)出現(xiàn)完整波形，將實驗數(shù)據(jù)記錄入下表例:幅度測量讀數(shù)偏轉(zhuǎn)因數(shù)：1V/格；測量原理偏轉(zhuǎn)因數(shù)時基因數(shù)周期測量讀數(shù)掃描時因數(shù)：1ms；峰峰值垂直距離：4.02格一個波長的水平距離：5.10/3＝1.70格第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日

將信號分別輸入CH1和CH2通道，掃描速率旋鈕置X-Y（逆時針到底），調(diào)節(jié)信號幅度或改變通道偏轉(zhuǎn)因數(shù)，使圖形不超出熒光屏視場，觀察李薩如圖3、測量信號的頻率

觀察李薩如圖形

兩個相互垂直的諧振動合成時，若其頻率fx與fy

成簡單的整數(shù)比，合成的軌跡是封閉的穩(wěn)定幾何圖形，稱為李薩如圖測量原理

測量信號頻率

調(diào)出=1:1、1:2、2:3、3:4的李薩如圖形，在下表中描下李薩如圖形并記下相應(yīng)CH2通道信號的頻率fy

第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日nx＝2，ny＝3第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日nx＝3，ny＝4第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日4、觀察“拍”現(xiàn)象

兩個同方向的諧振動合成時，若其頻率f1與f2的差值遠小于f1、f2，合成振動的振幅隨時間緩慢的呈周期性變化，這種現(xiàn)象稱為“拍”

“拍”頻：

垂直方式選ADD，通道2極性選NORM，掃描速率調(diào)到合適值，調(diào)可調(diào)標準信號源信號頻率，使屏上出現(xiàn)穩(wěn)定的“拍”波形，觀察

“拍”現(xiàn)象。四、注意事項

測信號電壓和周期時，一定要將電壓衰減旋紐的微調(diào)和掃描速率旋紐的微調(diào)順時針旋足（校正位置）。第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日五、思考