示波器教案

测试实例
正弦波幅度（电压）和周期／频率的测量方法 步骤如下：
（1）打开示波器，调节亮度和聚焦旋钮，选择扫描方式AUTO使屏 幕上显示一条亮度适中、聚焦良好的水平亮线； （2）将通道选择置于CH2，耦合方式置于AC档； （3）将探头探针接到被测点，将示波器探头的接地夹夹在被测电路 板的接地点 (4) 调“TRIG LEVEL”（触发电平)使波形稳定：
面板各功能键详细介绍
５．标尺亮度(Scale) 此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正 常室内光线下,照明灯暗一些好。室内光线不足 的环境中,可适当调亮照明灯。 ６.CAL 0.６Vp-p 频率为１Khz的方波信号（校 正信号输出）：提供0.6Vp-p且从0电平开始的 正向方波电压，用于校正示波器。 ７． 接地 ８. Auto set 自动设置 ９．Ｆunction(功能键)：用于调节光标的位置 △Ｖ. △t.OFF 光标调节，准确测幅度值，周期 ＴＣＫ／Ｃ２ 光标选择
t
示波器的工作原理
（2）电子线路 按电路的功能，电子线路主要可分成三部 分：1）X轴放大器，2）Y轴放大器，3）锯 齿波扫描电压发生器。 （3）示波器显示稳定波形的原理 如果我们在垂直偏转板上接入一正弦电 压，荧光屏上的光点就会在垂直方向上下振 荡。若同时在水平偏转板上接入一周期电压， 在每一周期里电压使光点在水平方向上匀速 越过荧光屏一次，正弦电压波形就会在荧光 屏上显示出来。
基础知识（补充）
频率(Frequency)：表示一个信号变化快 慢的程度，用Ｆ来表示 单位通常有：赫兹Hz,千赫兹KHz,兆赫兹 MHz 它们之间的换算关系如下 １MHz=1000KHz=1000 000Hz 周期 Ｔ＝１/F
基础知识（补充）
国际基本单位： 质量:克(g) 长度:米(m) 时间:秒(s) 电流:安培(A) 电压:伏特 (v)

垂直轴
1 垂直位移 (position) 2 电压灵敏度 (VOLTS／DIV) 3 输入CH1 4 显示CH1 5 加/减显示 (ADD/INV) 6 耦合方式 AC/DC 接地 (GND)

1
4 5 6 5
2
3
水平轴
1 水平位移 (Position) 2 扫描速率 (TIME／DIV) 3 交替/断续 (ALT/CHOP)
示波器的工作原理
1.示波器基本上由示波管和电子线路组成，如 下所示：
示波器的工作原理
（1）示波管是示波器中显示波形的部件，其结构下所示：
G：控制栅极
A1：第一阳极
A2：第二阳极
Y：竖直偏转板
K：阴极
X：水平 偏转板
F：灯丝
荧光屏
G：对应亮度旋钮
K G A1 A2共同完成聚焦
电子枪、偏转系统、荧光屏
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10.Trig level(触发电平) 触发电平调节又叫同步调节, 它使得扫描与被测信号同步。得到稳定的波形 11.Sweep Mode (扫描模式) 扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫 描方式。 12.POSITION（位移调节）：调节CH1和CH2输入信号 0电平在屏幕的起始位置。 13.CH1和CH2（输入信号插座）：为示波器提供输入 信号。 14.电压灵敏度(VOLTS／DIV)
使用步骤
４.调同步 选触发源（source）：按SOURCE（触发源）键——VERT （垂直）触发方式，这样不管从CH1还是从CH2输入信 号，都能得到稳定的波形显示。 交流（AC）耦合：按COUPLE（耦合）键，使触发信 号耦合方式为AC。 调波形稳定：调“TRIG LEVEL”（触发电平) ５.调大小 调节X轴“TIME/DIV（扫描速率）” 旋纽，使屏幕X方 向显示２~５个周期波形。 调节Y轴“VOLTS/DIV（偏转因数）”旋纽，使Y方向信 号的峰峰值占3~5格。

1
2
3
扫描速率
触法源
极性 触发耦合
触发电平 释抑调节度 功能状态
CH1指针范围 电压刻度 耦合方式
电压灵敏度
测得频率
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1.电源(Power) 示波器主电源开关。当此开关按下时,电源指示 灯亮,表示电源接通。 2．波形亮度(Inten) 旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观 察低频信号时可小些,高频信号时大些。一般不应 太亮,以保护荧光屏。 3. 字符亮度（Readout） 信号信息亮度调节 ４．聚焦(Focus) 聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦 成最清晰状态。
示波器的工作原理
为了便于观察和测量，显示出来的波形应该是静 止不动的，这就要求每次扫描出来的图象在屏上的位 置相同。若要使图1中所显示的正弦波静止，扫描电压 必须在正弦电压的相同位置处开始扫描，即当扫描电 压回到电压最低处时,信号电压也应在起始时的值,从而 使第二、三、…次起始扫描时的光点与第一次开始扫 描时光点位置重合，也就是说扫描电压必须与加在垂 直偏转板上的待测信号同步，当垂直偏转板上的信号 达到某一设定的电压水平时，才开始扫描。
使用步骤
探头介绍:
双位开关 1× 接被测 电路的 地
10×
接被测信号
使用步骤
２.选扫描方式（SWEEP MODE） ：AUTO，以便无信号输 入时产生水平亮线。 （NORMAL/SINGLE）。
使用步骤
旋钮居中：先将常用旋钮放在中间位置， 如“INTEN”（波形亮度）、“READ OUT” （字符亮度）和“POSITION”（垂直位 移）、“←→POSITION”（水平位移）等 常用旋钮居中。 ３.选输入通道：CH1/CH2； .耦合方式：一般情况下，按DC/AC键，使 CH1和CH2输入信号耦合方式为AC。
示波器的工作原理
由发射、加速和聚焦电子束的电子枪，控制电子 束偏转的X轴和Y轴偏转板，以及电子打在上面会发光 的荧光屏三个部分组成，管内抽成高度真空（10-6mm 汞柱以下），以避免电子与气体碰撞而引起电子束散 射。 电子枪由灯丝、阴极、控制栅极和阳极组成。表面 上涂有脱出功较低的钡和锶氧化物的阴极受到灯丝加 热会发射电子。栅极是一个前部有小孔的金属圆筒， 其电势低于阴极，对阴极发出的电子起阻碍作用，只 有少量电子能通过栅极。调节栅极电压可控制通过栅 极的电子束的强弱从而实现亮度调节。阳极的电势比 较高而且形状特殊，产生的电场形成电子透镜，一方 面可使电子加速，另一方面可使电子束在荧光屏上聚 焦。
面板各功能键详细介绍
14.AC /DC, GND （输入耦合开关）：用于选择 输入信号的耦合方式。 15.扫描速率(TIME／DIV)
使用步骤
1.测量前须知: 测试信号时，首先要将示波器的地与被测电路的 地连接在一起。根据输入通道的选择，将示波器探头 插到相应通道插座上，示波器探头上的地与被测电路 的地连接在一起，示波器探头接触被测点。示波器探 头上有一双位开关。此开关拨到“×1”位置时，被测 信号无衰减送到示波器，从荧光屏上读出的电压值是 信号的实际电压值。此开关拨到“×10”位置时，被测 信号衰减为1／10，然后送往示波器，从荧光屏上读出 的电压值乘以10才是信号的实际电压值。


熟悉示波器的结构 了解示波器显示波形的原理，理解触发扫描同 步对获得清晰而稳定波形的重要作用。 熟练掌握示波器的使用方法。对于给定的被测 信号能够迅速而正确地调出清晰而稳定的波形， 并掌握电压幅度和周期等物理量的测量， 对于操作过程中出现的问题能够积极进行思考， 独立解决。
示波器的概述及作用
概述: 示波器是观察波形的窗口，它让设计人员或维修人员 详细看见电子波形，达到眼见为实的效果。因为人眼 是最灵敏的视觉器官，可以明察秋毫之末，极为迅速 地反映物体至大脑，作出比较和判断。因此，示波器 亦誉为波形多用表。 作用: 1.测量电信号的波形（电压与时间关系）； 2.测量幅度、周期、频率和相位等参数； 3.配合传感器，测量一切可以转化为电压的参量（如电流、 电阻、温度磁强等）
示波器的工作原理
下图说明正弦波形轨迹是如何在荧光屏上 逐点形成的。
图1
示波器的工作原理
光点在荧光屏水平方向作匀速运动的过程叫扫描，驱 动其扫描的电压叫扫描电压。扫描电压由扫描发生器产生， 此电压随时间的变化形状像锯齿，所以也叫锯齿电压。电 压先以恒定速率增长，在每次扫描结束后很快回到最低电 压处。在电压上升期间，光点扫过荧光屏；在电压回落到 最低处期间，光点迅速回到荧光屏左边原来的起始点，在 此期间，电子束被关闭，消除了回复线。此过程不断地重 复，光点就周而复始地从左到右扫描。如果扫描频率比较 高，就觉察不到光点的移动，波形好象是整体一起显示出 来的。
示波器的工作原理
图1只显示了一个周期的正弦波，这是因为扫描电压 的周期与正弦电压的周期相同。若要显示超过一个周 期的波形，那么扫描就必须慢些；若要显示小于一个 周期的正弦波，则扫描就要快点。若扫描电压的周期 Tx是欲观测信号周期Ty的n倍时，则荧光屏上将呈现出 n个完整的波形。 由此可知，要在示波器上显示出稳定的电压波形， 必需满足以下三个条件：1）把要观察的电压信号从Y 端输入，加到垂直偏转板上；2）在水平偏转板上加上 合适的扫描电压；3）扫描电压要与所观察的信号同步。
测试实例
３
1

２


1 光标测电压 或时间 2 选光标1或 2,1和2. 3 使光标上下 左右移动
测试实例
测电压(U)
测试实例
测周期（T）
基础知识（补充）
电压用来表示两个端点之间的电势差，用 符号Ｕ来表示，电压通常有：伏特v,毫伏 mv, 微伏μv；换算关系如下： １v=1000mv =1000 000μv
示波器的使用方法
面板全局
面板介绍
光标测量 自动设 置 标 尺 亮 度
扫描 方式 选择
触发 电平
时基 选择
CH1 CH2 通 道
位移 调节
电 源 开 关
亮 度 调 节
字 符 亮 度
聚 焦
地 线
输 入 耦 合 方 式
垂直 偏转 因数
各功能区域
1
2
3
4
5
6
1 电源开关 (Power) 2 亮度调节 (Inten) 3字符亮度 （Readout） 4 聚焦 (Focus) 5标尺亮度 (Scale) 6 校正信号 CAL 0.６Vp-p
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示波器的工作原理

u+

当在X轴和Y轴偏转板上不加电压时，电子枪发 e 射出来的电子就打在荧光屏的中央。如果在X 轴和Y轴偏转板上分别加上电压，那么在两对 偏转板间就会形成电场，电子束在通过两对偏 扫描线 转板间的电场时，在X轴和Y轴方向就会产生偏 x1 x2 转，偏转的距离与所加的电压成正比。 荧光屏由荧光材料涂在示波管前端内表面制成， a ux 受到电子束轰击时会发出光。 e
(5)调节X轴“TIME/DIV（扫描速率）” 旋纽和调节Y轴 “VOLTS/DIV（偏转因数）”旋纽得到合适的波形
测试实例
(6)根据调好的波形进行测量 1）“距离测量法”——基本方法 峰峰值电压UPP=y（格数）×偏转因数K（V/DIV） 交流有效值： 周期T= x(格数)×扫描速度P（ms/cm） 频率f=1/T（Hz） 相位= x(格数) ×3600/XT 2）“光标测量法”—推荐该方法（重点）
示波器的使用
制成: 制造部制三课 授课人: 李柏松 审核人:
课程大纲

示波器的概述及作用； 示波器的原理:包括电偏转、扫描和触发扫描同 步。 使用方法:面板介绍、各个按键功能介绍、使用 步骤 测量实例：正弦波幅度（电压）和周期/频率 的测量方法 动手操作: 暂时无安排
教学要求