电子示波器的认识及使用-课程设计-论文

电子示波器的认识及使用

-课程设计-论文

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《电子测量技术基础》论文

电子示波器的认识及使用

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引言

1电子示波器的认识 (5)

1.1电子示波器的产生与发展现状 (5)

1.2电子示波器的用途 (6)

2电子示波器的基本机构组成 (6)

2.1示波管 (7)

2.2电子枪 (8)

2.3偏转系统 (9)

2.4荧光屏 (9)

2.5 X、Y轴电压放大器和衰减器 (10)

2.6锯齿波信号（扫描信号）发生器...• (10)

3电子示波器的使用 (11)

3.1电子示波器的工作原理 (11)

3.2电子示波器的面板介绍 (12)

3.3电子示波器的测量方法 (19)

结束语：................................... 2 2 参考文献：................................. 2 2

引言

电子示波器简称示波器。它是一种用荧光屏显示电量随时间变化过程的电子测量仪器。它能把人的肉眼无法观察到的电信号转换成人眼能够看到的波形，具体显示在荧光屏上，以便对电信号进行定性和定量观察，其他非电物理量亦可经转换成为电量，使用示波器进行观察，因此示波器是一种广泛应用的电子测量仪器，是测量电子电路工作情况的不可或缺的重要工具，它是普遍地应用于国防、科研、学校以及工、农、商业等各个领域。

1电子示波器的认识

1.1电子示波器的产生与发展现状

电子示波器的发展可溯源到19 世纪末研制成的第一支冷阴极静电偏转电子射线示波器。20 世纪40 年代末，逐渐建立起专门生产示波器的厂家。几十年来，示波器由电子管示波器发展到晶体管、集成电路的示波器，由模拟电路发展到数字电路，由通用宽带示波器发展到高速取样示波器、记忆示波器、数字存储示波器、逻辑示波器等多种类型示波器，它可还可与微型计算机连接组成智能测量系统。

1.2电子示波器的用途电子示波器是一种显示波形的仪器。它不仅可以显示电信号的波形（如交流电、心电、脑电、肌电等），通过适当的换能装置，也可以显示非

电信号的波形，如声波、心率、体温、血压等随时间变化的过程。信号的波形显示出来之后，我们就可以很直观地观察分析它们的变化规律，并测量它们的相关参数。例如，从交流信号的波形图上，可以很容易观察到交流信号随时间变化的规律，并且很容易从波形图上测出它的电压峰－峰值（Vp-p ）、周期（T）、相位差（3等参数。

2电子示波器的基本机构组成电子示波器的规格和型号较多，但所有的示波器所具有的基本结构都相同，大致可分为：示波管（又称阴极射线管）、X 轴放大器和Y 轴放大器（含各自的衰减器）、锯齿波发生器等，见图1 所示。

2.1示波管

示波管是电子示波器的核心部件，它在很大 程度上决定了整机的性能。示波管是一种整个被 密封在玻璃壳内的大型真空电子器件， 也叫阴极 射线管。它主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏 三部分，这三部分全部被密封在高真空的玻璃外 壳内，如图2所示。

偏转系统

图2示波管结构图

示波管的用途的将电信号转变成光信号并 在荧光屏上显示。电子枪的作用是发射电子并形 成很细的高速电子束，偏转系统由 X 方向和 Y 方向两对偏转板组成， 它的作用是决定电子束怎

样偏转，荧光屏的作用

图1电子示波器的基本结构图

Y 输入

外触发

X 输入

则是显示偏转电信号的波形。

2.2电子枪电子枪有灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极共五部分组成。灯丝通电后加热表面涂有氧化物的金属圆筒（即阴极），使之发射电子。控制栅极是一个套在阴极外面的金属圆筒，其顶端有一小孔，它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起减速作用，只有初速度较大的电子才可能穿过栅极顶端的小孔，进入加速区的阳极。因此控制栅极实际上起控制电子流密度的作用。调整示波器面板上的“亮度”旋纽，其实就是调节栅极电位改变飞出栅极的电子数目，飞出的电子数目越多，荧光屏上亮斑就越亮。从栅极飞出来的电子再经过第一阳极和第二阳极的加速与聚焦后打到荧光屏上形成一个明亮清晰的小圆点。偏转系统是由两对相互垂直的电极板组成。电子束通过偏转系统时，同时受到两个相互垂直方向的电场的作用，荧光屏上小亮点的运动

轨迹就是电子束在这两个方向运动的叠加。

2.3偏转系统

偏转系统由水平偏转板X 和垂直偏转板Y 这两对相互垂直的偏转板组成。垂直偏转板Y 在前，水平偏转板X 在后，如果仅在Y 偏转板间加电压，则电子

束将根据所形成的电场强弱与极性在垂直方向上运动。为了显示电信号的波形，通常在水平偏转板上加一线性锯齿波扫描电压Ux ，改扫描电压将Y 方向所加信号电压Uy 作用的电子束在屏幕上按时间沿水平方向展开，形成一条“信号电压——时间”曲线，即信号波形。水平偏转板X 板上所加锯齿形电压称为

“时基信号”或“扫描信号” 。

2.4荧光屏

在荧光屏的玻壳内测涂上荧光粉，就形成了荧光屏，它不是导电体。当电子束轰击荧光屏光粉时，激发产生荧光形成亮点。不同成分的荧光粉，发光的颜色不尽相同，一般示波器选用人眼最为敏感的黄绿色。荧光粉从电子激发停止时的瞬间亮度下降到该亮度的10% 所经过的时间称为余辉时间。荧光粉的成分不同，余辉时间也不同，为适应不同的需要，将余辉时间分为长余辉

(100ms—1s)、中余辉(1 —100ms)和短余辉

(10us—10ms)等不同规格。普通示波器需采用中余辉示波管，而慢扫描示波器则采用长余辉示波管。

2.5 X、Y轴电压放大器和衰减器

由于示波管本身的X及丫偏转板的灵敏度不高