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示波器测量小知识 如何用示波器安全测量市电
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火线、地线、零线、220V 市电 摘 要 介绍如何用示波器正确测量220V 市电
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1. 认知市电 (1)
1.1火线、零线和地线 (1)
1.2为什么会跳闸？ (1)
1.2.1跳闸原理 (1)
1.2.2漏电情况 (1)
2. 使用示波器测量市电 (2)
2.1测量量程确认 (2)
2.2错误的测量方法 (2)
2.3不推荐的测量方法 (2)
2.3.1浮地测量 (2)
2.3.2浮地测量的危害 (3)
2.4推荐的测量方法 (4)
2.4.1“A-B”伪差分测量 (4)
2.4.2高压差分探头测量 (4)
3. 小结 (5)
4. 免责声明 (6)
1. 认知市电
了解市电的供电线路及原理，有助于安全用电，安全测量。本文画了四个图，看懂了就会测量市电。
1.1 火线、零线和地线
我国的市电（居民用电）规格为交流220V@50Hz，供电线路由火线、零线和地线组成，它们的关系如图1.1所示。
火线（L）：也称相线，由发电站或变电站提供，电压220V，人体接触会有危险；
零线（N）：为火线提供回路，在发电站或变电站端接地；由于是远端接地，因此在居民楼用户端电位不一定为零，可能带弱电，但相对安全，
地线（E）：零电势参考点，在居民楼用户端接大地，零电压，绝对安全。
图1.1 火线、零线和地线的关系
1.2 为什么会跳闸？
居民楼用电一般都会安装漏电保护开关，当发生漏电情况时就会切断供电线路，以保证人身安全。
1.2.1 跳闸原理
正常时火线和零线的电流大小一样，两条线产生的磁场大小相等，方向相反，正好抵消，漏电开关感应器不动作；当发生漏电事故时，则两条线的磁场不能抵消，漏电开关感应器动作，切断供电线路。
1.2.2 漏电情况
一般来说，漏电是因为有电流分流到大地，导致零线电流变小或为零，通常有以下情况： 人体接触火线；
仪器不当操作，导致零线与地线短路。
仪器不当操作，导致火线与地线短路。
2. 使用示波器测量市电
2.1 测量量程确认
由于220V已属于高压范围，用示波器测量市电时，除了考虑安全问题外，还必须确认示波器的电压量程是否满足测量需求。
如广州致远电子的ZDS2022示波器，标配的探头在×10档位下具备CAT II 300Vrms安全等级；示波器的垂直档位最大为10V/格，垂直方向有8格，也就是最大电压测量范围为80V峰峰值，配合×10探头，最大具备800V峰峰值的测量满量程，因此是可以测量220V 市电。
测量前准备工作：
将示波器测量探头打到×10档位；
将示波器的垂直档位打到10V/div。
2.2 错误的测量方法
估计有不少同学用示波器测试市电时，碰到跳闸或烧坏仪器的情况，以至于存在心里阴影，对测量市电存在恐惧。
到底是发生了什么事呢？我们来分析一下，普通的示波器是没有隔离的，出于安全考虑，示波器的外壳和地线是连接在一起的，示波器测量探头的负端（地）也是和地线连接在一起的，如图2.1所示，当使用示波器直接对零线和火线测量时，就会通过示波器的测试回环，间接地把零线或火线对地线短路（等效于图中红色虚线），可能会发生以下事故： 交变大电流信号通过测试回环形成的线圈聚集能量发热并烧坏探头或仪器；
烧坏的探头或带电的外壳可能引发安全事故；
电源跳闸，影响其它设备正常工作。
因此，示波器是不能直接测量市电的。
图2.1 错误的测量方法
2.3 不推荐的测量方法
吸取前面例子的教训，基本原因就是“地”惹的祸，因此只需要断开地线进行测量（浮地测量）就能避开回环短路事故进行测量，这里介绍的方法具有一定的危险性，如若操作不当可能引发触电事故，不推荐使用。
2.3.1 浮地测量
如图2.2所示，通过将示波器的电源地线人为断开（可以用两芯电源插排供电）或使用
隔离变压器的方法对示波器供电，达到断开测量回环的目的，实现“浮地”测量。
进行“浮地测量”时应注意以下事项：
测量时只能使用一个通道，因为多个通道间的地是共用，测量多组电压会造成短路；
确保示波器金属外壳不要和大地有直接的接触，避免间接接地；
探头的正端要接火线，负端接零线；若接反不会影响测量，但外壳会带电，这是相当危险的；
测量结束时不能直接触摸示波器金属端，要先进行放电，外壳接地，把浮地的电荷排除；
始终确保人体和示波器的外壳（金属端）没有接触，安全第一。
关于火线和零线的识别，请参考后述的“A-B测量法”。
图2.2 浮地测量法（不推荐、禁止使用）
2.3.2 浮地测量的危害
当示波器的供电电源是由经过隔离变压器的市电信号提供时，该电源信号的地已与大地隔离，即示波器的外壳就会断开与大地的相连；或是直接将示波器的电源地线人为断开（可以用两芯电源插排供电），此时示波器的外壳同样会与大地的连接断开。其实这些都是常用的有风险的示波器浮地测量方式。
在浮地测量时，示波器外壳就会因“浮地”而带有一定的电荷，由于人是与大地相连的，一旦不小心接触到示波器外壳，电流会经过人体流入大地，发生触电事故，非常危险。另外，由于探头的地是与示波器内部的地相连，也就是和外壳相连，当示波器外壳带的电荷较多时，会导致烧坏探头，最终引发一系列事故，总之，“浮地”测量风险很大，非常危险！
图2.3 浮地测量的危害
2.4 推荐的测量方法
基于安全角度考虑，测量市电（或其它高压）一般推荐以下几种方式。
使用专用的隔离示波器；
使用高压差分探头（图2.4右）；
使用伪差分测量，即“A-B”测量（图2.4左）。
下面针对高压差分探头测量法和“A-B”伪差分测量法做简单介绍。
图2.4 推荐的测量方法
2.4.1 “A-B”伪差分测量
事实上，市电是可以使用普通的无源探头进行安全可靠地测量的，不过此方法必须使用两通道，将两通道探头的负端（地）均接至电源地线，一个通道的探头探针（正端）接零线，另一个通道的探头探针（正端）接火线（如图2.4左所示），则两通道的测量差值即为市电波形，打开Math数学运算对CH1和CH2做减法运算即可。测量时需要注意以下事项： 确保探头和示波器量程足够大；
两通道的探头必须使用同种规格的，使共模抑制比达到最大，减少测量误差；
确保示波器和被测电源地线良好接大地，否则即为浮地测试（表现为两通道的电压相同相位相反），具有一定的危险性；
测量结果，电压高的通道为火线，电压低的通道为零线，若零线的电压几乎为零，则可以单独使用火线测量通道的结果进行分析。
“A-B”伪差分测量法的优点是成本低，缺点是测量过程复杂。
2.4.2 高压差分探头测量
高压差分探头，是专门用来测量高压信号的，探头测量端是差分的，火线和零线测试点正反接都没关系，探头内部通过高阻的方式将测量端的地和示波器的地隔离开来，可等效为浮地测量，测量方式如图2.4右所示。
高压差分探头是最佳的推荐方式，其优点是安全方便，缺点是价格昂贵。
3. 小结
示波器作为一种很重要的测量仪器，在使用过程中，我们要注意正确、安全地使用。尤其在测量一些高压信号时，必须弄清各种信号线之间的关系，才能正确地连接被测信号，保证安全测量，最终才能得出正确的测量结果。
4. 免责声明
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示波器电源测试的步骤 时间：2012-10-17 16:46:12 来源：作者： 过去大家习惯用万用表进行电源测试，如果测试参数很多的时候非常麻烦。而现在使用示波器提供了许多自动测量功能，可以使用这些功能简单实现幅度测量(幅度、高、低、最大值、最小值、RMS、峰到峰值、正/ 负过冲、平均值、周期平均值、周期RMS)、定时测量(周期、频率、上升/ 下降时间、正/ 负占空比、正/ 负脉宽、突发宽度、延迟、相位)、综合测量。在实践中，很多工程师对于利用示波器进行电源测试的要点并不是很清楚，这里零星总结一些步骤和要点供大家参考。(这里的陈述是根据本人所使用的泰克混合信号示波器MSO4000系列(MSO4034)以及泰克的探头配置，不同示波器和探头会有些差异) 选择示波器的几个要点 1. 记录长度及分析工具 对许多电源测量，必需捕获1/4 周期或1/2 周期(90度或180度)的工频信号，有些测量甚至要求捕获整个周期，这需要示波器具有足够的记录长度以满足要求(MSO4034记录深度为10M，一般的电源测试足够了)。 比长记录长度更重要的是提供能够利用所有这些数据的工具(如泰克的Wave Inspector)。否则处理几百万点的记录长度，也就是几千屏的信号活动无疑是大海捞针。 2.电压探头和电流探头之间的时滞 每只电压探头和电流探头都有自己的特性传播延迟。电流探头和电压探头之间的延迟差称为时滞，会导致幅度和定时测量不准确。在探头没有正确“校正时滞”时，测量精度会下降，如开关损耗。我所用的泰克TekVPI探头连接到泰克4000系列示波器时，它们会自动设置相应的时滞校正值，在电源测量中实现最大精度。 3. 探头偏置 差分探头一般会有较小的电压偏置。这会影响精度，在继续测量前必须消除这个电压偏置。大多数差分电压探头拥有内置的DC 偏置调节控制功能，可以相对简单地消除偏置。 某些探头内置了自动消磁/自动清零程序，如在使用TekVPI探头时，只需在探头“comp”框上按一个按钮就可以了。 安全准确地测试电压波形和电流波形 在使用数字示波器进行电源测量时，必需测量设备中的电压及电流。要求使用两只不同的探头：一只电压探头(通常是高压差分探头)，一只电流探头。 测量经过MOSFET的电流相对简单，可以使用许多不同的霍尔效应电流探头完成，如TCP0030。而测量电压则会面临更多的问题。MOSFET没有连接到交流电源接地或电路输出接地上。因此，不可能使用示波器进行接地参考电压测量，因为把探头的地线连接到任何MOSFET端子上都会使通过示波器接地的电路短路。 进行差分测量是测量MOSFET 电压的最佳方式。在差分测量中，可以测量漏极到源极电压，即MOSFET漏极和源极端子中的电压。漏极到源极电压可以位于几十伏到几百伏电压的顶部，具体视电源的范围而定。 测量瞬时功率 检定开关晶体管中的瞬时功耗是几乎每个电源设计项目的一部分。选择能够在最坏情况操作极限下经济可靠地运行的元件至关重要。某些厂家的电流和电压探测解决方案为这些测量提供了理想选择。除提供安全测量解决方案外，它们还提供了非常简便的时滞校正功能。自动设置相应的时滞校正值，在电源测量中实现最大精度。为电压波形和电流波形及以瓦特为单位的演算波形提供正确的标度和单位。下面用泰克4000系列示波器介绍测量的简单步骤：连接探头;按Autoset，示波器自动调节垂直设置、水平设置;触发设置，以查看波形;把演算波形定义为Ch1 * Ch2;打开Area测量，测量曲线下的面积(能量);光标读数表明瞬时功率。通过使用测量选通，我们可以把Area测量限制在特定区域，查看与MOSFET 的启动时间(Ton)和关闭(Toff)时间有关的功率损耗。
第七章信号波形测量 一、填空题 1: 示波管由____、偏转系统和荧光荧三部分组成。电子枪 2: 示波器荧光屏上，光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为____。扫描 3: 调节示波器“水平位移”旋钮，是调节____的直流电位。X偏转板 4: 欲在x=10cm长度对的信号显示两个完整周期的波形，示波器应具有扫描速度为 _____。 20ms/cm 5: 取样示波器采用_____取样技术扩展带宽，但它只能观测_____信号。非实时，重复6: 当示波器两个偏转板上都加_____时，显示的图形叫李沙育图形，这种图形在_____和频率测量中常会用到。正弦信号相位 7、示波器为保证输入信号波形不失真，在Y轴输入衰减器中采用_______ 电路。RC分压(或阻容分压) 8、示波器的“聚焦”旋钮具有调节示波器中________极与________极之间电压的作用。第一阳(或A1) 第二阳(或A2，或G2) 9、在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在________状态，若工作在 _____状态，则无信号输入时就没有扫描线。连续扫描触发扫描 10、双扫描示波系统，采用A扫描输出________波，对B扫描触发，调节________来实现延迟扫描的延时调节。锯齿延迟触发电平 二、判断题： 1、双踪示波器中电子开关的转换频率远大于被测信号的频率时，双踪显示工作在“交替”方式。( )错 2、示波器的电阻分压探头一般为100∶1分压，输入阻抗很高，一般用来测量高频高电压。( )错 3、用示波器测量电压时，只要测出Y轴方向距离并读出灵敏度即可（）错 4、电子示波器是时域分析的最典型仪器。（）对 5、用示波法测量信号的时间、时间差、相位和频率都是以测量扫描距离D为基础的。（）对 三、选择题： 1: 通用示波器可观测（ C）。 A:周期信号的频谱； B:瞬变信号的上升沿 C:周期信号的频率； D:周期信号的功率 2: 在示波器垂直通道中设置电子开关的目的是_ A ___。 A:实现双踪显示； B:实现双时基扫描 C:实现触发扫描； D:实现同步
示波器使用100问答，示波器使用教程 1．对一个已设计完成的产品，如何用示波器经行检测分析其可靠性？ 答：示波器早已成为检测电子线路最有效的工具之一，通过观察线路关键节点的电压电流波形可以直观地检查线路工作是否正常，验证设计是否恰当。这对提高可靠性极有帮助。当然对波形的正确分析判断有赖于工程师自身的经验。 2．决定示波器探头价格的主要因素是什么？ 答：示波器的探头有非常多的种类，不同的性能，比如高压，差分，有源高速探头等等，价格也从几百人民币到接近一万美元。价格的主要决定因素当然是带宽和功能。探头是示波器接触电路的部分，好的探头可以提供测试需要的保真度。为做到这一点，即使无源探头，内部也必须有非常多的无源器件补偿电路(RC网络)。 3．一般的安捷伦示波器探头的使用寿命有多长时间？探头需不需要定期的标定？ 答：示波器的探头寿命不好说，取决于使用环境和方法。 标准对于探头没有明确的计量规定，但是对于无源探头，至少在更换探头，探头交换通道的时候，必须进行探头补偿调整。所有有源探头在使用前应该有至少20分钟的预热，有的有源探头和电流探头需要进行零点漂移调整。 4．什么是示波器的实时采样率？ 答：实时采样率是指示波器一次采集(一次触发)采样间隔的倒数。据了解，目前业界的最高水平是四个通道同时使用。 5．什么是示波器的等效时间采样？ 答：等效时间采样指的是示波器把多次采集(多次触发)采集到的波形拼凑成一个波形，每次采样速率可能很慢，两次采集触发点有一定的偏移，最后形成的两个点间的最小采样间隔的倒数称为等效采样速率。其指标可以达到很高，如1ps。 6．什么是功率因数？如何如何测量？ 答：功率因数：在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以COSΦ表示，其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差，得出的结果就是功率因数。 7．如何表达和测试功率密度？ 答：功率密度就是单位体积里的功率，一般电源里用W/in3。 8．有无办法利用示波器测出高频变压器或电感磁芯的工作情况？
竭诚为您提供优质文档/双击可除用示波器测量相位差实验报告 篇一：示波器的使用及测量相位差 示波器的使用及测量相位差 摘要：示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号输入和放大系统、同步系 统以及电源五部分组成。用示波器可以观察电信号波形以及测量电压、频率和相位差等。本文就是主要介绍如何利用示波器测量两个正弦电压的相位差，主要采用李萨如图形法和双踪法。 关键词：示波器测量相位差李萨如图法双踪法实验目的： 1.了解示波器的结构和原理。 2.掌握示波器各旋钮、按钮、按键的作用和使用方法。 3.学会用示波器采用李萨如图法和示踪法测量相位差。 4.能对实验结果进行分析，比较各种测量方法的优缺点，对实验数据进行不确定度处理，写出合格的实验报告。 实验原理：示波器的工作原理：示波器一般由示波管、扫描信号发生器、信号
输入和放大系统、同步系统以及电源五部分组成。示波器内有电子枪，电子枪发射电子束经Y轴偏转板或x轴偏转板会发生偏转，从而打在荧屏上。人们可以根据显示在荧屏上波的形状、幅度来判断信号源的电压、频率等的大小。用示波器测量相位差的原理：（1）用李萨如图法测量。使示波器工作在x-Y方式，分别把两个信号输入到x偏转板和Y偏转板，然后移相，则得到如图所示的李萨如图（1）.从示波器屏幕上读出A和b的值（格数），则信号的相位差为 (2)双踪法。使示波器工作在扫描工作方式，选择交替显示，调节两条扫描线重合。把两待测信号通过示波器的两个输入通道输入，得到如上图（2）图所示，读出一个信号周期T所占的格数n(T)及?t的对应格数n(?t),则相位差?? 2?n(?t) n(T) 实验内容与步骤：（一）测量正弦电压的电压和频率、周期 （1）首先将示波器的各个旋钮的功能和用法弄清楚。（2）第二，将示波器的各个旋钮调到实验所需的正常状态，然后使之处于工作 状态。（3）第三，用信号发生器作为信号源，调节输出电压峰峰值为2V,频率为10khZ，
利用数字示波器测试开关电源的方法 从传统的模拟型电源到高效的开关电源，电源的种类和大小千差万别。它们都要面对复杂、动态的工作环境。设备负载和需求可能在瞬间发生很大变化。即使是“日用的”开关电源，也要能够承受远远超过其平均工作电平的瞬间峰值。设计电源或系统中要使用电源的工程师需要了解在静态条件以及最差条件下电源的工作情况。 过去，要描述电源的行为特征，就意味着要使用数字万用表测量静态电流和电压，并用计算器或PC进行艰苦的计算。今天，大多数工程师转而将示波器作为他们的首选电源测量平台。现代示波器可以配备集成的电源测量和分析软件，简化了设置，并使得动态测量更为容易。用户可以定制关键参数、自动计算，并能在数秒钟内看到结果，而不只是原始数据。 电源设计问题及其测量需求 理想情况下，每部电源都应该像为它设计的数学模型那样地工作。但在现实世界中，元器件是有缺陷的，负载会变化，供电电源可能失真，环境变化会改变性能。而且，不断变化的性能和成本要求也使电源设计更加复杂。考虑这些问题： 电源在额定功率之外能维持多少瓦的功率?能持续多长时间?电源散发多少热量?过热时会怎样?它需要多少冷却气流?负载电流大幅增加时会怎样?设备能保持额定输出电压吗?电源如何应对输出端的完全短路?电源的输入电压变化时会怎样? 设计人员需要研制占用空间更少、降低热量、缩减制造成本、满足更严格的EMI/EMC标准的电源。只有一套严格的测量体系才能让工程师达到这些目标。 示波器和电源测量 对那些习惯于用示波器进行高带宽测量的人来说，电源测量可能很简单，因为其频率相对较低。实际上，电源测量中也有很多高速电路设计师从来不必面对的挑战。 整个开关设备的电压可能很高，而且是“浮动的”，也就是说，不接地。信号的脉冲宽度、周期、频率和占空比都会变化。必须如实捕获并分析波形，发现波形的异常。这对示波器的要求是苛刻的。多种探头——同时需要单端探头、差分探头以及电流探头。仪器必须有较大的存储器，以提供长时间低频采集结果的记录空间。并且可能要求在一次采集中捕获幅度相差很大的不同信号。 开关电源基础 大多数现代系统中主流的直流电源体系结构是开关电源(SMPS)，它因为能够有效地应对变化负载而众所周知。典型SMPS的电能信号路径包括无源器件、有源器件和磁性元件。SMPS尽可能少地使用损耗性元器件(如电阻和线性晶体管)，而主要使用(理想情况下)无损耗的元器件：开关晶体管、电容和磁性元件。
YB4325数字存储示波器使用手册 江苏绿扬电子仪器集团有限公司 本产品采用的标准：EN61010.1(1993) 测量、控制和实验室电子仪器的安全要求标准 EN-IEC61326-1(1997) 测量和实验室电子仪器的EMC要求 本企业通过ISO9001国际质量体系认证， 本产品按ISO9001标准设计生产。 注意事项 请阅读下列注意事项，以避免人身伤害，延长仪器使用寿命。为了防止可能发生的危险，本产品只可在规定的范围内使用。只有专业技术人员才可进行维修。 防止火灾及人身伤害 *使用适当的电源线。只可使用本产品专用、并且核准该使用国的电源线。 *产品接地。本产品通过电源线接地导线接地，接地导线必须与大地相连。前面板上的接地点同仪器整机连接，用来防止触电和保护人体安全，在和任何接插头连接之前，应确认此接地点和大地连接。 *请勿在无仪器盖板时操作。如盖板或面板已卸下，请勿操作本产品。 *使用适当的保险丝。只可使用符合本产品规定类型和额定值的保险丝。 *在有可疑故障时。请勿操作。如怀疑本产品有损坏，请让专业人员进行检查。 *当用示波器测量电网电压时，一定要事先采用一些附加的措施，若直接将探极接入电网，示波器内的电路会被损坏。 延长仪器使用寿命 储存与使用 *不可在寒冷或炎热环境下使用，仪器工作温度是0℃～40℃。不可将仪器从寒冷的环境中突然搬到炎热的环境或相反进行，这将导致仪器内部和屏幕上形成水汽凝结。 *不可将仪器放在湿度大或灰尘多的地方，最佳使用相对湿度范围是35～90％。 *不可将仪器放置在剧烈震动或强磁场的地方。 操作 *不可堵塞或用金属、导线插入仪器通风孔。 *不可倒置、撞击或用探极、连接线拖拉仪器。 *不可将电烙铁放在仪器框架或表面上。 清理 *用软布沾中性洗涤剂擦拭锈迹或灰尘，不可用强挥发材料，如苯。 校准周期 *为了能够保证仪器测量精度，仪器每工作1000小时或6个月要求校准一次，若使用时间较短，则一年校准一次。 本产品上可能出现如下标记： 序号符号说明序号符号说明 1 直流电7 ○关（电源）
实验常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器等的主要性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法 二、实验仪器 1、函数信号发生器EE1641C 2、DS1062E-EDU数字示波器 3、高级电路实验箱 三、实验原理 初步了解示波器面板和用户界面 1. 前面板:DS1000E-EDU系列数字示波器向用户提供简单而功能明晰的前面板, 以进行基本的操作。面板上包括旋钮和功能按键。旋钮的功能与其它示波器类似。显示屏右侧的一列 5 个灰色按键为菜单操作键(自上而下定义为 1 号至 5 号)。通过它们,您可以设置当前菜单的不同选项;其它按键为功能键,通过它们,您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。
电压参数的自动测量 DS1000E-EDU, DS1000D-EDU 系列数字示波器可自动测量的电压参数包括峰峰值、最大值、最小值、平均值、均方根值、顶端值、低端值。下图表述了各个电压参数的物理意义。 电压参数示意图 峰峰值(Vpp):波形最高点至最低点的电压值。 最大值(Vmax):波形最高点至 GND(地)的电压值。 最小值(Vmin):波形最低点至 GND(地)的电压值。 幅值(Vamp):波形顶端至底端的电压值。 顶端值(Vtop):波形平顶至 GND(地)的电压值。
底端值(Vbase):波形平底至 GND(地)的电压值。 过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。 预冲(Preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值的比值。 平均值(Average):单位时间内信号的平均幅值。 均方根值(Vrms):即有效值。依据交流信号在单位时间内所换算产生的能量,对应于产生等值能量的直流电压,即均方根值。 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20VP －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。 函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 例一:测量简单信号 观测电路中的一个未知信号,迅速显示和测量信号的频率和峰峰值。 1. 欲迅速显示该信号,请按如下步骤操作: (1) 将探头菜单衰减系数设定为1X,并将探头上的开关设定为1X。 (2) 将通道1的探头连接到电路被测点。
课程设计报告 课程电子测量与虚拟仪器课程设计 题目相位差检测电路 系别物理与电子工程学院 年级2008 专业电子科学与技术班级 2 学号 学生姓名 指导教师职称讲师 设计时间2011-3-28~2011-4-1
第一章绪论 (2) 1.1 相位差检测电路的介绍 (2) 1.2 相位差测量的简单介绍 (2) 第二章相位差检测电路 (3) 2.1 移相电路的设计 (3) 2.2 利用MULTISIM设计检测移相电路 (5) 2.2.1 仿真电路虚拟仪器参数调整 (6) 2.2.2移相电路的仿真与分析 (7) 2.3将相位差信号转换成直流电压信号检测 (9) 2.3.1将相位差信号转换成直流电压信号检测的原理 (9) 2.3.2 电路图及具体原理分析 (9) 2.3.3 仿真过程 (10) 2.3.4 系统测量的误差分析 (12) 主要参考文献 (13) 附录 (13)
第一章绪论 1.1 相位差检测电路的介绍 设计一个相位差检测电路，该电路可测试一个经过移相电路的信号（正弦波）移相后与原信号间存在的相位差，可由测试电路检测并显示。要求：设计移相电路；设计检测电路，可以使用MCU或者Labview；使用模拟式检测方法，将相位差信号转换成直流电压或者直流电流信号进行检测；要求分析系统最后的精度。 在此次的电子测量与虚拟仪器课程设计中，我们设计的相位差检测电路主要有两个模块，由这两个模块来实现对相位差的检测并用相应的器件来实现。第一个模块为移相电路，移相电路主要由两个放大器组成。一个放大器可以实现对输入信号进行0~900的移相，那么两个放大器可以实现对输入信号进行0~1800的移相。移相电路的结构比较简单，只要对放大器相应知识进行了解便能很快的设计出移相电路。在移相电路中还应用到了变位器和电容。通过调节变位器可以逐步实现每个度数的相位差；电容的作用则是实现对输入信号的滤波和使放大器工作在稳定的区域。第二个模块则是实现相位差的显示。此部分的模块主要由二极管、异或门以及放大器组成。二极管的作用是使信号工作在正负管压降之间，使电路快速的运行和工作。异或门有三个，异或门的作用主要是实现将信号与基准信号进行比较，将相位差转换成电压差的方法，然后通过电压表将电压显示，最后将电压放大一百倍即使所求的相位差。 1.2 相位差测量的简单介绍 振幅、频率和相位是描述正弦交流电的三个“要素”。以电压为例，其函数关系为 u=U m sin(ωt+φ0) 式中：U m 为电压的振幅；ω为角频率；φ0为初相位。 设φ=ωt+φ0,称为瞬时相位，它随时间改变，φ0是t=0时刻的瞬时相位值。两个角频率为ω1，ω2的正弦电压分别为
示波器的测量 1.1 示波器的应用 1.实训目的 1﹚掌握示波器、交流毫伏表、音频信号发生器的基本应用。 2﹚掌握示波器观察信号波形和测量直流电压幅度、周期的方法。 2.实训内容 ﹙1﹚示波器的校准 ﹙2﹚利用示波器1khz，0.5Vp-p的方波校准信号作为示波器的输入信号，调出图1-1所示正常波形。 ﹙3﹚将扫描基线移动的格数、垂直偏转因数和稳定电压原指示电压值填入表1-1中。 图1-1 表1-1直流电压测量 ﹙4﹚正弦波电压幅度、周期的测量 1﹚用信号发生器产生下表中的输入信号，用示波器测量信号的周期和电压，将测量数据填入表1-2
表1-2 正弦波电压幅度、周期的测量 1.2 示波器的特殊应用 1.用示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间。 1）用函数信号发生器产生频率为20KHz的矩形波脉冲信号。 2）按图1-2连接电阻和电容，组成一个低通网络。 图1-2 低通滤波电路 3）因为函数信号发生器输出的脉冲信号上升时间较小，不易测量，所以把脉冲信号通过低通网络后送到示波器测量，以加大脉冲信号的上升时间，便以测量。 4）调节示波器X轴的偏转因素选择开关，尽量使屏幕上突出显示脉冲的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X轴位移旋钮，使对应上升沿10%（或下降沿90%）高度处的测量点对齐X轴的某个刻度线，然后读出对应上升沿90%（或下降沿10%）高度处另一测量点到上一测量点的相对时间值。该相对时间值便是所测脉冲的上升时间（或下降时间）。读数等于刻度个数乘上X轴偏转因数。 5）注意以上操作只有在X轴细调（V ariable）旋钮顺时针旋到底后读数才是正确的。2．用双踪法测量两个信号的相位差 1）先用信号发生器产生一个频率为20KHz的幅度为1V的正弦信号。 2）再按图1-3连接电阻和电容，组成一个阻容延迟网络。信号发生器输出信号一路直接作为信号1送入示波器CH1通道，另一路通过阻容延迟网络后作为信号2 送入示波器CH2通道。由于信号2 通过延迟网络，所以信号2比信号1在时间上要延迟，两个信号之间存在着相位差。 图1-3阻容延迟网络
如何用数字示波器测试开关电源？ 从传统的模拟型电源到高效的开关电源，电源的种类和大小千差万别。它们都要面对复杂、动态的工作环境。设备负载和需求可能在瞬间发生很大变化。即使是“日用的”开关电源，也要能够承受远远超过其平均工作电平的瞬间峰值。设计电源或系统中要使用电源的工程师需要了解在静态条件以及最差条件下电源的工作情况。过去，要描述电源的行为特征，就意味着要使用数字万用表测量静态电流和电压，并用计算器或PC进行艰苦的计算。今天，大多数工程师转而将示波器作为他们的首选电源测量平台。现代示波器可以配备集成的电源测量和分析软件，简化了设置，并使得动态测量更为容易。用户可以定制关键参数、自动计算，并能在数秒钟内看到结果，而不只是原始数据。 电源设计问题及其测量需求 理想情况下，每部电源都应该像为它设计的数学模型那样地工作。但在现实世界中，元器件是有缺陷的，负载会变化，供电电源可能失真，环境变化会改变性能。而且，不断变化的性能和成本要求也使电源设计更加复杂。考虑这些问题： 电源在额定功率之外能维持多少瓦的功率？能持续多长时间？电源散发多少热量？过热时会怎样？它需要多少冷却气流？负载电流大幅增加时会怎样？设备能保持额定输出电压吗？电源如何应对输出端的完全短路？电源的输入电压变化时会怎样？ 设计人员需要研制占用空间更少、降低热量、缩减制造成本、满足更严格的EMI/EMC标准的电源。只有一套严格的测量体系才能让工程师达到这些目标。 示波器和电源测量 对那些习惯于用示波器进行高带宽测量的人来说，电源测量可能很简单，因为其频率相对较低。实际上，电源测量中也有很多高速电路设计师从来不必面对的挑战。 整个开关设备的电压可能很高，而且是“浮动的”，也就是说，不接地。信号的脉冲宽度、周期、频率和占空比都会变化。必须如实捕获并分析波形，发现波形的异常。这对示波器的要求是苛刻的。多种探头——同时需要单端探头、差分探头以及电流探头。仪器必须有较大的存储器，以提供长时间低频采集结果的记录空间。并且可能要求在一次采集中捕获幅度相差很大的不同信号。 开关电源基础 大多数现代系统中主流的直流电源体系结构是开关电源(SMPS)，它因为能够有效地应对变化负载而众所周知。典型SMPS的电能信号路径包括无源器件、有源器件和磁性元件。SMPS尽可能少地使用损耗性元器件(如电阻和线性晶体管)，而主要使用(理想情况下)无损耗的元器件：开关晶体管、电容和磁性元件。 SMPS设备还有一个控制部分，其中包括脉宽调制调节器脉频调制调节器以及反馈环路1等组成部分。控制部分可能有自己的电源。图1是简化的SMPS示意图，图中显示了电能转换部分，包括有源器件、无源器件以及磁性元件。 SMPS技术使用了金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)与绝缘栅双极晶体管(IGBT)等功率半导体开关器件。这些器件开关时间短，能承受不稳定的电压尖峰。同样重要的是，它们不论在开通还是断开状态，消耗的能量都极少，效率高而发热低。开关器件在很大程度上决定了SMPS的总体性能。对开关器件的主要测量包括：开关损耗、平均功率损耗、安全工作区及其他。
示波器的使用 1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉各个旋钮的作用和使用方法。 2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法；了解用示波器测量相位差的 方法。 3、掌握观察李萨如图形的方法，并能用李萨如图形测量未知正弦信号的频率；能 用示波器观察“拍”现象。 1、通用双通道示波器的结构，面板旋钮的作用和使用方法； 2、通用双通道示波器的工作原理，李萨如图形测量未知正弦信号频率的原理，观 察“拍”现象的原理。 一、前言 示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器，主要用于观 察电信号随时间变化的波形，定量测量波形的幅度、周期、频率、相位等参数。 一般的电学量（如电流、电功率、阻抗等）和可转化为电学量的非电学量（如温 度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率）以及它们随时间变化的规律都可以用示 波器来观测。由于电子的惯性很小，电子射线示波器一般可在很高的频率范围内工作。 采用高增益放大器的示波器可以观察微弱的信号；具有多通道的示波器，则可以 同时观察几个信号，并比较它们之间的相应关系（如时间差或相位差），是目前科学 实验、科研生产常用的电子仪器。 二、实验仪器 通用双通道示波器，函数信号发生器、同轴电缆等。 三、实验原理 1、仪器工作原理 （1）通用双通道示波器的介绍 主要结构：示波管、电子放大系统、扫描触发系统、电源
工作原理： （a ）示波管 示波管是呈喇叭形的玻璃泡，被抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面内壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。下图是示波管的构造图。 电子枪由灯丝F 、阴极K 、栅极G 以及一组阳极A 所组成。灯丝通电后炽热，使阴极发热而发射电子。由于阳极电位高于阴极，所以电子被阳极电压加速。当高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在屏上就能看到一个亮点。改变阳极组电位分布，可以使不同发射方向的电子恰好会聚在荧光屏某一点上，这种调节称为聚焦。栅极G 电位较阴极K 为低，改变G 电位的高低，可以控制电子枪发射电子流的密度，甚至完全不使电子通过，这称为辉度调节，实际上就是调节荧光屏上亮点的亮暗。 Y 偏转板是水平放置的两块电极。当Y 偏转板上电压为零时，电子束正好射在荧光屏正中P 点。如果Y 偏转板加上电压，则电子束受到电场力作用，运动方向发生上下偏移。如果所加的电压不断发生变化，P 点的位置也随着在铅垂线上移动。在屏上看到的是一条铅直的亮线。荧光屏上亮点在铅直方向位移Y 和加在Y 偏转板的电压U Y 成正比。 X 偏转板是垂直放置的两块电极。在X 偏转板加上一个变化的电压，那么，荧光屏上亮点在水平方向的位移X 也与加在X 偏转板的电压U X 成正比，于是在屏上看到 Y 输入 X 输入 外触发
音频测试-示波器-使用方法
类别音频设备版本R1文件编号C304-OSCILL- 制定部门品保部制定日期2011年11月30日页次2/7 ★目的：介绍示波器的使用方法，使相关人员能正确操作示波器。 ★示波器的概述 示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器，主要用于观察和测量电信号。下图1为我厂常用的20MHz的双踪示波器。 ★示波器的操作方法 第一步骤：示波器的连接 图 1 图 2 图 3 探头接在 CH1通道上
类 别 音频设备 版 本 R1 文件编号 C304-OSCILL- 制定部门 品保部 制定日期 2011年11月30日 页 次 3/7 1） 连接电源线 用220V AC 线把示波器连上220V 市电。（如上图2） 2） 连接信号线 将探头插入到示波器左边的CH1接口并顺时针扭动半圈（如上图3）。当探头接在示波器的CH1通道上时，模式开关须打在CH1上（如下图4）。当探头接在示波器的CH2通道上时，模式开关须打在CH2上。（如下图5） 3） 信号耦合开关的选择（AC GND DC ） 信号耦合开关一般紧挨着输入通道，CH1通道和CH2通道各有1个。当只用来观察被测信号中的交流成分时，将开关拔至AC 档（本厂一般选择此档）；当信号的直流成份和交流成分都要观察或信号的频率较低时，将开关拔至DC 档；当开关拔至GND 档时，输入端处于接地状态，用以确定输入端为零时光迹所在位置。（如下图6） 第二步骤：开机与光迹调节 上述步骤完成后，接下来需要开机预热和调节光迹。（如下图7和图8） 图 5 电源开关 电源指示灯 亮度调节 聚焦调节 光迹平行度调节 光 迹 正弦波信号光迹 模式开关选择 CH1通道 图 6 图 4 模式开关选 择 探头接在 CH2通道上 信号耦合 选择开关
前言--如何用示波器进行射频信号测量连载（一） 前面推出了《数字工程师需要掌握的射频知识》连载后，反响强烈。有些工程师朋友联系我说，除了数字工程师要用到射频仪器外，有些射频工程师也会用到示波器做射频信号测试，但是不清楚精度如何，以及和频谱仪等传统仪器的区别，希望能对这方面做些讲解。 为此，我对示波器做射频信号测试的应用案例和注意事项做了一些整理，将陆续连载，希望能给大家提供一些帮助。 时域测量的直观性 要进行射频信号的时域测量的一个很大原因在于其直观性。比如在下图中的例子中分别显示了4个不同形状的雷达脉冲信号，信号的载波频率和脉冲宽度差异不大，如果只在频域进行分析，很难推断出信号的时域形状。由于这4种时域脉冲的不同形状对于最终的卷积处理算法和系统性能至关重要，所以就需要在时域对信号的脉冲参数进行精确的测量，以保证满足系统设计的要求。 更高分析带宽的要求 在传统的射频微波测试中，也会使用一些带宽不太高（<1GHz）的示波器进行时域参数的测试，比如用检波器检出射频信号包络后再进行参数测试，或者对信号下变频后再进行采集等。此时由于射频信号已经过滤掉，或者信号已经变换到中频，所以对测量要使用的示波器带宽要求不高。 但是随着通信技术的发展，信号的调制带宽越来越宽。比如为了兼顾功率和距离分辨率，现代的雷达会在脉冲内部采用频率或者相位调制，典型的SAR成像雷达的调制带宽可能会达到2GHz以上。在卫星通信中，为了小型化和提高传输速率，也会避开拥挤的C波段和Ku 波段，采用频谱效率和可用带宽更高的Ka波段，实际可用的调制带宽可达到3GHz以上甚至更高。 在这么高的传输带宽下，传统的检波或下变频的测量手段会遇到很大的挑战。由于很难
DS-1000/2000 系列数字存储示波器使用说明书 二、面板和操作说明 DS-2000系列示波器前面板如图1-1所示，面板操作说明如图1-2所示，面板包括旋钮和功能按键。 旋钮控制类似模拟示波器，如移位（POSITION）、电平（LEVEL）、档级（VOLTS/DIV）。 功能按键主要是选择各种不同功能的菜单和运行的控制。
1、菜单操作键，在液晶屏幕右侧显示相应的菜单，用未标记的五个菜单操作键来进行选项，示波 器使用下列二种方法显示菜单选项，如图1-3所示。 a、循环列表，每次按下选项按钮时，示波器都会将参数设定为不同的值。 b、动作，按下运作选项按钮时立即发生的动作类型。
图1-4 显示界面 三、功能检查 1、接通仪器电源并打开，片刻后按任意键进入测试界面，如图1-4所示。 2、将示波器探头连接至通道（CH1）并将探极上的衰减开关设定为×10，并将探头连接器上的插 槽对准CH1的输入插座（BNC）的凸键上，插入并右转以锁定到位，如图1－5所示。 3、将探头端部和接地夹连接至探头补偿器的输出端，按 见示波显示（3V，1KHz）。如图1-6所示。
4、以同样的方法检查通道2（CH2）CH1，按CH2菜单键打开通道2，重复步骤2和步骤3。 四、探头补偿 1、按上述功能检查，连接示波器和探头，并按AUTO/SET 键，显示波形。 2、检查所显示波形形状。如图1-7所示。
3、如有必要，调探头上的可变电容，至屏幕上显示的波形补偿正确。 五、自动设置 本仪器具有自动设置功能，根据输入信号可自动调整，垂直、时基、触发方式来显示合适的波形，应用自动设置时要求被测信号的频率大于或等于50Hz，占空比大于1%。 1、将被测信号连接至通道输入端。 2、按下AUTO/SET键，波形将会自动显示，如需要，可手工调整，以达到你所需最佳波形。 六、垂直系统 如图1－8所示，为垂直控制区 图1—8
如何用示波器测量小信号 饶志华肖静刘滨 东华理工大学 用数字示波器测量小信号时，由于信号幅度较小，极容易受噪声干扰。经总结，用数字示波器测小信号可以按照如下步骤进行： 1、将信号好输入示波器（这里以p-p value=5mv，f=1KHz的余弦信号为例） 2、按”auto set”按钮获取波形，见图1 图1按”auto set”获取波形 3、按触发菜单按钮”trig menu”，在显示屏幕上弹出触发菜单，见按菜单旁边对应的按钮， 选取图示的触发方式，见图2 图2按触发菜单按钮选取合适触发方式
4、调节相应的幅度旋钮”scale”,将波形的幅度展宽（图中信号是从第一路输出），见图3。 图3调节幅度旋钮将波形的幅度展宽 5、调节相应的频率旋钮”scale”,将波形在时域上展开，仅在屏幕上仅显示1-3个周期（待补 图） 6、如果这时后的波形看不到余弦信号的样子，则可能是示波器抓取波形失败，则重复以上 步骤。 7、这时候示波器上显示的波形由于受噪声影响，重影非常明显，这时可以按捕获按 钮”acquire”，选取“取平均次数，即用多次采样的次来作为测量值，故可以中和掉噪声，这时候可以看到细小清晰的波形。（待补图） --------------- 注：实际信号发生器输出的波形噪声没有那么严重，大部分噪声是来自周围环境的噪声和信号发生器和示波器的接入方式，当采取同轴电缆将信号发生器和示波器直接连接起来的时候，不用求平均值的方式也可以得到较好的信号，这也从一方面说明了当用放大器放大小信号时，示波器上的输出信号不像输入信号般有非常大的噪声。
按下测量按钮，则可以得到测量波形的各项参数值。（待补图）
用示波器测量电感及饱和电流(原创) 简介: 电感元件的饱和电流是元件正常工作时允许通过的最大电流，超过这个电流，电感元件磁芯的磁感应强度将饱和，元件的电感量将迅速下降。这个参数在功率电感上尤其重要，但我们手头的电感元件往往没有此参数的标记，本文介绍一种利用示波器来测量此参数的方法。 测量原理: 如下图所示，电容C的容量应该足够大，以便在放电过程中保持电压基本不下降。合上S1，电容开始通过被测电感L和采样电阻R1放电，放电初期，电流强度从0开始线性上升，当电流达到饱和时，由于电感量下降，电流上升的速度将明显加快（斜率增大），此时的电流强度即为电感的饱和电流。 图中的二级管是防止放电结束后电感电流将电容反向充电，电解电容反充电可能使之失效。 具体测量: 笔者根据以上原理测量了手头的一个标称值为33uH的电感，测量用的电源电压为5V，采样电阻0.5ohm。将示波器的"输入耦合"设置在直流档，"触发方式"设置为上升沿触发，"扫描周期"设置为10us每格，"触发点平"约100mv，"控制模式"设置为单步俘获状态，迅速合上S1，得到以下波形。反复几次，结果很相近。
从图中可以看出在A点以下，当采样电压小于1.8V（电流小于3.6A），电流随时间平稳上升。过A点后电流上升速度明显加快，因此该电感的饱和电流约为3.6A。 过B点后电流再次出现拐点，那时因为电容放电后电压下降并且采样电压上升，使得加电感上的电压降低引起的。 我们把"扫描周期"设置为1us每格，输入灵敏度设为200mV每格，可以更清晰地看到电感电流上升初期的情况。 从图中看到，10us内采样电压从0线性上升到680mV，对应电流从0上升到1.36A，电流变化率为0.136A/us。加在电感上的电压为5V（忽略采样电阻压降），电感量为5/0.136=36.7uH，接近于标称值33uH。
通用示波器使用说明书 在家电维修的过程中使用示波器已十分普遍。通过示波器可以直观地观察被测电路的波形，包括形状、幅度、频率（周期）、相位，还可以对两个波形进行比较，从而迅速、准确地找到故障原因。正确、熟练地使用示波器，是初学维修人员的一项基本功。 虽然示波器的牌号、型号、品种繁多，但其基本组成和功能却大同小异，本文介绍通用示波器的使用方法。 一、面板介绍 1.亮度和聚焦旋钮 亮度调节旋钮用于调节光迹的亮度（有些示波器称为"辉度"），使用时应使亮度适当，若过亮，容易损坏示波管。聚焦调节旋钮用于调节光迹的聚焦（粗细）程度，使用时以图形清晰为佳。 2.信号输入通道 常用示波器多为双踪示波器，有两个输入通道，分别为通道1（CH1）和通道2（CH2），可分别接上示波器探头，再将示波器外壳接地，探针插至待测部位进行测量。 3.通道选择键（垂直方式选择） 常用示波器有五个通道选择键： （1）CH1：通道1单独显示； （2）CH2：通道2单独显示； （3）ALT：两通道交替显示； （4）CHOP：两通道断续显示，用于扫描速度较慢时双踪显示； （5）ADD：两通道的信号叠加。维修中以选择通道1或通道2为多。 4.垂直灵敏度调节旋钮 调节垂直偏转灵敏度，应根据输入信号的幅度调节旋钮的位置，将该旋钮指示的数值（如0.5V/div，表示垂直方向每格幅度为0.5V）乘以被测信号在屏幕垂直方向所占格数，即得出该被测信号的幅度。 5.垂直移动调节旋钮 用于调节被测信号光迹在屏幕垂直方向的位置。 6.水平扫描调节旋钮 调节水平速度，应根据输入信号的频率调节旋钮的位置，将该旋钮指示数值（如0.5ms/div，表示水平方向每格时间为0.5ms），乘以被测信号一个周期占有格数，即得出该信号的周期，也可以换算成频率。 7.水平位置调节旋钮 用于调节被测信号光迹在屏幕水平方向的位置。 8.触发方式选择 示波器通常有四种触发方式： （1）常态（NORM）：无信号时，屏幕上无显示；有信号时，与电平控制配合显示稳定波形； （2）自动（AUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时与电平控制配合显示稳定的波形； （3）电视场（TV）：用于显示电视场信号； （4）峰值自动（P-PAUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时，无需调节电
调整与使用示波器 郭明超 09015008 1．实验目的 （1）了解示波器的基本结构，熟悉数字示波器的调节和使用； （2）学会用数字示波器观测电压波形； （3）通过观测李萨如图形，学会一种用示波器测量频率和相位的方法。 2．实验仪器 GDS-2062数字示波器一台，F-05数字合成函数信号发生器一台。 3．实验原理 (1) 示波器的基本机构 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8-1所示。 ○1示波管 示波管是示波器的核心部件，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8-2所示）。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。 ○ 2X 、Y 轴电压放大器和衰减器 由于示波管本身的X 及Y 偏转板的灵敏度不高（约0.1~1mm /V ），当加在偏转板上的信号电压较小时，电子束不能发生足够的偏转，屏上的光点位移较小，不便观测。这就需要 Y 输入 X 图8-1 示波器的基本结构图 偏转系统 图8-2 示波管结构图
如何稳定示波器的测试波形 如何稳定示波器的测试波形广东华立高级技工学校? 作者：陈伏华摘要：示波器是电子技术基础实验中和电子设备的检修中最常用的仪器之一，而在使用示波器之时，被测信号测试波形的不稳定常常会造成无法读取波形数据或测量不精确。经过在教学中和示波器的使用中不断地摸索和总结，要稳定示波器的测试波形，应注意易困惑使用者的几个问题，如触发及触发源的选择，电源触发的方法，触发电平自动锁定，输入耦合开关使用，常态触发（NOR ）和自动触发（AUTO ）转换，探头合理使用等。只要合理的使用和调节，选择正确的档位和测量方法就可以使得示波器的测试波形稳定，以达到精确测量。关键词：示波器? 被测信号? 触发脉冲? 波形稳定正文：一、触发及触发源的选择。在使用示波器时，一个最基本的问题就是如何使得被显示的波形稳定下来。这就涉及到触发操作，触发操作是示波器使用中较难掌握的操作技能。因为它涉及到示波器的触发原理。示波器中是通过扫描来显示被测信号的，每次扫描都显示被测信号的一部分。要使得被显示的波形是稳定不变的，就必须做到每次所显示的波形是完全一样的，即重叠的。对于周期信号来说，只要每次扫描所显示的波形起始相位是相同的，那么每次所显示的波形就是相同的，从而所显示的波形就是稳定的。为了做到这一点，示波器中除了将被测信号送到示波管去以外，还从中分出一路，用电压比较器来形成触发脉冲，用触发脉冲去控制水平方向的扫描，以保证水平方向的每次扫描起始点都正好对准被测信号的相同相位点。故而，当由于操作不当而无法形成触发脉冲时，所显示的波形就不可能被稳定下来。例如，图所示正弦波是从被测信号在送往示波管的途中所分出来的一部分，则所形成的触发脉冲及水平方向的扫描锯齿波均如图 1 所示：图触发脉冲是这样形成的：将被测信号取出一部分送到一个电压比较器，而电压比较器的另一端则是其电压被触发电平旋钮（Trigger LEVEL ）所调节的直流电压。当被测信号的瞬时电压高于触发电平时电压比较器就输出高电平，而被测信号的瞬时电压低于触发电平时电压比较器就输出低电平。故电压比较器输出矩形波形式的触发脉冲。扫描锯齿波是这样形成的：当触发脉冲的前沿到来时，锯齿波的正程开始，但是正程的长短则由扫描开关(TIME/DIV) 来决定，扫描的逆程时间是固定的。若逆程时期结束后尚未有触发脉冲的前沿到来，则扫描锯齿波维持低电平，一直要到某个触发脉冲的前沿到来则第二个扫描锯波的正程期才开始。当触发模式开关(Trigger MODE) 置于NORM 位置时，示波器就按以上的方式来进行扫描。显然，如果没有被测信号，或有被测信号但无法形成触发脉冲时，就没有扫描锯齿波，这时屏幕上就没有扫描线。当触发模式开关置于AUTO 位置时，示波器将自动形成扫描，故无论有无被测信号，扫描线总是会出现。但是，当有被测信号时，示波器就立刻转换到上面所说的工作方式上来。有没有触发脉冲的形成是示波器能否稳定波形的关键。那么，如果触发电平自动锁定开关(AUTO LEVEL) 没有按下，在下面几种情况下将不会形成触发脉冲，因而就不可能稳定所显示波形：第一，触发电平旋钮(Trigger LEVEL) 调节不当。当触发电平调节得高于被测信号的正峰值或低于被测信号的负峰值时，从上面的图中可以看到，此时就不可能形成触发脉冲。第二，触发源开关(Trigger SOURCE) 设置错误。例如被测信号从CH1 馈入，而触发源开关置于CH2 或EXT 等，此时被测信号就不可能送到用于形成触发脉冲的电压比较器上，从而就不可能形成触发脉冲。第三，Y 轴偏转因数开关(VOLTS/DIV) 设置不当。如果原来所显示的波形是稳定的，又将Y 轴偏转因数开关向左旋动了，此时，由于将被测信号的幅度衰减得更小了，就可能使得触发电平高于被测信号的正峰值或低于被测信号的负峰值，也就不能形成触发脉冲。第四，触发耦合开关(Trigger CPLG) 设置不当。该键被按下时，被测信号将被经过用于从被测的电视信号中取出同步信号的同步分离电路，如果被测信号不是电视信号，遇不可能通过该同步分离电路，、