示波器实验报告

示波器的使用（预习）

一仪器的原理及结构

1．示波器

示波器是一种用途广泛的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等，数字示波器还可以测量信号的频谱特性。实验室拥有的主要是模拟示波器，数字示波器虽有自动测试功能，给操作带来方便，但显示的波形是量化的不够细腻，观察波形没有模拟示波器清晰，特别是观察含有干扰信号的波形时有一定的困难。模拟示波器的组成包括示波管、水平/垂直部分、触发部分及电源等组成。

（1）电子示波管

如图1所示，主要由电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成。电子枪包括灯丝、阴极、栅极和阳极。偏转系统包括Y轴偏转板和X轴偏转板两部分，偏转板上电压形成的电场力将电子枪

图1 示波管结构图

发射出来的电子束，按照偏转板上电压的大小作出相应的偏移。荧光屏是位于示波管顶端涂有荧光物质的透明玻璃屏，当电子枪发射出来的电子束轰击到屏时，荧光屏被击中的点上会发光，显示出曲线或波形。

（2）水平/垂直部分

示波器的水平部分产生扫描电压，使电子在水平方向上偏转，形成时间轴；垂直部分处理被测信号，在荧光屏上还原出被测信号的电压波形。

（3）示波器的使用

①寻找扫描光迹，将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮；触发方式开关置“自动”；适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。

②双踪示波器一般有五种工作方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。

③为了显示稳定的被测信号波形，“触发源选择”开关一般选为“内”触发，使扫描触发信号取自示波器内部的Y通道。

④触发方式开关通常先置于“自动”调出波形后，若被显示的波形不稳定，可置触发方式开关于“常态”，通过调节“触发电平”旋钮找到合适的触发电压，使被测试的波形稳定地显示在示波器屏幕上。有时，由于选择了较慢的扫描速率，显示屏上将会出现闪烁的光迹，但被测信号的波形不在X轴方向左右移动，这样的现象仍属于稳定显示。

⑤适当调节“扫描速率”及“Y轴灵敏度”旋钮使屏幕上显示一～二个周期的被测信号波形。在测量幅值时，应注意将“Y轴灵敏度微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底。在测量周期时，应注意将“X轴扫速微调”旋钮置于“校准”位置，即顺时针旋到底。还要注意“扩展”旋钮的位置。

根据被测波形在屏幕坐标刻度上垂直方向所占的格数（div或cm）与“Y轴灵敏度”旋钮指示值（v/div）的乘积，即可算得信号幅值的实测值。

根据被测信号波形一个周期在屏幕水平方向所占的格数（div或cm）与“扫速”旋钮指示值（t/div）的乘积，即可算得信号频率的实测值。

2. 函数信号发生器

函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形，输出电压最大可达20V P－P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏特级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。

注意：函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。

二实验内容及步骤

1．用校正信号对示波器进行自检

（1) 扫描基线调节

将示波器的工作方式开关置于“单踪CH1”（触发CH1或CH2），触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（）和“Y轴位移”( )旋钮，使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。

（2）测试“校正信号”波形的幅度、频率

将示波器的“校正信号”通过探头引入选定的Y通道（CH1或CH2），将Y轴输入耦合方式开关置于“AC(交流)”或“DC(直流)”，触发源选择开关置“内”，内触发源选择开关置“CH1”或“CH2”。调节X轴“扫描速率”旋钮（t/div）和Y轴“输入灵敏度”旋钮（V/div），使示波器显示屏上显示出一个或数个周期稳定的方波波形。

a. 校准“校正信号”幅度

将“y轴灵敏度微调”旋钮置“校准”位置，“y轴灵敏度”旋钮置适当位置，读取校正信号幅度，记入表1。

表1 校准信号测量数据

b. 校准“校正信号”频率

将“扫速微调”旋钮置“校准”位置，“扫速”旋钮置适当位置，读取校正信号周期，记入表1。

2．用示波器测量信号电压和周期

调节信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为1KHz 、10KHz ，有效值均为1V 的正弦波信号。改变示波器“t/div ”及“V/div ”等旋钮，•测量信号源输出电压峰峰值及信号周期，记入表2。 3. 用利萨如图形法测量信号频率 调节a 信号发生器的频率为1KHz 、电压为1V 的正弦波输入

示波器的Y2作为标准信号；

调节b 信号

发生器的电压为1V （假定1KHz ）的正弦波输入示波器的Y1为待测信号。调节示波器的时基旋钮（TIME/DIV ）顺时针调到底，即X-Y 位置，适当调节垂直/水平位移旋钮和Y1、Y2灵敏度旋钮，屏幕上得到一合成图形，适当调节标准信号源的频率，使屏幕上得到稳定的利萨如图形。若合成图形为园或椭圆，则被测信号的频率与标准信号的频率相同。

表2 测量信号参数

若合成图形为其它利萨如图形，根据合成图形的形状计算出待测信号频率：

f y=f x*Nx/Ny

式中，Nx为水平线与利萨如图形的交点数，Ny为垂直线与利萨如图形的交点数，f x为标准信号的频率。

三实验报告要求

1. 认真记录数据，并绘出有关波形；

2. 根据测量数据和波形，分析测试结果，总结相关内容；

3．简述用示波器观察波形时，怎样操作才能最快？哪些是关键步骤。

VD4322B示波器面板结构及操作

屏幕水部分平部

分(X轴)触发

部分