示波器的组成及原理

1）当X轴、Y轴偏转板都不加电压，电子束打在荧光屏的中心。
3）当Y轴偏转板不加电压，只在X轴偏转板加上电压时，则电 子束水平偏离中心，偏离的大小也是与偏转板上的电压成正比。
4）当X轴、Y轴偏转板同时也加上电压时，电子束的偏转可以 这样来确定，电子束最终打在分别平行于Y轴(ux的作用）和X轴 （uy作用）的线的交点处的屏幕上。
思考与练习
1. 普通示波器主要有哪几部分组成？各部 分作用是什么？ 2. 示波器的核心是什么？它有几部分组成？
3. 荧光屏上出现稳定波形的前提是什么？
小结
示波器
分类
结构
工作原理
作业
谢 谢 ！
学习目标：
1.了解示波器的分类 2.掌握示波器的结构及示波管的结构 3.会分析示波器的工作原理
学习重点：示波管的结构和工作原理 学习难点：示波器的工作原理
新课学习
示波器
示波器全名为阴极射线示波器。它是观察和测量 电信号的一种电子仪器。一切可以转化为电压的其它 电学量（如电流、电功率、阻抗、位相等）和非电学 量（温度、位移、压强、磁场、频率等）以及它们随 时间的变化过程，都可以用示波器来进行实时观察。
第二节
通用示波器的组成及原理
导入：
在家电维修的过程中使 用示波器已十分普遍。 示波器研究报告显示： 通过示波器可以直观地 观察被测电路的波形， 包括形状、幅度、频率 (周期)、相位，还可以 对两个波形进行比较， 从而迅速、准确地找到 故障原因。正确、熟练 地使用示波器，是初学 维修人员的一项基本功。
由于锯齿电压对时间间隔具有线性变化规律，所 以示波器的水平方向偏转电压通常用锯齿波电压。
水平偏转板上加锯齿波电压，垂直偏转板上加正 弦交流电压，当两个电压平率相等，可以得到下图所 示波形。
图8-5
荧光屏合成波形原理图
波形的稳定条件
• 如果锯齿波扫描电压周期是被测信号周期的整数倍，
荧光屏上会稳定地显示出若干个被测信号的波形。 • 为达到上述目的，调节扫描电压的频率可以通过调节 示波器面板上的“时间因数”旋钮（有的示波器称 “扫描范围”）和“扫描微调”旋钮来实现。
普通示波器的组成及各部分的作用
名称 示波管 Y轴 偏转系统 X轴 偏转系统 扫描及 整步系统 电源 组成及作用 它是示波器的核心。其作用是把所需观测的电信号 变换成发光的图形 由衰减器和Y轴放大器组成，其作用是放大被测信 号 由衰减器和X轴放大器组成，作用是放大锯齿波扫 描信号或外加电压信号 扫描发生器的作用是产生频率可调的锯齿波电压。 整步系统的作用是引入一个幅度可调的电压，来控 制扫描电压与被测信号电压保持同步，使屏幕上显 示出稳定的波形 由变压器、整流及滤波等电路组成，作用是向整个 示波器供电
为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于靠近电子枪的 部位，而X偏转板在Y的右边。
（3) 荧光屏
荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部 分 。 在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏 的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此在示波器开启 后不使用的时间内，可将“辉度”调暗。 子当电束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时 间，这种现象称为“余辉效应”。
J2459学生示波器面板各旋钮功能
灰度调节 聚焦调节 辅助聚焦
Y增益 竖直位移 扫描微调 X增益
Y衰减
来自百度文库
机内锯齿波扫 描范围
注意事项
• 认真阅读有关仪器的介绍，掌握所使用的示波器、 信号发生器面板上各旋钮的作用后再进行操作。 • 为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点 亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧 光屏的一个位置上。在实验过程中，如果短时间 不使用示波器，可将“辉度”旋钮调到最小，不 要经常通断示波器的电源，以免缩短示波管的使 用寿命。 • 示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角 度，使用时应轻轻地旋转，不能用力过猛。
二、示波管的基本结构
示波管的结构
图8-2
示波管构造图
它包含电子枪，偏转板、荧光屏三部分。 (1)电子枪 由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极 构成。
电子枪的组成及各部分的作用
名称
灯丝 阴极 用于加热阴极
组成及用途
表面涂有氧化物的金属圆筒，在灯丝加热作用 下能够发射电子
顶部开有小孔的金属圆筒，其上加有比阴极低 电 的负电压。调节控制栅极的负电压高低，可以 子 控制栅极 控制通过小孔的电子束强弱，从而改变荧光屏 枪 上光点的亮度 第一阳极 两个圆形金属筒，其上加有对阴极来说为正的 电压。它们的作用有二：一是吸引由阴极发射 和 第二阳极 来的电子，使之加速；二是使电子束聚焦
（2）偏转系统
偏转系统是由两对位置互相垂直的偏转板组成。靠近电 子枪的一对是垂直偏转板，另一对是水平偏转板。电子束靠偏 转板上加的电场发生偏转。 作用：决定电子束的偏转方向。 结构：偏转系统由一对垂直（Y）偏转板和一对水平（X）偏转 板组成。 垂直偏转板的作用：在外加电压信号的作用下使电子束产生垂 直方向上的偏转。 水平偏转板的作用：在外加电压信号的作用下使电子束产生水 平方向上的偏转。 当偏转板上没有外加电压时，电子束打向荧光
余辉时间有中余辉时（0.01~0.1s）、长余辉时间（0.1s以 上）、短余辉时间（小于10-3s）。
观察频率较低的信号时用长余辉时间的示波管；观察频率较高 的信号时用余辉时间较短的示波管；一般示波器中均采用中余辉 示波管。
三、示波器基本原理
偏转原理
示波器基本原理
思考
偏转电压的作用
2）当X轴偏转板不加电压，只在Y轴偏转板加上电压时，则电 子束垂直偏离中心，偏离的大小与偏转板上加的电压成正比。
示波器的分类
通用示波器
模拟示波器
(采用模拟方式对时 间信号进行处理和 显示)
示波器
（对信号的 处理方式）
取样示波器 存储示波器 专用示波器 实时取样 随机取样 顺序取样
数字示波器
(采用数字方对 时间信号进行处理 和显示)
一、普通示波器的组成
普通示波器主要由示波管、Y轴偏转系统、X轴偏转 系统、扫描及整步系统、电源等五部分组成。