示波器的使用--內(nèi)頁(yè)

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1、新會(huì)岡州職業(yè)技術(shù)學(xué)校教案第頁(yè)[復(fù)習(xí)舊課]①?gòu)?fù)述電路板制作關(guān)健點(diǎn)。②指出制作過(guò)程中要注意的問(wèn)題。[引入新課]①分別演示大型廠家及學(xué)生制作的電路底板。挑選部分優(yōu)秀作品演示，引起學(xué)生興趣，進(jìn)入新課教學(xué)。[新課教學(xué)]雙蹤示波器的使用[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯1．了解示波器的結(jié)構(gòu);2．學(xué)習(xí)示波器的使用方法,用示波器測(cè)量電壓、頻率和位相.[儀器及用具]雙蹤示波器、低頻信號(hào)發(fā)生器、移相器、數(shù)字電壓表.[示波器原理]示波器由四部分組成(如圖2.20-1所示):示波管(也叫陰極射線管,簡(jiǎn)稱CRT)、放大部分(包括Y軸放大和X軸放大兩部分)、掃

2、描整步裝置和電源部分.一、示波管示波管的結(jié)構(gòu)如圖2.20-2所示,主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分組成.1．電子槍由燈絲F、陰極K、控制柵極G、第一陽(yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2五部分組成.燈絲加6.3V交流電加熱陰極.陰極是一個(gè)表面涂有氧化物的金屬圓筒,受熱后發(fā)射電子.控制柵極電位低于陰極,只有動(dòng)能大的電子才能通過(guò)其頂端的小孔.調(diào)節(jié)示波器面板上的“亮度”旋鈕,即可調(diào)節(jié)柵極電位,從而改變電子流的強(qiáng)弱.陽(yáng)極電位比陰極電位高得多,電子流被加速形成的射線,打在熒光屏上形成亮斑,使屏上光點(diǎn)的亮度(輝度)發(fā)生變化,即所謂“輝

3、度調(diào)節(jié)”.若陰極、第一陽(yáng)極、第二陽(yáng)極電位調(diào)節(jié)適當(dāng),這一部分的電場(chǎng)分布將迫使電子束會(huì)聚而在屏上聚焦成一個(gè)很小的亮點(diǎn).所以第一陽(yáng)極也叫聚焦極.第二陽(yáng)極電位更高,又稱加速極.面板上的“聚焦”旋鈕用來(lái)調(diào)節(jié)第一陽(yáng)極電位,使聚焦良好.有的示波器還有“輔助聚焦”旋鈕,實(shí)際上就是調(diào)節(jié)第二陽(yáng)極電位的.2．偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由法線互相垂直的兩對(duì)金屬板組成,即X偏轉(zhuǎn)板和Y偏轉(zhuǎn)板.3．熒光屏上涂有熒光物質(zhì),電子打上形成亮斑.Y放大同步掃描裝置直流電源X放大Y輸入外觸發(fā)X輸入CRT圖2.20-1示波器的組成圖2.20-2示波管的結(jié)構(gòu)FKGA1A2

4、YX偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)輔助聚焦聚焦亮度-1500V電子槍熒光屏9Y軸偏轉(zhuǎn)板X軸偏轉(zhuǎn)板圖2.20-3二、放大部分如果偏轉(zhuǎn)板上加有電壓,則電子束通過(guò)偏轉(zhuǎn)板時(shí)受正電極吸引,受負(fù)電極排斥,從而使電子束在熒光屏上的亮點(diǎn)位置也跟著改變,所以偏轉(zhuǎn)板是用來(lái)控制亮點(diǎn)位置的.兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板的符號(hào)如圖2.20-3所示,其中橫方向的一對(duì)稱為X偏轉(zhuǎn)板(簡(jiǎn)稱橫偏),縱向的一對(duì)稱為Y軸偏轉(zhuǎn)板(簡(jiǎn)稱縱偏).在一定范圍內(nèi),亮點(diǎn)的位移與偏轉(zhuǎn)板上所加電壓成正比.tuy00uxt(a)(b)圖2.20-4屏上豎直線和水平線的形成+u0-u0為了觀察不同電信號(hào)的波形

5、,可利用X放大或Y放大的VOLTS/DIV旋鈕,對(duì)觀察的小信號(hào)放大,對(duì)大信號(hào)衰減,因此能觀察到合適大小的波形.三、波形顯示與掃描整步裝置1．CRT上豎直線和水平線的形成如果在Y偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓而X偏轉(zhuǎn)板不加電壓,則電子束的亮點(diǎn)在縱方向隨時(shí)間作正弦式振蕩,而在橫方向不動(dòng),我們看到的將是的一條垂直的亮線,如圖2.20-4(a)所示.如果在橫偏板上加上波形為鋸齒形的電壓(縱偏轉(zhuǎn)板不加電壓),電壓從負(fù)開(kāi)始隨時(shí)間成正比的增加到正,然后又突然返回到負(fù),再?gòu)拇碎_(kāi)始電壓隨時(shí)間成正比的增加,…….重復(fù)前述過(guò)程,這時(shí)電子束在熒光

6、屏上的亮點(diǎn),將相應(yīng)的由左端勻速地向右運(yùn)動(dòng)到右端,然后馬上返回到左端,然后再?gòu)淖蠖藙蛩俚叵蛴疫\(yùn)動(dòng),……,不斷重復(fù)上述過(guò)程.亮點(diǎn)只在橫方向運(yùn)動(dòng)，我們?cè)跓晒馄辽峡吹降氖且粭l水平線,這條線稱為X軸掃描線.由于這條線反映了鋸齒波電壓隨時(shí)間成正比地增加,所以稱為線性掃描,如圖2.20-4(b)所示.uy0t0uxt圖2.20-52．波形顯示如圖2.20-5所示,如果在縱偏上加正弦電壓,又在橫偏上加鋸齒形電壓,則熒光屏上的亮點(diǎn)將同時(shí)進(jìn)行方向互相垂直的兩種位移,我們看到的是亮點(diǎn)的合成位移,即正弦圖形.3．CRT上顯示穩(wěn)定波形的

7、條件由圖2.20-5可知,只有縱偏電壓和橫偏電壓的振動(dòng)周期嚴(yán)格地相同或者縱偏電壓頻率與橫偏電壓頻率的比值是整數(shù),圖形才會(huì)簡(jiǎn)單而穩(wěn)定.因此,CRT上顯示穩(wěn)定波形的條件為4．掃描整步裝置實(shí)際上,由于產(chǎn)生縱偏電壓和產(chǎn)生橫偏電壓的振蕩源是互相獨(dú)立的,它們之間的頻率比不會(huì)自然滿足簡(jiǎn)單整數(shù)比,所以示波器中的鋸齒波掃描電壓的頻率必須可調(diào).調(diào)節(jié)它的頻率,可以基本滿足(2.20-1)式.但要準(zhǔn)確地滿足(2.20-1)式,光靠人工調(diào)節(jié)還是不夠的,特別是待測(cè)電壓的頻率越高,問(wèn)題就越加突出.為了解決這一問(wèn)題,在示波器內(nèi)部安裝了自動(dòng)頻率

8、跟蹤裝置,稱為“整步”.自動(dòng)頻率跟蹤裝置可由Y軸輸入的被測(cè)信號(hào)的一部分來(lái)控制.在人工調(diào)節(jié)到接近滿足(2.20-1)式的條件下,再加上“整步”的作用,掃描電壓的周期就能準(zhǔn)確地等于待測(cè)電壓周期的整數(shù)倍,從而獲得穩(wěn)定的波形.5．李薩如圖形9如果縱偏和橫偏均加正弦電壓,得出的圖形將是李薩如圖形,如圖2.20-6所示.李薩如圖形可用來(lái)測(cè)量未知信號(hào)的頻率.令fy、fx分別代表縱偏和橫偏電壓的頻率,