示波器的工作原理
时间：2009-05-13 13:42:16 来源：作者：
在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。
1 示波器工作原理
示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
1．1 示波管
阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。
图1 示波管的内部结构和供电图示
1．荧光屏
现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜，撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。
当电子停止轰击后，亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10％所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉，10μs—1ms为短余辉，1ms—0．1s为中余辉，0．1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。
由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示
波管，以保护人的眼睛。
2．电子枪及聚焦
电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，对阴极发射的电子起控制作用，一般只有运动初速度大的少量电子，在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。调节电路中的W1电位器，可以改变栅极电位，控制射向荧光屏的电子流密度，从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连，所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。
电子束从阴极奔向荧光屏的过程中，经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域，调节第二阳极A2的电位，能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点，这是第二次聚焦。A1
上的电压叫做聚焦电压，A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦，需微调第二阳极A2的电压，A2又叫做辅助聚焦极。
3．偏转系统
偏转系统控制电子射线方向，使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。图8．1中，Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前，X轴偏转板在后，因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压，使两对偏转板间各自形成电场，分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。
4．示波管的电源
为使示波管正常工作，对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近，偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(—30V~—100V)，而且可调，以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V~+600V)，也应可调，用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连，对阴极为正高压(约+1000V)，相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小，可以用公共高压经电阻分压器供电。
1.2 示波器的基本组成
从上一小节可以看出，只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压，就能控制示波管显示的图形形状。我们知道，一个电子信号是时间的函数f(t)，它随时间的变化而变化。因此，只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压，在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小)，示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中，在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。
示波器的基本组成框图如图2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源等五部分组成。
图2 示波器基本组成框图
被测信号①接到“Y"输入端，经Y轴衰减器适当衰减后送至Y1放大器(前置放大)，推挽输出信号②和③。经延迟级延迟Г1时间，到Y2放大器。放大后产生足够大的信号④和⑤，加到示波管的Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形，将Y轴的被测信号③引入X轴系统的触发电路，在引入信号的正(或者负)极性的某一电平值产生触发脉冲⑥，启动锯齿波扫描电路(时基发生器)，产生扫描电压⑦。由于从触发到启动扫描有一时间延迟Г2，为保证Y轴信号到达荧光屏之前X轴开始扫描，Y轴的延迟时间Г1应稍大于X轴的延迟时间Г2。扫描电压⑦经X轴放大器放大，产生推挽输出⑨和⑩，加到示波管的X轴偏转板上。z轴系统用于放大扫描电压正程，并且变成正向矩形波，送到示波管栅极。这使得在扫描正程显示的波形有某一固定辉度，而在扫描回程进行抹迹。
以上是示波器的基本工作原理。双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用，当转换频率高到一定程度后，看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。
示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器，供校验示波器用。
示波器性能术语及应用
时间：2009-05-13 13:45:21 来源：作者：
如前所述，示波器类似于照相机，能够捕获我们所感知的信号图象。按快门的速度、采光条件、光圈和胶卷的ASA 等级都会影响照相机捕获图象的清晰度与准确度。示波器的基本体系结构也类似，示波器的性能考虑将在很大程度上影响到其对所要求的信号完整性的实现能力。
掌握一门新技术通常涉及到学习新的词汇，学习使用示波器也是如此。本部分将描述一些常用的度量标准和示波器的性能术语。这些术语用来描述一些基本准则，而这些准则正是正确选择操作所用的示波器的依据。理解和掌握这些术语将有助于评定和比较不同的示波器。
带宽
带宽决定示波器对信号的基本测量能力。随着信号频率的增加，示波器对信号的准确显示能力将下降。本规范指出示波器所能准确测量的频率范围。
示波器带宽指的是正弦输入信号衰减到其实际幅度的70.7% 时的频率值，即－3dB 点，基于对数标度（见图46）。
如果没有足够的带宽，示波器将无法分辨高频变化。幅度将出现失真，边缘将会消失，细节数据将被丢失。如果没有足够的带宽，得到的关于信号的所有特性，响铃和振鸣等都毫无意义。
测定示波器带宽的方法：在具体操作中准确表征信号幅度，并运用5倍准则。使用五倍准则选定的示波器的测量误差将不会超过＋/－2%，对今天的操作来说已经足够。然而，随着信号速率的增加，这个经验准则将不再适用。记住，带宽越高，再现的信号就越准确（见图47）。
上升时间
在数字世界中，时间的测定至关重要。在测定数字信号时，如脉冲和阶跃波，可能更需要对上升时间作性能上的考虑。示波器必须要有足够长的上升时间，才能准确地捕获快速变换的信号细节。
上升时间描述示波器的有效频率范围。一般用下面的公式来计算特定信号类型示波器的上升时间：
请注意，选择示波器上升时间的依据类似于带宽的选择依据。对于带宽，考虑到信号速率的极端情况，这个经验准则也并不总是适用。记住，示波器的上升时间越快，对信号的快速变换的捕获也就越准确。在一些应用中，可能只有信号的上升时间是已知的。带宽和上升时间通过一个常数相关联：
其中，k 是介于0.35 和0.45 之间的常数，它的值取决于示波器的频率响应特性曲线和脉冲上升时间响应。对带宽小于1 GHz的示波器，其常数k 的典型值为0.35，而对带宽大于1GHz 的示波器，其常数k 的值通常介于0.40 和0.45 之间。
如图49 所示，一些逻辑系列本质上具有更快的上升时间。
采样速率
采样速率：表示为样点数每秒（S/s），指数字示波器对信号采样的频率，类似于电影摄影机中的帧的概念。示波器的采样速率越快，所显示的波形的分辨率和清晰度就越高，重要信息和事件丢失的概率就越小，如图50 所示。如果需要观测较长时间范围内的慢变信号，则最小采样速率就变得较为重要。典型地，为了在显示的波形记录中保持固定的波形数，需要调整水平控制按钮，而所显示的采样速率也将随着水平调节按钮的调节而变化。
如何计算采样速率？计算方法取决于所测量的波形的类型，以及示波器所采用的信号重构方式。为了准确地再现信号并避免混淆，奈奎斯特定理规定，信号的采样速率必须不小于其最高频率成分的两倍。然而，这个定理的前提是基于无限长时间和连续的信号。由于没有示波器可以提供无限时间的记录长度，而且，从定义上看，低频干扰是不连续的，所以，采用两倍于最高频率
成分的采样速率通常是不够的。
实际上，信号的准确再现取决于其采样速率和信号采样点间隙所采用的插值法。一些示波器会为操作者提供以下选择：测量正弦信号的正弦插值法，以及测量矩形波、脉冲和其他信号类型的线性插值法。
在使用正弦插值法时，为了准确再现信号，示波器的采样速率至少需为信号最高频率成分的2.5 倍。使用线性插值法时，示波器的采样速率应至少是信号最高频率成分的10 倍。
一些采样速率高达20GS/s,带宽高达4GHA的测量系统用5倍于带宽的速率来捕获高速，单脉冲和瞬态事件。
波形捕获速率
所有的示波器都会闪烁。也就是说，示波器每秒钟以特定的次数捕获信号，在这些测量点之间将不再进行测量。这就是波形捕获速率，表示为波形数每秒（wfms/s）。采样速率表示的是示波器在一个波形或周期内，采样输入信号的频率，波形捕获速率则是指示波器采集波形的速度。波形捕获速率取决于示波器的类型和性能级别，且有着很大的变化范围。高波形捕获速率的示波器将会提供更多的重要信号特性，并能极大地增加示波器快速捕获瞬时的异常情况，如抖动、矮脉冲、低频干扰和瞬时误差的概率（参见图51 和52）。
数字存储示波器（DSO）使用串行处理机制，每秒钟可以捕获10到5000个波形。一些DSO提供一种特殊的模式，它能迅速把各种捕获信息存储到海量存储器中，暂时提供较高的波形捕获速率，而随后是较长的一段处理时间，这段处理时间内不重新活动，减少了捕获稀少和间歇事件的可能性。
大多数数字荧光示波器（DPO）采用并行处理机制来提供更高的波形捕获速率。一些DPO可以在一秒钟之内获得数百万个波形，大大提高了捕获间歇的和难以捕捉事件的可能性，并能让用户更快地发现信号中存在的问题。而且，DPO的实时捕获和显示三维信号特性（如幅度、时间以及幅度的时间分布特性）的能力使其能够得到更高等级的信号特性。
记录长度
记录长度表示为构成一个完整波形记录的点数，决定了每个通道中所能捕获的数据量。由于示波器仅能存储有限数目的波形采样，波形的持续时间和示波器的采样速率成反比。
现代的示波器允许用户选择记录长度，以便对一些操作中的细节进行优化。分析一个十分稳定的正弦信号，只需要500 点的记录长度；但如果要解析一个复杂的数字数据流，则需要有一百万个点或更多点的记录长度。
触发能力
示波器的触发功能在正确的信号位置点同步水平扫描，决定着信号特性是否清晰。触发控制按钮可以稳定重复的波形并捕获单脉冲波形。关于触发性能的更多的信息请参考性能术语和应用的触发器部分。
有效比特
有效比特是示波器准确再现正弦信号波形的能力的度量。这个度量将示波器的实际错误同理论上理想的数字化仪进行比较。由于实际的误差数包括噪声和失真，所以，必须指定信号的频率和幅度。
频率响应
仅仅采用带宽是不足以保证示波器准确捕获高频信号的。示波器设计的目标是一个特定类型的频率响应：最大平坦包络时延（MFED）。此类型的频率响应用最小的过冲和阻尼振荡，提供极好的脉冲逼真度。由于数字示波器是由实际的放大器、衰减器、模数转换器（ADC）、连接器和继电器组成，MFED响应只是对目标值的一个逼近。不同模型和不同制造商的产品的脉冲逼真度有着很大的不同（图46 说明了这一概念）。
垂直灵敏度
垂直灵敏度指示垂直放大器对弱信号的放大程度，通常用每刻度多少毫伏（mv）来表示。多用途示波器能检测出的最小伏特数的典型值约为1mv 每垂直显示屏刻度。
扫描速度
扫描速度表征轨迹扫过示波器显示屏的速度有多快，使您能够发现更细微的细节。示波器的扫描速度用时间(秒) / 格表示。
增益精度
增益精度是表征垂直系统对信号的衰减或放大的准确程度，通常用多少百分比误差来表示。
水平准确度(时间基准)
水平或者时基准确度是指在水平系统中，显示信号的定时的准确程度，通常用多少百分比误差表示。
垂直分辨率(模数转换器)
模数转换器的垂直分辨率，也就是数字示波器的垂直分辨率，是指示波器将输入电压
转换为数字值的精确程度。垂直分辨率用比特数来度量。计算方法能提高有效的分辨率，例如高分辨率捕获模式。请参考示波器系统和控制部分的水平系统和控制一节。
* 声明 鼎阳科技有限公司,版权所有。 未经本公司同意,不得以任何形式或手段复制、摘抄、翻译本手册的内容。 ⅠSDS1000系列数字存储示波器简介 SDS1000 系列数字示波器体积小巧、操作灵活；采用彩色TFT-LCD及弹出式菜单显示，实现了它的易用性，大大提高了用户的工作效率。此外，SDS1000 系列性能优异、功能强大、价格实惠。具有较高的性价比。SDS1000 实时采样率最高 2GSa/s 、存储深度最高 2Mpts, 完全满足捕捉速度快、复杂信号的市场需求；支持USB设备存储，用户还可通过U盘或LAN 口对软件进行升级，最大程度地满足了用户的需求；所有型号产品都支持PictBridge 直接打印，满足最广泛的打印需求。 SDS1000系列有二十一种型号： [ SDS1000C系列 ]: SDS1102C、SDS1062C、SDS1042C、SDS1022C [ SDS1000D系列 ]:SDS1102D、SDS1062D、SDS1042D、SDS1022D [ SDS1000CM系列 ]: SDS1152CM、SDS1102CM、SDS1062CM [ SDS1000CE系列 ]: SDS1302CE、SDS1202CE、SDS1102CE、SDS1062CE [ SDS1000CF系列 ]: SDS1304CF、SDS1204CF、SDS1104CF、SDS1064CF [ SDS1000CN系列 ]:SDS1202CN、SDS1102CN ●超薄外观设计、体积小巧、桌面空间占用少、携带更方便 ●彩色TFT-LCD显示，波形显示更清晰、稳定 ●丰富的触发功能：边沿、脉冲、视频、斜率、交替 ●独特的数字滤波与波形录制功能 ●Pass/Fail功能，可对模板信号进行定制 ●3种光标模式、32 种自动测量种类
示波器 摘要：以数据采集卡为硬件基础，采用虚拟仪器技术，完成虚拟数字示波器的设计。能够具有运行停止功能，图形显示设置功能，显示模式设置功能并具有数据存储和查看存储数据等功能。实验结果表明, 该仪器能实现数字示波器的的基本功能，解决了传统测试仪器的成本高、开发周期长、数据人工记录等问题。 1．实验目的 1.理解示波器的工作原理，掌握虚拟示波器的设计方法。 2.理解示波器数据采集的原理，掌握数据采集卡的连接、测试和编程。 3.掌握较复杂的虚拟仪器的设计思想和方法，用LabVIEW实现虚拟示波器。 2. 实验要求 1.数据采集 用ELVIS实验平台，用DAQmx编程，通过数据采集卡对信号进行采集，并进行参数的设置。 2.示波器界面设计 (1)设置运行及停止按钮：按运行时，示波器工作；按停止时，示波器停止工作。 (2)设置图形显示区：可显示两路信号，并可进行图形的上下平移、图形的纵向放大与缩小、图形的横向扩展与压缩。 (3)设置示波器的显示模式：分为单通道模式(只显示一个通道的图形)，多通道模式(可同时显示两个通道)，运算模式(两通道相加、两通道相减等)。
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示波器的使用方法 示波器虽然分成好几类，各类又有许多种型号，但是一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不完全相同外，在使用方法的基本方面都是相同的。本章以SR-8型双踪示波器为例介绍。 （一）面板装置 SR-8型双踪示波器的面板图如图5-12所示。其面板装置按其位置和功能通常可划分为3大部分：显示、垂直（Y轴）、水平（X轴）。现分别介绍这3个部分控制装置的作用。 1．显示部分主要控制件为： （1）电源开关。 （2）电源指示灯。 （3）辉度调整光点亮度。 （4）聚焦调整光点或波形清晰度。 （5）辅助聚焦配合“聚焦”旋钮调节清晰度。 （6）标尺亮度调节坐标片上刻度线亮度。 （7）寻迹当按键向下按时，使偏离荧光屏的光点回到显示区域，而寻到光点位置。 （8）标准信号输出 1kHz、1V方波校准信号由此引出。加到Y轴输入端，用以校准Y 轴输入灵敏度和X轴扫描速度。 2．Y轴插件部分 （1）显示方式选择开关用以转换两个Y轴前置放大器Y A与YB 工作状态的控制件，具有五种不同作用的显示方式：
“交替”：当显示方式开关置于“交替”时，电子开关受扫描信号控制转换，每次扫描都轮流接通Y A或YB 信号。当被测信号的频率越高，扫描信号频率也越高。电 子开关转换速率也越快，不会有闪烁现象。这种工作状态适用于观察两个工作频率较高的信号。 “断续”：当显示方式开关置于“断续”时，电子开关不受扫描信号控制，产生频率固定为200kHz方波信号，使电子开关快速交替接通Y A和YB。由于开关动作频率高于被测信号频率，因此屏幕上显示的两个通道信号波形是断续的。当被测信号频率较高时，断续现象十分明显，甚至无法观测；当被测信号频率较低时，断续现象被掩盖。因此，这种工作状态适合于观察两个工作频率较低的信号。 “Y A”、“YB ”：显示方式开关置于“Y A ”或者“YB ”时，表示示波器处于单通道工作，此时示波器的工作方式相当于单踪示波器，即只能单独显示“Y A”或“YB ”通道的信号波形。 “Y A + YB”：显示方式开关置于“Y A + YB ”时，电子开关不工作，Y A与YB 两路信号均通过放大器和门电路，示波器将显示出两路信号叠加的波形。 （2）“DC-⊥-AC” Y轴输入选择开关，用以选择被测信号接至输入端的耦合方式。置于“DC”是直接耦合，能输入含有直流分量的交流信号；置于“AC”位置，实现交流耦合，只能输入交流分量；置于“⊥”位置时，Y轴输入端接地，这时显示的时基线一般用来作为测试直流电压零电平的参考基准线。 （3）“微调V/div” 灵敏度选择开关及微调装置。灵敏度选择开关系套轴结构，黑色旋钮是Y轴灵敏度粗调装置，自10mv/div～20v/div分11档。红色旋钮为细调装置，顺时针方向增加到满度时为校准位置，可按粗调旋钮所指示的数值，读取被测信号的幅度。当此旋钮反时针转到满度时，其变化范围应大于2.5倍，连续调节“微调”电位器，可实现各档级之间的灵敏度覆盖，在作定量测量时，此旋钮应置于顺时针满度的“校准”位置。 （4）“平衡” 当Y轴放大器输入电路出现不平衡时，显示的光点或波形就会随“V/div”开关的“微调”旋转而出现Y轴方向的位移，调节“平衡”电位器能将这种位移减至最小。 （5）“↑↓ ” Y轴位移电位器，用以调节波形的垂直位置。 （6）“极性、拉Y A” Y A通道的极性转换按拉式开关。拉出时Y A 通道信号倒相显示，即显示方式（Y A+ YB ）时，显示图像为YB - Y A。 （7）“内触发、拉YB ” 触发源选择开关。在按的位置上（常态）扫描触发信号分别
示波器的使用方法教程 ST-16示波器的使用 示波器是有着极其广泛用途的测量仪器之一〃借助示波器能形象地观察波形的瞬变过程，还可以测量电压。电流、周期和相位，检查放大器的失真情况等〃示波器的型号很多，它的基本使用方法是差不多的〃下面以通用ST一16型示波器为例，介绍示波器的使用方法。 面板上旋钮或开关的功能 图1是ST一16型示波器的面板图。 示波器是以数字座标为基础来显示波形的〃通常以X轴表示时间，Y轴表示幅度〃因而在图1中，面板下半部以中线为界，左面的旋钮全用于Y轴，右面的旋钮全用于X 轴。面板上半部分为显示屏。显示屏的右边有三个旋钮是调屏幕用的〃所有的旋钮，开关功能见表1。其中8、10，14，16号旋钮不需经常调，做成内藏式。
显示屏读数方法 在显示屏上，水平方向X轴有10格刻度，垂直方向Y轴有8格刻度〃这里的一格刻度读做一标度，用div表示〃根据被测波形垂直方向(或水平方向)所占有的标度数，乘以垂直输入灵敏度开关所在档位的V／div数(或水平方向t／div)，得出的积便是测量结果。Y轴使用10：1衰减探头的话还需再乘10。 例如图2中测电压峰—峰值时，V／div档用0〃1V／div，输入端用了10 ： l 衰减探头，则Vp－p＝0〃1V／div×3〃6div×10＝3〃6V，t／div档为2ms／div，则波形的周期：T＝2ms／div×4div＝8ms。 使用前的准备 示波器用于旋钮与开关比较多，初次使用往往会感到无从着手。初学者可按表2方式进行调节。表2位置对示波器久藏复用或会使用者也适用。
使用前的校准 示波器的测试精度与电源电压有关，当电网电压偏离时，会产生较大的测量误差〃因此在使用前必须对垂直和水平系统进行校准。校准方法步骤如下： 1〃接通电源，指示灯有红光显示，稍等片刻，逆时针调节辉度旋钮，并适当调准聚焦，屏幕上就显示出不同步的校准信号方波。 2〃将触发电平调离“自动”位置，逆时针方向旋转旋钮使方波波形同步为止。并适当调节水平移位(11)和垂直移位(5)。 3〃分别调节垂直输入部分增益校准旋钮(10)和水平扫描部分的扫描校准旋钮(14)，使屏幕显示的标准方波的垂直幅度为5div，水平宽度为10div，如图3所示，ST一16示波器便可正常工作了。 示波器演示和测量举例 一，用ST一16示波器演示半波整流工作原理： 首先将垂直输入灵敏度选择开关(以下简写V／div)拨到每格0〃5V档，扫描时间转换开关(s／div)拨至每格5ms档，输入耦合开关拨至AC档，将输入探头的两端与电源变压器次级相接，见图4，这时屏幕显示如图5(a)所示的交流电压波形。 如果将探头移到二极管的负端处，这时屏幕上显示图5(b)所示的半波脉冲电压波形〃接上容量较大的电解电容器C进行滤波，调节一下触发电平旋钮(15)，在示波器屏幕上可看到较为平稳的直流电压波形，见图5(c)。电容C的容量越大，脉冲成分越小，电压越平稳。
示波器探头补偿 初次使用，先将探头连接到示波器探头补偿测试端，将探头菜单衰减系数设定为10X，探头上的开关设定为10X；按下自动设置 示波器操作功能 示波器的作用： 1、可以测量直流信号、交流信号的电压幅度 2、可以测量交流信号的周期，并以此换算出交流信号的频率。 3、可显示交流信号的波形。 4、可以用两个通道分别进行信号测量。 5、可以在屏幕上同时显示两个信号的波形，即双踪测量功能。此功能能够测量两个信号之间的相位差，和波形之间形状的差别。 各个按键的功能： MENU中： CURSOR：信源（CH1、CH2）、水平、垂直选择； ACQUIRE：采样、峰值检测、平均值、记录长度； SAVE/RECALL：设置（面板）、初始设置、M01~M15、存储、调出；MEASUR：峰-峰值、振幅、平均值、均方根值、顶端值、低端值、最大值（电压）、 最小值、频率、周期、上升时间、下降时间、正脉冲宽度、负脉冲宽度、占空率（正脉冲宽度/周期）*100%； DISPLAY：类型、矢量、波形保持、波形更新、对比； 选择后在显示器（F1：选择矢量显示模式；F2：累积模式，获得显示波形记录的总变化；F3： 更新波形；F4：调整屏幕的对比度；F5：选择三种不同的方格显示）
UTILITY：打印机菜单、接口菜单、蜂鸣器、语言菜单、下一页； VERTICAL中： POSITION按钮：分别为通道CH1、CH2调节波形的垂直位置； CH1、CH2菜单按钮：选择后显示对应通道的波形（通道开关）；选择后显示器会有选择菜单（F1：选择AC、DC或接地；F2：选择波形是否反向显示；F3：频宽限制设定键；F4：选择探针衰减x1、x10、x100；F5：输入阻抗：..ohm）； MATH（不同的数学处理功能）：选择时，可在显示器用F1选择CH1+CH2，CH1-CH2或FET； CH1、CH2下方旋钮（VOLTS/DIV）：调节所选波形的垂直刻度；HORIZONTAL中： HORI MENU：选择水平功能的开关，可控制所选波形的时基，水平位置和水平值；选择后在显示器中（F1：显示主时基；F2：择正常显示和缩放；F3：显示缩放波形；F4：选取滚动方式显示波形；F5：X-Y的工作模式；） POSITION：调整波形的水平位置； HORI MENU按钮下方的旋钮（TIME/DIV）调整所选波形的水平刻度； 其他控制： SINGLE：单次模式，只有当触发条件满足时才产生扫描，否则不扫描； AUTO：自动模式，示波器会根据设定的扫描速率自动进行扫描； RUN/STOP：开始和停止波形的采集； TRIG MENU：触发菜单，可在显示器选择：上升沿触发、脉宽、延迟/单次触发等；SET TO50%：使用此按钮可以快速稳定波形，示波器可自动将“触发电平”设置为大约是最小和最大电压电平间的一半； FORCE：无论示波器是否检测到触发，都可使用此按钮完成当前波形的采集（主要触发方式：“正常”和“单次”） 下方旋钮（LEVEL旋钮）：触发电平设定触发点对应的信号电压，以便进行采样；按下旋钮可使触发电平归零；
示波器的使用 【实验目的】 1.了解示波器的结构和示波器的示波原理； 2.掌握示波器的使用方法，学会用示波器观察各种信号的波形； 3.学会用示波器测量直流、正弦交流信号电压； 4.观察利萨如图，学会测量正弦信号频率的方法。 【实验仪器】 YB4320/20A/40双踪示波器，函数信号发生器，电池、万用电表。 图1实验仪器实物图 【实验原理】 示波器是一种能观察各种电信号波形并可测量其电压、频率等的电子测量仪器。示波器还能对一些能转化成电信号的非电量进行观测，因而它还是一种应用非常广泛的、通用的电子显示器。 1．示波器的基本结构 示波器的型号很多，但其基本结构类似。示波器主要是由示波管、X轴与Y轴衰减器和放大器、锯齿波发生器、整步电路、和电源等几步分组成。其框图如图2所示。
图2示波器原理框图 (1)示波管 示波管由电子枪、偏转板、显示屏组成。 电子枪：由灯丝H、阴极K、控制栅极G、第一阳极A1、第二阳极A2组成。灯丝通电发热，使阴极受热后发射大量电子并经栅极孔出射。这束发散的电子经圆筒状的第一阳极A1和第二阳极A2所产生的电场加速后会聚于荧光屏上一点，称为聚焦。A1与K之间的电压通常为几百伏特，可用电位器W2调节，A1与K 之间的电压除有加速电子的作用外，主要是达到聚焦电子的目的，所以A1称为聚焦阳极。W2即为示波器面板上的聚焦旋钮。A2与K之间的电压为1千多伏以上，可通过电位器W3调节，A2与K之间的电压除了有聚焦电子的作用外，主要是达到加速电子的作用，因其对电子的加速作用比A1大得多，故称A2为加速阳极。在有的示波器面板上设有W3，并称其为辅助聚焦旋钮。 在栅极G与阳极K之间加了一负电压即U K﹥U G，调节电位器W1可改变它们之间的电势差。如果G、K间的负电压的绝对值越小，通过G的电子就越多，电子束打到荧光屏上的光点就越亮，调节W1可调节光点的亮度。W1在示波器面板上为“辉度”旋钮。 偏转板：水平(X轴)偏转板由D1、D2组成，垂直(Y轴)偏转板由D3、、D4组成。偏转板加上电压后可改变电子束的运动方向，从而可改变电子束在荧光屏上产生的亮点的位置。电子束偏转的距离与偏转板两极板间的电势差成正比。 显示屏：显示屏是在示波器底部玻璃内涂上一层荧光物质，高速电子打在上面就会发荧光，单位时间打在上面的电子越多，电子的速度越大光点的辉度就越大。荧光屏上的发光能持续一段时间称为余辉时间。按余辉的长短，示波器分为长、中、短余辉三种。 (2)X轴与Y轴衰减器和放大器 示波管偏转板的灵敏度较低(约为0.1～1mm/V)当输入信号电压不大时，荧光屏上的光点偏移很小而无法观测。因而要对信号电压放大后再加到偏转板上，为此在示波器中设置了X轴与Y轴放大器。当输入信号电压很大时，放大器无法正常工作，使输入信号发生畸变，甚至使仪器损坏，因此在放大器前级设置有衰减器。X轴与Y轴衰减器和放大器配合使用，以满足对各种信号观测的要求。
示波器： 示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点（这是传统的模拟示波器的工作原理）。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。 图解示波器使用方法与应用技巧： 《图解示波器使用方法与应用技巧》是2007年中国电力出版社出版的图书，作者是韩广兴。 内容简介： 本书全面系统的介绍了示波器的基本结构、工作原理，以及在电子产品的科研、生产、调试和维修工作中示波器的操作使用方法，重点介绍了示波器的基本结构、工作原理、各种键钮的功能、应用实例以及在维修电子产品中的使用方法。本书还系统的介绍了示波器在各种信号测量中的应用方法和调整技巧。特别对示波器在音频、视频设备检修中的应用进行了详细的介绍。它采用图解的方法，用实物照片、设备连接图、内部电路结构图、方框图、信号波形图来说明信号的测量方法和示波器的应用技巧，简洁明了，通俗易懂，是一本有关示波器的实用手册和信号检测的应用指南。
本书适合从事电子产品的科研、生产、调试和维修的技术人员，以及大专院校的师生及业余爱好者。 作者简介： 韩广兴韩广兴韩广兴男，1942年3月生，天津人。教授。毕业于解放军外语学院电子专业。现任天津广播电视大学摄录技术中心主任，系中国电子学会高级会员、现代教育技术分会常务委员、教育部电子信息行业指导委员会委员、《电视机杂志》主编。主要业绩：长期在教学科研第一线，从事电子信息技术远程教育和高等职业教育。常年在中国教育电视台和中央电视台进行音频、视频数字产品新技术讲座。1995年被中国科协授予优秀教师称号。1997获电子工业出版社优秀著作者奖。出版了多部《摄录机原理与维修》、《卫星接收技术》等有关视听产品和家电高新技术的学术专著及多媒体教材。在影音新技术领域有较深的造诣，特别是对激光数字产品、摄像机、录像机、VCD/DVD视盘机等实用高新技术方面有深入的研究，被电子部聘为家用电子产品专业专家组组长。组织制定了《家电维修职业技能鉴定国家标准》，并完成全国统一的教学大纲、教材和试题库的任务，成为该学科的学术带头人。在教学和科研工作中，积极探索电子信息领域的实用高新技术，吸收国际上先进技术成果，根据我国电子行业的要求，及时的完成出版了《影碟机原理与维修》、《数字视听产品维修技术》、《家用电子产品中的高新技术》、《录像机原理与维修》等著作20余部（电子工业出版社）。近年来还出版了多媒体音像教材《高级家电维修技术多媒体光盘》、《VCD原理与测试光盘》、《大屏幕彩
示波器基本使用方法文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
示波器基本使用方法 荧光屏 荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为10格，垂直方向分为8格，每格又分为5份。垂直方向标有0%，10%，90%，100%等标志，水平方向标有10%，90%标志，供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV，TIME/DIV)能得出电压值与时间值。 示波管和电源系统 1.电源(Power) 示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。 2.辉度(Intensity) 旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些，高频信号时大些。一般不应太亮，以保护荧光屏。 3.聚焦(Focus) 聚焦旋钮调节电子束截面大小，将扫描线聚焦成最清晰状态。 4.标尺亮度(Illuminance)
此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下，照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中，可适当调亮照明灯。 2.3 垂直偏转因数和水平偏转因数 1.垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调 在单位输入信号作用下，光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度，这一定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为cm/V，cm/mV或者DIV/mV，DIV/V，垂直偏转因数的单位是V/cm，mV/cm或者V/DIV，mV/DIV。实际上因习惯用法和测量电压读数的方便，有时也把偏转因数当灵敏度。 踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1，2，5方式从 5mV/DIV到5V/DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V/DIV档时，如果屏幕上信号光点移动一格，则代表输入信号电压变化1V。 每个波段开关上往往还有一个小旋钮，微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底，处于“校准”位置，此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时针旋转此旋钮，能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后，会造成与波段开关的指示值不一致，这点应引起注意。许多示波器具有垂直扩展功能，当微调旋钮被拉出时，垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如，如果波段开关指示的偏转因数是1V/DIV，采用×5扩展状态时，垂直偏转因数是0.2V/DIV。 在做数字电路实验时，在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。
实验1.2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。 (3) 按下AUTO(自动设置)按键。 示波器将自动设置使波形显示达到最佳状态。在此基础上,您可以进一步调节垂直、水平档位,直至波形的显示符合您的要求。 2. 进行自动测量 示波器可对大多数显示信号进行自动测量。欲测量信号频率和峰峰值,请按如下步骤操作:
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。
数字示波器使用小方法 前言 本文的结构逐条编排，目的是使内容成为开放性和可添加型的，欢迎有经验的同事增加新的内容。 对本文中用到按键符号作如下规定： TRIGGER MENU→Type(main)→Edge(pop-up)→Coupling(main)→DC(Side) 代表按面板上的TRIGGER MENU键，再按显示屏下方的T ype键，重复按这个钮直到Edge高亮显示，再按显示屏下方的Coupling，再按显示屏右侧的DC键。 注：main代表显示屏下方的键，Side代表显示屏右方的键,pop-up代表一直按此键，直到项目高亮显示。 目录 一．安全问题 (1) 二．使用探头 (2) 三．触发方式 (11) 四．测试方法 (15) 五．小常识、小经验 (23)
一．安全问题 结论一示波器电源线要用三相插头良好接地（即接实验室的地线）说明为了避免电冲击对示波器造成损伤，输出及输入端进行电气连接前要保证示波器良好接地。 结论二探头地线只能接电路板上的地线，不可以搭接在电路板的正、负电源端说明交流供电系统或经整流后直流供电的系统的地一般都是接大地的。探头的地也是经示波器安全地线接大地的。如果探头的地搭在电路板上不是地的点上，就会造成此点和电源地短路，轻者使电路板工作不正常，重者会烧坏电路板或探头，造成严重后果。 尤其注意不能把探头的地接到电路板上的正、负电源端。 结论三不允许在探头还连接着被测试电路时插拔探头。 说明避免对示波器和探头造成损伤，尤其是有源探头。厂家说明。 结论四信号的幅度不要超过探头和示波器的安全幅度，以免造成损坏说明信号幅度超过±40V时，用有源探头P6245和P6243测量会造成探头的损坏。不同探头的幅度量程是不同的，要留心探头及示波器上的说明文字。
Tektronix THS710A 示波器操作指令 示波器是仪表检修过程中最常用的工具之一。对示波器的正确操作关乎数据采集的有效性和系统、设备的运行安全。 Tektronix THS710A手持式示波器由美国著名通信技术公司泰克（Tektronix）生产。本报告基于现场操作经验，对该示波器的面板按钮、常用功能及其设置方式做一简单介绍，并总结细化实际应用中的操作指令，方面初学者快速上手。 一、面板按钮功能 由上图可以直观地看到，示波器的前面板分为四个主要的区域——菜单区、垂直控制区、水平区控制区和触发区，下面对面板按钮逐一介绍。 1.1、菜单按钮 AQUIRE（采集）：设定采集状态。 SAVE/RECALL(保存/再调)：保存或再调出设置状态或波形。
MEASURE（测定）：执行波形自动测定 DISPLAY（显示）：改变波形和显示的外观。 CURSOR（光标）：选用示波器的光标。 UTILITY（实用功能）：选用各种系统实用功能。 TRIGGER（触发）：选用触发功能。 HORIZONTAL（水平）：改变波形的水平特性。 VERTICAL（垂直）：调整波形的刻度和位置，设定输入参数。 说明： 菜单系统操作步骤： 1、按面板上的按钮，显示所需菜单。 2、按菜单读取钮，选择菜单项目。如出现弹出菜单，继续按读取钮，选择菜单中项目。可能需按Select Page（选择页）钮以显示附加菜单项目。 3、某些菜单项目需要设定参数，此时可以按右侧+/-按钮改变参数值或按TOGGLE恢复预设值。 4、若OK钮出现，按下此钮确认所选项目。 1.2、专用按钮 ON/STBY（开启/等待） METER（万用表）：进入万用表状态。 SCOPE（示波器）：进入示波器状态。 HARD COPY（硬拷贝）：硬拷贝打印初始化。 HOLD（保持）：保持或重新开始示波器的采集。 AUTORANGE（自动量程）：选择自动量程功能。 CLEARMENU（清除菜单）：清除显示出的菜单。 TRIGGER LEVEL（触发电平）：调整触发电平。 SET LEVEL TO 50%（中点设定）：将触发电平调至示波器波形中点。 HORIZONTAL POSITION（水平位置）：调整波形水平位置。 MAG：打开或关闭波形10倍放大功能。 SEC/DIV（秒/刻度）：调整水平刻度比例。 VERTICAL POSITION（垂直位置）：调整波形显示的垂直位置。 WAVEFORM OFF（波形关闭）：消除所选波形的显示。 VOLTS/DIV（电压/刻度）：调整波形垂直刻度比例。 CH1，CH2，MATH，REF A，REF B（通道1、通道2、数学运算、基准A、基准B） 二、功能及参数设置 2.1、示波器显示界面 按下SCOPE按钮进入示波器状态，然后按AUTORANGE，自动设定横、纵坐标和触发器以建立可用显示。 状态显示分为四个部分：状态栏、网格区、波形读数显示行、测定读数区。 状态栏位于显示屏的顶部，用以显示采集和触发状态信息。其中触发状态信息包括Auto （自动触发）、Trig?（待触发）、PrTrig（采集新的预触发数据）。 网格区显示波形。 底部波形读数栏区显示各通道波形时基和触发信息。 右侧测定读数区包括光标读数和测定读数。
★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 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 图 1 图 2 图 3 探头接在 CH1通道上
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） 1） 开机（POWER ） 按电源键开机，开机后电源指示灯会亮。电源按键旁一般标有英文单词power 。 2） 亮度调节（INTENSITY ） 如果光迹的亮度正常，就不需要调节。当亮度不正常时，我们就左右调节亮度旋纽，顺时针旋转为增亮，逆时针为调暗。亮度调节旋纽旁一般会标有“INTE ”的字样。亮度的英文单词为 intensity 。注意亮度不宜太高，以免影响示波器的使用寿命。 图 5 电源开关 电源指示灯 亮度调节 聚焦调节 图 7 光迹平行度调节 光 迹 图 8 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 CH2通道 探头接在 CH2通道上 信号耦合 选择开关
示波器的工作原理 时间：2009-05-13 13:42:16 来源：作者： 在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。 1 示波器工作原理 示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 1．1 示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。 图1 示波管的内部结构和供电图示 1．荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜，撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后，亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10％所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉，10μs—1ms为短余辉，1ms—0．1s为中余辉，0．1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。 由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示
示波器基本使用方法 荧光屏 荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为10 格，垂直方向分为8 格，每格又分为 5 份。垂直方向标有0%，10%，90%，100%等标志，水平方向标有10%，90%标志，供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV ，TIME/DIV) 能得出电压值与时间值。 示波管和电源系统 1. 电源(Power) 示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。 2. 辉度(Intensity) 旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些，高频信号时大些。一般不应太亮，以保护荧光屏。 3. 聚焦(Focus) 聚焦旋钮调节电子束截面大小，将扫描线聚焦成最清晰状态。 4. 标尺亮度(Illuminance) 此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下，照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中，可适当调亮照明灯。 2.3 垂直偏转因数和水平偏转因数 1.垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调 在单位输入信号作用下，光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度，这一定义对X 轴和丫轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为cm/V, cm/mV或者 DIV/mV, DIV/V，垂直偏转因数的单位是V/cm, mV/cm或者V/DIV，mV/DIV。实际上因习惯用法和测量电压读数的方便，有时也把偏转因数当灵敏度。 踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1, 2, 5方式从 5mV/DIV到5V/DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V/DIV档时，如果屏幕上信号光点移动一格，则代表输入信号电压变化 1V。
本文介绍示波器的使用方法。示波器种类、型号很多，功能也不同。数字电路实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。本节不针对某一型号的示波器，只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。 2.1 荧光屏 荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为10格，垂直方向分为8格，每格又分为5份。垂直方向标有0％，10％，90％，100％等标志，水平方向标有10％，90％标志，供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占
的格数乘以适当的比例常数（V／DIV，TIME／DIV）能得出电压值与时间值。 2．2 示波管和电源系统 1．电源（Power） 示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。 2．辉度（Intensity） 旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些，高频信号时大些。一般不应太亮，以保护荧光屏。 3．聚焦（Focus） 聚焦旋钮调节电子束截面大小，将扫描线聚焦成最清晰状态。 4．标尺亮度（Illuminance） 此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下，照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中，可适当调亮照明灯。 2．3 垂直偏转因数和水平偏转因数 1．垂直偏转因数选择（VOLTS／DIV）和微调 在单位输入信号作用下，光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度，这一定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为cm/V，cm／mV或者DIV／mV，
示波器检测全电视视频信号的波形图解 彩电维修更是示波器用武之地，图 ① ② ③是全电视视频信号的波形，这种波形贯穿图像通道的全过程。对有光栅有伴音而无图像的故障此波形的有无处就是故障所在点。图④是场输出波形，当光栅出现异常是此波形将有明显变形。最下边是三幅波形图和对应的电视屏幕图像场畸形⑤是行输出变形，一般情况下不要测行管集电极，以免击穿探头。可测低压绕组的输出端，也可在1比10衰减探头后再接一个9M的电阻去测试。图⑩是行振荡电路输出的行激励波形。当行输出波形变成图11波形时多是行激励不足，行管发热温升快，易烧坏。图12是高压包局部短路的波形。图⑥是晶体振动器的波形，在示波器频率指标不够时看到的是一条亮带。它是判断CPU是否工作的主要依据。图⑦是开关电源开关管集电极的波形，是判断电源是否振荡的基本条件。如波形上沿有毛刺将导致开关变压器支支响和开关管损坏。图⑧是沙堡脉冲波形，它是由三个作用不同的脉冲组合而成，在场频时将观察不到它的全貌。它的有无将影响视频信号的色彩和亮度处理。图⑨是视放尾板上三个电子枪阴极的波形，与一些图纸上所标波形不一样，因图纸所标是彩条信号的波形，这是电视图像的信号波形。 浅述ET521A数字示波表与实时（模拟）示波器实测波形比较
健伍CS-4035为带宽40MHz的实时模拟示波器，属典型的手动调节（无CRT读出功能）测试示波器，其所有测试均需手动调节，需对水平扫描速度、垂直灵敏度、同步电平等控制功能进行适当调节方能获得稳定合适的波形显示，由于其采用屏幕为8*10cm内刻度高亮度示波管进行波形显示，故而扫描线亮度清晰度高，内设有电视行场同步触发滤波通道，能方便观察到稳定的行场同步电视信号波形，是比较适合的常用模拟示波器。 ET521A波形测量采用数字取样、液晶显示，显示采用几秒刷新一次，方便人眼观察，当波形变化较多时，其显示的波形在显示一种波形后，下一次显示的波形又会有所不同，初次接触到的该类显示方式的朋友会不习惯，感觉到波形老是一跳一跳的，实际上是示波表在捕捉动态波形，进行静态显示，此时更能观察到波形的各个细节；当测量的波形为稳定而变化很小的信号时，则显示波形的稳定性与CRT模拟示波器显示无多大差别的，以上是笔者对数字示波表测量显示的粗浅理解，请大家多多指教。 被测彩电为21吋海信OM8370超级芯片彩电比较关键的波形，工作信号是AV信号（卫星接收机实时视频信号）输入；其中标有第“2（或其它）”脚是指OM8370的引脚序号，请大家注意，其它的一些波形都注明了电路功能位置的。下面的图形中标有图a的是CS-4035测得的波形，而标有图b波形为ET521A测得的波形； 由于CS-4035为手动调节的模拟示波器，故而测量波形时须得适当调节水平扫描、垂直灵敏度、触发同步模式及同步电平等才能获得合适的波形显示，由于其档位难以完整记录，故而未列出其波形的周期、频率、Vp-p值等，只是为取得适当观察的波形进行拍摄，并不说明测量时不用调节其测量旋钮，其各项参数可参考ET521A的读数，ET521A全面的数据显示，可极其方便读取波形的频率、周期、Vp-p值，供参考分析。 一、OM8370第②、③脚时钟、数据线波形图：
示波器使用及调试方法 1、示波器介绍：示波器能观察被电路的电压、电流的波形，测定电压、频率、调幅指数、相位差等各电参量，把人们无法直接看到的电信号的变化规律，转换成可以直接观察的波形，曲线，显示在示波器的屏幕上，供分析研究. 2.、本厂主要使用的示波器型号是PROTEK 6502A 模拟示波器及泰克的TDS210数位示波器，其中PROTEK 6502A 型模拟示波器主要用于电波机芯调试天线用，泰克 TDS210型数字示波器主要用于测试电波机芯秒偏用， 、PROTEK 6502A 模拟示波器操作面板图如下图所示 2.1.1、PROTEK 6502A 模拟类示波器常用开关及用途： 2.1.1.1、电源开关1；通常按下按键后将电源打开，同时电源指示灯发亮，示波器进入可使用状态。 2.1.1.2、亮度调节旋钮2；通常顺时针旋转，显示屏4的亮度增亮，但在开电之前，需反时针转到底。 2.1.1.3、聚焦调节旋钮3；主要将光线调得更加清晰。 2.1.1.4、垂直位移调节旋钮5和15；分别调整两通道的轨迹线在屏幕上下移动。 2.1.1.5、两通道轨迹线的每格电压幅度值的转换开关6和9，用来改变每格表示的电压值，也就是改变所要观察的波形的高度。 2.1.1.6、信号输入连接器7和10，分别输入信道1和信道2的信号。 2.1.1.7、两通道轨迹线的每格扫描时间转换开关8，用来改变扫描时间系数，也就是改变所要观察的波形的宽度。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 13 14 15 17 18 19 图一 1
2.1.1.8、触发源选择开关11，其中INT为内触发方式，LINE为电源触发，EXT为外触发，通常情况下我们选择内触发方式。 2.1.1.9、触发方式选择开关12。 2.1.1.10、水平位置调节旋钮13，用来调节扫描线在屏蔽左右方向移动。 2.1.1.11、XY工作方式键14，按下为开，弹起为关。 2.1.1.12、扫描微调旋钮16。 2.1.1.13、输入信号与垂直轴放大器的组合系统选择开关17和18 2.1.1.14、光标转动调节器19，用来校正受地磁场影响的光迹线与屏幕栅格线的平行度。 2.1.2、下面以用PROTEK 6502A模拟类示波器调试电波机芯天线为例介绍该类型示波器的使用方法。 2.1.2.1、首次使用该类型的示波器前必须先检查输入电压，若电压转换开关已放到220V档，确认输入的电压应在AC198V-242V范围内，参看后面板输入电压选择指示，把电源线插入后面板的AC插座中，并检查下列各开关是否在相应位置： a、电源开关1处于OFF状态， b、亮度调节旋钮2反逆时针转到底。 c、聚集调节旋钮3处于中心位置 d、输入信号与垂直轴放大器的组合系统选择开关17和18处于GND位置 e、垂直位移调节旋钮5和15处于中心位置，（垂直轴×5MAG开关处于弹起位置） f、水平位移调节旋钮13处于中心位置，（水平轴×10MAG及×5MAG开关处于弹起位置) g、触发方式选择开关12置于AUTO位置 h、触发源选择开关置于INT位置 i、两通道轨迹线的每格扫描时间转换开关8置于div j、扫描时间微调开关Trig level置于中心位置。 旋钮均处于上述规定的位置后，打开电源，将亮度调节旋钮2顺时针旋动，约过15秋后将出现亮线，并且适中；调节聚焦旋钮3，使屏幕上的线条最细；观察示波器上出现的水平亮线是否与屏幕上的栅格相平行，若不平行，则可通过用无感螺丝刀调节光标转动调节器19 使之相互平行。 2.1.3、将信号发生器与示波器及天线按下图所示的方法连接起来：