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实验三示波器第1页/共23页第2页/共23页动态电路实验单元 电子示波器概述 电子示波器结构 示波器显示被测信号波形的原理 示波器测量信号的基本方法 幅度的测量频率的测量相位差角的测量 示波器的两种工作方式与面板旋钮的 相应调节 示波器的使用注意事项 伏安特性的示波测量法 信号发生器的使用第3页/共23页示波器显示屏一、电子示波器概述 电子示波器（简称示波器）可以用来观察和测量随时间变化的电信号图形。（即它可以直接观察和测量随时间变化的电压、电流波形及元件的动态特性曲线等）。且具有灵敏度高、输入阻抗大、过载能力强等一系列特点。所以在现代科学技术领域中得到广泛应用。第4页/共23页 Y 轴放大器Y轴输入示波管(内同步)(外同步)同步输入电源扫描锯齿波发生器 X 轴放大器X轴输入示波器结构方框图二、示波器的结构 普通示波器主要由示波管、（Y轴）垂直放大器、扫描锯齿波信号发生器、（X轴）水平放大器以及电源等部分组成。第5页/共23页偏转系统电子枪142356978示波管结构图6-Y轴偏转板5-第二阳极1-灯丝2-阴极 3-控制栅极4-第一阳极7-X轴偏转板9-荧光屏8-电子束●1.示波管是示波器的核心部件，它主要包括电子枪、偏转部分和荧光显示屏等几个部分。第6页/共23页2. Y轴放大器把被测信号电压放大到足够的幅度，然后加到示波管的垂直偏转板上。Y轴放大器还带有衰减器用以调节垂直幅度(V/div)，确保显示图形的垂直幅度适当或进行定量测量。这部分也称为 Y 通道或CH1, CH2通道。3. 扫描锯齿波信号发生器产生一个与时间成线性关系的周期性锯齿波电压（又称扫描电压），经过X轴放大器放大以后，再加在示波管水平偏转板上。X轴放大器还带有衰减器（V/div)，这部分也称为扫描时基部分和X通道(或CH1通道）。 第7页/共23页uy42013t0ux1234t4.电源部分向示波管和其他电子管（或晶体管）元件提供所需的各种高低压电源，以保证示波器各部分的正常工作。三、示波器显示被测信号波形的原理1、Y-t扫描工作方式 1)当示波管垂直偏转板上加有待测信号电压Uy=Uym(sinωt)，水平偏转板上加有同频率锯齿波电压Ux时，电子束的偏转是垂直和水平的两个电场力合成的结果。第8页/共23页 2）显然，为了使每一个周期内Uy和Ux的合成图形重合，必须保证Uy和Ux的频率一致或具有整数倍的关系（TY/TX=整数），这样，荧光屏上的图形才是稳定不动的。2、X-Y水平工作方式 1）切断X轴锯齿波信号，当示波管垂直偏转板（Y轴）上加有被测信号电压Uy=Uymsinωt，若水平偏转板（X轴）上电压为零时，电子束的偏转只是垂直电场力的作用，光点在荧光屏上形成与Y轴重合的垂直线。第9页/共23页uy0t0uxt2）若此时水平偏转板（X轴）上同样加有被测信号电压Ux=Uxmsinωt ，电子束的偏转受垂直和水平两个电场力的作用，光点在荧光屏上形成被测信号的特性曲线[u=f(i)] 。第10页/共23页7div四、电子示波器测量信号的基本方法1.幅度（电压、电流幅值）的测量测量电压幅值是示波器最基本的测量功能之一。1）Y-t扫描工作方式： 对于具有Y轴灵敏度开关的示波器，Y轴的坐标比例可以通过选择确定，故只需将被测信号所占坐标的格数（div）乘以Y轴灵敏度开关所指的值（V/div）即可测出其幅值。例 荧光屏上波形如右图所示，正弦电压峰-峰值占有7个格子，Y轴灵敏度开关指向0.5V/div。所以： Up-p=7div*0.5V/div=3.5V第11页/共23页 如图所示，正弦电压峰-峰值占有7个格子，Y轴灵敏度开关指向0.5V/div。7div2）X-Y水平工作方式 把工作方式选择开关置于水平方式，切断锯齿波信号，电子束的偏转只受垂直电场力的作用，光点在荧光屏上形成与Y轴重合的垂直线。Up-p=7div*0.5V/div=3.5V第12页/共23页ZZrrurur(a)(b)3）取样电阻r的设置 测量电流一般是用电阻取样方法将电流信号转换为电压信号以后，再进行测量。例如，在下图中，为要测量Z支路的电流i，先串接一个取样电阻r，则 ur = ri， i = ur / r 在这里有几个问题要注意：①为减小取样电阻r对原电路的影响，通常取r＜＜|Z|。②取样电阻应为无感电阻，同时阻值误差要尽量小。③取样电阻r应靠近地端。如果电源采用信号发生器，那么， 信号发生器和示波器的地线一般要联接在一起，这时，取样 电阻的地线取法常用上图（a）所示。图(b)的接法是错误的。第13页/共23页8div2.频率（周期）的测量1）y-t扫描工作方式 对于X通道部分有“扫描速度”开关的示波器，X轴的时间坐标已经确定，因此，只须将被测信号的一个周期所占用的格数乘以“扫描速度”