示波器原理和应用

第二阳极A2
阴极K
第一阳极A1
偏转系统
荧光屏
Y2 X2
Y1
X1
-1Kv
亮度调节
聚焦调节
0V
辅助聚焦调节
CRT构造图
+15Kv
后加速极
1、电子枪 灯丝F：加热阴极
阴极K： 发射电子
第一栅极G1: 调节示波器的亮度（intensity) 作为Z轴。
第二栅极G2: 减小亮度调节和聚焦调节的影响。
R电缆
探头
匹配 网络
带有阻抗匹配网络的分压式无源探头电路
3、衰减器 作用：用来衰减输入信号，以保证显示在屏上的信号不致因过 大而失真。
R1 Ui
R2
C1 C2 U0
改变分压比的开关即为示波器灵 敏度粗调开关
4、延迟线 作用：保证能够在屏幕上扫描出脉冲的全过程。
5、Y放大器 “倍率”: *1 , *5
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组成：示波管（阴极射线管）CRT 3、显示屏： 功能：显示被测信号波形
显示方式：以光点和光栅方式为主
4、电源：给示波器各电路提供各档稳定的直流电压。
四、示波管
组成：
1、电子枪 2、静电偏转板 3、荧光屏
作用：将被测信号电压变成发光的图像，显示在荧光屏上。
电子枪
第一栅极G1 第二栅极G1
电源
Y通道
信号输入 （signal input)
X通道
1、Y通道：
其组成：探头、衰减器、前置放大器、延迟线、 输出放大器
其功能：对信号进行不失真的线性放大，使之达
到一定电平，驱动电子束在示波管内作
垂直偏转。
2、X通道： 其组成：触发电路、时基电路、水平输出放大器
其功能：产生与被测信号相适应的随时间成线性 变化的扫描锯齿波，这个锯齿波经放大 加到水平偏转板上，使电子束产生水 平扫描。
触发极性选择：上升沿（正极性）、下降沿（负极性）
触发电平调节：正电平、负电平
2、扫描电路 作用：产生扫描锯齿信号，也可以做到扫描信号与被测信号同步
闸门电路：产生门控信号。 a、连续扫描 b、触发扫描
频率越高，应选用余辉时间短的荧光物质
避免光束长期停留在一点。
五、显示原理
1、光点显示原理 Uy
Ux
Uy Ux
2、扫描与信号的同步 示波器上能够显示稳定信号波形的条件：Tn= n * Ts 当Tn > Ts 时，感觉波形从右向左移动
当Tn < Ts 时，感觉波形从左向右移动
Uy
Tn=2 Ts
二、示波器的分类
1、按技术原理可分为： 模拟式－－－通用示波器
数字式－－－数字存储示波器（采用A/D、DSP技术）
2、按带宽（BW) bandwidth 可分为：
中、低档示波器 60MHz以下
高档示波器
60MHz ~ 300MHz
更高档示波器 1～2 GHz
三、示波器组成
其组成：
垂直通道（Y) 水平通道（X) 显示屏
利用示波器我们能够观察到信号波形的全貌以及信号随时间的变化规律。
能方便地测出信号的幅度、频率、周期、相位、脉宽等参数。
利用X-Y功能可以 测量两个输入信号的时间和相位关系
尽管示波器的测量是基于电压值进行的但它不同于电压表 区别：1、电压表只能对一个信号进行测量；而示波器能同时测量两个 或者多个信号。 2、电压表不能给出有关信号形状的信息；而示波器则能以图形 的方式显示信号随时间变化的历史情况
三：水平通道
内触发
触发输入 耦合电路
外触发
触发输入 放大器
触发信号 发生器
闸门 电路
扫描电压 发生器
释抑 电路
水平 放大器
触发 电路
扫描 电路
放大 电路
1、触发电路 作用：产生周期与被测信号有关的触发脉冲 功能控制： 触发源：内、外、电源三种触发方式
触发耦合方式：a、DC耦合方式 b、AC耦合方式 c、低频抑制 d、HF高频耦合
电源
X输入放大器
内输入
外输入
二：垂直通道
1、对Y通道的要求：a、高增益 b、足够高的而不失真的输出 c、输入阻抗高
2、探头 作用：便于直接在被测源上探测信号和提高示波器的输入阻
抗，从而展宽示波器的实际使用频带。
按电路原理分为：
有源探头 无源探头
按功能分为：
电压探头 电流探头
R电缆
探头
分压式无源探头电路
示波器的原理及应用
2005.6
示波器结构培训内容相对比较多,也比 较难一点.这些都是让大家对示波器有
一个大概的了解.
下一次培训会针对现场的仪器进行操 作演示,那时候你会觉的其实它也很简
单的
主要内容简介
一、示波器概述
1. 示波器的概念 2.示波器的分类 3.示波器的组成 4.示波管(CRT)
二、示波器电路分析
第一阳极A1： 第二阳极A2： A1和A2构成电子透镜，起聚焦作用（focus)
第三阳极A3：使电子束有较大的能量轰击荧光屏。
2、偏转系统 偏转方式：
静电偏转：以光点为基础显示波形 磁偏转：以光栅为基础显示图形
静电偏转与电子束偏转规律
S
Uy
y
A2
b Ua
L
y= (s×L)/(2×b×Ua) × Uy
Tn <0.75 Ts
Tn >1.5 Ts
3、扫描---时间基线
时间基线：荧光屏上代表时间的水平亮线
锯齿波电压：能使亮点沿水平轴作匀速运动。
触发扫描：只有当触发信号加入时，水平扫描电路才有输出
连续扫描: a、接通电源后，即能输出具有一定幅度和周期的 连续扫描信号
b、适合与观察稳定的随时间连续变化的波形
当示波器设计好后，L、b、s均固定，Ua不变 所以 y = hy × Uy
hy称为示波器的偏转因数，单位cm/V Dy=1/hy,称为示波器的偏转灵敏度，单位V/cm Dy越小，示波器越灵敏。
磁偏转（了解）
3、荧光屏 当电子轰击时，能将动能转化为光能，形成亮点。
余辉时间：从电子束移去到光点亮度下降为原始值的10％所延 续的时间。
fmel 3323.23lg(1 0.001 fHz )
4、X-Y图示仪
Uy
Ux
光栅显示原理（了解） 平板显示原理（了解）
示波器电路分析
一、组成电路：
五部分：垂直通道、水平通道、示波管、电源、标准信号发生器
输入衰减器 外触发
前置放大器 内触发
延迟线
Y输出放大器
触发电路
扫描发生器
标准信号发生器
1.示波器的组成电路 2.垂直通道(Y) 3.水平通道(X) 4.标准信号发生器 5.多波形显示
三、示波器的应用
1.通用示波器的主要技术指标 2.示波器使用注意事项 3.示波器的基本测试方法
示波器概述
一、示波器概念
全称“电子示波器”，是一种能够显示电信号瞬时值和信号波形(图像)的电 子测量仪器。