第六章：时域测量
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▪ 2、偏转系统：在第二阳极的后面，用两对相互垂直 的偏转板组成偏转系统。两对极板间各自形成静电场， 分别控制电子束在垂直和水平方向的偏转。在一定范 围内，荧光屏上光点偏移的距离与偏转板上所加电压 成正比，这是用示波管观测波形的理论根据。
▪ ３、荧光屏：一般为圆形或矩形的，其内壁沉积有磷 光物质，形成荧光膜，面向电子枪的一侧。它在受到 高速运动着的电子轰击后，将其动能转化为光能，产 生亮点。当电子束随信号电压偏转时，这个亮点的移 动轨迹就形成了信号的波形。
第六章：时域测量
6.1.3 示波器的组成
▪ 示波器主要由Y(垂直)通道、X（水平）通道和 显示屏三大部分组成。
▪ Y通道：实质上是个多级宽频带、高增益放大 器，主要对被测信号进行不失真的线性放大， 以保证示波器的测量灵敏度。
▪ X通道：主要产生与被测信号相适应的扫描锯 齿波。
▪ 显示屏：主要由阴极射线管组成（后面会介绍） 常以CRT表示，通常称为示波管。当前显示屏 主要以光点和光栅方式显示，但现在平板显示 屏发展很快，尤其是液晶显示屏（LCD）已经 应用于示波器。
第六章：时域测量
6．2．3 波形显示原理
▪ 在电子枪中，电子运动经过聚焦形成电子束，电子 束通过垂直或水平偏转板打到荧光屏上产生亮点，亮 点在荧光屏上垂直或水平方向偏转的距离，正比于加 在垂直或水平偏转板上的电压，即亮点在屏幕上移动 的轨迹，是加到偏转板上的电压信号的波形。示波器 显示图形或波形的原理就是基于电子与电场之间的相 互作用原理进行的。
▪ 3．数字示波器：被测信号经模/数转换器送入数据存储 器，应用微处理器以数字形式处理并记录波形，自动显 示测量结果，测量速度更快、重复性更高。
▪ 4．记忆、存储示波器 ：这两种示波器均具有存储信息 功能，前者采用记忆示波管存储信息，后者采用数字存 储器存储信息。它们能对单次瞬变过程，非周期现象、 低重复频率信号进行观测。
+Vy Vy
Vx
+Vx
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1
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TS
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3 0
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-Vy
-Vx
(a) Y偏转板加正弦波信号
(b) X偏转板加锯齿波信号
▪ 5．逻辑示波器：又称逻辑分析仪，主要用以分析数字 系统的逻辑关系。
第六章：时域测量
6．1．2示波器的主要技术指标
▪ 1．频带宽度 ▪ 2．垂直灵敏度：一般用V/cm、V/div、
mV/cm、mV/div表示。 ▪ 3．输入阻抗 ▪ 4．扫描速度：一般用cm/s、div/s表示。 ▪ 5．同步（或触发）电压
平直线。 ▪ 在Ｙ轴与Ｘ轴同时加同一信号电压时，则在荧光屏上显
示一条直线，这条直线与水平轴成４５度。
图(a) Vx=Vy=0 (b) Vx=0，Vy=常量 (c) Vx=常量，Vy=0 (d) Vx=常量，Vy=常量
固定电压与第六光章：点时偏域测移量 的关系图
可变电压与光点偏移的关系图
▪ 上述几种情况均不能显示被测电压信号的波形,为了显示 被测信号的波形,必须在Y轴偏转板加有信号的同时,在X轴 偏转板上加随时间变化的扫描电压（锯齿波形电压）若在 Y方向不加电压，则光点在荧光屏上构成一条反映时间变 化的直线，称为时间基线，如下右图所示。
第六章：时域测量
6.2 示波测试的基本原理 ▪ 6．2．1 示波器的结构图
Vi Y轴 偏转系统
Vy
Vx
-Vx
X轴
偏转系统
-Vy
示波器第六结章构：时的域测框量图
6．2．2 阴极射线管
▪ 示波管或称阴极射线管（CRT）是示波器的核心 组件。是一种将被测电信号转换在光信号的显示 器件。它分为静电偏转式和磁偏转式两大类。应 用最广泛的是静电偏转式。静电偏转是以光点为 基础显示波形的，如示波器、扫频仪及医疗仪器。 磁偏转是以光栅为基础显示图像的如电视机、计 算机显示器。现代电子仪器如数字示波器、频谱 仪中越来越多地采用磁偏转方式，采用磁偏转的 CRT通常称为显像管。
第六章：时域测量
示波管结构示意图
电子枪
偏转系统
Y2
X2
荧 光 屏
F K G1
G2
A1
A2
Y1
X1
第六章：时域测量
▪ 1、电子枪：作用是发射电子并形成很细的高速电子 束，去轰击荧光屏使之发光。在面板上的旋钮以“辉 度”进行调节。但在仪器面板上，调节“辉度”旋钮会影 响聚集效果，所以一般应与“聚集”旋钮配合调节。
▪ 示波器是时域分析的最典型仪器，也是当前电子测量 领域中，品种最多、数量最大、最常用的一种仪器； 示波测试技术成为一种最灵活、多用的综合性技术。
第六章：时域测量
6．1．1 示波器的分类
▪ 1．通用示波器：可对电信号进行定性和定量观测。
▪ 2．取样示波器：采用取样技术，将高频信号转换成模 拟的低频信号，再应用通用示波器的基本显示原理观测 信号。一般用于观测频率高、速度快的脉冲信号。
第六章 时域测量
时域反映的是幅度U与时间T的关系
第六章：时域测量
内 容 提要
▪ 了解电子示波器的类型；掌握示波器波形 显示原理、通用示波器工作原理及组成； 正确选择与使用通用电子示波器；重点掌 握通用示波器的基本测量方法；对取样示 波器及数字存储示波器的原理作简要介绍, 了解示波器的发展。
第六章：时域测量
▪ 用示波器显示的波形，基本上有两种类型，一种是显 示任意两个信号Ｘ与Ｙ的关系，另一种是显示随时间 变化的信号。
第六章：时域测量
▪ 1．显示随时间变化的图形 ▪ 当示波管的两对偏转板上不加任何信号时，亮点打在荧
光屏中心位置。 ▪ 仅在Ｙ轴上加一个随时间变化的电压，其轨迹为一条垂
直直线。 ▪ 仅在Ｘ轴上加一个随时间变化的电压，其轨迹为一个水
6.1 示波器的功用
▪ 电子示波器是一种以阴极射线管作为显示器的显示信 号波形的测量仪器。它对电信号的分析是按时域法进 行的，即研究信号的瞬时幅度与时间的函数关系。电 子示波器不仅能定性观察电路的动态过程，如电压、 电流或经过转换的非电量等的变化过程。还可以定量 测量各种电参数，如测量脉冲幅度、上升时间等；测 量被测信号的电压、频率、周期、相位等。利用传感 技术、示波器还可以测量各种非电量甚至人体的某些 生理现象。所以，在科学研究、工农业生产、医疗卫 生等方面，示波器已成为被广泛使用的电子仪器。
▪ ３、荧光屏：一般为圆形或矩形的，其内壁沉积有磷 光物质，形成荧光膜，面向电子枪的一侧。它在受到 高速运动着的电子轰击后，将其动能转化为光能，产 生亮点。当电子束随信号电压偏转时，这个亮点的移 动轨迹就形成了信号的波形。
第六章：时域测量
6.1.3 示波器的组成
▪ 示波器主要由Y(垂直)通道、X（水平）通道和 显示屏三大部分组成。
▪ Y通道：实质上是个多级宽频带、高增益放大 器，主要对被测信号进行不失真的线性放大， 以保证示波器的测量灵敏度。
▪ X通道：主要产生与被测信号相适应的扫描锯 齿波。
▪ 显示屏：主要由阴极射线管组成（后面会介绍） 常以CRT表示，通常称为示波管。当前显示屏 主要以光点和光栅方式显示，但现在平板显示 屏发展很快，尤其是液晶显示屏（LCD）已经 应用于示波器。
第六章：时域测量
6．2．3 波形显示原理
▪ 在电子枪中，电子运动经过聚焦形成电子束，电子 束通过垂直或水平偏转板打到荧光屏上产生亮点，亮 点在荧光屏上垂直或水平方向偏转的距离，正比于加 在垂直或水平偏转板上的电压，即亮点在屏幕上移动 的轨迹，是加到偏转板上的电压信号的波形。示波器 显示图形或波形的原理就是基于电子与电场之间的相 互作用原理进行的。
▪ 3．数字示波器：被测信号经模/数转换器送入数据存储 器，应用微处理器以数字形式处理并记录波形，自动显 示测量结果，测量速度更快、重复性更高。
▪ 4．记忆、存储示波器 ：这两种示波器均具有存储信息 功能，前者采用记忆示波管存储信息，后者采用数字存 储器存储信息。它们能对单次瞬变过程，非周期现象、 低重复频率信号进行观测。
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(a) Y偏转板加正弦波信号
(b) X偏转板加锯齿波信号
▪ 5．逻辑示波器：又称逻辑分析仪，主要用以分析数字 系统的逻辑关系。
第六章：时域测量
6．1．2示波器的主要技术指标
▪ 1．频带宽度 ▪ 2．垂直灵敏度：一般用V/cm、V/div、
mV/cm、mV/div表示。 ▪ 3．输入阻抗 ▪ 4．扫描速度：一般用cm/s、div/s表示。 ▪ 5．同步（或触发）电压
平直线。 ▪ 在Ｙ轴与Ｘ轴同时加同一信号电压时，则在荧光屏上显
示一条直线，这条直线与水平轴成４５度。
图(a) Vx=Vy=0 (b) Vx=0，Vy=常量 (c) Vx=常量，Vy=0 (d) Vx=常量，Vy=常量
固定电压与第六光章：点时偏域测移量 的关系图
可变电压与光点偏移的关系图
▪ 上述几种情况均不能显示被测电压信号的波形,为了显示 被测信号的波形,必须在Y轴偏转板加有信号的同时,在X轴 偏转板上加随时间变化的扫描电压（锯齿波形电压）若在 Y方向不加电压，则光点在荧光屏上构成一条反映时间变 化的直线，称为时间基线，如下右图所示。
第六章：时域测量
6.2 示波测试的基本原理 ▪ 6．2．1 示波器的结构图
Vi Y轴 偏转系统
Vy
Vx
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X轴
偏转系统
-Vy
示波器第六结章构：时的域测框量图
6．2．2 阴极射线管
▪ 示波管或称阴极射线管（CRT）是示波器的核心 组件。是一种将被测电信号转换在光信号的显示 器件。它分为静电偏转式和磁偏转式两大类。应 用最广泛的是静电偏转式。静电偏转是以光点为 基础显示波形的，如示波器、扫频仪及医疗仪器。 磁偏转是以光栅为基础显示图像的如电视机、计 算机显示器。现代电子仪器如数字示波器、频谱 仪中越来越多地采用磁偏转方式，采用磁偏转的 CRT通常称为显像管。
第六章：时域测量
示波管结构示意图
电子枪
偏转系统
Y2
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荧 光 屏
F K G1
G2
A1
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X1
第六章：时域测量
▪ 1、电子枪：作用是发射电子并形成很细的高速电子 束，去轰击荧光屏使之发光。在面板上的旋钮以“辉 度”进行调节。但在仪器面板上，调节“辉度”旋钮会影 响聚集效果，所以一般应与“聚集”旋钮配合调节。
▪ 示波器是时域分析的最典型仪器，也是当前电子测量 领域中，品种最多、数量最大、最常用的一种仪器； 示波测试技术成为一种最灵活、多用的综合性技术。
第六章：时域测量
6．1．1 示波器的分类
▪ 1．通用示波器：可对电信号进行定性和定量观测。
▪ 2．取样示波器：采用取样技术，将高频信号转换成模 拟的低频信号，再应用通用示波器的基本显示原理观测 信号。一般用于观测频率高、速度快的脉冲信号。
第六章 时域测量
时域反映的是幅度U与时间T的关系
第六章：时域测量
内 容 提要
▪ 了解电子示波器的类型；掌握示波器波形 显示原理、通用示波器工作原理及组成； 正确选择与使用通用电子示波器；重点掌 握通用示波器的基本测量方法；对取样示 波器及数字存储示波器的原理作简要介绍, 了解示波器的发展。
第六章：时域测量
▪ 用示波器显示的波形，基本上有两种类型，一种是显 示任意两个信号Ｘ与Ｙ的关系，另一种是显示随时间 变化的信号。
第六章：时域测量
▪ 1．显示随时间变化的图形 ▪ 当示波管的两对偏转板上不加任何信号时，亮点打在荧
光屏中心位置。 ▪ 仅在Ｙ轴上加一个随时间变化的电压，其轨迹为一条垂
直直线。 ▪ 仅在Ｘ轴上加一个随时间变化的电压，其轨迹为一个水
6.1 示波器的功用
▪ 电子示波器是一种以阴极射线管作为显示器的显示信 号波形的测量仪器。它对电信号的分析是按时域法进 行的，即研究信号的瞬时幅度与时间的函数关系。电 子示波器不仅能定性观察电路的动态过程，如电压、 电流或经过转换的非电量等的变化过程。还可以定量 测量各种电参数，如测量脉冲幅度、上升时间等；测 量被测信号的电压、频率、周期、相位等。利用传感 技术、示波器还可以测量各种非电量甚至人体的某些 生理现象。所以，在科学研究、工农业生产、医疗卫 生等方面，示波器已成为被广泛使用的电子仪器。