示波器显示波形的原理示意图

示波器波形显示原理示波器是一种用于测量电信号的仪器，它可以将电信号转换成可视化的波形，以便于分析和诊断。

示波器的波形显示原理主要包括信号采集、信号处理和波形显示三个部分。

信号采集是示波器的第一步，它通过探头将待测电信号引入示波器内部。

探头通常由一个金属探针和一个接地夹组成，探针用于接触待测电路，接地夹则用于将探头接地，以避免电路中的干扰。

当探头接触待测电路时，它会将电信号转换成电压信号，并将其传递到示波器内部。

信号处理是示波器的第二步，它对采集到的电信号进行放大、滤波和数字化处理。

放大是为了增强信号的强度，使其能够被更好地观察和分析。

滤波则是为了去除电路中的杂波和干扰，使得波形更加清晰。

数字化处理则是将信号转换成数字信号，以便于计算机进行处理和存储。

波形显示是示波器的第三步，它将处理后的信号转换成可视化的波形。

示波器的显示屏通常由一个阴极射线管和一个电子枪组成。

电子枪会发射出一束电子束，经过加速和偏转后，击中阴极射线管的荧光屏上，形成一个亮点。

当电子束按照一定的规律扫描荧光屏时，就可以形成一个完整的波形图像。

示波器的波形显示原理可以用以下公式来表示：V(t) = Vp*sin(2πft + θ)其中，V(t)表示电信号的电压值，Vp表示电信号的峰值，f表示电信号的频率，t表示时间，θ表示电信号的相位。

根据这个公式，我们可以知道，电信号的波形是由振幅、频率和相位三个参数共同决定的。

总之，示波器的波形显示原理是一个复杂的过程，它涉及到信号采集、信号处理和波形显示三个部分。

只有通过这三个步骤的精确处理，才能够得到准确的波形图像，以便于分析和诊断电路中的问题。

3.1 波形显示原理示波器是电子示波器的简称，是一种用途极为广泛的电子测量仪器。

它的基本原理是利用电子束轰击阴极射线管（CRT），并使它发光来产生肉眼可见的光点。

我们知道，电子学中的信号大都是时间的变量，信号随时间的变化可用函数f(t)来描述。

在示波器上，如果用X轴代表时间，用Y轴代表f(t)，来描绘出被测信号随时间的变化规律，就把我们肉眼看不见的，非常抽象的电信号变化过程，转换为肉眼可以直接观看的波形，在荧光屏上显示出来，从而可以对电信号进行分析并测量其参数。

示波器可以测量很多电参数，如电压、电流、功率、频率、周期、相位、脉冲宽度、脉冲上升及下降时间等。

如果配上相应的传感器，还可以用来测量温度、压力、振动、密度、声、光、热、磁效应等非电量。

因而示波器在各个领域中得到了越来越多的应用。

示波器对电信号的分析是按时域法进行的，研究信号的瞬间幅度与时间的函数关系，因此有捕获、显示及分析时域波形的功能。

作为实验室常用的电子测量仪器，它具有下述特点：①具有良好的直观性，能显示波形，能测信号瞬时值。

②灵敏度高，显示速度快，工作频带宽，可方便观察瞬变信号细节。

③输入阻抗高（MΩ级），对被测电路影响小，这对测量精度是很重要的。

④是一种信号比较器，可显示、分析任意两个量之间的函数关系。

无论现在和将来，电子示波器都是一种不可缺少的电子测量仪器，它正向自动化、智能化方向发展。

3．1．1 波形显示原理1．示波管工作原理：电子示波器的心脏是示波管，又称阴极射线管（CRT），它是一种特殊的电子管，是能够把电信号转换为光信号的显示器件，因此是示波器能观测电信号波形的关键器件。

示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，它的基本结构如图2－1所示。

图3-1：示波管的基本原理图电子枪的作用是产生极细的高速电子束，轰击荧光屏产生光点。

目前绝大多数示波管采用无阳极电流型电子枪，它由灯丝（F）、阴极（K）、控制栅极（G）、第一阳极（A1）和第二阳极（A2）组成。

示波器的原理和使用【实验简介】示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器，与其他测量仪器相比，示波器具有以下优点：能够显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小；具有较高的灵敏度；动态范围大，过载能力强；容易组成综合测试仪器，从而扩大使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。

从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。

在电子测量与测试仪器中，示波器的使用范围非常广泛，它可以表征的所有参数，如电压、电流、时间、频率和相位差等。

若配以适当的传感器，还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。

正确使用示波器是进行电子测量的前提。

第一台示波器由一只示波管，一个电源和一个简单的扫描电路组成。

发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列，示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。

【实验目的】1、了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。

2、学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。

3、通过观察李萨如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。

【实验仪器】VD4322B型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线等图1 VD4322型双踪示波器面板○1：电源开关○2：电源指示灯○3：聚焦旋钮○4：辉度旋钮○5：Y1(X)信号输入端口○6：Y2(Y)信号输入端口○7、○8：输入耦合选择开关（AC-GND-DC）○9、○10：垂直偏转因数选择开关（V/格）○11：Y1垂直位移旋钮○12：Y2垂直位移旋钮○13：工作方式选择开关（Y1、Y2、交替、断续和Y1+Y2）○14：扫描速度（时间/格）选择开关○15：扫描微调旋钮○16：水平位移旋钮○17：电平调节旋钮○18：外触发源输入端口○19：内触发选择开关○20：触发方式选择开关【实验原理】示波器显示随时间变化的电压，将它加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这个变化电场的电子运动情况随时间作相应地变化，从而通过电子在荧光屏上运动的轨迹反映出随时间变化的电压。

示波器的原理和应用一、实验内容：1）了解示波器的主要组成部分，扫描和整步的作用原理，加深对振动合成的理解；2）熟练掌握示波器的使用（1）观察信号特征（正弦波、三角波、方波）；（2）利用李萨如图形测量信号频率。

二、实验仪器：双踪示波器函数信号发生器三、实验原理：示波器动态显示随时间变化的电压信号思路是将电压加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化，最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来。

示波器主要由示波管（见图1）和复杂的电子线路构成。

示波器的基本结构见图2。

1.偏转电场控制电子束在视屏上的轨迹偏转电压U 与偏转位移Y （或X ）成正比关系。

如图3所示：y U Y 。

图3偏转电压U 与偏转位移Y如果只在竖直偏转板（Y 轴）上加一正弦电压，则电子只在竖直方向随电压变化而往复运动，见图4。

要能够显示波形，必须在水平偏转板（X 轴）上加一扫描电压，见图5。

图4 信号随时间变化的规律 （加在Y 偏转板） 图5 锯齿波电压（加在X 偏转板）图1 示波管示意图图2 示波器的基本结构简图示波器显示波形实质：见图6，沿Y 轴方向的简谐运动与沿X 轴方向的匀速运动合成的一种合运动。

显示稳定波形的条件：扫描电压周期应为被测信号周期的整数倍，即T x =nT y （ n=1，2，3…）（见图7）2.同步扫描（其目的是保证扫描周期是信号周期的整数倍）若没有“扫描”（横向的扫描电压），被测信号随时间规律变化规律就显示不出来；如果没有“整步”，就得不到稳定的波形图像。

为了达到“整步”目的，示波器采用三种方式：“内整步”：将待测信号一部分加到扫描发生器，当待测信号频率f y 有微小变化，它将迫使扫描频率f x 追踪其变化，保证波形的完整稳定；“外整步”：从外部电路中取出信号加到扫描发生器，迫使扫描频率f x 变化，保证波形的完整稳定；“电源整步”：整步信号从电源变压器获得。

一般在观察信号时，都采用“内整步”（或称为“内触发”）。

实验二示波器的使用一、实验目的1、了解示波器显示图象的原理.2、学习用示波器观察电信号的波形.3、学习用示波器测定电信号的电圧和频率.二、实验器材双踪示波器多用信号发生器示波器：阴极射线示波器（简称示波器）是一种用途较广的电子仪器，它可以把原來肉眼看不见的变化电压变换成可见的图像，以供人们分析研究。

示波器除了可以直接观测电压随时间变化的波形外，还可以测量频率、相位等. 利用换能器还可以将应变、加速度、圧力以及其它非电量转换成电压进行测量。

由丁?电子质量非常小，没有机械示波器所具有的惯性，因而可以在很高的频率范围内工作，这是示波器很重要的优点.信号发生器是一种能输出稳定的交流信号,IL 电圧和频率可以在某一特定范围内任选的电源装置。

三、实验原理示波器包括两大部分：示波管和控制示波管工作的电路。

1、示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏.示波管的侧视图见图1。

图 1 示波管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。

由丁-阳极电位高于阴极，所以电子被阳极加速。

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。

改变阳极电位，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，运动方向发生偏移，（见图2）?如果所加的电压不断发生变化，P点的位置也跟着在铅垂线上移动。

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的位移Y和加在Y偏转板的电压U Y成正比。

目录第一章示波器基本原理 (2)1、1 模拟示波器 (2)1、1、1示波管 (2)1、1、2模拟示波器方框图 (3)1、2 数字存储示波器（DSO） (4)第二章示波器的使用 (5)2、1示波器的各个系统和控制 (5)2、2示波器的正确使用 (7)第三章模拟示波器的校准 (9)第四章数字存储示波器的使用和校准 (13)4、1 TDS220的结构 (13)4、2 TDS220的常规检查 (14)4、3 TDS220的校准过程 (16)第一章 示波器基本原理示波器是一种图形显示设备，它能够直接观测和真实显示被测信号，是观察电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器，它可分为模拟和数字类型。

下面就分模拟和数字部分对示波器的基本原理进行简单介绍。

1、1 模拟示波器模拟示波器是第一代示波器产品，拥有极佳的"波形更新率"（约每秒超过二十万次），它仅仅在扫描的回扫时间及闭锁（Hold off ）时间内不显示信号，因此又称为模拟实时示波器（Analog Real Time Oscilloscope ）。

由于模拟示波器是数字示波器在的基础，我们先来看模拟示波器的工作原理。

1、1、1示波管模拟示波器的心脏是阴极射线管（CRT ），示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏组成，它们被密封在真空的玻璃壳内，如图1-1所示。

电子枪向屏幕发射电子，发射的电子经聚焦形成电子束，并打在荧光屏上，荧光屏的内表面涂有荧光物质，这样电子束打中的点就发出光来。

电子在从电子枪到屏幕的途中要经过偏转系统，在偏转系统上施加电压就可以使光点在屏幕上移动。

偏转系统由水平（X ）偏转板和垂直（Y ）偏转板组成。

这种偏转方式称为静电偏转。

将输入信号加到Y 轴偏转板上，而示波器自己使电子束沿X 轴方向扫描。

这样就使得光点在屏幕上描绘出输入信号的波形。

这样扫出的信号波形称为波形轨迹1、1、2模拟示波器方框图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。

示波器显示波形原理示波器是一种用于显示电信号波形的仪器，它可以将电压随时间变化的波形显示在荧光屏上，通过观察波形的形状和特征来分析电路的工作状态。

示波器广泛应用于电子、通信、医疗、汽车等领域，是电子工程师和技术人员必不可少的工具之一。

示波器的显示波形原理主要包括信号采集、水平扫描、垂直放大和显示四个部分。

下面我将详细介绍示波器显示波形的原理。

首先是信号采集部分。

示波器通过探头将待测信号引入示波器内部，经过放大、滤波等处理后，将信号转换为能够被示波器识别的电压信号。

这个过程类似于我们用耳朵听到声音后，大脑对声音进行处理和分析的过程。

其次是水平扫描部分。

示波器内部有一个水平扫描发生器，它产生一定频率的方波信号，控制示波器荧光屏上的电子束水平移动，从而形成水平方向的时间基准。

这样就能够在屏幕上按照时间轴显示信号的变化情况。

接着是垂直放大部分。

示波器内部有多个放大器，用于对信号进行垂直放大，即将输入信号的幅值放大到一定范围内，以便在屏幕上显示出清晰的波形。

通过调节示波器的垂直灵敏度和增益，可以观察到不同幅值的信号波形。

最后是显示部分。

示波器的显示部分由示波管和荧光屏组成，示波管发射出的电子束在荧光屏上扫描，根据输入的信号波形，荧光屏上就会显示出对应的波形图像。

通过观察这个波形图像，我们可以了解信号的频率、幅值、相位等信息，从而对信号进行分析和诊断。

总的来说，示波器显示波形的原理是通过信号采集、水平扫描、垂直放大和显示四个部分的协同作用，将待测信号的波形以图形的方式显示在荧光屏上，为工程师和技术人员提供了一种直观、准确地观察和分析电信号的方法。

在实际工程应用中，对示波器的原理和操作方法有深入的了解，对于故障排除和电路设计都有着重要的意义。

希望本文对示波器的显示波形原理有所帮助，谢谢阅读。

示波器用处广泛，它的最大特点是能把看不见的电信号变换成能直接观察的电压波形，并能测定电压信号的幅度、周期和频率等参数。

双踪示波器还可测量两个信号之间的位相差，是工程技术中常用的电子仪器。

1．了解示波器的主要结构和基本工作原理。

2．学会使用示波器和信号发生器。

3．学会用示波器观察信号波形。

4 ．学会用示波器观察李萨如图形并测量市电的频率。

示波器、函数信号发生器、小变压器等。

示波器的规格和型号不少，但不管哪种示波器都由图 4-6-1 所示的几个基本组成部份：示波管、竖直放大器(Y 轴放大器)、水平放大器(X 轴放大器)、扫描发生器、触发同步和直流电源等部份。

图 4-6-1 示波器结构框图一、示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。

如图 4-6-2 所示。

图4-6-2 示波管1．电子枪：由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部份组成，阴极是一个表面涂有氧化层的金属圆筒，灯丝通电加热后发射电子。

控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面，它的电位比阴极稍低，对阴极发射出来的电子起控制作用，惟独初速度较大的电子才干穿过栅极顶端的小孔，然后在阳极加速下奔向荧光屏。

示波器面板上的“亮度”调整旋钮，就是通过调节栅极电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变屏上光斑的亮度。

阳极电位比阴极电位高不少，电子被它们之间的电场加速形成射线。

当控制栅极、第一阳极与第二阳极之间电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用，所以第一阳极也称聚焦阳极，第二阳极电位更高，又称加速阳极。

面板上的“聚焦”调节旋钮，就是调节第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为璀璨、清晰的小圆点。

有的示波器还有“辅助聚焦”，实际是调节第二阳极电位。

2．偏转系统：它由两对互相垂直的偏转板组成，一对竖直偏转板，称为Y 偏转板；一对水平偏转板，称为 X 偏转板。

在偏转板上加之适当电压，当电子束通过时运动方向将发生偏转，从而使电子束在荧光屏上产生的光斑位置也发生改变。