示波器的原理及使用

频率调节
占空比 调节
幅度调节
4、测量前示波器面板控件的位置
控制件名称
亮度（INTENSITV）
作用位置
居中
控制件名称
输入耦合
作用位置
DC
聚焦（FOCUS ）
位移（三只） （POSITION） 垂直方式（MODE）
居中
居中 CH1
扫描方式 （SWEEP MODE）
触发极性（SLOPE） 扫描速率（SEC/DIV） 触发源 （TRIGGER SOURCE） 触发耦合方式 （COUPL ING）
自动（AUTO)：扫 描发生器自动工作
常态（NORM)
单次（SINGLE)
被触发或准 备指示灯
触发方式选择
CH1或CH2选择： “交替”或“断续” 工作方式时，选择 频率低的通道触发 单踪显示时，任选 其一，触发信号均 来自于被显示通道
选择触发源信号 内：CH1 CH2 外：LINE EXT
触发极性选择： 选择上升或下降 沿触发扫描
水平位移
被测信号输入
垂直位移 GND： 输入零信号
被测信号耦合方式 AC：交流输入
DC： 直流输入
CH1或CH2：被测信号输入端口
CH1或CH2：1 或2单独显示
ALT：两个通道 交替显示
通道工作方式选择
CHOP：两个通 道断续显示
ADD：显示两个 通道信号幅度的 代数和或差 通道2极 性转换
电压衰减及扫描速率
8div
U 峰峰
T
T=1.6×t/div
1.6格
4格
UPP=4×v/div
3、测量信号的频率

观察李萨如图形 两个相互垂直的谐振动合成时，若其频率fx与fy 成简单的整数比，合成
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 。
李萨如图形 (设初相位 y 0 )
f y Nx 2 fx Ny 3
fy
Nx 3 fx Ny 4
4、观察“拍”现象 两个同方向的谐振动合成时，若其频率f1与f2 的差值远小 于f1、f2，合成振动的振幅随时间缓慢的呈周期性变化，这种 现象称为“拍” “拍”频： f3 f2 f1 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。
G：控制栅极
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
电子放大系统 竖直放大器、水平放大器 作用：在偏转板上加足够的电压，使电子束获得明显偏移； 对较弱的被测信号进行放大

扫描触发系统 扫描发生器、触发电路 扫描发生器作用：产生一个与时间成正比的电压作为扫 描信号
sin B / A
B
A
RC电路
信号发生器
CH1
CH2
四、注意事项
测信号电压和周期时，一定要将电压衰减旋纽的微调和 扫描速率旋纽的微调顺时针旋足（校正位置）。
五、思考题
1、如果打开示波器电源后，看不到扫描线也看不到光点， 可有那些原因？ 2、当Y轴输入端有信号，但屏上只有一条水平线时，是什么 原因？应如何调节才能使波形沿Y轴展开？ 3、如何用示波器测量两正弦信号的相位差？ 4、观察李萨如图形时，能否用示波器的“同步”把图形 稳定下来？李萨如图形为什么一般都在动？主要原因是什 么？（做实验报告时回答）

触发电路作用：形成触发信号。示波器工作在自动（AUTO) 方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波器处于 AC/DC触发方式工作时，扫描发生器必须有触发信号的激励 才能产生扫描信号。一般对应：
内触发方式时，触发信号由被测信号产生，满足同步要求
外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生 电源（略）
一、实验目的
1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉
示波器面板控制件的作用和使用方法
2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法 3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的 频率；能用示波器观察“拍”现象 4、测量相位差 重点：示波器面板控制件的作用和使用方法、测量原理 难点：双通道示波器的结构和工作原理
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
2
CH1 CH2
t MN 2 T L
MN L
方法二：将一个待测信号输入
示波器X偏转板，另一个待测信号 输入示波器的YCH2轴，则两个待测 信号间相位差就转化为X轴与YCH2 轴间相位差Ф
VOLTS/DIV： 调节垂直偏转 灵敏度，指示 垂直方向每格 的偏转电压值 VIRIABLE：连续调 节垂直偏转灵敏度
VIRIABLE PLEE×5： 连续调节扫 描速率
TIME/DIV：调节扫 描速率，指示水平方 向每格的扫描时间 X-Y工作方式：CH1 输入X轴信号
扫描方式选择
电平（LEVEL）： 调节被测信号在某 一电平触发扫描
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 亮度：轨迹 荧光屏 电源指示灯 电源开关 亮度调节
聚焦：轨迹 清晰度调节
自动
0.5ms
电压衰减 （VOLTS/DIV）
微调（VIRIABLE）
0.1V(X)
顺时针旋足
CH1
AC常态
注意：测量时对控件进行适当的调节

面板主要按钮
V/DIV：调节垂直偏转灵敏度,指示 垂直方向每格的偏转电压值 t/DIV：调节扫描速率，指示 水平方向每格的扫描时间 电平（LEVEL）：调节被测信号在某一电平触发描。 旧示波器：顺时针到底，波形中心电平附近 新示波器：中央位置，大约在中间值 X-Y：显示两个相关量的函数图形。 CH1输入x轴信号，同时设置为X-Y状态。
2、测量正弦信号电压与周期
T X 假设：“ V/div ” 档位置于 2V/div
10div
测量原理
U pp Y 偏转因数V/div
时基因数T/div
百度文库
“ TIME/div ”的档位在0.5ms/div 电压：Upp=2×4=8V 周期 T=6×0.5=3mS 频率 f=1/T=333HZ
四、实验内容
1、观察波形
2、测量正弦信号电压与周期
3、测绘李萨如图像 4、观察“拍”现象
5、测量相位差
1、观察波形 （1）信号发生器输出 接CH1。 （2）调节信号发生器 的输出频率和电压及波 形。
（3）调节示波器CH1 通道偏转因数、扫描速 率、电平等，使显示波 形稳定。
要求：熟练偏转因数、扫描速率、电平等按钮操作
示波器的原理及使用
示波器
示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转 ,显示 随时间变化 (波形）的电压信号的一种观测仪器。它不仅可以定 性观察电路(或元件)的动态过程，而且还可以定量测量各种电学 量，如电压、周期、波形的宽度及上升、下降时间等。用双踪 示波器还可以测量两个信号之间的时间差或相位差，显示两个 相关函数的图像。示波器还可以用作其他显示设备，如晶体管 特性曲线、雷达信号等。配上各种传感器，还可用于各种非电 量测量，如压力、声光信号、生物体的物理量 (心电、脑电、血 压)等。自1931年美国研制出第一台示波器至今已有 70年，它在 各个研究领域都取得了广泛的应用，示波器本身也发展成为多 种类型，如慢扫描示波器、各种频率范围的示波器、取样示波 器、记忆示波器等，已成为科学研究、实验教学、医药卫生、 电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业最常用的仪器 。
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：
波形选择
函数信 号输出
电源开关
频率范 围选择

测量信号频率
测量原理
fx
ny nx
fy
调出 f y : f x nx : ny =1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形， 在下表中描下李萨如图形并记下相应CH2通道信号的频率fy 3 f y : f x x y 0 0
4 2 4 1:1 1: 3 5:3
二、实验仪器
同轴电缆
函数信号发生器 (XJ1630型)
通用双通道示波器 （GOS620 20MHz）
三、实验原理
1、示波器基本结构
示波器基本组成框图
示波器的基本组成
示波器的基本组成
示波管（CRT）、电子放大系统、扫描触发系统、电源

示波管（CRT）结构简介
A1：第一阳极 A2：第二阳极 Y：竖直偏转板
2、示波原理 （扫描和同步）
沙斗实验

扫描原理
只在竖直偏转板上 加正弦电压的情形
只在水平偏 转板上加一 锯齿波电压 的情形
示波器显示正弦波原理图
X轴方向偏转
Y轴方向偏转
正弦波合成

同步（整步）原理
扫描时由于锯齿波周期性复原，要求光点所画的轨迹和第一 周期的完全重合，再由视觉残留，观察到一个稳定的波形 。