示波器的組成及原理課件

第二節(jié)通用示波器的組成及原理

第二節(jié)通用示波器的組成及原理1在家電維修的過程中使用示波器已十分普遍。示波器研究報告顯示：通過示波器可以直觀地觀察被測電路的波形，包括形狀、幅度、頻率(周期)、相位，還可以對兩個波形進行比較，從而迅速、準確地找到故障原因。正確、熟練地使用示波器，是初學(xué)維修人員的一項基本功。

導(dǎo)入：在家電維修的過程中使用示波器已十分普遍。示波器研究報告顯示：2學(xué)習目標：

1.了解示波器的分類2.掌握示波器的結(jié)構(gòu)及示波管的結(jié)構(gòu)

3.會分析示波器的工作原理學(xué)習重點：示波管的結(jié)構(gòu)和工作原理學(xué)習難點：示波器的工作原理學(xué)習目標：1.了解示波器的分類學(xué)習重點：示波管的結(jié)構(gòu)3示波器全名為陰極射線示波器。它是觀察和測量電信號的一種電子儀器。一切可以轉(zhuǎn)化為電壓的其它電學(xué)量（如電流、電功率、阻抗、位相等）和非電學(xué)量（溫度、位移、壓強、磁場、頻率等）以及它們隨時間的變化過程，都可以用示波器來進行實時觀察。

示波器新課學(xué)習示波器全名為陰極射線示波器。它是觀察和測量電信號的一4（對信號的處理方式）

示波器的分類

示波器模擬示波器(采用模擬方式對時間信號進行處理和顯示)數(shù)字示波器(采用數(shù)字方對時間信號進行處理和顯示)通用示波器取樣示波器存儲示波器專用示波器實時取樣隨機取樣順序取樣（對信號的示波器的分類示波器模擬示波器(采用模擬方式對時5一、普通示波器的組成普通示波器主要由示波管、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、掃描及整步系統(tǒng)、電源等五部分組成。

一、普通示波器的組成普通示波器主要由示波管、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、X6名稱組成及作用示波管它是示波器的核心。其作用是把所需觀測的電信號變換成發(fā)光的圖形Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由衰減器和Y軸放大器組成，其作用是放大被測信號X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由衰減器和X軸放大器組成，作用是放大鋸齒波掃描信號或外加電壓信號掃描及整步系統(tǒng)掃描發(fā)生器的作用是產(chǎn)生頻率可調(diào)的鋸齒波電壓。整步系統(tǒng)的作用是引入一個幅度可調(diào)的電壓，來控制掃描電壓與被測信號電壓保持同步，使屏幕上顯示出穩(wěn)定的波形電源由變壓器、整流及濾波等電路組成，作用是向整個示波器供電普通示波器的組成及各部分的作用

名稱組成及作用示波管它是示波器的核心。其作用是把所需觀測的電7二、示波管的基本結(jié)構(gòu)

二、示波管的基本結(jié)構(gòu)8示波管的結(jié)構(gòu)它包含電子槍，偏轉(zhuǎn)板、熒光屏三部分。圖8-2示波管構(gòu)造圖

由燈絲、陰極、控制柵極、第一陽極和第二陽極構(gòu)成。

(1)電子槍示波管的結(jié)構(gòu)它包含電子槍，偏轉(zhuǎn)板、熒光屏三部分。圖89名稱組成及用途電子槍燈絲用于加熱陰極陰極表面涂有氧化物的金屬圓筒，在燈絲加熱作用下能夠發(fā)射電子控制柵極頂部開有小孔的金屬圓筒，其上加有比陰極低的負電壓。調(diào)節(jié)控制柵極的負電壓高低，可以控制通過小孔的電子束強弱，從而改變熒光屏上光點的亮度第一陽極和第二陽極兩個圓形金屬筒，其上加有對陰極來說為正的電壓。它們的作用有二：一是吸引由陰極發(fā)射來的電子，使之加速；二是使電子束聚焦

電子槍的組成及各部分的作用

名稱組成及用途電子槍燈絲用于加熱陰極陰極表面涂有氧化物的金屬10（2）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)是由兩對位置互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成?？拷娮訕尩囊粚κ谴怪逼D(zhuǎn)板，另一對是水平偏轉(zhuǎn)板。電子束靠偏轉(zhuǎn)板上加的電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

作用：決定電子束的偏轉(zhuǎn)方向。結(jié)構(gòu)：偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由一對垂直（Y）偏轉(zhuǎn)板和一對水平（X）偏轉(zhuǎn)板組成。垂直偏轉(zhuǎn)板的作用：在外加電壓信號的作用下使電子束產(chǎn)生垂直方向上的偏轉(zhuǎn)。水平偏轉(zhuǎn)板的作用：在外加電壓信號的作用下使電子束產(chǎn)生水平方向上的偏轉(zhuǎn)。當偏轉(zhuǎn)板上沒有外加電壓時，電子束打向熒光為了示波器有較高的測量靈敏度，Y偏轉(zhuǎn)板置于靠近電子槍的部位，而X偏轉(zhuǎn)板在Y的右邊。（2）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)11熒光屏將電信號變?yōu)楣庑盘?，是示波管的波形顯示部分。在使用示波器時，應(yīng)避免電子束長時間的停留在熒光屏的一個位置，否則將使熒光屏受損。因此在示波器開啟后不使用的時間內(nèi)，可將“輝度”調(diào)暗。子當電束停止轟擊熒光屏時，光點仍能保持一定的時間，這種現(xiàn)象稱為“余輝效應(yīng)”。

余輝時間有中余輝時（0.01~0.1s）、長余輝時間（0.1s以上）、短余輝時間（小于10-3s）。觀察頻率較低的信號時用長余輝時間的示波管；觀察頻率較高的信號時用余輝時間較短的示波管；一般示波器中均采用中余輝示波管。

（3)

熒光屏熒光屏將電信號變?yōu)楣庑盘?，是示波管的波形顯示部分。（3)12偏轉(zhuǎn)原理電子槍Y軸偏轉(zhuǎn)熒光加速聚焦示波管++++1、電子束在電場中的偏轉(zhuǎn)原理偏轉(zhuǎn)板上無電壓時偏轉(zhuǎn)板上有電壓時三、示波器基本原理偏轉(zhuǎn)原理電子槍Y軸偏轉(zhuǎn)熒加速聚焦示波管++++1、電子束在電13X軸上加掃描信號（鋸齒波電壓）2、示波器的顯示原理(波形圖）tUxUyt電子槍Y軸偏轉(zhuǎn)X軸偏轉(zhuǎn)熒光加速聚焦示波管示波器基本原理X軸上加掃描信號（鋸齒波電壓）2、示波器的顯示原理(波形圖）14

偏轉(zhuǎn)電壓的作用1）當X軸、Y軸偏轉(zhuǎn)板都不加電壓，電子束打在熒光屏的中心。2）當X軸偏轉(zhuǎn)板不加電壓，只在Y軸偏轉(zhuǎn)板加上電壓時，則電子束垂直偏離中心，偏離的大小與偏轉(zhuǎn)板上加的電壓成正比。3）當Y軸偏轉(zhuǎn)板不加電壓，只在X軸偏轉(zhuǎn)板加上電壓時，則電子束水平偏離中心，偏離的大小也是與偏轉(zhuǎn)板上的電壓成正比。4）當X軸、Y軸偏轉(zhuǎn)板同時也加上電壓時，電子束的偏轉(zhuǎn)可以這樣來確定，電子束最終打在分別平行于Y軸(ux的作用）和X軸（uy作用）的線的交點處的屏幕上。思考偏轉(zhuǎn)電壓的作用思考15

水平偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓，垂直偏轉(zhuǎn)板上加正弦交流電壓，當兩個電壓平率相等，可以得到下圖所示波形。

由于鋸齒電壓對時間間隔具有線性變化規(guī)律，所以示波器的水平方向偏轉(zhuǎn)電壓通常用鋸齒波電壓。圖8-5熒光屏合成波形原理圖水平偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓，垂直偏轉(zhuǎn)板上加正弦交流電壓，當16波形的穩(wěn)定條件如果鋸齒波掃描電壓周期是被測信號周期的整數(shù)倍，熒光屏上會穩(wěn)定地顯示出若干個被測信號的波形。為達到上述目的，調(diào)節(jié)掃描電壓的頻率可以通過調(diào)節(jié)示波器面板上的“時間因數(shù)”旋鈕（有的示波器稱“掃描范圍”）和“掃描微調(diào)”旋鈕來實現(xiàn)。波形的穩(wěn)定條件如果鋸齒波掃描電壓周期是被測信號周期的整數(shù)倍，17亮度旋鈕CH1信號輸入端J2459學(xué)生示波器面板各旋鈕功能波形水平位置電源開關(guān)灰度調(diào)節(jié)聚焦調(diào)節(jié)輔助聚焦豎直位移Y增益X增益機內(nèi)鋸齒波掃描范圍掃描微調(diào)Y衰減亮度旋鈕CH1信號輸入端J2459學(xué)生示波器面板各旋鈕功能波18注意事項認真閱讀有關(guān)儀器的介紹，掌握所使用的示波器、信號發(fā)生器面板上各旋鈕的作用后再進行操作。為了保護熒光屏不被灼傷，使用示波器時，光點亮度不能太強，而且也不能讓光點長時間停在熒光屏的一個位置上。在實驗過程中，如果短時間不使用示波器，可將“輝度”旋鈕調(diào)到最小，不要經(jīng)常通斷示波器的電源，以免縮短示波管的使用壽命。示波器上所有開關(guān)與旋鈕都有一定強度與調(diào)節(jié)角度，使用時應(yīng)輕輕地旋轉(zhuǎn)，不能用力過猛。注意事項認真閱讀有關(guān)儀器的介紹，掌握所使用的示波器、