1、實驗六 示波器的原理與使用示波器(陰極射線示波器,簡稱電子示波器)是一種能顯示各種電壓(或電流)波形的儀器。可以用來測定各種電壓信號的周期、頻率、幅度和相位等。凡是可轉換為電壓（或電流）的電學量（如電動勢、阻抗等）和非電學量（如溫度、位移、速度、壓力、聲強、磁場等）都能直接用示波器觀察。因此，示波器是一種應用廣泛的電子儀器。【實驗目的】1、 了解示波器的結構和工作原理。2、 學會用示波器觀察電信號的波形。3、 觀察李薩如圖形，學會一種測量正旋波頻率的方法。【實驗原理】 示波器主要由示波管（CRT），放大與衰減電路，掃描發(fā)生器，觸發(fā)同步，電源等組成。示波管產生電子束，經(jīng)加速聚焦和偏轉系統(tǒng)到達熒光

2、屏。豎直方向（Y軸偏轉板）輸入待測信號，水平方向（X軸偏轉板）加上示波器內部產生的鋸齒波掃描電壓，則水平軸光點的移動與時間成正比，可以代表t軸，豎直方向的運動與信號電壓變化規(guī)律一致，代表U，如果二者的重復周期滿足整數(shù)比關系：fy= nfx ，n= 1，2，3，熒光屏上將出現(xiàn)1個，2個，3個穩(wěn)定的波形。為滿足上述要求，示波器內部設有掃描觸發(fā)電路（Trigger），用Y軸信號電壓自動控制X軸掃描電路的發(fā)生，從而起到整步的作用，這樣顯示的波形圖象更加穩(wěn)定。【實驗儀器】前面板介紹：（見圖）CRT 6）電源 主電源開關，當此開關開啟時二極管5）發(fā)亮。2）亮度 調節(jié)軌跡或亮點的亮度。3）聚焦 調節(jié)軌跡或亮

3、點的聚焦。4）軌跡旋轉 半固定的電位器來調整水平軌跡與刻度線平行。33）濾色片 使波形看起來更加清晰。垂直軸8） CH1(X)輸入：在X-Y模式下，作為X軸輸入端20） CH2(Y)輸入：在X-Y模式下，作為Y軸輸入端10) 18) AC-GND-DC: 選擇垂直輸入信號的輸入方式。AC： 交流耦合。GND：垂直放大器的輸入接地，輸入端斷開。DC： 直流耦合。7） 22） 垂直衰減開關：調節(jié)垂直偏轉靈敏度從5mV/div5V/div分10擋。9） 21） 垂直微調：微調靈敏度大于或等于1/2.5標示值。13） 17) CH1和CH2的DC BAL：這兩個用于衰減器的平衡調試。11） 19) 垂

4、直位移：調節(jié)光跡在屏幕上的垂直位置。14） 垂直方式：選擇CH1與CH2放大器的工作模式。 CH1或CH2：通道1或通道2單獨顯示。 DUAL：兩個通道同時顯示。 ADD：顯示兩個通道的代數(shù)和CH1+CH2。按下CH2 INV16)按鍵，為代數(shù)差CH1-CH2。12) AT/CHOP：在雙蹤顯示時，放開此鍵，表示通道1與通道2交替顯示（通常用于掃描速度較快的情況下）；當此鍵按下時，通道1與通道2同時繼續(xù)顯示（通常用于掃描速度較慢的情況下）。16） CH2 INV ：通道2的信號反向，當此鍵按下時，通道2的信號以及通道2的觸發(fā)信號同時方向。觸發(fā)：24）外觸發(fā)輸入端子：用于外部觸發(fā)信號。當使用該功

5、能時，開關23）應設置在EXT位置上。23）觸發(fā)源選擇：選擇內（INT）或外（EXT）觸發(fā) CH1：當垂直方式選擇開關14）設定在DUAL或ADD狀態(tài)時，選擇通道1作為內部觸發(fā)信號源。 CH2：當垂直方式選擇開關14）設定在DUAL或ADD狀態(tài)時，選擇通道2作為內部觸發(fā)信號源。 LINE：選擇交流電源作為觸發(fā)信號。 EXT： 外部觸發(fā)信號接于24）作為觸發(fā)信號源。27） TRIG.ALT 當垂直方式選擇開關14）設定在DUAL或ADD狀態(tài)時，而且觸發(fā)源開關23）選在通道1或通道2上，按下27）時，它會交替選擇通道1和通道2作為內觸發(fā)信號源。26） 極性：觸發(fā)信號的極性選擇。“+”上升沿觸發(fā)，“

6、-”下降沿觸發(fā)。28） 觸發(fā)電平：顯示一個同步穩(wěn)定的波形，并設定一個波形的起始點。向“+”旋轉觸發(fā)電平向上移，向“-”旋轉觸發(fā)電平向下移。25） 觸發(fā)方式：選擇觸發(fā)方式 AUTO： 自動 當沒有觸發(fā)信號輸入時掃描處在自由模式下。 NORM： 常態(tài) 當沒有觸發(fā)信號時，蹤跡處在待命狀態(tài)并不顯示。 TVV： 電視場 當想要觀察一場的電視信號時。 TVH： 電視行 當想要觀察一行的電視信號時。 （僅當同步信號為負脈沖時，方可同步電視場和電視行信號）。時基： 29）水平掃描速度開關：掃描速度可以分20擋，從0.2µS/div到0.5S/div。當設置到X-Y位置時可用作X-Y示波器。30）水平

7、微調：微調水平掃描時間，使掃描時間被校正到與面板上TIME/DIV指示一致。TIME/DIV掃描速度可連續(xù)變化。當反時針旋轉到底為校正位置。整個延時可達2.5倍以上。32） 水平位移：調節(jié)光跡在屏幕上的水平位置。31） 掃描擴展開關：按下時掃描速度擴展10倍。1） CAL：提供幅度為2Vpp頻率1KHz的方波信號，用于校正10：1探頭的補償電容器和檢測示波器垂直與水平的偏轉因數(shù)。15） GND： 示波器機箱的接地端子。【實驗內容】1 基本操作：單通道操作 (1 )電源接通，電源指示燈亮，約20秒后屏幕光跡出現(xiàn)。如果60秒后還沒有出現(xiàn)光跡，請重新檢查開關和控制旋鈕的設置。（2）分別調節(jié)亮度，聚焦

8、，使光跡亮度適中，清晰。（3）調節(jié)通道1位移旋鈕與軌跡旋轉電位器，使光跡與水平刻度平行。（4）用10:1探頭將校正信號輸入至CH1輸入端。（5）將AC-GND-DC開關設置在AC狀態(tài)一個如圖所示的方波將會出現(xiàn)在屏幕上。（6）調整聚焦使圖像清晰。（7）對于其他信號的觀察，可通過調整垂直衰減開關，掃描時間到所需位置，從而得到清晰的圖形。（8）調整垂直和水平位移旋鈕，使得波形的幅度與時間容易讀出。以上為示波器的最基本操作，通道2的操作與通道1的操作相同。2雙通道操作改變垂直方式到DUAL狀態(tài)，于是通道2的光跡也會出現(xiàn)在屏幕上（與CH2相同）。這時通道1顯示一個方波，而通道2僅顯示一條直線，因為沒有信

9、號接到該通道。現(xiàn)在將校正信號接到CH2的輸入端與CH1一致，將AC-GND-DC開關設置到AC狀態(tài)，調整11）和19）使兩通道的波形大小適中。釋放ALT/CHOP開關，（置于ALT方式）。CH1和CH2的信號交替地顯示在屏幕上，此設定用于觀察掃描時間較短的兩路信號。按下ALT/CHOPA開關，（置于CHOP方式），CH1和CH2上的信號以250KHz的速度獨立的顯示在屏幕上，此設定用于觀察掃描時間較長的兩路信號。在進行雙通道操作時（DUAL或加減方式），必須通過觸發(fā)源信號的開關來選擇通道1或通道2的信號作為觸發(fā)信號。如果CH1和CH2信號同步，則兩個波形都會穩(wěn)定顯示出來。反之，則僅有觸發(fā)信號源

10、的信號可以穩(wěn)定的顯示出來；如果TRIG/ALT開關按下，則兩個波形都會同示穩(wěn)定的顯示出來。3加減操作通過設置“垂直方式開關”到“加”的狀態(tài)，可以顯示CH1和CH2的代數(shù)和，如果CH2的INV開關被按下則為代數(shù)減。為了得到加減的精確值，兩個通道的衰減設置必須一致。4觸發(fā)源的選擇正確的選擇觸發(fā)源對于有效的使用示波器示至關重要的，所以用戶必須熟悉。41 MODE 開關： AUTO： 當為自動模式時，掃描發(fā)生器自由產生一個沒有觸發(fā)信號的掃描信號；當有觸發(fā)信號時，它會自動轉換到觸發(fā)掃描，通常第一次觀察一個波形時，將其設置“AUTO”當穩(wěn)定后再調整其他設置。當其他控制部分設定好后，通常將開關設回到“NOR

11、M”觸發(fā)方式，因為該方式更加靈敏。 NORM： 常態(tài)，通常掃描器保持在靜止狀態(tài)，屏幕上無光跡顯示。 TV-V： 電視場，當需要觀察一個整場的電視信號時，將MODE開關設置到TV-V，對電視信號的場信號進行同步，掃描時間通常設定到2ms/div或5ms/div。 TV-H：電視行，對電視信號的行信號進行同步，掃描時間通常為5s/div顯示幾行信號波形，可以用微調旋鈕調節(jié)掃描時見到所需的行數(shù)。送入示波器的同步信號必須是負極42 觸發(fā)信號源功能： 為了在屏幕上顯示一個穩(wěn)定的波形，需要給觸發(fā)電路提供一個與顯示信號在時間上有關聯(lián)的信號，觸發(fā)源開關就是用來選擇該觸發(fā)信號的。 CH1/CH2：大部分情況下采

12、用內觸發(fā)模式。送到垂直輸入端的信號在預放以前份一支到觸發(fā)電路中。 LINE： 用交流電源的頻率作為觸發(fā)信號。這種方法對于測量與電源頻率有關的信號十分有效。如音響設備的交流噪音，可控硅電路等。 EXT： 用外來信號驅動掃描觸發(fā)電路。該外來信號因與要測的信號有一定的時間關系，波形可以更加獨立的顯示出來。43 觸發(fā)電平和極性開關 當觸發(fā)信號通過一個預置的閥門電平時會產生一個掃描觸發(fā)信號。調整觸發(fā)電平旋鈕可以改變電平，向“+”方向時，閥門電平向正方向移動，向“-”方向時，閥門電平向負方向移動，當在中間位置時，閥門電平在平均位置上。44 觸發(fā)交替開關 當垂直選擇在雙蹤顯示時，該開關用于交替觸發(fā)和交替顯示

13、。在交替放時下，每一個掃描周期，觸發(fā)信號交替一次。這種方式有利于波形幅度、周期的測試，甚至可以觀察兩個在頻率上并無聯(lián)系的波形。但不適合于相位和時間對比的測量。在雙蹤顯示時，如果“CHOP”“TRIG.ALT”同時按下，則不能同步顯示，因為“CHOP” 信號成為觸發(fā)信號。6掃描速度控制調節(jié)掃描速度旋鈕，可以選擇你想要觀察的波形個數(shù)，如果屏幕上顯示的波形過多，則調節(jié)掃描時間更快一些，如果屏幕上只有一個周期的波形，則可以減慢掃描時間。當掃描速度太快時，屏幕上只能觀察到周期信號的一部分。如對于一個方形信號可能在屏幕上顯示的只是一條直線。7掃描擴展 當需要觀察一個波形的一部分時，需要很高的掃描速度。但是如果想要觀察的部分遠離掃描起點，則要觀察的波形可能已經(jīng)出現(xiàn)到屏幕意外。這時就需要使用掃描擴展開關。當掃描開關按下后，顯示的范圍會擴展10倍。8X-Y操作將掃描速度開關設定在X-Y位置時，示波器工作方式為X-Y。X-軸：CH1輸入 Y-軸：CH2輸入將兩個信號發(fā)生器輸出的正弦波信號分別輸入CH1，CH2。則合成了各種李薩如圖形。固定其中一路的輸出頻率為50Hz，調節(jié)另一路的頻率輸出，得到所要求的穩(wěn)定的李薩如圖形，讀出頻率值，與計算值：fx: fy = Ny : Nx 相比較。9探頭校正 如以前所述，示波器探頭可用于一個很寬