示波管波形显示原理共80页文档
示波器的工作原理介绍
示波器的工作原理介绍示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。
它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。
示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。
在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。
利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。
一、示波器的工作原理（一）示波器的组成普通示波器有五个基本组成部分：显示电路、垂直（Y轴）放大电路、水平（X轴）放大电路、扫描与同步电路、电源供给电路。
普通示波器的原理功能方框图如图5-1所示。
1．显示电路显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。
示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。
示波管的基本原理图如图5-2所示。
由图可见，示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。
（1）电子枪电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流，去轰击荧光屏使之发光。
它主要由灯丝F、阴极K、控制极G、第一阳极A1、第二阳极A2组成。
除灯丝外，其余电极的结构都为金属圆筒，且它们的轴心都保持在同一轴线上。
阴极被加热后，可沿轴向发射电子；控制极相对阴极来说是负电位，改变电位可以改变通过控制极小孔的电子数目，也就是控制荧光屏上光点的亮度。
为了提高屏上光点亮度，又不降低对电子束偏转的灵敏度，现代示波管中，在偏转系统和荧光屏之间还加上一个后加速电极A3。
图5-2示波管内部结构示意图第一阳极对阴极而言加有约几百伏的正电压。
在第二阳极上加有一个比第一阳极更高的正电压。
穿过控制极小孔的电子束，在第一阳极和第二阳极高电位的作用下，得到加速，向荧光屏方向作高速运动。
由于电荷的同性相斥，电子束会逐渐散开。
通过第一阳极、第二阳极之间电场的聚焦作用，使电子重新聚集起来并交汇于一点。
适当控制第一阳极和第二阳极之间电位差的大小，便能使焦点刚好落在荧光屏上，显现一个光亮细小的圆点。
示波管工作原理(教学)
05
示波管的应用
信号发生器
信号发生器是用来产生测试所需的信号的设备，如正弦波、方波 、三角波等。示波管可以作为信号发生器的一部分，通过调节其 工作参数，可以输出不同频率、幅度和相位的信号。
在选择示波器时，需要根据所要测量的信号幅度来选择合适的分辨率。如果示波器 的分辨率不够，会导致信号无法准确测量或者无法完全显示。
灵敏度
灵敏度是指示波器能够测量的最小信号幅度。灵敏度越高，示波器能够 测量的最小信号幅度就越小。
示波器的灵敏度通常以mV/div（毫伏每格）或V/div（伏特每格）为单 位。常见的有2mV/div、5mV/div、10mV/div等。
示波管内部电子元件对湿度敏感，潮 湿环境可能导致设备损坏。
示波管工作温度不宜过高，长时间在 高温环境中使用可能影响其寿命。
避免强烈震动
强烈震动可能会影响示波管的性能， 甚至导致内部元件移位或损坏。
清洁和保养
定期清洁
使用干燥的软布轻轻擦拭 示波管表面，避免使用含 有化学物质的清洁剂。
保持干燥
使用后及时盖上防尘罩， 避免潮湿和灰尘进入示波 管内部。
示波管工作原理(教学)
目
CONTENCT
录
• 引言 • 示波管的结构 • 示波管的工作原理 • 示波管的特性 • 示波管的应用 • 示波管的维护和保养
01
引言
目的和背景
02
01
03
了解示波管在电子测量和调试中的重要应用 掌握示波管的基本工作原理和操作方法 为后续深入学习示波管相关知识和应用奠定基础
垂直偏转
示波管工作原理
V0确定，偏转位移由U决定 V0很大，穿过电场的时间很短
在每个粒子穿过电场的瞬间看成电压恒定
观看带电粒子随电压变化其位置情况
Uy
t
Ux
t
b
示 波
永新二中
管
一、示波管的结构
y y'
x x'
+ - 电子枪
+
加速器
+
水平偏转电场 荧光屏
竖直偏转电场
二、示波器的工作原理
试推导偏转位移y/
v⊥ v
φ
+ + + + + +
U
y/
v0
d
-q
m
y
v0
φ
x
- - - - - l
L
+
+
+
+
φ
+
+
v⊥
y
φ9;
U
d
-q
m v0
v0
L
x
- - - - - l
带电粒子是如何运动的呢？ 在偏转电场中 匀变速曲线运动 出了偏转电场后
匀速直线运动
如何求偏转位移呢？
在偏转电场中
设运动时间为 t1 沿水平方向
uq 加速度 a dm
l v0t1
垂直于电场方向
1 2 y at1 2 v y at1
在电场外
设运动时间为 t
2
在垂直于电场方向上
L v0t2
在沿竖直方向上
y v y t2
//
沿竖直方向上的总位移
y y y
/ //
ql l y L U 2 m v0 d 2
示波管及波形显示原理
2. 连接电路，将信号发生器与示波管正确连接，并接通电源。
实验步骤和操作指南
3. 调整信号发生器的输出信号，观察 示波管荧光屏上的波形变化。
4. 记录实验数据，包括不同信号频率 和幅度下的波形特征。
实验步骤和操作指南
01
操作指南
02
在连接电路时，确保所有连接正确无误，避免短路或接错线路。
高分辨率显示技术
提高显示设备的分辨率，使波形显示更加细腻、 清晰。
波形显示技术面临挑战
显示设备性能提升
01
为满足复杂波形的显示需求，需要不断提高显示设备的刷新率、
色彩表现等性能。
数据处理与传输速度
02
随着波形数据量的增加，对数据处理和传输速度的要求也越来
越高。
多功能集成与便携性
03
在实现高性能波形显示的同时，还需要考虑设备的多功能集成
06 总结与展望
本次课程重点内容回顾
示波管基本结构和工作原理
详细介绍了示波管的构造，包括电子枪、偏转系统、荧光 屏等部分，以及它们如何协同工作形成波形显示。
波形显示原理
深入讲解了波形显示的基本原理，包括电子束的扫描、信 号的输入与处理、波形的合成与显示等过程。
示波管的应用与实验操作
介绍了示波管在电子测量和信号处理等领域的应用，并指 导学生进行了相关的实验操作，如信号的输入与调试、波 形的观察与记录等。
输质量。
信道特性分析
示波管可用于分析通信信道的特 性，如带宽、噪声等，为信道优
化和信号处理提供依据。
04 波形显示技术发展趋势与 挑战
新型显示技术发展趋势
柔性显示技术
示波管的工作原理
示波管的工作原理一、引言示波管是一种电子设备，它能够将电信号转化为可视化的图像。
它被广泛应用于各种领域，如电子、通信、医疗、科学研究等。
本文将详细介绍示波管的工作原理。
二、示波管的结构示波管由许多部分组成，包括阴极射线发生器、加速器、偏转器和荧光屏等。
其中，阴极射线发生器产生了一个高速电子束，加速器对电子束进行加速，偏转器控制电子束的方向和位置，荧光屏接收并显示电子束的轨迹。
三、阴极射线发生器阴极射线发生器是示波管中最重要的部分之一。
它由一个加热丝和一个阴极组成。
当加热丝被加热时，它会释放出大量的电子，并将它们传送到阴极上。
这些电子被称为“热电子”。
四、加速器在阴极上形成的热电子被吸引到附近的阳极上。
阳极是一个带有高压正电荷的金属板。
当热电子接近阳极时，它们会被加速，因为它们受到阳极的吸引力。
这样就形成了一个高速电子束。
五、偏转器偏转器是示波管中的关键部分之一。
它可以控制电子束的方向和位置。
偏转器通常由两个对称的金属板组成，称为偏转板。
这些板可以通过电压来控制电子束的方向和位置。
六、荧光屏荧光屏是示波管中最终显示图像的部分。
当高速电子束击中荧光屏时，荧光屏会发出亮光，并显示出一个可视化的图像。
七、示波管的工作原理示波管的工作原理可以简单地描述为：阴极射线发生器产生了一个高速电子束，加速器将电子束加速并使其进入偏转器，在偏转器内，通过施加不同大小和方向的电压来控制电子束的运动轨迹，最终在荧光屏上形成可视化图像。
具体来说，在示波管内部，阴极射线发生器产生了一个高速电子束，并将其引导到加速器中。
在加速器中，这个电子束被加速，然后进入偏转器。
在偏转器中，电子束受到施加在偏转板上的电压的作用而改变方向和位置，从而形成一个特定的图案。
最后，这个图案被传输到荧光屏上，并显示出来。
八、示波管的应用示波管广泛应用于各种领域。
例如，在电子工程中，示波管被用于测量和分析各种电信号。
在医学领域中，它被用于监测心跳和脉搏等生物信号。
示波器的原理及使用
垂直方式选ADD, 通道2极性选NORM, 扫描速率调到合 适值, 调可调标准信号源信号频率, 使屏上出现稳定的“拍”波 形, 观察 “拍”现象。
5.利用双踪示波器测量相位差
方法一: 将一个待测信号输 入示波器的CH1轴，另一个 待测信号输入示波器的CH2 轴， 则两个待测信号间相 位差就转化为CH1与CH2间相 位差 Ф
Tx=nTy , fy=nfx
紊乱的波形
触发同步电路, 它从垂直放大电路中取出部分待 测信号, 输入到扫描发生器, 迫使锯齿波与待测信号 同步, 此称为“内同步”.操作时使用“电平” （LEVEL）旋钮 。
3.示波器面板控制件的作用简介
校准信号 电源开荧关光屏 电源指示灯
亮度: 轨迹 亮度调节
聚焦: 轨迹清 晰度调节
的轨迹是封闭的稳定几何图形, 称为李萨如图。
将不同信号源信号分别输入CH1和CH2通道, 扫描速率旋钮置X-Y（逆 时针到底）状态, 调节信号幅度或改变通道偏转因数, 使图形不超出荧光 屏视场, 调节CH1和CH2频率比观察李萨如图 。
测量信号频率
测量原理
fx
ny nx
fy
调出 f y : fx nx : ny =1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形，
触发极性选择: 选择上升或下降 沿触发扫描
选择触发信号 耦合方式: AC/DC TV
接地
外触发输入
30: CH1输出 31: 电源插座 32: 电源设置 33: 保险丝座
4.函数信号发生器简介
本实验所用函数信号发生器可以输出频率在0.2Hz-2MHz
的正弦波、三角波、方波信号。 面板主要控制件的作用:
电压衰减及扫描速率
示波器成像原理
示波器成像原理示波器是一种用来显示电信号波形的仪器，它可以将电信号转换成图形形式，以便工程师和技术人员能够观察和分析。
示波器的成像原理是通过一系列的电子元件和技术实现的，下面我们来详细了解一下示波器的成像原理。
首先，示波器的成像原理涉及到信号的采集和显示。
当电信号进入示波器时，首先经过垂直放大器和水平放大器的放大处理，然后经过触发电路进行触发处理，最终通过示波管进行显示。
垂直放大器负责对电信号进行垂直方向的放大，而水平放大器则负责对电信号进行水平方向的放大，触发电路则负责对电信号进行触发处理，以确保波形显示的稳定和清晰。
示波管则是将处理后的电信号转换成可视的波形，从而实现信号的显示。
其次，示波器的成像原理还涉及到示波器的工作方式。
示波器有两种工作方式，分别是模拟示波器和数字示波器。
模拟示波器是通过模拟电路对信号进行处理和显示，而数字示波器则是通过数字电路对信号进行处理和显示。
在模拟示波器中，信号经过模拟处理后直接显示在示波管上，而在数字示波器中，信号经过A/D转换后以数字形式显示在示波器的屏幕上。
两种工作方式各有优劣，用户可以根据实际需求选择适合的示波器。
最后，示波器的成像原理还涉及到示波器的性能参数。
示波器的性能参数包括带宽、采样率、垂直灵敏度、触发灵敏度等。
带宽是示波器能够处理的频率范围，采样率是示波器对信号进行采样的速度，垂直灵敏度是示波器对信号进行垂直方向的灵敏度，触发灵敏度是示波器对信号进行触发处理的灵敏度。
这些性能参数直接影响着示波器的使用效果和显示质量，用户在选择示波器时需要根据实际需求进行合理选择。
总的来说，示波器的成像原理是通过一系列的电子元件和技术实现的，涉及到信号的采集和显示、示波器的工作方式以及示波器的性能参数等方面。
了解示波器的成像原理有助于我们更好地使用示波器，并且在实际工作中更加准确地观察和分析电信号波形。
希望本文对您有所帮助，谢谢阅读！。