示波器的认识及使用论文

示波器的认识及使用论文

一、内容摘要

掌握示波器的工作原理，初步熟悉示波器的使用方法，以及动手实验时所需注意的问题。

二、关键词：波形X通道Y通道显示

三、实验原理

1.示波管波形显示原理

示波管内部的电子枪发射电子，经过电场加速及偏转后，打在荧光粉上，即可使荧光

粉发光，从而现实波形。

2.同步原理

当横向偏转电压为周期性线性锯齿波时，电子将在荧光屏上不断地从左到右重复扫描，显示出该时段总想偏转电压的波形（当电子从右往左回扫时，采取措施使电子达不到

荧光屏）。若每次扫描的轨迹不重复，我们看到的是不断移动的波形，这种现象称为波

形不同步。为了看到稳定的波形，电子在荧光屏上重复扫描的轨迹必须相同。当横向

偏转电压的周期为纵向偏转电压周期的整数倍时，即可达到这个目的。

3.示波器的基本结构

示波管是示波器的核心部件，它主要包括电子枪、偏转板和荧光屏等几个部分，如图5所示。示波管的电子枪包括灯丝、阴极、控制栅、第一阳极和第二阳极。阴极被灯丝加热时发射大量电子，电子穿过控制栅后被第一阳极和第二阳极加速和聚焦，所以电子枪的作用是产生一束极细的高速电子射线。由于两对平行的偏转板上加有随时间变化的电压，高速电子射线经过偏转板时就会在电场力的作用下发生偏转，偏转距离与偏转板上所加的电压成正比，最后电压射线高速撞在涂有荧光剂的屏幕上，产生可见的光点。

y轴放大器把被测信号电压放大到足够的幅度，然后加在示波管的垂直偏转板上。Y轴放大器还带有衰减器，用来调节垂直幅度，确保显示图形的垂直幅度适当或进行定量测量。这部分也称为y通道。

扫描信号发生器产生一个与时间成线性关系的周期性锯齿波电压(又称为扫描电压)，经过X 轴放大器放大以后，再加在示波管水平偏转板上，X轴放大器也带有衰减器，其作用于Y轴所带衰减器相同。这部分也称为X通道或扫描时基部分。

4.示波器观测信号波形

示波器可以用来定性观察信号的波形，也可以定量测量信号的周期（频率），幅度，相

位等参数。测量时应是被测波形稳定地显示在荧光屏中央，现实的幅度一般不宜过大，

以避免非线性失真造成的测量误差，也不能过小，造成读数的误差，甚至影响同步。

5.示波器使用中的注意事项

（1）通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以

使波形清晰，减小测试误差。

（2）示波器为非平衡式仪表，探头的黑夹子应接地，并且接线

时先接黑夹子后接探头，拆线时相反。

（3）在只使用一个通道情况下，触发源（SOURCE）的选择应

与所用通道一致。

（4）在使用两个通道观察两路波形时，首先根据所观察信号的

频率选择显示方式为ALT 或CHOP，然后根据两路信号

的关系选择触发源SOURCE，具体方法是如果两路信号

有一定的关系，比如要同时观察电路的输入输出信号，则

必须选择两个信号之一，一般选择周期较大或幅度较大的

一个做为触发源，这样才能观察到两路信号的相位关系。

如果两路信号无关系，例如一路是示波器的校准信号另一

路是信号源的输出，则触发源要选VERT 才容易观察到两

路稳定的波形，但此时示波器的显示不能体现两路信号的

相位关系。

（5）观察两路信号的相位关系时要确认任何一通道都没有选

择“反相”（INV）功能。

（6）为保证波形稳定显示，在正确选择了触发源的前提下，还

应注意调节触发电平旋钮（LEVEL）。

（7）示波器的触发方式应选自动（AUTO）。

（8）示波器输入耦合方式一般选择DC 方式，并注意使用GND

确定各通道“基线”即零电平的位置。

（9）示波器显示波形时，水平方向一般应调到两到三个周期，

垂直方向则应调到波形的高度占到满屏的三分之二或一

半以上。

（10）在定量测量时，读取电压幅值时应检查VOLTS/DIV 开关

上的微调旋钮是否选校准位置（CAL），读取周期时应检

查SWEEP TIME/DIV 开关上的微调旋钮是否选校准位置

（CAL），否则读数是错误的。

（11）读取电压幅值时应检查探头是否是10：1 衰减探头，若是

10：1 衰减探头，所测真实值应为读数×10。

四、实验设备:函数信号发生器（幅度频率可调）双踪示波器

五、实验内容

1.校准示波器。并记录数据和波形。

2.利用示波器测量函数信号发生器输出的正弦波，方波，三角波。并记录数据和波形。

［作者］2011级物理科学与技术学院电信二班王悦

［日期］2011年11月21日星期一参考文献：《电子测量技能训练》刘东卓