示波器的使用

实验五示波器的使用 示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器,与其他测量仪器相 比,示波器具有以下优点:能够显示出被测信号的波形;对被测系统的影响小 具有较高的灵敏度;动态范围大,过载能力强;容易组成综合测试仪器,从而扩 大使用范围:可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。从而把原来非常抽象 的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。在电子测量与测试 仪器中,示波器的使用范围非常广泛,它可以表征的所有参数,如电压、电流 时间、频率和相位差等。若配以适当的传感器,还可以对温度、压力、密度、距 离、声、光、冲击等非电量进行测量。正确使用示波器是进行电子测量的前提。 第一台示波器由一只示波管,一个电源和一个简单的扫描电路组成。发展到今天 已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能 化示波器等近十大系列,示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中 、实验目的要求 1、了解示波器的结构和工作原理,熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法 2、学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。 3、通过观察李沙如图形,学会一种测量正弦波信号频率的方法。 二、实验仪器 双踪示波器、函数信号发生器 见以YB4320/20A/40双踪示波器为例(面版见图1所示),介绍示波器的 般使用方 恒836感 8 的的的⑧回回@的回 仅YB4320A有交替触发 图1YB4320/20A/40/60前面板示意图 1、YB4320/20A/40/60型双踪示波器旋钮和开关的功能 A、电源及示波管控制系统

实验五 示波器的使用 示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器，与其他测量仪器相 比，示波器具有以下优点：能够显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小； 具有较高的灵敏度；动态范围大，过载能力强；容易组成综合测试仪器，从而扩 大使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。从而把原来非常抽象 的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。在电子测量与测试 仪器中，示波器的使用范围非常广泛，它可以表征的所有参数，如电压、电流、 时间、频率和相位差等。若配以适当的传感器，还可以对温度、压力、密度、距 离、声、光、冲击等非电量进行测量。正确使用示波器是进行电子测量的前提。 第一台示波器由一只示波管，一个电源和一个简单的扫描电路组成。发展到今天 已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能 化示波器等近十大系列，示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。 一、实验目的要求 1、了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。 2、学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。 3、通过观察李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。 二、实验仪器 双踪示波器、函数信号发生器 现以 YB4320/20A/40 双踪示波器为例（面版见图 1 所示），介绍示波器的一 般使用方法： 图 1 YB4320/20A/40/60 前面板示意图 1、YB4320/20A/40/60 型双踪示波器旋钮和开关的功能 A、电源及示波管控制系统

交流电源插座,该插座下端装有保险丝管。 (1)电源开关( POWER):按键弹出即为“关位置”。按下为“开”位置 (2)电源指示灯:电源按通时,指示灯亮 (3)亮度旋钮( INTENSITY);顺时针方向旋转,亮度增强 (4)聚焦旋钮( FOSUS、):用来调节光迹及波形的清晰度。 (5)光迹旋转旋钮( TRACE ROTATION):用于调节光迹与水平刻度线平行。 (6)刻度照明旋钮( SCALE‖LUM):用于调节屏幕刻度亮度。 B、垂直系统 (30)通道1输入端[cH1NPUT(X)]:用于垂直方向输入。在X—Y方式时输 入端的信号成为X信号。 (22)(29)、交流一一接地一一直流耦合选择开关(AC-GND-一DC)选择垂直 放大器的耦合方式 交流(AC):垂直输入端由电容器来耦合 接地(GND):放大器的输入端接地 直流(DC):垂直放大器输入端与信号直接耦合 (26)(33):衰减开关(voLT/DⅣ):用于选择垂直偏转灵敏度的调节。如果使 用的是10:1探头。计算时将幅度×10。 (25)(32):垂直微调旋钮( VARIBLE)垂直微调用于连续改变电压偏转灵敏度 此旋钮在正常情况下,应位于顺时针方向旋到底的位置。将旋钮逆 时针方向旋到底垂直方向的灵敏度下降到25倍以上 (20)(36):CH1×5扩展,CH2×5扩展(CH1×5MAG,CH2×5MAG),按下×5扩展 键,垂直方向的信号扩大5倍,最高灵敏度为mv/div (23)(35):垂直移位( POSITION)调节光迹在屏幕中的垂直位置。垂直方式工 作按钮( VERTICAL MODE)垂直方向的工作方式选择 (34):通道1选择(CH1):屏幕上仅显示CH1的信号。 (28):通道2选择(CH2):屏幕上仅显示CH2的信号。 (34)(28):双踪选择(DVAL):同时按下CH1和CH2按钮,屏幕上会出现双 踪并自动以断续或交替方式同时显示CH1和CH2的信号。 (31):叠加(ADD):显示CH1和CH2输入电压的代数和 (21):CH2极性开关( INVERT):按此开关时cH2显示反相电压值。 水平方向部分 (15):扫描时间因数选择开关(TIME/DⅣ):共20档。在0,1us/div~0.2s/div范 围选择扫描速率, (11):Ⅹ—Y控制键。选择Ⅹ—Y工作方式时,垂直偏转信号接入CH2输入端 水平偏转信号接入CH1输入端。 (23):通道2垂直移位键(PosπToN):控制通道2信号在屏幕中的垂直位置, 当工作在Ⅹ—Y方式时,该键用于Y方向的移位 (12):扫描微调控制键( VARIBLE):此旋钮以顺时针旋转到底时处于校准位置, 扫描由τime/Dⅳ开关指示。该旋钮逆时针方向旋转到底,扫描减慢2.5倍 以上。正常工作时,该旋钮位于“校准”位置。 (14):水平移位( POSITION):用于调节轨迹在水平方向移动。顺时针方向旋转, 光迹右移,逆时针方向旋转,光迹左移。 (9):扩展控制键(MAG×5)、(MAG×10,仅YB4360)按下去时扫描因数×5扩展或 10扩展.。扫描时间是Time/Di开关指示数值的1/5或1/10。例如,用

交流电源插座，该插座下端装有保险丝管。 （1） 电源开关（POWER）：按键弹出即为“关位置”。按下为“开”位置。 （2） 电源指示灯：电源按通时，指示灯亮。 （3） 亮度旋钮（INTENSITY）；顺时针方向旋转，亮度增强。 （4） 聚焦旋钮（FOSUS、）：用来调节光迹及波形的清晰度。 （5） 光迹旋转旋钮（TRACE ROTATION）：用于调节光迹与水平刻度线平行。 （6） 刻度照明旋钮（SCALE ILLUM）：用于调节屏幕刻度亮度。 B、垂直系统 （30）通道 1 输入端[CH1 INPUT （X）]：用于垂直方向输入。在 X－Y 方式时输 入端的信号成为 X 信号。 （22）（29）、交流――接地――直流 耦合选择开关（AC－GND－DC）选择垂直 放大器的耦合方式。 交流(AC)：垂直输入端由电容器来耦合 接地(GND)：放大器的输入端接地 直流(DC)：垂直放大器输入端与信号直接耦合。 （26）（33）：衰减开关（VOLT/DIV）：用于选择垂直偏转灵敏度的调节。如果使 用的是 10：1 探头。计算时将幅度×10。 （25）（32）：垂直微调旋钮（VARIBLE）垂直微调用于连续改变电压偏转灵敏度。 此旋钮在正常情况下，应位于顺时针方向旋到底的位置。将旋钮逆 时针方向旋到底垂直方向的灵敏度下降到 2.5 倍以上。 （20）（36）：CH1×5 扩展，CH2×5 扩展（CH1×5MAG，CH2×5MAG），按下×5 扩展 键，垂直方向的信号扩大 5 倍，最高灵敏度为 1mv/div。 （23）（35）：垂直移位（POSITION）调节光迹在屏幕中的垂直位置。垂直方式工 作按钮（VERTICAL MODE）垂直方向的工作方式选择。 （34）：通道 1 选择（CH1）：屏幕上仅显示 CH1 的信号。 （28）：通道 2 选择（CH2）：屏幕上仅显示 CH2 的信号。 （34）（28）：双踪选择（DVAL）：同时按下 CH1 和 CH2 按钮，屏幕上会出现双 踪并自动以断续或交替方式同时显示 CH1 和 CH2 的信号。 （31）：叠加（ADD）：显示 CH1 和 CH2 输入电压的代数和。 （21）：CH2 极性开关（INVERT）：按此开关时 CH2 显示反相电压值。 C、水平方向部分 （15）：扫描时间因数选择开关（TIME/DIV）：共 20 档。在 0.1μs/div~0.2s/div 范 围选择扫描速率。 （11）：X—Y 控制键。选择 X—Y 工作方式时，垂直偏转信号接入 CH2 输入端， 水平偏转信号接入 CH1 输入端。 （23）：通道 2 垂直移位键（POSITION）：控制通道 2 信号在屏幕中的垂直位置， 当工作在 X—Y 方式时，该键用于 Y 方向的移位。 （12）：扫描微调控制键（VARIBLE）：此旋钮以顺时针旋转到底时处于校准位置， 扫描由 Time/Div 开关指示。该旋钮逆时针方向旋转到底，扫描减慢 2.5 倍 以上。正常工作时，该旋钮位于“校准”位置。 （14）：水平移位（POSITION）：用于调节轨迹在水平方向移动。顺时针方向旋转， 光迹右移，逆时针方向旋转，光迹左移。 （9）：扩展控制键（MAG×5）、(MAG×10,仅 YB4360)按下去时,扫描因数×5 扩展或 ×10 扩展.。扫描时间是 Time/Div 开关指示数值的 1/5 或 1/10。例如，用

5扩展时,100μs/Dⅳ为20μs/Dⅳ。部分波形的扩展:将波形的尖端移到 水平尺寸的中心,按下x5或×10扩展按钮,波形将扩展5倍或10倍 (8):ALT扩展按钮(ALT—MAG):按下此键,扫描因数×1;×5或×10同时 显示。此时要把放大部分移到屏幕中心,按下ALT-MAG键。扩展以后的 光迹可由光迹分离控制键(13)移位距×1光迹1.5div或更远的地方。 同时使用垂直双踪方式和水平ALT-MAG可在屏幕上同时显示四条光迹 D、触发(TRG) (18):触发源选择开关( SOVRCE):选择触发信号源。 内触发(INT):CH1或CH2上的输入信号是触发信号 通道2触发(CH2):CH2上的输入信号是触发信号。 电源触发(LNE):电源频率成为触发信号。 外触发(EXT):触发输入上的触发信号是外部信号,用于特殊信号的触 (43):交替触发( ALT TRIG):在双踪交替显示时,触发信号交替来自于两个Y 通道,此方式可用于同时观察两路不相关的信号 (19):外触发输入插座( EXT INPVT):用于外部触发信号的输入 (17):触发电平旋钮( TRIG LEVEL):用于调节被测信号在某一电平触发同步。 (10):触发极性按钮( SLOPE):触发极性选择。用于选择信号的上升沿和下降 沿触发。 (16):触发方式选择( TRIG MODE): 自动(AUTO):在自动扫描方式时,扫描电路自动进行扫描。在没有信号 输入或输入信号没有被触发同步时,屏幕上仍然可以显示扫描基线。 常态(NoRM):有触发信号才能扫描,否则屏幕上无扫描线显示。当输 入信号频率低于20HZ时,用常态触发方式。 (41):z轴输入连接器(后面板)( Z AXTS INPVT):Z轴输入端。加入信号 时,辉度降低;加入负信号时,辉度增加。常态下的5VP-P的信号能产生 明显的辉度调节 (39):通道1输出(cH1oT):通道1信号输出连接器,可用于频率计数器 输入信号 (7):校准信号(CAL):电压幅度为0.5VP-P频率为1KHZ的方波信号。 (27):接地柱⊥:接地端 三、实验原理 (一)、示波器的结构及简单工作原理 示波器一般由5个部分组成,如图2所示:(1)示波管;(2)信号放大器和 衰减器(3)扫描发生器;(4)触发同步电路;(5)电源。下面分别加以简单说 明

×5 扩展时，100μs/Div 为 20μs/Div。部分波形的扩展：将波形的尖端移到 水平尺寸的中心，按下×5 或×10 扩展按钮，波形将扩展 5 倍或 10 倍。 （8）：ALT 扩展按钮（ALT—MAG）：按下此键，扫描因数×1；×5 或×10 同时 显示。此时要把放大部分移到屏幕中心，按下 ALT—MAG 键。扩展以后的 光迹可由光迹分离控制键（13）移位距×1 光迹 1.5div 或更远的地方。 同时使用垂直双踪方式和水平 ALT—MAG 可在屏幕上同时显示四条光迹。 D、触发（TRIG） （18）：触发源选择开关（SOVRCE）：选择触发信号源。 内触发（INT）：CH1 或 CH2 上的输入信号是触发信号。 通道 2 触发（CH2）：CH2 上的输入信号是触发信号。 电源触发（LINE）：电源频率成为触发信号。 外触发（EXT）：触发输入上的触发信号是外部信号，用于特殊信号的触 发。 （43）：交替触发（ALT TRIG）：在双踪交替显示时，触发信号交替来自于两个 Y 通道，此方式可用于同时观察两路不相关的信号。 （19）：外触发输入插座（EXT INPVT）：用于外部触发信号的输入。 （17）：触发电平旋钮（TRIG LEVEL）：用于调节被测信号在某一电平触发同步。 （10）：触发极性按钮（SLOPE）：触发极性选择 。用于选择信号的上升沿和下降 沿触发。 （16）：触发方式选择（TRIG MODE）： 自动（AUTO）：在自动扫描方式时，扫描电路自动进行扫描。在没有信号 输入或输入信号没有被触发同步时，屏幕上仍然可以显示扫描基线。 常态（NORM）：有触发信号才能扫描，否则屏幕上无扫描线显示。当输 入信号频率低于 20HZ 时，用常态触发方式。 （41）：Z 轴输入连接器（后面板） （Z AXTS INPVT）：Z 轴输入端。加入信号 时，辉度降低；加入负信号时，辉度增加。常态下的 5VP-P 的信号能产生 明显的辉度调节。 （39）：通道 1 输出（CH1 OVT）：通道 1 信号输出连接器，可用于频率计数器 输入信号。 （7）：校准信号（CAL）：电压幅度为 0.5VP-P 频率为 1KHZ 的方波信号。 （27）：接地柱⊥：接地端。 三、实验原理 （一）、示波器的结构及简单工作原理 示波器一般由 5 个部分组成，如图 2 所示：（1）示波管；(2)信号放大器和 衰减器（3）扫描发生器；（4）触发同步电路；（5）电源。下面分别加以简单说 明

1.示波管 示波管主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分,全都密封在玻璃外壳内, 里面抽成高真空。下面分别说明各部分的作用 (1)荧光屏:它是示波器的显示部分,当加速聚焦后的电子打到荧光上时 屏上所涂的荧光物质就会发光,从而显示出电子束的位置。当电子停止作用后, 荧光剂的发光需经一定时间才会停止,称为余辉效应 (2)电子枪:由灯丝H、阴极κ、控制栅极G、第一阳极A1、第二阳极A 五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属筒,被加 热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒,套在阴极外面。它的电位比 阴极低,对阴极发射岀来的电子起控制作用,只有初速度较大的电子才能穿过栅 极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“亮度”调整就是 通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度,从而改变了屏上的光斑亮度。阳 极电位比阴极电位高很多,电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、 第一阳极、第二阳极之间的电位调节合适时,电子枪内的电场对电子射线有聚焦 作用,所以第一阳极也称聚焦阳极。第二阳极电位更高,又 称加速阳极。面板上的“聚焦”调节,就是调第一阳极电位 使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还 有“辅助聚焦”,实际是调节第二阳极电位。 (3)偏转系统:它由两对相互垂直的偏转板组成 对垂直偏转板Y,一对水平偏转板X。在偏转板上加以适当 电压,电子束通过时,其运动方向发生偏转,从而使电子束 在荧光屏上的光斑位置也发生改变。容易证明,光点在荧光 屏上偏移的距离与偏转板上所加的电压成正比,因而可将电 压的测量转化为屏上光点偏移距离的测量,这就是示波器测 量电压的原理 2、信号放大器和衰减器 示波管本身相当于一个多量程电压表,这一作用是靠信 号放大器和衰减器实现的。由于示波管本身的X及Y轴偏转 图3锯齿波

0 t Ux 图 3 锯齿波 1．示波管 示波管主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分，全都密封在玻璃外壳内， 里面抽成高真空。下面分别说明各部分的作用。 （1）荧光屏：它是示波器的显示部分，当加速聚焦后的电子打到荧光上时， 屏上所涂的荧光物质就会发光，从而显示出电子束的位置。当电子停止作用后， 荧光剂的发光需经一定时间才会停止，称为余辉效应。 （2）电子枪：由灯丝 H、阴极 K、控制栅极 G、第一阳极 A1、第二阳极 A2 五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属筒，被加 热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比 阴极低，对阴极发射出来的电子起控制作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅 极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“亮度”调整就是 通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。阳 极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、 第一阳极、第二阳极之间的电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚焦 作用，所以第一阳极也称聚焦阳极。第二阳极电位更高，又 称加速阳极。面板上的“聚焦”调节，就是调第一阳极电位， 使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还 有“辅助聚焦”，实际是调节第二阳极电位。 （3）偏转系统：它由两对相互垂直的偏转板组成，一 对垂直偏转板 Y，一对水平偏转板 X。在偏转板上加以适当 电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束 在荧光屏上的光斑位置也发生改变。容易证明，光点在荧光 屏上偏移的距离与偏转板上所加的电压成正比，因而可将电 压的测量转化为屏上光点偏移距离的测量，这就是示波器测 量电压的原理。 2、信号放大器和衰减器 示波管本身相当于一个多量程电压表，这一作用是靠信 号放大器和衰减器实现的。由于示波管本身的 X 及 Y 轴偏转

板的灵敏度不高(约01-1mm/),当加在偏转板的信号过小时,要预先将小的 信号电压加以放大后再加到偏转板上。为此设置X轴及Y轴电压放大器。衰减器 的作用是使过大的输入信号电压变小以适应放大器的要求,否则放大器不能正常 工作,使输入信号发生畸变,甚至使仪器受损。对一般示波器来说,X轴和γ轴 都设置有衰减器,以满足各种测量的需要 3、扫描系统(扫描发生器) 扫描系统也称时基电路,用来产生一个随时间作线性变化的扫描电压,这种 扫描电压随时间变化的关系如同锯齿,故称锯齿波电压,如图8-5所示,这个电 压经X轴放大器放大后加到示波管的水平偏转板上,使电子束产生水平扫描。这 样,屏上的水平坐标变成时间坐标,y轴输入的被测信号波形就可以在时间轴上 展开。扫描系统是示波器显示被测电压波形必需的重要组成部分 (二)、示波器显示波形的原理 如果只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压,则电子束的亮点将随电压的变 化在竖直方向来回运动,如果电压频率较高,则看到的是一条竖直亮线,如图 8-6所示。要能显示波形,必须同时在水平偏转板上加一扫描电压,使电子束的 亮点沿水平方向拉开。这种扫描电压的特点是电压随时间成线性关系增加到最大 值,最后突然回到最小,此后再重复地变化。这种扫描电压即前面所说的“锯齿 波电压”,如图3所示。当只有锯齿波电压加在水平偏转板上时,如果频率足够 高,则荧光屏上只显示一条水 平亮线 如果在竖直偏转板上(简 称Y轴)加正弦电压,同时在 水平偏转板上(简称X轴)加 锯齿波电压,电子受竖直、水 平两个方向的力的作用,电子 的运动就是两相互垂直的运动 图4正弦波 的合成。当锯齿波电压比正弦 电压变化周期稍大时,在荧光屏上将能显示出完整周期的所加正弦电压的波形 图 (三)触发同步的概念 如果正弦波和锯齿波电U↑ 压的周期稍微不同,屏上出现- 的是一移动着的不稳定图形。 这种情形可用图5说明。设锯 齿波电压的周期T比正弦波 电压周期T稍小,比方说n T/≠=7/8。在第一扫描周期 内,屏上显示正弦信号0—4 点之间的曲线段;在第二周期 Ty 内,显示4-8点之间的曲线 图5不同步时波形 段,起点在4处;第三周期内, 显示8-11点之间的曲线段, 起点在8处。这样,屏上显示的波形每次都不重叠,好象波形在向右移动。同理

板的灵敏度不高（约 0.1—1mm/V），当加在偏转板的信号过小时，要预先将小的 信号电压加以放大后再加到偏转板上。为此设置 X 轴及 Y 轴电压放大器。衰减器 的作用是使过大的输入信号电压变小以适应放大器的要求，否则放大器不能正常 工作，使输入信号发生畸变，甚至使仪器受损。对一般示波器来说，X 轴和 Y 轴 都设置有衰减器，以满足各种测量的需要。 3、扫描系统（扫描发生器） 扫描系统也称时基电路，用来产生一个随时间作线性变化的扫描电压，这种 扫描电压随时间变化的关系如同锯齿，故称锯齿波电压，如图 8-5 所示，这个电 压经 X 轴放大器放大后加到示波管的水平偏转板上，使电子束产生水平扫描。这 样，屏上的水平坐标变成时间坐标，Y 轴输入的被测信号波形就可以在时间轴上 展开。扫描系统是示波器显示被测电压波形必需的重要组成部分。 （二）、示波器显示波形的原理 如果只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压，则电子束的亮点将随电压的变 化在竖直方向来回运动，如果电压频率较高，则看到的是一条竖直亮线，如图 8-6 所示。要能显示波形，必须同时在水平偏转板上加一扫描电压，使电子束的 亮点沿水平方向拉开。这种扫描电压的特点是电压随时间成线性关系增加到最大 值，最后突然回到最小，此后再重复地变化。这种扫描电压即前面所说的“锯齿 波电压”，如图 3 所示。当只有锯齿波电压加在水平偏转板上时，如果频率足够 高，则荧光屏上只显示一条水 平亮线。 如果在竖直偏转板上（简 称 Y 轴）加正弦电压，同时在 水平偏转板上（简称 X 轴）加 锯齿波电压，电子受竖直、水 平两个方向的力的作用，电子 的运动就是两相互垂直的运动 的合成。当锯齿波电压比正弦 电压变化周期稍大时，在荧光屏上将能显示出完整周期的所加正弦电压的波形 图。 （三）、触发同步的概念 如果正弦波和锯齿波电 压的周期稍微不同，屏上出现 的是一移动着的不稳定图形。 这种情形可用图 5 说明。设锯 齿波电压的周期 Tx 比正弦波 电压周期 Ty 稍小，比方说 Tx/Ty=7/8。在第一扫描周期 内，屏上显示正弦信号 0—4 点之间的曲线段；在第二周期 内，显示 4—8 点之间的曲线 段，起点在 4 处；第三周期内， 显示 8—11 点之间的曲线段， 起点在 8 处。这样，屏上显示的波形每次都不重叠，好象波形在向右移动。同理， 图 5 不同步时波形 t 0 Uy 图 4 正弦波 Ty Tx 3 Uy t 1 2 4 5 7 6 9 10 11 8 12 0 1 6 9 2 5 4 7 10 4,11 8 8 3 0 Ux t Tx=－Ty ７ ８

如果π比稍大,则好象在向左移动。以上描述的情况在示波器使用过程中经 常会出现。其原因是扫描电压的周期与被测信号的周期不相等或不成整数倍,以 致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。为了使屏上的图形稳 定,必须使T/T=n(n=1,2,3,…),n是屏上显示完整波形的个数。 为了获得一定数量的波形,示波器上设有“扫描时间”(或“扫描范围”)、 “扫描微调”旋钮,用来调节锯齿波电压的周期π(或频率彡),使之与被测信 号的周期T(或频率∫)成合适的关系,从而在示波器屏上得到所需数目的完整 的被测波形。输入y轴的被测信号与示波器内部的锯齿波电压是互相独立的。由 于环境或其它因素的影响,它们的周期(或频率)可能发生微小的改变。这时, 虽然可通过调节扫描旋钮将周期调到整数倍的关系,但过一会儿又变了,波形又 移动起来。在观察高频信号时这种问题尤为突出。为此示波器内装有扫描同步装 置,让锯齿波电压的扫描起点自动跟着被测信号改变,这就称为整步(或同步)。 有的示波器中,需要让扫描电压与外部某一信号同步,因此设有“触发选择”键, 可选择外触发工作状态,相应设有“外触发”信号输入端。 (四)、示波器的应用 1、示波器观察电信号波形。 将待观察信号从或Σ,端接入加到γ偏转板,Ⅹ偏转板加上扫描电压信号, 调节辉度旋钮、聚集旋钮、κ、γ位移旋钮,调节电压偏转因数旋钮和扫描时间旋 钮,再调节同步触发电平旋钮,即看到待观察信号波形。 2、测量电压 利用示波器可以方便测出电压值,实际上示波器所做的任何测量都归结为电 压的测量。其原理基于被测量的电压使电子束产生与之成正比的偏转。 计算公式为 0(0=yk (1) 式中,y为电子束沿y轴方向的偏转量,用格数(DⅣ)表示;k,为示波器 轴的电压偏转因数(v/DⅣ)即(伏/格)。 3、测量频率 (1)周期换算法 周期换算法所依据的原理是频率与周期成倒数关系 姐位差角 0 信号的周期可频率比 以用扫描速度值乘 以被测信号波形的 1:1 又一个周期在荧光 屏上的水平偏转距 离而求得T=1·x(T 扫描速度×一个周 1:2 期水平距离),故信 号的频率便可以算 出 (2)李萨如图 形法 图6李萨如图形

如果 Tx 比 Ty稍大，则好象在向左移动。以上描述的情况在示波器使用过程中经 常会出现。其原因是扫描电压的周期与被测信号的周期不相等或不成整数倍，以 致每次扫描开始时波形曲线上的起点均不一样所造成的。为了使屏上的图形稳 定，必须使 Tx/Ty=n（n＝1，2，3，…），n 是屏上显示完整波形的个数。 为了获得一定数量的波形，示波器上设有“扫描时间”（或“扫描范围”）、 “扫描微调”旋钮，用来调节锯齿波电压的周期 Tx（或频率 fx），使之与被测信 号的周期 Ty（或频率 fy）成合适的关系，从而在示波器屏上得到所需数目的完整 的被测波形。输入 Y 轴的被测信号与示波器内部的锯齿波电压是互相独立的。由 于环境或其它因素的影响，它们的周期（或频率）可能发生微小的改变。这时， 虽然可通过调节扫描旋钮将周期调到整数倍的关系，但过一会儿又变了，波形又 移动起来。在观察高频信号时这种问题尤为突出。为此示波器内装有扫描同步装 置，让锯齿波电压的扫描起点自动跟着被测信号改变，这就称为整步（或同步）。 有的示波器中，需要让扫描电压与外部某一信号同步，因此设有“触发选择”键， 可选择外触发工作状态，相应设有“外触发”信号输入端。 （四）、示波器的应用 1、示波器观察电信号波形。 将待观察信号从Y1或Y2 端接入加到 Y 偏转板，X 偏转板加上扫描电压信号， 调节辉度旋钮、聚集旋钮、x、y 位移旋钮,调节电压偏转因数旋钮和扫描时间旋 钮，再调节同步触发电平旋钮，即看到待观察信号波形。 2、测量电压 利用示波器可以方便测出电压值，实际上示波器所做的任何测量都归结为电 压的测量。其原理基于被测量的电压使电子束产生与之成正比的偏转。 计算公式为 ( ) U y t  yk （1） 式中，y 为电子束沿 y 轴方向的偏转量，用格数（DIV）表示； y k 为示波器 y 轴的电压偏转因数（V/DIV）即（伏/格）。 3、测量频率 （1）周期换算法 周期换算法所依据的原理是频率与周期成倒数关系： T f 1  (2) 信 号 的 周 期 可 以用扫描速度值乘 以被测信号波形的 又一个周期在荧光 屏上的水平偏转距 离而求得T  t  x（T= 扫描速度×一个周 期水平距离），故信 号的频率便可以算 出。 （2）李萨如图 形法 1:1 1:2 1:3 2:3 频率比 相位差角 0 1 4  1 2  3 4   图 6 李萨如图形

设将未知频率的电压U和已知频率的电压Ux(均为正弦电压),分别送 到示波器的Y轴和X轴,则由于两个电压的频率、振幅和相位的不同,在荧光屏 上将显示各种不同波形,一般得不到稳定的图形,但当两电压的频率成简单整数 比时,将出现稳定的封闭曲线,称为李萨如图形。根据这个图形可以确定两电压 的频率比,从而确定待测频率的大小。 图6列出各种不同的频率比在不同相位差时的李萨如图形,不难得出: 加在】轴电压的频率水平直线与图形相交的点数N 加在X轴电压的频率f:垂直直线与图形相交的点数N 所以未知频率 fy=xfr 四、实验内容 1、用示波器测量之前的调节 接下电源开关红色指示灯发光表明电源已接通。向右调节”亮度”旋钮,在 示波器屏上可看到一条水平扫描线,将扫描速度旋钮向右旋转到ⅹy方式,看到 光点。当F或V接入正弦交流信号时,可看到一条竖直线或一条水平线。使其亮 度适中,调节”聚集”旋钮,使光点圆而小或使扫描线细亮。 2、用示波器观察交流信号波形,将信号发生器的正弦波、三角波、方波等 不同波形和不同频率的信号从示波器的H或Y2端输入,调示波器的亮度旋钮、聚 集旋钮、电压偏转因数旋钮、扫描速度旋钮、同步电平旋钮适中即可观察到被测 信号波形。 测量各种交流信号电压的峰峰值Umm,并计算它们的有效值。 表一 (一)交流信号电压测量(注: 波形 正弦波 角波U=0577m方波U=Um 测量值 U=U/v2 电压偏转因数k,(v/DV) 峰峰垂直距离y[ 峰-峰值U, 有效值U(V) 、测量交流信号的频率,用周期测量法测交流信号一个周期值,换算出频 率值

设将未知频率 fy的电压 Uy和已知频率 fx 的电压 Ux（均为正弦电压），分别送 到示波器的 Y 轴和 X 轴，则由于两个电压的频率、振幅和相位的不同，在荧光屏 上将显示各种不同波形，一般得不到稳定的图形，但当两电压的频率成简单整数 比时，将出现稳定的封闭曲线，称为李萨如图形。根据这个图形可以确定两电压 的频率比，从而确定待测频率的大小。 图 6 列出各种不同的频率比在不同相位差时的李萨如图形，不难得出： 所以未知频率 x y x y f N N f  （3） 四、实验内容 1、 用示波器测量之前的调节 接下电源开关,红色指示灯发光,表明电源已接通。向右调节”亮度”旋钮，在 示波器屏上可看到一条水平扫描线，将扫描速度旋钮向右旋转到 x-y 方式，看到 光点。当Y1或Y2 接入正弦交流信号时,可看到一条竖直线或一条水平线。使其亮 度适中，调节”聚集”旋钮，使光点圆而小或使扫描线细亮。 2、用示波器观察交流信号波形，将信号发生器的正弦波、三角波、方波等 不同波形和不同频率的信号从示波器的Y1或Y2 端输入，调示波器的亮度旋钮、聚 集旋钮、电压偏转因数旋钮、扫描速度旋钮、同步电平旋钮适中即可观察到被测 信号波形。 3、测量各种交流信号电压的峰-峰值Umm ，并计算它们的有效值。 表一 （一）交流信号电压测量 (注：Um = 2 Umm ) 4、测量交流信号的频率，用周期测量法测交流信号一个周期值，换算出频 率值。 波形 测量值 正弦波 U= 2 Um 三角波 U=0.577U m 方波 U=Um 电压偏转因数 y k (V/DIV) 峰-峰垂直距离 y (DIV) 峰-峰值Umm (V) 有效值 U(V) y x x y N N X f Y f 垂直直线与图形相交的点数 水平直线与图形相交的点数 加在 轴电压的频率 加在 轴电压的频率 

表二 (二)周期换算法测交流信号频率 波形 正弦波 三角波 方波 测量值 扫描速度值tms/DⅣV) 上一个周期水平距离X0M 周期值T(s) 频率值∫(Hz) 5、观察李萨如图形,从两个信号源输出正弦波信号到示波器的H和H2通道, 在ⅹy方式下观察显示图形。固定H通道信号的电压幅度和频率,调节H2信号的 电压与频率,观察图形的变化(该图形称为李萨如图形)。根据(3)式计算待测 频率∫值。 表三 (三)李萨如图形法测正弦波信号频率Ufx=50Hz) 2:1 李萨如图形(稳定时) N fx(hz) 50 50 50 fy(hz)

表二 (二) 周期换算法测交流信号频率 5、观察李萨如图形，从两个信号源输出正弦波信号到示波器的Y1和Y2 通道， 在 x-y 方式下观察显示图形。固定Y1通道信号的电压幅度和频率，调节Y2 信号的 电压与频率，观察图形的变化（该图形称为李萨如图形）。根据（3）式计算待测 频率 y f 值。 表三 （三） 李萨如图形法测正弦波信号频率 (fx =50 Hz) fx ：fy 1:1 1:2 1:3 2:3 2:1 李萨如图形（稳定时） Nx Ny fx (Hz) 50 50 50 50 50 fy (Hz) 波形 测量值 正弦波 三角波 方波 扫描速度值 t(ms/DIV) 一个周期水平距离 X(DIV) 周期值 T（s） 频率值 f (Hz)