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1、示波器教案示波器教案课程大纲n示波器的概述及作用；n示波器的原理:包括电偏转、扫描和触发扫描同步。n使用方法:面板介绍、各个按键功能介绍、使用步骤n测量实例：正弦波幅度（电压）和周期/频率的测量方法n动手操作:暂时无安排教学要求n熟悉示波器的结构n了解示波器显示波形的原理，理解触发扫描同步对获得清晰而稳定波形的重要作用。n熟练掌握示波器的使用方法。熟练掌握示波器的使用方法。对于给定的被测信号能够迅速而正确地调出清晰而稳定的波形，并掌握电压幅度和周期等物理量的测量，n对于操作过程中出现的问题能够积极进行思考，独立解决。示波器的概述及作用示波器的概述及作用概述概述:示波器是观察波形的窗口，它让设计
2、人员或维修人员详细看见电子波形，达到眼见为实的效果。因为人眼是最灵敏的视觉器官，可以明察秋毫之末，极为迅速地反映物体至大脑，作出比较和判断。因此，示波器亦誉为波形多用表。作用作用:1.测量电信号的波形（电压与时间关系）；2.测量幅度、周期、频率和相位等参数；3.配合传感器，测量一切可以转化为电压的参量（如电流、电阻、温度磁强等）示波器的工作原理1.示波器基本上由示波管和电子线路组成，如下所示：示波器的工作原理（1）示波管是示波器中显示波形的部件，其结构下所示：A1：第一阳极：第一阳极G：控制栅极：控制栅极K：阴极：阴极F：灯丝：灯丝G：对应亮度旋钮：对应亮度旋钮A2：第二阳极：第二阳极K G
3、A1 A2共同完成聚焦共同完成聚焦X：水平：水平偏转板偏转板Y：竖直偏转板：竖直偏转板荧光屏荧光屏电子枪、偏转系统、荧光屏电子枪、偏转系统、荧光屏示波器的工作原理由发射、加速和聚焦电子束的电子枪，控制电子束偏转的X轴和Y轴偏转板，以及电子打在上面会发光的荧光屏三个部分组成，管内抽成高度真空（10-6mm汞柱以下），以避免电子与气体碰撞而引起电子束散射。电子枪由灯丝、阴极、控制栅极和阳极组成。表面上涂有脱出功较低的钡和锶氧化物的阴极受到灯丝加热会发射电子。栅极是一个前部有小孔的金属圆筒，其电势低于阴极，对阴极发出的电子起阻碍作用，只有少量电子能通过栅极。调节栅极电压可控制通过栅极的电子束的强弱从
4、而实现亮度调节。阳极的电势比较高而且形状特殊，产生的电场形成电子透镜，一方面可使电子加速，另一方面可使电子束在荧光屏上聚焦。示波器的工作原理n当在X轴和Y轴偏转板上不加电压时，电子枪发射出来的电子就打在荧光屏的中央。如果在X轴和Y轴偏转板上分别加上电压，那么在两对偏转板间就会形成电场，电子束在通过两对偏转板间的电场时，在X轴和Y轴方向就会产生偏转，偏转的距离与所加的电压成正比。n荧光屏由荧光材料涂在示波管前端内表面制成，受到电子束轰击时会发出光。u+-euxtaex2x1扫描线扫描线示波器的工作原理（2）电子线路按电路的功能，电子线路主要可分成三部分：1）X轴放大器，2）Y轴放大器，3）锯齿波
5、扫描电压发生器。（3）示波器显示稳定波形的原理如果我们在垂直偏转板上接入一正弦电压，荧光屏上的光点就会在垂直方向上下振荡。若同时在水平偏转板上接入一周期电压，在每一周期里电压使光点在水平方向上匀速越过荧光屏一次，正弦电压波形就会在荧光屏上显示出来。示波器的工作原理下图说明正弦波形轨迹是如何在荧光屏上逐点形成的。图图1示波器的工作原理光点在荧光屏水平方向作匀速运动的过程叫扫描扫描，驱动其扫描的电压叫扫描电压。扫描电压由扫描发生器产生，此电压随时间的变化形状像锯齿，所以也叫锯齿电压。电压先以恒定速率增长，在每次扫描结束后很快回到最低电压处。在电压上升期间，光点扫过荧光屏；在电压回落到最低处期间，光
6、点迅速回到荧光屏左边原来的起始点，在此期间，电子束被关闭，消除了回复线。此过程不断地重复，光点就周而复始地从左到右扫描。如果扫描频率比较高，就觉察不到光点的移动，波形好象是整体一起显示出来的。示波器的工作原理为了便于观察和测量，显示出来的波形应该是静止不动的，这就要求每次扫描出来的图象在屏上的位置相同。若要使图图1中所显示的正弦波静止，扫描电压必须在正弦电压的相同位置处开始扫描，即当扫描电压回到电压最低处时,信号电压也应在起始时的值,从而使第二、三、次起始扫描时的光点与第一次开始扫描时光点位置重合，也就是说扫描电压必须与加在垂直偏转板上的待测信号同步，当垂直偏转板上的信号达到某一设定的电压水平
7、时，才开始扫描。示波器的工作原理图图1只显示了一个周期的正弦波，这是因为扫描电压的周期与正弦电压的周期相同。若要显示超过一个周期的波形，那么扫描就必须慢些；若要显示小于一个周期的正弦波，则扫描就要快点。若扫描电压的周期Tx是欲观测信号周期Ty的n倍时，则荧光屏上将呈现出n个完整的波形。由此可知，要在示波器上显示出稳定的电压波形，必需满足以下三个条件：1）把要观察的电压信号从Y端输入，加到垂直偏转板上；2）在水平偏转板上加上合适的扫描电压；3）扫描电压要与所观察的信号同步。示波器的使用方法示波器的使用方法 面板全局面板全局 面板介绍面板介绍电电源源开开关关亮亮度度调调节节字字符符亮亮度度聚聚焦焦
8、标标尺尺亮亮度度自动设自动设置置光标测量光标测量地地线线触发触发电平电平时基时基选择选择位移位移调节调节垂直垂直偏转偏转因数因数CH1CH2通道扫描扫描方式方式选择选择输输入入耦耦合合方方式式各功能区域n1电源开关(Power)n2亮度调节(Inten)n3字符亮度（Readout）n4聚焦(Focus)n5标尺亮度(Scale)n6校正信号CAL0.Vp-p 1 2 3 4 5 6垂直轴n1垂直位移(position)n2电压灵敏度(VOLTSDIV)n3输入CH1n4显示CH1n5加/减显示(ADD/INV)n6耦合方式AC/DC接地(GND)1 23 45 65水平轴n1水平位移(Pos
9、ition)n2扫描速率(TIMEDIV)n3交替/断续(ALT/CHOP)231扫描速率触法源极性触发耦合触发电平释抑调节度功能状态CH1指针范围电压刻度耦合方式电压灵敏度测得频率面板各功能键详细介绍1.电源电源(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波形亮度波形亮度(Inten)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.字符亮度（字符亮度（Readout）信号信息亮度调节聚焦聚焦(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。面板各功能键详细介绍标尺亮度标尺亮度(Sca
10、le)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。.CAL0.Vp-p频率为Khz的方波信号（校正信号输出）：提供0.6Vp-p且从0电平开始的正向方波电压，用于校正示波器。接地接地.Autoset自动设置unction(功能键)：用于调节光标的位置.t.OFF光标调节，准确测幅度值，周期光标选择面板各功能键详细介绍10.Triglevel(触发电平)触发电平调节又叫同步调节,它使得扫描与被测信号同步。得到稳定的波形11.SweepMode(扫描模式)扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描方式。12.
11、POSITION（位移调节）：调节CH1和CH2输入信号0电平在屏幕的起始位置。13.CH1和CH2（输入信号插座）：为示波器提供输入信号。14.电压灵敏度(VOLTSDIV)面板各功能键详细介绍14.AC/DC,GND（输入耦合开关）：用于选择输入信号的耦合方式。15.扫描速率(TIMEDIV)使用步骤使用步骤1.测量前须知:测试信号时，首先要将示波器的地与被测电路的示波器的地与被测电路的地连接在一起。地连接在一起。根据输入通道的选择，将示波器探头插到相应通道插座上，示波器探头上的地与被测电路示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起的地连接在一起，示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开
12、关。此开关拨到“1”位置时，被测信号无衰减送到示波器，从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“10”位置时，被测信号衰减为110，然后送往示波器，从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。使用步骤使用步骤探头介绍:接被测信号接被测信号接被测接被测电路的电路的地地双位开关双位开关101使用步骤使用步骤.选扫描方式（SWEEP MODE）：AUTO，以便无信号输入时产生水平亮线。（NORMAL/SINGLE）。使用步骤使用步骤旋钮居中：先将常用旋钮放在中间位置，如“INTEN”（波形亮度）、“READ OUT”（字符亮度）和“POSITION”（垂直位移）、“POSITIO
13、N”（水平位移）等常用旋钮居中。.选输入通道：CH1/CH2；.耦合方式：一般情况下，按DC/AC键，使CH1和CH2输入信号耦合方式为AC。使用步骤使用步骤.调同步选触发源（source）：按SOURCE（触发源）键VERT（垂直）触发方式，这样不管从CH1还是从CH2输入信号，都能得到稳定的波形显示。交流（AC）耦合：按COUPLE（耦合）键，使触发信号耦合方式为AC。调波形稳定：调“TRIG LEVEL”（触发电平).调大小 调节X轴“TIME/DIV（扫描速率）”旋纽，使屏幕X方向显示个周期波形。调节Y轴“VOLTS/DIV（偏转因数）”旋纽，使Y方向信号的峰峰值占35格。测试实例正弦
14、波幅度（电压）和周期频率的测量方法正弦波幅度（电压）和周期频率的测量方法步骤如下：（1）打开示波器，调节亮度和聚焦旋钮，选择扫描方式AUTO使屏幕上显示一条亮度适中、聚焦良好的水平亮线；（2）将通道选择置于CH2，耦合方式置于AC档；（3）将探头探针接到被测点，将示波器探头的接地夹夹在被测电路板的接地点(4)调“TRIG LEVEL”（触发电平)使波形稳定：(5)调节X轴“TIME/DIV（扫描速率）”旋纽和调节Y轴“VOLTS/DIV（偏转因数）”旋纽得到合适的波形测试实例(6)根据调好的波形进行测量1 1）“距离测量法距离测量法”基本方法峰 峰 值 电 压 UPP=y（格 数）偏 转 因
15、数K（V/DIV）交流有效值：周期T=x(格数)扫描速度P（ms/cm）频率f=1/T（Hz）相位=x(格数)3600/XT2）“光标测量法光标测量法”推荐该方法（重点重点）测试实例1n1光标测电压或时间n2选光标1或2,1和2.n3使光标上下左右移动测试实例测电压(U)测试实例测周期（T）基础知识（补充）电压用来表示两个端点之间的电势差，用符号来表示，电压通常有：伏特v,毫伏mv,微伏v；换算关系如下：v=1000mv=1000000v基础知识（补充）频率频率(Frequency)：表示一个信号变化快慢的程度，用来表示单位通常有：赫兹Hz,千赫兹KHz,兆赫兹MHz它们之间的换算关系如下MHz=1000KHz=1000000Hz周期/F基础知识（补充）国际基本单位：质量:克(g)长度:米(m)时间:秒(s)电流:安培(A)电压:伏特(v)CLASSISOVER!THANKYOU!结束结束