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第6章 电子示波器 教学目的及要求 电子示波器主要用来观测信号波形及测量电压、频率、时间等参数，是电子测量三大仪器之一。本章重点要求掌握波形测试原理及示波器的组成和测试原理，熟悉模拟示波器和数字示波器的正确使用方法。 6.1 概 述 电子示波器简称“示波器”，是一种用来观察电量随时间变化的仪器。 除了显示波形外，示波器还能用于直接测量电压、周期、时间、调幅系数等参数。 目前，示波器已成为广泛用于科学实验与产品的研发、生产、维修中的“万用仪器”。此外，在许多尖端设备和仪器，例如雷达、频谱分析仪、时域反射计、时域网络分析仪等中，示波器已成为必备的组成部分。 6.1.1 示波器的分类 示波器按照其性能和结构可分为以下几类。 (1) 通用示波器 (2) 多束示波器 (3) 取样示波器 (4) 存储示波器 6.1.2 通用示波器的组成 通用示波器主要由水平系统、垂直系统和主机系统三大部分组成，其组成框图如图6-1所示。 6.1.2 通用示波器的组成 1．水平系统 通用示波器的水平系统又称为X通道主要由触发电路、时基发生器和X放大器组成，如图6-2所示。 2．垂直系统 通用示波器的垂直系统又称为Y通道，主要由输入电路、前置放大器、延迟线和后置放大器组成，如图6-4所示。 6.1.2 通用示波器的组成 3．主机系统 主机系统主要包括校准信号源、增辉电路、电源、示波管等部分。标准信号源主要为示波器提供校准信号，通常为方波信号，频率为1kHz。电源为整机提供所需的电源。示波管主要用来显示波形。 6.2 示波管及波形显示原理 示波器采用阴极射线示波管CRT作为显示器，它是示波器的核心组成部分，主要作用是把电信号转换为光信号，再加以显示。阴极射线示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三大部分组成。这三部分都封装在密闭的玻璃壳内，如图6-7所示。 6.2.1 示波管的组成 (1) 电子枪，用于发射电子并形成很细的高速电子束，撞击荧光屏而发光。 (2) 偏转系统。示波管中，在第二阳极的后面，由两对相互垂直的偏转板组成偏转系统用来控制射向荧光屏的电子束，Y轴偏转板在前，X轴偏转板在后。 (3) 荧光屏。示波管的屏幕是在它的管内壁涂上一层磷光物质来形成的。 6.2.2 波形显示原理 1．波形显示 2．扫描及同步 图6-8所示为扫描电压实际波形。 应对回扫线和休止线进行消隐，否则将影响波形的观测，如图6-9所示。 6.3 YB4320G双踪四迹示波器的使用 6.3.1 主要技术性能 1．垂直系统 2．水平系统 3．触发系统 4．X-Y工作方式 5．校准信号 6．CH1输出 7．电源 6.3.2 前面板布局 YB4320G双踪四迹示波器的前面板布局如图6-10所示。 6.3.3 基本操作 (1) 聚焦旋钮置于中间位置，Y输入耦合方式选择开关置于接地，垂直位移旋钮旋到中间位置，垂直工作方式置于CH1，触发方式选择开关置于自动，触发源置于内触发，扫描时间因数选择开关置于0.5ms/div。 (2) 打开电源，顺时针旋转辉度旋钮，调整Y位移旋钮，直到显示出光迹。调节聚焦旋钮使光迹最清晰，为使聚焦效果最好，光迹不可调得过亮。 (3) 调整输入耦合方式于AC，将示波器的校准信号输入至通道1，适当调节电平旋钮使波形稳定，屏幕上应显示方波信号。 6.3.4 使用注意事项 (1) 打开电源前一定要检查示波器面板上的按钮和旋钮是否都处于正常位置。 (2) 用示波器测量被测信号前一定要对示波器进行校准。 (3) 测量电压时，垂直微调旋钮一定要处于“校准”位置，测量时间时，扫描微调控制键要处于“校准”位置。否则，测量结果是错误的。 (4) 辉度不宜调得过亮，且光点不应长时间地停在一点上，以免损坏荧光屏。通电后若暂不观测波形，应将辉度调暗。 (5) 定量观测波形时，尽量在屏幕的中心区域进行，以减少测量误差。 (6) 测试过程中，应避免手指或人体其他部位接触信号输入端，以免对测试结果产生影响。 (7) 若示波器暂停使用并已关上电源，如需继续使用时，应待数分钟后再开启电源，以免烧坏保险丝。 6.4 示波器的测试应用 示波器是时域测量仪器，可以用来显示信号波形，测量电压、频率、相位、时间、调制系数等参数。 6.4.1 测量电压 1．测量交流电压 1) 直接测量法 2) 间接测量法(比较测量法) 2．测量直流电压 3．测量含有直流成分的交流信号的大小 1) 测量交流电压振幅值 2) 测量直流成分的大小 6.4.2 测量时间 直接测量法又称为标尺法，测量时，将扫描微调旋钮置于“校准”位置，选用合适的输入耦合方式，调节有关旋钮，使显示波形的幅度、宽度合适，记录下+扫描时间：因数(t/div)的大小(设为Dx，单位为s/cm或s/div)和波形