電子示波器的使用

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1、實(shí)驗(yàn)三電子示波器的使用測(cè)試電壓、電流的儀表通常用機(jī)械部件來(lái)指示（如指針、反射鏡或繪圖筆）這些部件由于慣性大，只適用于描繪低頻電壓信號(hào)或只能測(cè)量電壓平均值或有效值。電子示波器利用電場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的影響來(lái)反映電壓的瞬變過(guò)程。由于電子慣性小，荷質(zhì)比大，因此示波器具有較寬的頻率響應(yīng)，用以觀察變化極快的電壓瞬變過(guò)程。電子示波器有通用示波器、雙蹤示波器和存儲(chǔ)記憶示波器，它具有較廣的應(yīng)用范圍，所有可以轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的物理量的瞬變過(guò)程都可用示波器來(lái)顯示和記錄；示波器還可以用來(lái)顯示兩個(gè)電壓量的函數(shù)關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)信號(hào)波形的觀察，掃描波頻率的測(cè)定和不同頻率的正弦變化電壓信號(hào)正交合成李

2、薩如圖形觀察和頻率測(cè)定，掌握雙蹤示波器的基本原理和基本使用方法。【一】實(shí)驗(yàn)?zāi)康模保畬W(xué)習(xí)電子示波器顯示波形的基本原理，學(xué)會(huì)使用信號(hào)發(fā)生器。２．電子束垂直正弦振動(dòng)合成的軌跡（李薩如圖形），并測(cè)定待測(cè)正弦波的頻率。３．利用雙蹤示波器觀察構(gòu)成穩(wěn)定的李薩如圖形的垂直正交的二個(gè)波形，學(xué)習(xí)雙蹤示波器基本功鍵的使用?！径渴静ㄆ鞯慕Y(jié)構(gòu)和原理1．示波器的結(jié)構(gòu)示波器主要是由示波管、信號(hào)放大器、掃描信號(hào)發(fā)生器、同步系統(tǒng)和電源等組成，如圖21-1示?！　　　D21-111示波管是示波器的主要部件，其結(jié)構(gòu)如圖21-2所示。陰極K燈絲被加熱發(fā)射電子，電子束通過(guò)柵極G，在陽(yáng)極A產(chǎn)生的加速電場(chǎng)作

3、用下以很高的速度向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，通過(guò)電子透鏡對(duì)發(fā)散的電子束起聚焦作用。熒光屏是涂有發(fā)光物的屏，當(dāng)它受到電子撞擊時(shí)發(fā)出熒光，熒光的亮度取決于電子束的強(qiáng)度。電子束的強(qiáng)度是用柵極G來(lái)控制的，其電位通常低于陰極，對(duì)電子束中電子數(shù)起控制作用。在陽(yáng)極與熒光屏之間，安裝兩組相垂直的x極板和y極板。為了使電子運(yùn)動(dòng)盡可能少與空氣分子碰撞，以上部件被安裝在抽成真空的玻璃泡里。　　　2．示波器工作原理當(dāng)示波器y11極板間加上恒定電壓時(shí)，從電子槍發(fā)射出的電子束在二極板之間的電場(chǎng)作用下，在豎直方向上發(fā)生偏轉(zhuǎn)，熒光屏上亮點(diǎn)應(yīng)在豎直方向產(chǎn)生位移，（請(qǐng)證明位移與電壓值成正比）。再在x極板上加一恒定電

4、壓，水平方向的電場(chǎng)使電子束在水平方向偏轉(zhuǎn)，亮點(diǎn)同時(shí)在x方向上產(chǎn)生一個(gè)位移，當(dāng)y極板上加上正弦電壓時(shí)，可以想象熒光屏上的亮點(diǎn)也隨時(shí)間作正弦移動(dòng)，如圖21-3（a）所示。如果同時(shí)在x軸方向加一個(gè)與時(shí)間成正比的周期性電壓時(shí)，光點(diǎn)不僅沿y軸隨時(shí)間作正弦運(yùn)動(dòng)，而且同時(shí)作水平勻速運(yùn)動(dòng)，光點(diǎn)在這兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)合成下，即為電壓信號(hào)隨時(shí)間變化的波形圖。X軸方向與時(shí)間成正比的電壓的作用就是掃描作用。當(dāng)x軸方向的線性電壓不是隨時(shí)間無(wú)限增加的，當(dāng)光點(diǎn)從熒光屏左端移到右端時(shí)，必須迅速移回到原左端位置重復(fù)上述過(guò)程，這樣x軸的掃描電壓必須是鋸齒形波形。為了觀察到穩(wěn)定的波形，被測(cè)信號(hào)頻率fy必須

5、是掃描電壓頻率fx的整倍數(shù)，即鋸齒波的周期是被測(cè)信號(hào)周期的整倍數(shù)，這樣鋸齒波在被測(cè)信號(hào)的每個(gè)周期的同一時(shí)刻開(kāi)始掃描，使每次掃描的圖像重合，使波形穩(wěn)定顯示。如果不滿足整數(shù)倍關(guān)系，則每次掃描得到的波形不重合，觀察到的波形向右或向左移動(dòng)，如圖21-4所示。當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率接近掃描電壓頻率的整倍數(shù)，但還是有差異，這時(shí)所顯示的波形會(huì)慢慢移動(dòng)，為強(qiáng)迫它穩(wěn)定下來(lái)，我們可以旋轉(zhuǎn)整步電平旋鈕4。3．李薩如圖形觀察當(dāng)x軸輸入掃描信號(hào)時(shí)，示波器顯示y軸輸入訊號(hào)的瞬變過(guò)程。當(dāng)x軸輸入正弦信號(hào)，y軸輸入另一正弦信號(hào)，兩者信號(hào)頻率成簡(jiǎn)單整倍數(shù)時(shí)，觀察到的是電子束受兩個(gè)互相垂直的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的合成信

6、號(hào)。這種圖形稱李薩如圖形。令fy和fx分別代表在y方向和x方向正弦信號(hào)的頻率，當(dāng)熒光屏上顯示出瞬時(shí)的李薩如圖形時(shí)，在水平和垂直方向分別作二直線與圖形相切或相交，數(shù)出此二直線與圖形的切點(diǎn)數(shù)或交點(diǎn)數(shù)則：或11如圖（i）水平直線與圖形相切點(diǎn)數(shù)為1點(diǎn)a；垂直直線與圖形的相切點(diǎn)數(shù)為2點(diǎn)（b,c）。如圖21-6（ii）水平直線與圖形的相交點(diǎn)數(shù)為2點(diǎn)（a、b）;垂直直線與圖形的相交點(diǎn)數(shù)為4（c、d、e、f）。在熒光屏上數(shù)得水平直線與圖形的切點(diǎn)數(shù)（或相交點(diǎn)數(shù)）和垂直直線與圖形的切點(diǎn)數(shù)（或相交點(diǎn)數(shù)），就可以從一已知頻率fx（或fy）求得另一頻率fy（或fx）?！疽弧繉?shí)驗(yàn)裝置一、YB

7、434CG雙蹤示波器1、示波器的二蹤顯示和觸發(fā)掃描A、雙蹤顯示為對(duì)比、分析、研究諸如激勵(lì)和響應(yīng)或同一激勵(lì)下響應(yīng)間的瞬變過(guò)程，簡(jiǎn)便的辦法就是把幾種不同的信號(hào)電壓同時(shí)在一個(gè)屏幕上顯示出來(lái)，這導(dǎo)致了多線示波器的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，其中以雙蹤示波器最為常見(jiàn)。圖21-7為雙蹤示波器的原理框圖。通過(guò)對(duì)由Ly和Sy組成的電子開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)的設(shè)定控制，可以使CH1和CH2兩個(gè)通道的信號(hào)以五種不同方式進(jìn)行顯示，其中“交替”和“斷續(xù)”都能實(shí)現(xiàn)雙蹤顯示。11當(dāng)電子開(kāi)關(guān)置于“交替”工作狀態(tài)時(shí)，電子開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換動(dòng)作受機(jī)內(nèi)掃描信號(hào)控制，圖線描繪過(guò)程如圖21-8所示。圖中虛線為回掃。若在第m次掃描期，電子

8、開(kāi)關(guān)接通的