[图文]电子测量技术基础-示波器-
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示波器基础
fy fx = n, n = 1, 2, 3...
实验原理
实际上，由于纵偏被测电压和横偏锯齿电压发生器是互相独立的，它 们之间的频率比很难满足以上条件。克服的方法是把放大后的Y轴输入 信号也接到示波器内部的锯齿波电压发生器，用它来控制锯齿波的频 率，迫使扫描周期准确地等于Y轴输入信号周期的整数倍，在荧光屏上 得到稳定的波形。这种方法称为示波器的整步或同步，是早期的示波 器上常见的方法。现在生产的双踪示波器上一般不设置整步功能，而 以触发来代替。
Vy b a c d d (a) Vy b a c d e t a″ b″ c″ d″ e″ (b) e f t b a c e
a′ b′ c′
t0 d′ e′ t
Vx
t1
(c)
图4
垂直偏转和亮点的合成运动
实验原理
(1) 要想看见纵偏电压的图形，必须加上横偏电压，把纵偏电压 产生的垂直亮线展开来。这个展开过程称为扫描 扫描。如果扫描 扫描 电压与时间成正比且呈周期性变化（锯齿波扫描），则称为 线性扫描。线性扫描能把纵偏电压波形如实描绘出来；如果 线性扫描 横偏加非锯齿波电压，则为非线性扫描 非线性扫描，描出来的波形将不 非线性扫描 是被测信号原本的波形。 (2) 只有纵偏被测电压与横偏锯齿电压的振动周期严格相同，或 后者是前者的整数倍。图形才会简单而稳定。换而言之，构 构 成简单而稳定的示波图形的条件是纵偏被测电压的频率与横 偏锯齿电压的频率的比值是整数。 偏锯齿电压的频率的比值是整数 即：
(b)
实验原理
在纵偏板上加上波形如图4(a) 的正弦电压而横偏不加任何电 压，则电子束的亮点在纵方向 随时间作正弦式振荡而在横向 不动，我们看到的将是一条垂 直的亮线，如图4(b)。如果在 纵偏板上加正弦电压，又在横 偏板上加锯齿电压，则荧光屏 上的亮点将同时进行方向互相 垂直的两种位移，我们看到的 将是亮点的合成位移，即正弦 图形。
实验原理
实际上，由于纵偏被测电压和横偏锯齿电压发生器是互相独立的，它 们之间的频率比很难满足以上条件。克服的方法是把放大后的Y轴输入 信号也接到示波器内部的锯齿波电压发生器，用它来控制锯齿波的频 率，迫使扫描周期准确地等于Y轴输入信号周期的整数倍，在荧光屏上 得到稳定的波形。这种方法称为示波器的整步或同步，是早期的示波 器上常见的方法。现在生产的双踪示波器上一般不设置整步功能，而 以触发来代替。
Vy b a c d d (a) Vy b a c d e t a″ b″ c″ d″ e″ (b) e f t b a c e
a′ b′ c′
t0 d′ e′ t
Vx
t1
(c)
图4
垂直偏转和亮点的合成运动
实验原理
(1) 要想看见纵偏电压的图形，必须加上横偏电压，把纵偏电压 产生的垂直亮线展开来。这个展开过程称为扫描 扫描。如果扫描 扫描 电压与时间成正比且呈周期性变化（锯齿波扫描），则称为 线性扫描。线性扫描能把纵偏电压波形如实描绘出来；如果 线性扫描 横偏加非锯齿波电压，则为非线性扫描 非线性扫描，描出来的波形将不 非线性扫描 是被测信号原本的波形。 (2) 只有纵偏被测电压与横偏锯齿电压的振动周期严格相同，或 后者是前者的整数倍。图形才会简单而稳定。换而言之，构 构 成简单而稳定的示波图形的条件是纵偏被测电压的频率与横 偏锯齿电压的频率的比值是整数。 偏锯齿电压的频率的比值是整数 即：
(b)
实验原理
在纵偏板上加上波形如图4(a) 的正弦电压而横偏不加任何电 压，则电子束的亮点在纵方向 随时间作正弦式振荡而在横向 不动，我们看到的将是一条垂 直的亮线，如图4(b)。如果在 纵偏板上加正弦电压，又在横 偏板上加锯齿电压，则荧光屏 上的亮点将同时进行方向互相 垂直的两种位移，我们看到的 将是亮点的合成位移，即正弦 图形。
电子测量及仪器实验2示波器的使用
0V 辅助聚焦
阴极射线示波管
真空玻璃管 A3
＋15KV 后加速极
4
么么么么方面
Sds绝对是假的
1.光点扫描显示原理
0 0
Y1
uy1
1
0
2 3 4t
24
Ts
3
Y2
(a)
ux X1
0
t Tn
X2
(b)
6
触发电平
A A
C
B D
7
8
扫描方式： 自动：当没有触发信号时，自动进行扫描。 常态：没有触发信号时，不进行扫描，准备状态。 单次：有触发就扫描一次，无触发就准备。
1
屏幕
S
电子束
A2
Y
Uy UaLFra bibliotek图6.4 电子束的偏转
Ls
y 2bU a U y hyU y
2
比例系数称为示波管的偏转因数，单位为 cm/V，它的倒数Dy＝1／hy称为示波管的偏转 灵敏度，单位为V/cm。
3
电子枪
偏转系统
荧光屏
G1 K
G2
A1
A2
Y2
X2
~6.3V F
Y1
X1
亮度 Ug1
实验一 示波器性能研究与初步应用
一、实验目的 1.了解通用示波器的基本工作原理。 2. 掌握示波器的校准技术。 3. 测量示波器的偏转灵敏度: h=y/U 。 4. 能够利用示波器进行不同信号的频率（周期）
幅度，相位等进行测量。（三种信号波形） 二、实验设备 双踪示波器 YB4325 函数发生器 F05A型数字合成函数信号发生器
9
示波器图解数字示波器教程示波器使用方法ppt课件
返回
44
4.小 结
示波器是电子测量中必备的仪表，每一个 电子技术行业的从业者都必须熟练掌握。
所谓“熟练”掌握有三个标准：①每调节 一个开关或旋钮都有明确的目的； ②调节 顺序正确没有无效动作； ③快速。
对初学者而言示波器使用有两个难点： ① Y轴输入耦合开关的正确选择； ②触发源 的正确选择。希望同学们在操作练习时格 外注意。
返回
24
3.2.1 时间挡位调整
按扫描菜单按钮，调出 扫描菜单
25
3.2.1 时间挡位调整
扫描菜单，一般按此菜单 所示设置
26
3.2.1 时间挡位调整
时间档调整开关
27
3.2.1 时间挡位调整
扫描时间为每大格 1ms
扫描时间为大格200μs
返回
28
3.2.2 时间参数测量
调整X轴位移 旋钮，使被测 信号波形的后 沿（或者前沿 ）对准 X=0的 轴线
3.3.3 触发电平调整
当两个被测信号同频时，触发源应选其中较 为稳定的一路
37
3.3.3 触发电平调整
数字示波器面板控制部分局部图
当选择正弦波信号为 触发源时，仅正弦波 一路信号稳定
此时方波信号不稳定
38
3.3.3 触发电平调整
当以CH2的方波信号为触发源 时，CH1的正弦波不稳定
当以CH2的方波为触发源时，方
返回
41
3.4 .2 校准信号的使用
校准信号接入示意图 42
3.4.2 校准信号的使用
校准信号 输出端
校正信号 地线
校准信号接入方法局部放大示意图
43
3.4.2 校准信号的使用
T=1ms
校准信号的测量
44
4.小 结
示波器是电子测量中必备的仪表，每一个 电子技术行业的从业者都必须熟练掌握。
所谓“熟练”掌握有三个标准：①每调节 一个开关或旋钮都有明确的目的； ②调节 顺序正确没有无效动作； ③快速。
对初学者而言示波器使用有两个难点： ① Y轴输入耦合开关的正确选择； ②触发源 的正确选择。希望同学们在操作练习时格 外注意。
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3.2.1 时间挡位调整
按扫描菜单按钮，调出 扫描菜单
25
3.2.1 时间挡位调整
扫描菜单，一般按此菜单 所示设置
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3.2.1 时间挡位调整
时间档调整开关
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3.2.1 时间挡位调整
扫描时间为每大格 1ms
扫描时间为大格200μs
返回
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3.2.2 时间参数测量
调整X轴位移 旋钮，使被测 信号波形的后 沿（或者前沿 ）对准 X=0的 轴线
3.3.3 触发电平调整
当两个被测信号同频时，触发源应选其中较 为稳定的一路
37
3.3.3 触发电平调整
数字示波器面板控制部分局部图
当选择正弦波信号为 触发源时，仅正弦波 一路信号稳定
此时方波信号不稳定
38
3.3.3 触发电平调整
当以CH2的方波信号为触发源 时，CH1的正弦波不稳定
当以CH2的方波为触发源时，方
返回
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3.4 .2 校准信号的使用
校准信号接入示意图 42
3.4.2 校准信号的使用
校准信号 输出端
校正信号 地线
校准信号接入方法局部放大示意图
43
3.4.2 校准信号的使用
T=1ms
校准信号的测量
示波器基础知识 ppt课件
水平偏转放大器
辉度控制电路用电子学的方法在恰当的时刻点亮
和熄灭扫迹。
为使所有这些电路工作，示波器需要有一个电源。
此电源从交流市电或者从机内或外部的电池获取能量，
使示波器工作。任何示波器的基本性能都是由它的垂直
偏转系统的特性来决定的，所以我们首先来详细地考察
这一部分。
ppt课件
11
1．3 垂直偏转 （一）
ppt课件
17
动态范围
动态范围就是示波器能够不失真地显示信号 的最大幅值，在此信号幅值下只要调节示波 器的垂直位置仍能观察到波形的全部。对于 Fluke公司的示波器来说，动态范围的典型 值为24路（3个屏幕）
ppt课件
18
相加和反向
简单的把两个信号相加起来似乎没有什么实
际意义。然百，把两个有关信号之一反向，再将二
量。如上所述，受到电子轰击后，CRT上的荧光物质就会发
光。当电子束移开后，荧光物质在一个短的时间内还会继续
发光。这个时间称为余辉时间。余辉时间的长短随荧光物质
的不同而变化。最常用的荧光物质是P31，其余辉时间小于
一毫秒(ms).而荧光物质P7的余辉时间则较长，约为
300ms，这对于观察较慢的信号非常有用。P31材料发射绿
ppt课件
3
显 示 系 统 （二）
在屏幕的内表面用刻划或腐蚀的方法作出许多水平和垂
直的直线形成网络，称为标尺。标尺通常在垂直方向有8个，
水平方向有10个，每个格为1cm。有的标尺线又进一步分 成小格，并且还有标明0％和100％的特别线。这些特别的 线和标明10％和90％的标尺配合使用以进行上升时间的测
上升时间是一个示波器从理论上来说能够显示的最快的瞬变的时
第3章 电子示波器
26
退 出 26
4． 标准信号发生器
标准信号发生器产生输出电压为一定值，频率 固定的标准方波。
方波输入到Y通道，校准Y放大器的灵敏度， 以满足对信号电压的测量要求；利用方波的周期， 对X轴时基扫描速度进行校准，以满足对信号周 期的测量要求。
2019/12/17
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目录
4.Y轴前置放大电路和输出放大电路
都是采用宽带放大器。
前置放大电路可以使信号得到放大，补偿延迟 线对信号的损耗。
输出放大电路放大信号到能够使电子束偏转足 够大的幅度。
2019/12/17
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目录
18
退 出 18
3.2.3 X通道
1.触发电路
触发电路包括触发源选择、触发信号耦合方式选 择触发放大器、触发整形电路。
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。
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。
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的作用）的线的交点 处的屏幕上。
目录
15
退 出 15
（2）输入耦合方式
如果示波器的下限频率不为零，那么放大器为 交流放大器，其输入端用电容耦合；
如果示波器的下限频率为零，可以观察信号的 直流分量或观察变化极慢的信号，那么放大器是 直流放大器。
示波器的使用PPT课件
荧光物质被电子束烧坏而形成暗斑。 在观察过程中， 应避免经常启闭电源。
• 测量表３-２时若使用信号发生器提供信号，改变频率
档次的时候要同时改变信号幅度。
• 李萨如图形要调节到尽量稳定再记录频率。
a
25
a
26
7
2
4
a
12
不 同 相 位 差 时 的 李 萨 如 图 形
a
13
实验仪器
CS-4125双踪示波器 J2465学生信号源 FG-273A函数信号发生器
a
14
CS-4125双踪示波器
a
15
显示屏
电源
辉度
光迹旋转
聚焦
（使水平亮线与水平轴平行）
a
16
垂直偏向
垂直移位旋钮
进行幅度测量时，应调到“校准 （CAL）”位置，此时灵敏度为V/DIV
标定值
微调旋钮
使光点沿垂直方向偏转一格需 要加在Y输入端的电压值
垂直灵度敏 （V/DIV)
CH1(Y)通 道输入端
CH2(X) 通道输入
端
a
合输 选入 择信 开号 关耦
AC：交流耦合 DC：直流耦合 GND：输入端接地
17
Y方式：选择垂直系统的工作方式
交替
断续
X-Y显示方式
相加
CH1Y轴，CH2X
信号源（频率fY未知）： 函数信号发生器(fX已知）：
正弦波CH1 正弦波CH2 (DUTYCAL）
示波器：
X-Y工作方式
李萨如图形
fY=？
ny:nx fx: fy
a
24
注意事项
• 利用示波器测量电信号，应将相应的频率微调和扫描微
调旋钮旋至校准档。
• 测量表３-２时若使用信号发生器提供信号，改变频率
档次的时候要同时改变信号幅度。
• 李萨如图形要调节到尽量稳定再记录频率。
a
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不 同 相 位 差 时 的 李 萨 如 图 形
a
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实验仪器
CS-4125双踪示波器 J2465学生信号源 FG-273A函数信号发生器
a
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CS-4125双踪示波器
a
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显示屏
电源
辉度
光迹旋转
聚焦
（使水平亮线与水平轴平行）
a
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垂直偏向
垂直移位旋钮
进行幅度测量时，应调到“校准 （CAL）”位置，此时灵敏度为V/DIV
标定值
微调旋钮
使光点沿垂直方向偏转一格需 要加在Y输入端的电压值
垂直灵度敏 （V/DIV)
CH1(Y)通 道输入端
CH2(X) 通道输入
端
a
合输 选入 择信 开号 关耦
AC：交流耦合 DC：直流耦合 GND：输入端接地
17
Y方式：选择垂直系统的工作方式
交替
断续
X-Y显示方式
相加
CH1Y轴，CH2X
信号源（频率fY未知）： 函数信号发生器(fX已知）：
正弦波CH1 正弦波CH2 (DUTYCAL）
示波器：
X-Y工作方式
李萨如图形
fY=？
ny:nx fx: fy
a
24
注意事项
• 利用示波器测量电信号，应将相应的频率微调和扫描微
调旋钮旋至校准档。
电子示波器及测量技术PPT课件
5.1 概述
电子示波器（简称示波器）是一种以阴极射线管作为显 示器的显示信号波形的测量仪器。它对电信号的分析是按 时域法进行的，即研究信号的瞬时幅度与时间的函数关系。
5.1.1 电子示波器的主要特点
1．具有良好的直观性，可直接显示信号的波形；也可测量 信号的瞬时值。
2．灵敏度高、工作频带宽、速度快，对观测瞬变信号的细 节带来了很大的便利。
若仅在y轴偏转板加一个随时间变化的电压例如uyumsint则电子束沿垂直方向运动任一瞬间的偏转距离正比于该瞬间y偏转板上的电压其轨迹为一条垂直直线如图53a所示a只加uy时的波形b只加ux时的波形c同时加uyux时的波图53显示波形与偏转极板所加电压的关系同理若仅在x轴偏转板上加正弦波电压则电子束沿水平方向运动轨迹为一条水平线如图53b所示
第20页/共164页
二、 图像显示的基本原理
电子束在荧光屏上产生的亮点在屏幕上移动的轨迹，是加到偏转板上的电压信ห้องสมุดไป่ตู้号的波形。 1、显示随时间变化的图形
电子束进入偏转系统后，要受到X、Y两对偏转板间电场的控制，它们对X、 Y的控制作用有如下几种情况。
（1）Ux、Uy为固定电压的情况
a）设Ux=Uy=0，则光点在垂直和水平方向都不偏转，出现在荧光屏的中心位置， 如图a。
第32页/共164页
※由图5-6可见，欲显示多个周期的波形图，应增加扫描电压 的周期，即降低的
扫描频率。在使用示波器时应当根据原理进行适当调节。荧光屏上显示波形的周期
个数为：
ux
ux
其中为n整数。
n Tx Ty
若n不为整数，会有什么样的结果呢？
第33页/共164页
设Y偏转板加正弦波信号电压Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电 压Ux=kt，且有Tx=3/2 Ty荧光屏显示的是被测信号随时间变化的
电子示波器（简称示波器）是一种以阴极射线管作为显 示器的显示信号波形的测量仪器。它对电信号的分析是按 时域法进行的，即研究信号的瞬时幅度与时间的函数关系。
5.1.1 电子示波器的主要特点
1．具有良好的直观性，可直接显示信号的波形；也可测量 信号的瞬时值。
2．灵敏度高、工作频带宽、速度快，对观测瞬变信号的细 节带来了很大的便利。
若仅在y轴偏转板加一个随时间变化的电压例如uyumsint则电子束沿垂直方向运动任一瞬间的偏转距离正比于该瞬间y偏转板上的电压其轨迹为一条垂直直线如图53a所示a只加uy时的波形b只加ux时的波形c同时加uyux时的波图53显示波形与偏转极板所加电压的关系同理若仅在x轴偏转板上加正弦波电压则电子束沿水平方向运动轨迹为一条水平线如图53b所示
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二、 图像显示的基本原理
电子束在荧光屏上产生的亮点在屏幕上移动的轨迹，是加到偏转板上的电压信ห้องสมุดไป่ตู้号的波形。 1、显示随时间变化的图形
电子束进入偏转系统后，要受到X、Y两对偏转板间电场的控制，它们对X、 Y的控制作用有如下几种情况。
（1）Ux、Uy为固定电压的情况
a）设Ux=Uy=0，则光点在垂直和水平方向都不偏转，出现在荧光屏的中心位置， 如图a。
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※由图5-6可见，欲显示多个周期的波形图，应增加扫描电压 的周期，即降低的
扫描频率。在使用示波器时应当根据原理进行适当调节。荧光屏上显示波形的周期
个数为：
ux
ux
其中为n整数。
n Tx Ty
若n不为整数，会有什么样的结果呢？
第33页/共164页
设Y偏转板加正弦波信号电压Uy=Umsinωt，X偏转板加锯齿波电 压Ux=kt，且有Tx=3/2 Ty荧光屏显示的是被测信号随时间变化的
第3章_电子示波器
当在Y1、Y2偏转板上再叠加上对称的正、负直流电压时， 显示波形会整体向上移位，反之，向下移位，调节该直流电压 的旋钮称为“垂直移位(VERTICAL)”旋钮。当在X1、X2偏转 板上再叠加上对称的正、负直流电压时，显示波形会整体向左
9
第 3 章
电 子 示 波 器
位，反之，向右移位，调节该直流电压的旋钮称为“水平移位 （HORIZONTAL）”旋钮。
7
第 3 章
电 子 示 波 器
光屏亮点鲜明，得到最佳的聚焦效果，RP2、RP3分别称 为“聚焦（FOCUS）”调节和“辅助聚焦（AUX FOCUS）” 调节旋钮。 后加速阳极用来加速电子束，提高示波管的偏转 灵敏度。 2. 偏转系统 偏转系统的作用是：扫描电压、被测信号加到X、Y偏转 板上时，各自在X、Y偏转板间形成偏转电场，分别使电子束 产生在X、Y方向上的位移，由此确定出亮点在荧光屏上的位 置。 偏转系统位于第二阳极之后，由两对相互垂直的X（水 平）、Y（垂直）偏转板组成，分别控制电子束水平方向、垂 直方向的偏转，偏转的距离分别与加在偏转板上的电压大小成 正比，该特性称为阴极射线示波管的线性偏转特性。
8
第 3 章
电 子 示 波 器
为了显示出被测信号的波形，扫描电压和被测信号电压分 别加在示波管X、Y偏转板上。扫描电压是与时间成正比的锯齿
波，因此，电子束在水平方向上的偏转距离与时间成正比，这 是示波器测量时间、周期等参数的原理依据。改变扫描电压的 大小，可以调整显示波形的宽度。锯齿波和被测信号都变换成 极性相反的对称信号后加到偏转板上，如图3.1所示。被测信号 变换后加在Y偏转板上，使电子束产生与信号电压成正比的偏 移，这是示波器测量电压等参数的原理依据。改变Y偏转板上 的信号电压大小，可以调整显示波形的幅度。
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第 3 章
电 子 示 波 器
位，反之，向右移位，调节该直流电压的旋钮称为“水平移位 （HORIZONTAL）”旋钮。
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第 3 章
电 子 示 波 器
光屏亮点鲜明，得到最佳的聚焦效果，RP2、RP3分别称 为“聚焦（FOCUS）”调节和“辅助聚焦（AUX FOCUS）” 调节旋钮。 后加速阳极用来加速电子束，提高示波管的偏转 灵敏度。 2. 偏转系统 偏转系统的作用是：扫描电压、被测信号加到X、Y偏转 板上时，各自在X、Y偏转板间形成偏转电场，分别使电子束 产生在X、Y方向上的位移，由此确定出亮点在荧光屏上的位 置。 偏转系统位于第二阳极之后，由两对相互垂直的X（水 平）、Y（垂直）偏转板组成，分别控制电子束水平方向、垂 直方向的偏转，偏转的距离分别与加在偏转板上的电压大小成 正比，该特性称为阴极射线示波管的线性偏转特性。
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第 3 章
电 子 示 波 器
为了显示出被测信号的波形，扫描电压和被测信号电压分 别加在示波管X、Y偏转板上。扫描电压是与时间成正比的锯齿
波，因此，电子束在水平方向上的偏转距离与时间成正比，这 是示波器测量时间、周期等参数的原理依据。改变扫描电压的 大小，可以调整显示波形的宽度。锯齿波和被测信号都变换成 极性相反的对称信号后加到偏转板上，如图3.1所示。被测信号 变换后加在Y偏转板上，使电子束产生与信号电压成正比的偏 移，这是示波器测量电压等参数的原理依据。改变Y偏转板上 的信号电压大小，可以调整显示波形的幅度。
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