模擬示波器原理及使用課件

1。模擬示波器的原理2。示波器、信號源使用

機電實踐班2010.41。模擬示波器的原理機電實踐班2010.4學(xué)習(xí)目的1、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4、掌握信號源及數(shù)字示波器的使用方法難點：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、測量原理學(xué)習(xí)目的1、了解通用雙通道示波器的結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉2、用到儀器

通用雙通道示波器（DF432020MHz）同軸電纜及測試探頭

函數(shù)信號發(fā)生器

(SFG2004)用到儀器通用雙通道示波器同軸電纜及測試探頭函數(shù)信號發(fā)生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

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)、熒光屏示波管（CRT）結(jié)構(gòu)簡介A1：第一陽極G：控制柵極K：陰

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）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)

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)

示波管結(jié)構(gòu)演示示波管結(jié)構(gòu)演示

水平掃描電壓波形圖注:理想情況下的波形為鋸齒波,這里顯示的是實際的水平掃描電壓波形.掃描電壓波形在示波器上的顯示圖形水平掃描電壓波形圖注:理想情況下的波形為鋸齒波,這里顯示

示波器顯示波形過程示波器顯示波形過程

當兩頻率比值不是整數(shù)時的波形此時合成波形交疊顯示難于觀察當兩頻率比值不是整數(shù)時的波形此時合成波形交疊顯示雙綜示波器的兩種交替顯示波形方式ALT方式CHOP方式此方式只適合觀察頻率較低的信號此方式可同時觀察兩個頻率較高的信號雙綜示波器的兩種交替顯示波形方式ALT方式CHOP方式此方式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CH1或CH2：被測信號輸入端口注意雙通道被測信號耦合方式AALT：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ALT：兩個通道交替顯示通道工作方式選擇CH1或CH2：1或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)掃描速率電壓衰減及掃描速率VOLTS/DIV：調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度，指掃描方式選擇自動（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)掃描掃描方式選擇自動（AUTO)：掃描發(fā)生器自動工作常態(tài)（NOR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觸發(fā)方式選擇選擇觸發(fā)源信號觸發(fā)極性選擇：選擇上升或下降沿觸發(fā)30：CH1輸出31：電源插座32：電源設(shè)置33：保險絲座30：CH1輸出函數(shù)信號發(fā)生器SFG2004頻率顯示直接數(shù)位合成技術(shù)及FPGA晶片設(shè)計

頻率范圍:0.1Hz~4MHz

頻率解析度:100mHz

頻率準確度及飄移度:+/-20ppm

低失真正弦波:-55dBc,0.1Hz~200kHz

輸出波形:正弦波、方波、三角波

具TTL及CMOSOUT

前面板可設(shè)定十組儲存及呼叫操作記憶

波形選擇電源CMOS輸出電平調(diào)整偏移調(diào)整功放輸出調(diào)整復(fù)用功能頻率調(diào)整輸出接口函數(shù)信號發(fā)生器SFG2004頻率顯示直接數(shù)位合成技術(shù)及FPG3、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AMP直流偏移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?shù)恼{(diào)節(jié)AC常態(tài)觸發(fā)耦合方式順時針旋足微調(diào)（VIRIABLE）CH15.注意事項

(1)熱電子儀器一般要避免頻繁開機、關(guān)機，示波器也是這樣.(2)如果發(fā)現(xiàn)波形受外界干擾，可將示波器外殼接地.(3)“Y輸入”的電壓不可太高，以免損壞儀器，在最大衰減時也不能超過400V.“Y輸入”導(dǎo)線懸空時，受外界電磁干擾出現(xiàn)干擾波形，應(yīng)避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象.(4)關(guān)機前先將輝度調(diào)節(jié)旋鈕沿逆時針方向轉(zhuǎn)到底，使亮度減到最小，然后再斷開電源開關(guān).(5)在觀察熒屏上的亮斑并進行調(diào)節(jié)時，亮斑的亮度要適中，不能過亮.5.注意事項

(1)熱電子儀器一般要避免頻繁開機、關(guān)機，示

以下為實驗測試內(nèi)容，可自己根據(jù)要求熟悉示波器使用。以下為實驗測試內(nèi)容，可自己根據(jù)要求熟悉四、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。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)記錄入下表信號發(fā)生器示波器頻率（Hz）電壓示數(shù)（V）偏轉(zhuǎn)因數(shù)(V/格)Y(格)掃描速率（s/格）X(格)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2、測量正弦信號電壓與周期調(diào)好信號發(fā)生器的模擬示波器原理及使用ppt課件

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

將信號分別輸入CH1和CH2通道，掃描速率旋nx＝2，ny＝3nx＝2，ny＝3nx＝3，ny＝4nx＝3，ny＝4nx：ny1:11:22:33:4李薩如圖形nxnyfy(Hz)fx(Hz)（待測）nx：ny1:11:22:33:4李薩如圖形nxnyfy(H4、示波器自校準功能利用示波器自身的標準方波信號來對示波器校準.波形電壓VP-P頻率HzVOTS/DIV從波峰到波谷P-P的垂直DIV大小,Time/DIV水平一個周期的DIV大小110004、示波器自校準功能波形電壓頻率VOTS/DIV從波峰到波谷5、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。注意事項：

測信號電壓和周期時，一定要將電壓衰減旋鈕的微調(diào)和掃描速率旋鈕的微調(diào)順時針旋足（校正位置）。5、觀察“拍”現(xiàn)象兩個同方向的諧振動合成時模擬示波器原理及使用ppt課件6.實驗內(nèi)容觀察李薩如圖形并利用其測量1:1,1:2,2:1,1:3的頻率6.實驗內(nèi)容觀察李薩如圖形并利用其測量1:1,1:2,2:五、思考題1、如果打開示波器電源后，看不到掃描線也看不到光點，可能有那些原因？

2、當Y軸輸入端有信號，但屏上只有一條水平線時，是什么原因？應(yīng)如何調(diào)節(jié)才能使波形