示波器原理及使用

2022-08-30 00:08:36 字數 1422 閱讀 3174

1樓:韶淑敏學鶯

原理示波器

動態顯示隨時間變化的電壓訊號思路是將電壓加在電極板上,極板間形成相應的變化電場,使進入這變化電場的電子運動情況相應地隨時間變化,最後把電子運動的軌跡用

熒光屏顯示出來。示波器主要由

示波管(見圖1))和複雜的

電子線路

構成。示波器的基本結構見圖2。

圖1示波管示意圖

圖2示波器的基本結構

簡圖1.偏轉電場控制

電子束在視屏上的軌跡

偏轉電壓u與偏轉位移y(或x)成正比關係。如圖3所示:

。圖3偏轉電壓u與偏轉位移y

如果只在豎直偏轉板(y軸)上加一正弦電壓,則電子只在豎直方向隨

電壓變化

而往復運動,見圖4。要能夠顯示波形,必須在水平偏轉板(x軸)上加一掃描電壓,見圖5。

圖4訊號隨時間變化的規律

(加在y偏轉板)

圖5鋸齒波

電壓(加在x偏轉板)

示波器顯示波形實質:見圖6,沿y軸方向的

簡諧運動

與沿x軸方向的

勻速運動

合成的一種合運動。顯示穩定波形的條件:掃描電壓週期應為被測訊號週期的整數倍,即tx=nty

(n=1,2,3…)(見圖7)

2.同步掃描(其目的是保證掃描週期是訊號週期的整數倍)

若沒有「掃描」(橫向的掃描電壓),被測訊號隨時間規律變化規律就顯示不出來;如果沒有「整步」,就得不到穩定的波形影象。

為了達到「整步」目的,示波器採用三種方式:「內整步」:將待測訊號一部分加到掃描

圖6示波器顯示波形原理圖(tx=ty)

圖7tx=2ty時合成的圖形

發生器,當待測

訊號頻率

fy有微小變化,它將迫使

掃描頻率

fx追蹤其變化,保證波形的完整穩定;「外整步」:從外部電路中取出訊號加到掃描發生器,迫使掃描頻率fx變化,保證波形的完整穩定;「電源整步」:整步訊號從

電源變壓器

獲得。一般在觀察訊號時,都採用「內整步」(或稱為「內觸發」)。

注:若為同步顯示的波形出現走動狀態,此時應調節:掃描步長,整步方式(一定打在「內」),「電平」位置。

3.利薩如圖形

利薩如圖形形成實質:沿y軸方向的簡諧運動與沿x軸方向的

簡諧振動

合成的一種合運動。

利用利薩如圖形測定未知訊號的頻率

公式:式中的

、分別為利薩如圖形於x、y軸的切點數。

4.測正弦波的峰-峰值vp-p、週期t

用示波器觀察正弦波波形,若該訊號輸入通道的

標度因子

為v0,單位為伏/釐米(v/cm),被測正弦波的正、負峰之間的距離在熒光屏上所佔的高度為h釐米,則

若正弦波此時的時間掃描軸的單位是t/cm,一個週期的正弦波形在熒光屏上

橫軸所佔長度為lcm,則

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