示波器的使用(3)
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示波器的使用方法与调节要点详解示波器是一种广泛应用于电子工程领域的测试仪器,用于显示和测量电信号的波形。
它不仅可以帮助工程师迅速发现设备中的问题,还可以进行故障分析和信号调整。
本文将详细介绍示波器的使用方法和调节要点,帮助读者更好地理解和使用示波器。
一、示波器的基本结构和原理示波器由主要由控制系统、触发系统、放大系统和显示系统组成。
其中,控制系统负责控制示波器的各种操作;触发系统用于确定信号显示的时间和位置;放大系统负责对输入信号进行放大;显示系统则将放大后的信号以波形的形式显示在屏幕上。
示波器的原理是基于电子束在阴极射线管(CRT)上的显示。
电子束在CRT屏幕上扫描形成像素点,通过对像素点的控制可以显示出不同的波形。
同时,示波器还可以对信号进行触发,确保波形显示的稳定和准确性。
二、示波器的基本使用方法1. 连接电路:首先,将待测试的电路与示波器相连接。
通常,示波器有两个探头(标称为1X和10X),通过选择适当的探头可以在不同测试条件下获得更好的信号质量。
2. 调整水平和垂直控制:示波器的水平和垂直控制用于设置波形的水平位置和垂直幅度。
通过调整这些参数,可以使波形在屏幕上居中和适应屏幕大小。
3. 选择触发方式:触发方式决定了示波器何时开始显示波形。
常见的触发方式有自由运行触发、边沿触发和脉冲触发等。
根据测试需求,选择适当的触发方式可以更好地显示待测信号。
4. 调整触发电平和斜率:触发电平决定了波形触发的阈值,而触发斜率决定了触发时信号的上升或下降沿。
根据测试的信号特点,设置适当的触发电平和斜率可以获得稳定和准确的波形显示。
5. 选择和调整时间基准:示波器的时间基准用于确定波形在屏幕上的时间尺度。
通过选择不同的时间基准和调整时间刻度,可以观察到不同时间尺度下的信号变化。
三、示波器的调节要点1. 垂直灵敏度:垂直灵敏度设置决定了每个格子的电压幅度。
根据待测信号的特点,选择适当的垂直灵敏度可以使波形显示在较大的范围内。
实验六示波器的使用一、实验目的1.掌握示波器的使用方法和注意事项。
2.学会使用示波器观察信号的波形和测量电信号的各种参数。
3.加深对交流电路与信号处理的理解。
二、实验器材1.示波器。
2.同相耦合放大器。
3.信号源。
4.电阻与电容。
5.直流稳压电源。
三、实验原理示波器按照显示方式可以分为光学示波器和电子示波器,按照性质可以分为模拟示波器和数字示波器。
光学示波器:光学示波器是使用光学方式来观察电信号波形,是一种古老的示波器,现在已经很少使用了。
模拟示波器(Analog Oscilloscope):模拟示波器是一种使用电子枪产生的高速电子束在荧光屏上作横向的振荡运动和使用电子枪从电路输出端采样电压信号并把它们转化为不同的亮度和灰度的图像的方案表示情况的仪器。
数字示波器(Digital Oscilloscope):数字示波器是指以数字方式采集、处理信号,以数字方式显示波形。
随着数字技术的不断改进,现代数字示波器的频带、采样率、计算精度都得到了极大的提高,基本上能够取代模拟示波器。
示波器的使用分为以下几个步骤:2.1 调节示波器刻度和触发示波器的刻度是描述电压和时间的标度,需要根据所观察的信号的特征来适当选择范围和分辨率,使波形在整个屏幕上合适地展示。
触发是示波器上非常重要的一个环节,只有信号波形达到稳定状态时,才会得到正确、精准和稳定的波形。
所以,我们需要在观察信号波形之前启动触发功能,让示波器在特定条件下自动触发才能正确显示波形。
2.2 进行正弦波信号观测静态观察:观察振荡器直接输出的正弦波信号。
动态观察:用同相耦合放大器将正弦波信号缩放并输出后再观察。
静态观察:产生6V的方波信号,使用串联调整器,平滑一下方波信号后,直接观察输出的方波波形。
静态观察:先产生一个变幅的正弦波,将该正弦波输入到运算放大器反馈回路中,得到三角波输出信号,再输入示波器直接观察波形。
四、实验步骤1、打开示波器,并打开它的前面板上的POWER(电源)开关。
示波器的使用范文示波器是一种用于观察和测量电信号波形的仪器。
它具有高频信号测量的能力,可以显示电压和时间之间的关系,因此在电子实验室和工程领域中被广泛使用。
示波器有多种类型,包括模拟示波器和数字示波器,下面将详细介绍示波器的使用方法和一些常见的应用场景。
1.示波器的基本组成部分示波器通常由如下几个主要组件组成:a.垂直放大器:用于放大和调整测量信号的幅度。
b.水平系统:控制和调整信号的横向显示,包括时间基和触发功能。
c.垂直系统:将输入信号放大并显示在示波器屏幕上的部分。
d.示波器屏幕:用于显示测量信号波形的部分。
2.示波器的设置和调整a.首先,将待测信号接入示波器的输入端口(通常是一个BNC接口)。
b.调整示波器的垂直放大倍数,使得信号的幅度适合于显示在示波器屏幕上。
c.设置时间基,确定信号在屏幕上水平方向的显示范围。
d.设置触发模式和触发电平,以确保信号在屏幕上稳定显示。
e.根据需要调整示波器其他参数,例如增益、衰减、垂直偏移等。
3.示波器的应用场景示波器在不同领域有着广泛的应用,以下是一些常见的应用场景:a.电子实验室:示波器是电子实验室中必不可少的仪器之一,用于观察和测量电路中的信号波形,检测电路的工作状态,分析信号的频谱特性等。
b.通信工程:示波器用于分析和调试通信系统中的信号,例如无线电、卫星和光纤通信系统。
c.电力工程:示波器可用于测量和观察交流电路和电源中的波形,例如交流电压、电流和功率波形的分析。
d.汽车行业:示波器用于检测和诊断汽车电子系统中的故障,如发动机控制模块、传感器和执行器等。
e.生物医学研究:示波器可用于观察和测量生物体内的电信号,例如心电图、脑电图和肌电图等。
f.物理研究:示波器用于测量和分析物理实验中的信号波形,例如波动、光谱和振动等。
4.示波器的特点与优势示波器相比其他测量仪器具有以下特点和优势:a.高频响应:示波器可以测量高频信号,在通信和无线电等领域有着重要的应用。
yokogawa示波器的用法
横河(Yokogawa)示波器是一种用于观察电信号波形的仪器。
以下是一般性的Yokogawa 示波器的基本使用方法:
1.连接电缆:将您要观察的电信号通过测试夹或探头连接到示波器的输入通道。
确保连接是正确的,避免损坏示波器或测试设备。
2.打开示波器:按下示波器的电源按钮,等待示波器启动。
有些示波器可能需要一些时间来进行初始化。
3.设置水平和垂直参数:使用示波器面板上的旋钮和按钮设置水平和垂直参数。
水平参数包括时间/分度、触发级别等,而垂直参数包括电压/分度、耦合方式等。
这些参数将帮助您更清晰地查看波形。
4.触发设置:设置触发条件,确保示波器以您期望的方式捕捉波形。
触发条件通常包括触发级别、触发边沿等。
5.选择显示模式:选择您想要显示的波形模式,例如实时模式或单次触发模式。
6.启动示波器:按下示波器面板上的启动按钮,开始捕捉和显示波形。
7.分析波形:使用示波器面板上的测量工具和功能,例如峰值测量、频率测量等,以分析波形特征。
8.保存数据:如果需要,示波器通常提供保存波形数据的选项,可以在后续分析中使用。
9.关闭示波器:使用示波器面板上的关闭按钮关闭示波器,确保设备安全关机。
请注意,具体的步骤和功能可能会根据您使用的横河示波器型号而有所不同。
建议参考您所使用示波器的用户手册以获取更详细的信息。
示波器的使用示波器是一种具有多种用途的电信号特性测试仪。
可用它来观察电信号波形,测试其幅度、周期、频率和相位。
若配合各种传感器,示波器还可用来测量温度、压力、张力、振动、速度、加速度等各种非电物理量。
所以示波器是一种应用范围极广的电子测量仪器。
示波器的种类很多,下面仅介绍示波器的基本原理及6502型双踪示波器的使用方法。
一、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 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。
示波器的调整和使用综述示波器(Oscilloscope)是一种用于测量和显示电信号波形的仪器,广泛应用于电子工程、通信、医学领域等。
本文将对示波器的调整和使用进行综述。
一、示波器调整1.垂直调整:示波器的垂直系统主要用于调整波形的幅度和增益。
首先,通过控制垂直位置旋钮,调整波形在屏幕上的位置;然后,通过垂直灵敏度旋钮,调整波形的峰-峰值或电压分度;最后,通过通道增益旋钮,调整通道输入信号的放大倍数。
2.水平调整:示波器的水平系统主要用于调整波形的时间基准和水平位置。
首先,通过水平位置旋钮,调整波形在屏幕上的水平位置;然后,通过水平灵敏度旋钮,调整波形的时间分度;最后,通过时间基准旋钮,选择合适的时间基准值。
3.触发调整:示波器的触发系统用于稳定地显示周期性信号。
触发调整主要包括选择触发源、设置触发电平和触发斜率。
首先,选择适当的触发源,可以是通道一或通道二的信号,也可以是外部信号;然后,通过触发电平旋钮,设置触发电平位置;最后,通过触发斜率旋钮,选择上升沿或下降沿的触发方式。
4.扫描调整:示波器的扫描系统用于控制电子束在屏幕上的移动速度。
扫描调整主要包括选择扫描源、设置扫描速度和扫描模式。
首先,选择适当的扫描源,可以是内部扫描信号或外部扫描信号;然后,通过扫描速度旋钮,设置扫描速度的快慢;最后,通过扫描模式旋钮,选择正常扫描或者单扫描模式。
二、示波器使用1.连接信号源:将待测信号源与示波器的输入端连接,可以通过插座或者夹子等接入方式,确保信号源能够正常输入示波器。
2.设置垂直系统:首先,通过垂直灵敏度旋钮选择合适的范围,以便将信号峰-峰值显示在屏幕上;然后,通过通道增益旋钮调整输入信号的放大倍数;最后,通过垂直位置旋钮调整波形在屏幕上的位置。
3.设置水平系统:首先,通过水平灵敏度旋钮选择合适的时间分度,以便观测信号的周期;然后,通过时间基准旋钮选择合适的时间基准值;最后,通过水平位置旋钮调整波形在屏幕上的水平位置。
示波器的用法示波器是一种测量仪器,用于显示电信号的波形。
它可以帮助我们观察电路中的信号变化,以便更好地了解电路的工作原理和性能。
在本文中,我们将详细介绍示波器的用法。
一、示波器的基本原理示波器通过将电信号转换成可视化的波形来显示它们。
当一个电信号被输入到示波器中时,它首先被放大,并被送入一个称为垂直放大器的电路中。
在这个过程中,可以通过调节垂直放大倍数来控制信号的振幅大小。
然后,信号被送入一个称为水平放大器的电路中。
水平放大器控制着信号在时间轴上移动的速度和方向。
通过调节水平放大倍数和扫描速度,可以改变屏幕上显示的波形的时间和频率。
最后,信号被送入一个称为触发电路的电路中。
触发电路确定何时开始记录新数据,并决定何时停止记录旧数据。
这是非常重要的,在某些情况下,如果不进行触发设置,则可能会出现不稳定或不精确的结果。
二、示波器使用步骤1. 连接示波器首先,将示波器正确连接到电路中。
通常,示波器需要连接到电路的信号输出端口。
2. 调整垂直放大倍数调节垂直放大倍数,以便观察信号的振幅大小。
通常,可以通过旋转示波器上的控制旋钮来实现这一点。
3. 调整水平放大倍数和扫描速度调节水平放大倍数和扫描速度,以便观察信号在时间轴上移动的速度和方向。
通常,可以通过示波器上的控制旋钮来实现这一点。
4. 设置触发电路设置触发电路,以便开始记录新数据,并决定何时停止记录旧数据。
通常,可以通过示波器上的控制旋钮来实现这一点。
5. 观察波形最后,在调整好所有参数之后,可以开始观察屏幕上显示的波形了。
如果需要更多信息,请参考下面的高级用法部分。
三、示波器高级用法1. 自动测量功能许多现代示波器都配备了自动测量功能。
这些功能可以帮助您快速准确地测量信号参数(如频率、周期、占空比、峰值等)。
通常,可以通过示波器上的控制菜单来访问这些功能。
2. 存储和回放数据一些示波器具有存储和回放数据的功能。
这些功能可以帮助您记录和分析长时间的信号变化。
示波器的调整和使用实验报告示波器的调整和使用实验报告引言:示波器是一种常用的电子测量仪器,广泛应用于电子工程、通信工程、医疗设备等领域。
它可以用来观察和测量电信号的波形、幅度、频率等参数,对于电路故障排除和信号分析有着重要的作用。
本实验旨在通过调整示波器的各项参数,并进行实际测量,掌握示波器的正确使用方法。
一、示波器的基本调整1. 亮度和聚焦调整示波器的亮度和聚焦调整对于显示清晰的波形至关重要。
首先,将亮度调节旋钮逆时针旋转至最低,然后逐渐调节至合适的亮度。
接下来,通过旋转聚焦调节旋钮,使波形显示清晰锐利。
2. 触发调整触发是示波器稳定显示波形的关键。
在进行触发调整前,需选择适当的触发源和触发方式。
通常情况下,选择外部触发源,并将触发方式设置为边沿触发。
然后,通过调节触发电平和触发斜率,使波形能够稳定地显示在屏幕上。
3. 垂直和水平调整垂直调整主要是调节信号的幅度和位置。
首先,将示波器的垂直灵敏度调节旋钮设置为合适的量程,使波形能够占满屏幕。
然后,通过调节垂直位移旋钮,使波形在屏幕上的位置合适。
水平调整主要是调节波形的时间基准和位置。
首先,选择合适的时间基准,例如1ms/div或0.1ms/div,以便观察波形的细节。
然后,通过调节水平位移旋钮,使波形在屏幕上的位置合适。
二、示波器的使用方法1. 测量直流电压示波器可以用来测量直流电压。
首先,将示波器的输入通道连接到待测电路的输出端。
然后,选择合适的量程和耦合方式,例如直流耦合。
最后,通过调整垂直灵敏度和水平基准,观察并记录电压波形。
2. 测量交流电压示波器也可以用来测量交流电压。
与测量直流电压类似,首先将示波器的输入通道连接到待测电路的输出端。
然后,选择合适的量程和耦合方式,例如交流耦合。
最后,通过调整垂直灵敏度和水平基准,观察并记录电压波形。
3. 测量频率和周期示波器可以用来测量信号的频率和周期。
首先,将示波器的输入通道连接到待测信号源。
然后,选择合适的触发源和触发方式。
数字示波器的使用方法示波器使用教程示波器使用说明数字示波器的使用方法数字示波器是一种高精度、高效率的电子测试仪器。
它可以用来测量电流、电压和频率等电性量,并将结果在荧光屏上显示出来,使用户通过视觉直观地了解电路中的信号波形,方便电路的维护和调试。
那么,如何正确地使用数字示波器呢?本文将从示波器的基本原理、使用方法、测量技巧等方面为您进行详细讲解。
一、数字示波器的基本原理数字示波器(Digital Storage Oscilloscope,DSO)是一种能够将模拟信号进行数字化采样并储存的电子仪器。
当模拟信号进入示波器时,它首先会被采样芯片进行采样,并将采集到的模拟信号转换成数字信号,再通过数字电路进行处理,最后在荧光屏上显示出波形图形。
数字示波器的特点是采样率高、带宽宽、噪声小,并且可以通过内置计算机实现多种复杂的测量和分析功能。
因此,数字示波器已成为电子检测和测试领域中不可或缺的工具之一。
二、数字示波器的使用方法1、准备工作在使用数字示波器之前,我们需要准备好测量物、信号源、电缆和示波器。
其中,信号源可以是任何产生模拟信号的电子元件,如信号发生器、函数发生器或示波器本身。
在将信号源与示波器连接时,需要根据连接方式选择合适的接口和电缆类型,例如BNC接口和同轴电缆可以支持50欧姆和75欧姆的传输线,而探头则可以用于连接带有夹子的对接器以测量电源或电路板上的元件。
2、设置示波器使用数字示波器时,我们需要根据测量要求来设置示波器的参数,如垂直和水平缩放、扫描速度、触发方式等。
其中,垂直缩放主要是设置放大倍数和输入阻抗,以确保输入信号在示波器的垂直方向上显示清晰。
水平缩放则需要根据测量信号的周期和带宽来调节。
在示波器的触发方面,根据信号的周期和频率,可以选择自由运行模式、边沿触发模式、视频触发模式等不同的触发方式,以满足不同测量要求。
3、测量信号当示波器设置完成后,我们就可以测量信号波形了。
此时,我们可以通过示波器荧光屏上的波形图形来观察信号的幅度、周期、频率以及相位等电性参数。
示波器基本操作指南示波器是电子工程领域中常用的一种仪器,它用于观察和分析电信号的波形。
掌握示波器的基本操作方法对于学习和工作都非常重要。
本文将为您介绍示波器的基本操作指南,帮助您更好地使用示波器。
一、示波器的基本组成示波器通常由显示屏、控制面板、输入接口等组成。
显示屏用于显示电信号的波形,控制面板用于进行操作设置,输入接口用于连接被测电路。
在开始操作之前,确保示波器已正确连接,并且受测电路与示波器之间的连接良好。
二、基本操作步骤以下是示波器的基本操作步骤:1. 打开示波器:按下示波器的电源开关,等待示波器的启动。
2. 调整水平和垂直控制:使用水平和垂直控制旋钮,调整信号波形在屏幕上的位置、大小和清晰度。
确保信号波形适合屏幕显示,便于后续的观察和分析。
3. 设置触发模式:示波器可以通过触发来稳定显示信号波形。
选择适当的触发模式(如边沿触发、视频触发等),并设置触发电平和触发边沿等参数。
4. 调整时间和电压刻度:示波器的水平和垂直刻度可以控制观察窗口的时间和电压范围。
根据被测信号的特性,适当调整时间和电压刻度,确保波形显示清晰。
三、波形观察与分析在完成基本操作之后,可以进行波形的观察和分析。
以下是一些常用的示波器操作技巧:1. 单次触发模式:如果需要捕捉单个信号波形,可以选择单次触发模式。
设置好触发条件后,示波器将在满足条件时自动触发,并显示对应的信号波形。
2. 峰-峰值测量:示波器提供了峰-峰值的测量功能,可以直接读取信号波形的最大值和最小值之间的差值。
这对于评估信号的幅度变化非常有用。
3. 时钟测量:示波器还可以测量周期性信号的频率、周期和占空比等参数。
通过选择相应的测量功能,并将测量的信号波形进行标定,可以直接读取这些参数的数值。
4. 光标测量:示波器通常提供光标功能,用于测量信号波形的特定位置和数值。
可以使用光标测量来获取信号的时间间隔、电压值等信息。
四、示波器的常见问题与解决方法在使用示波器过程中,可能会遇到一些常见的问题。
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压和频率。
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,它可以把原来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、压力以及其它非电量转换成电压进行测量。由于电子质量非常小,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,且电压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。由于阳极电位高于阴极,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UY成正比。
图2 Y偏转板使电子束作铅直方向运动 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UX成正比,于是在屏上看到的则是一条水平的亮线。 2.示波器显示波形的原理 如果在Y偏转板上加上一个随时间作正弦变化的电压,UY=sinωt,我们在荧光屏上仅能看到一条铅直的亮线,而看不到正弦曲线。只有同时在X偏转板上加上一个与时间成正比的锯齿形电压UX=UXm·t(见图3),才能在荧光屏上显示出信号电压UY和时间t的关系曲线,其原理如图4所示。
图3 锯齿形电压 设在开始时刻a,电压UY和UX均为零,荧光屏上亮点在A处。时间由a到b,在只有电压UY作用时,亮点沿铅直方向的位移为bBY,屏上亮点在BY处。而在同时加入UX
后,电子束既受UY作用向上偏转,同时又受UX作用向右偏转(亮点水平位移为bBX),因
而亮点不在BY处,而在B 处。随着时间推移,以此类推,便可显示出正弦波形来。所以,在荧光屏上看到的正弦曲线实际上是两个相互垂直的运动(UY=sinωt和UX=UXm·t)合成的轨迹。 由上可见,要想观测加在Y偏转板上电压UY的变化规律,必须在X偏转板上加上锯齿形电压,把UY产生的垂直亮线“展开”。这个展开过程称为“扫描”,锯齿形电压又称为扫描电压。 怎样才能使荧光屏上显示的波形稳定,这是示波器操作的一个重要问题。如果显示的波形处于不断变化的状态,那么,测量就无法进行。目前我们所用的示波器只能测量周期性变化的电压信号。对于周期性电压信号只要保证每次扫描起始点(如图4中的A点)位置不变就可以达到显示波形稳定不变的目的(见下面“同步”的叙述)。 综上所述,示波管显示稳定波形的条件是:第一,Y偏转板上必须加上足够大的待测信电压信号,第二X偏转板上必须加上锯齿波电压;第三,保持每次扫描起始点的位置不变。 图4 示波器显示波形的原理 3.示波器控制电路的功能 示波器控制电路主要包括垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路以及电源等部分,其方块图如图5所示。
图5 示波器结构方框田图 (1)垂直放大电路。它的功能是为了满足上述第一个条件的。首先是要不失真地放大待测的电信号。同时保证示波器测量灵敏度的要求。示波器垂直输入灵敏度的单位为V/div或mV/div,div为荧光屏上1格的长度,1div=0.6cm。例如,STl6型示波器的垂直输入灵敏度为SY=20mV/div~10V/div,即当待测信号为20mV或10V(峰-峰值)时,示波器荧光屏垂直方向显示应为1格。 此外,还要求垂直放大电路有一定的频率响应范围。足够大的增益调整范围和比较高的输入阻抗。输人阻抗是表示示波器对被测系统影响程度大小的指标。输入阻抗愈高,对被测系统的影响愈小。 (2)扫描发生器与水平放大电路。它们的功能是为了满足上述第二个条件。 扫描发生器产生线性良好,频率连续可调的锯齿波信号,作为波形显示的时间基线。水平放大电路将上述锯齿波信号放大,输送到X偏转板,以保证扫描基线有足够的宽度。另外,水平放大电路也可以直接放大外来信号,这样示波器可作为X—Y显示之用。 (3)同步电路。它的功能是为了满足上述第三个条件。 同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号,输入到扫描发生器,迫使锯齿波与待测信号同步,此称为“内同步”。如果同步电路信号从仪器外部输入,则称为“外同步”。如果同步信号从电源变压器获得。则称为“电源同步”。为了有效地使显示的波形稳定,目前多数的示波器都采用触发扫描电路来达到同步的目的。操作时,使用“电平”(LEVEL)旋钮,改变触发电平高度,见图6中的电压值Oa。当待测电压达到触发电平时,扫描发生器便开始扫描,直到一个扫描周期结束。扫描周期长短,由扫描速度选择开关控制。如图6所示,锯齿波电压在待测信号处于触发电平值,且在dUY/dt符号相同的A,A1,A2,„点处开始扫描。于是,在荧光屏上就能稳定地显示出从A到P(以及从A1到Pl,从A2到P2„)那一段波形来。有点需要注意,如果触发电位高度超出所显示波形最高点与最低点的范围,将导致锯齿形扫描电压消失,扫描停止,所以,通常我们把触发电平高度调节在波形的最高点与最低点的当中区域附近。
图6 触发扫描原理示意图 (4)电源。它为示波管和示波器各部分电路提供合适的电源,使它们能正常工作。 4.用示波器观察李萨如图形与测量正弦信号的频率 在示波器X偏转板上加上锯齿电压进行扫描时,在一个扫描周期内,扫描电压是随时间成正比地增加,因此锯齿形电压扫描的过程又称为线性扫描。除了线性扫描以外,在X偏转板(即X轴输入端)上也可以加上其它波形的扫描电压,称为非线性扫描。 如果在示波器的X和Y偏转板上分别输入两个正弦信号,且它们频率的比值为简单整数,这时荧光屏上就呈显出李萨如图形,它们是两个互相垂直的简谐振动合成的结果。若fX和fY分别代表X与Y轴输入信号的频率,nX和nY分别为李萨如图形与假想水平线及假想垂直线的切点数目,它们与fX与fY的关系是:
例如图7所示,如果fX已知,从荧光屏上的图形求出nX及nY,由上式可算出fY,因而用李萨如图形可以测量正弦信号的频率。
图7 李萨如图 5. 双踪示波器 双踪示波器是一种能同时观察和测定两个不同信号瞬变过程的脉冲示波器。配以电子开关,利用时间分割法实现多波形显示。Y轴有两个信号通道,以同一个扫描作时间基线,接受Y通道中一个信号触发同步。 双踪示波器除对信号A或B单踪显示外,还可使两个通道同时开通,利用相位选择开关的正负性选择,可在输入信号相位不变的情况下。达到同时叠加(YA+YB),反向抵消(YA+YB)的目的, 这样就可以对两个电压信号的波形进行比较,并可求出二者间的位相差,设两个正弦波分别为: Y1=A1cos(ω1t+φ1) Y2= A2cos(ω2t+φ2) 则二者之间位相差为:φ=ω1t+φ1 -ω2t-φ2 在两个正弦波频率相等时位相差为: φ=φ1-φ2 =ωΔt=2πΔt/T 其中T为周期 ,Δt为两个波之间的时间差,这两个量都可直接从示波器上读出。
四、实验内容 1. 按下表设置仪器开关及控制旋钮。 2.打开电源将0.5Vp-p,1kHz的标准信号输入示波器,并对示波器定标。 (1)打开电源开关,并确认开关上方的电源指示灯亮,约20秒钟后,示波器屏幕上将出现一扫线,若60秒钟后还没有扫线出现,则按上表所示再检查开关及控制旋钮定位置。 (2)调节“辉度”和“聚焦”旋钮,使扫线亮度适当,且最清晰。 (3)使扫线与水平刻度线平行。 (4)连接探极将0.5V校准信号加到探头上。 (5)将AC-⊥-DC开关置“AC”。标准波形将显示在屏幕上。 (6)调节“聚焦”旋钮,使波形达到最清晰的程度。 (7)为便于观察信号,调节“v/cm”和“t/cm”开关到适当的位置,使显示出来的波形幅度适中,周期适中。 (8)调节 “位移”和 “位移”控制旋钮于适当的位置,使显示的波形对准刻度,以便于读出电压值(Vp-p)和周期(T)。 标准值 分 度 格 数 测量值 校正系数 电压(Vp-p) 0.5V 周期(T) 1ms 3.交流信号的观察和测量。 (1)数据记录。 电压(Vp-p)值 周期(T)值 信号源输 出电压值 信号源输
出周期值 分度值 格数 测量值 分度值 格数 测量值
正弦波 三角波 方 波 (2)画出三种交流信号波形各两个周期。 4.测量干电池电动势。 5.按下图连接线路,输入10kHz正弦波,测量Uc、URC的大小及它们的位相差。
R C URC
UC 10kHz