《电子测量技术》教学课件 PPT

垂直偏转灵敏度是示波管的一个重要参
数。
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
示波管荧光屏的内壁涂有一层荧光 物质，当高速电子轰击荧光屏上荧光物 质时，荧光将电子的动能转变为光能， 产生亮点。
光点的亮度取决于轰击电子束中电 子的数目、密度和速度。
4．同步的概念 同步即荧光屏上显示稳定的波形，
即显示曲线形状相同，并有同一个 起点。
① Tx nTy ② Tx nTy
(n为正整数) (n为正整数)
uy
t Ty ux
t
Tx =2Ty
图8.8 Tx =2Ty时荧光屏显示的波形情况
uy
1
5
0
4
2 3
Ty
ux
1
0’ ‘‘ ，，
10 5 9
t
06 2
垂直通道包括输入电路、Y前置 放大器、延迟线和Y后置放大器等部 分。
1．输入电路
主要是由衰减器和输入选择开关构成。
①衰减器 衰减器如图8.12所示。当 R1C1R2C2时，
衰减器的分压比为
vo Z2 R2 vi Z1Z2 R1R2
扫描速度 同步（或触发）电压
8.2 示波测试的基本原理
8.2.1 示波器的测试过程
被测信号
Y轴
偏转系统
X轴 偏转系统
示波管
图8.1示波器结构的框图
8.2.2 阴极射线示波管
1．电子枪
电子枪由灯丝F、阴极K、栅极G1 和G2、阳极A1和A2组成。
当灯丝F通电后，加热阴极，涂有 氧化物的阴极发射出大量的电子，电子 在阳极吸引下形成电子束，轰击荧光屏 上的荧光粉发光。
曲线。如图8.6所示。
图8.6 X、Y偏转板同时加信号时光点的轨迹图
2．显示任意两个变量之间的关系
示波器两个偏转板上都加正弦电压时显 示李沙育(Lissajous)图形。
3．扫描的概念
➢ 光点在锯齿波作用下扫动的过程称 为扫描。
➢ 能实现扫描的锯齿波电压叫扫描电 压。
➢ 光点自左向右的连续扫动称为“扫 描正程”，光点自屏的右端迅速返 回起扫点的过程称为“扫描逆程” 。
难点： 扫描、同步、触发等概念；示波器 各种功能键、控制键与电路的对应 关系。
模拟示波器
数字示波器
8.1 概述
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，使用示 波器可直观地看到电信号随时间变化的 图形。更广泛的，只要能把两个有关系 的变量转化为电参数，分别加至示波器 的X、Y通道,就可以在荧光屏上显示这 两个变量之间的关系。
《电子测量技术》教学课件
内容提要
介绍了示波器图象显示的基本原理； 分析了通用示波器、取样示波器、记 忆存储示波器及数字存储示波器的工 作原理；重点介绍了通用示波器电路 组成、测试的基本原理、测试方法； 并详细介绍使用示波器进行电压、时 间、相位等参量测试的方法。
重点与难点
重点： 掌握各种示波器的电路组成、测试 的基本原理、测试方法及应用；掌 握扫描、同步、触发等基本概念。
8.2.3 图象显示的基本原理
1．显示随时间变化的图形
图(a) Vx=Vy=0
(b) Vx=0，Vy=常量
(c) Vx=常量，Vy=0 (d) Vx=常量，Vy=常量
图8.4固定电压与光点偏移的关系图
+uy uy
Βιβλιοθήκη Baiduux
+ux
2
1 4
0
2
3
t
TS
1
2
0
4
3
0
1
3
t
4
Tn
4
3
0
1
2
-uy
-ux
(a) Y偏转板加正弦波信号
2．偏转系统
两对相互垂直的、平行的金属板X偏 转板和Y偏转板共同作用，决定任一瞬 间光点在屏上的位置。
在偏转电压Uy的作用下，Y方向的偏
转距离为
y
LS 2bUa
uy
式中
L —— 偏转板的长度；
S —— 偏转板中心到屏幕中心的距
离；
b —— 偏转板之间的距离；
Uy——垂直偏转板所加偏转电压；
Ua—— 第二阳极电压。
(b) X偏转板加锯齿波信号
图8.5 可变电压与光点偏移的关系图
Y偏转板加正弦波信号电压 uy uymsint
X偏转板加锯齿波电压 ux kt
。
即X、Y偏转板同时加电压，假
设 Tx Ty ，则电子束在两个电压的
同时作用下，在水平方向和垂直方向
同时产生位移，荧光屏上将显示出被
测信号随时间变化的一个周期的波形
Y输入 Y输入 电路
Y前置 放大器
延迟线
Y后置 放大器
外触发 输入
触发 电路
增辉 电路
扫描 电路
X放大 电路
X输入
校准信号 发生器
校准信 号输出
低压 电源
高压 电源
各电路
正高压 负高压
8.3.2 通用示波器的垂直通道
垂直通道（Y轴通道）是对被测 信号处理的主要通道，它将输入的被 测信号进行衰减或线性放大，并在一 定范围内保持增益稳定，最后，输出 符合示波管偏转要求的信号，以推动 垂直偏转板，使被测信号在屏幕上显 示出来。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
8.1.1 示波器的分类
低 频 示 波 器
通
用
示
波
器
普
通
示
波
器
宽
带
示
波
器
多 束 示 波 器
示
波
器
的
分
类
取
样
示
波
器
记
忆
、
存
储
示
波
器
特 种 示 波 器
8.1.2 示波器的主要技术指标
频带宽度 示波器主要性能指标垂 输直 入灵 阻敏 抗度
L、b、S均为常数，第二阳极的电压Ua也 基本不变，所以Y方向的偏转距离y正比于 偏转板上的电压 uy ，即
y hy' uy
式中 y ——Y方向的偏转距离；
h
' y
——比例系数，称为示波管的偏转因
数，单位为cm/V；
uy —— 垂直偏转板所加的偏转电压。
其中，比例系数
h
' y
的倒数称为示波管
的垂直灵敏度，单位为V/cm。
4
83
t
Tx =5/4Ty
图8.9
Tx
5 4
T
y
时荧光屏显示的波形情况
5．连续扫描和触发扫描
扫描正程紧跟着逆程，逆程结束又开 始新的正程，扫描是不间断的，这 种扫描方式称为连续扫描。
uy
0
Ty
t
ux
(a)被测信号
0
Tx
t
ux
(b)连续扫描Tx=Ty
0
Tx
t
ux
(c) 连 续 扫 描 Tx=
て
0
Tx
t
(d)触发扫描Tx=て
图8.10连续扫描和触发扫描的比较
8.3 通用示波器
8.3.1 通用示波器的组成 主要由示波管、垂直通道和水平
通道三部分组成。此外，还包括电源 电路，它产生示波管和仪器电路中需 要的多种电源。通用示波器中还常用 附有校准信号发生器，产生幅度或周 期非常稳定的校准信号，用于示波器 的校准，以便对被测信号进行定量测 试。