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1、西南大学电子信息工程学院,1,电子测量技能训练 示波器的原理与使用,主讲人：刘东卓E-mail：,西南大学电子信息工程学院,2,一、示波器原理,示波管波形显示原理,示波管内部的电子枪发射电子，通过电场加速，高速轰击荧光粉，使荧光粉发光,发光原理,示波器原理与使用,西南大学电子信息工程学院,3,电子在加速的过程中，如果同时受到垂直方向的电场力F偏转，其运动方向将会发生改变（偏转）,由于F偏转uy，所以电子打在荧光屏上偏离中心的距离y正比于偏转电压uy,偏转原理：,西南大学电子信息工程学院,4,设置两个偏转板，分别加上偏转电压ux、uy，则电子轰击荧光屏的位置如图所示，其中xux，yuy。,若偏转
2、电压ux、uy随时间变化，则时间不同，ux、uy不同，电子轰击荧光屏的位置不同,西南大学电子信息工程学院,5,如果X偏转板所加电压与时间成线形关系uxt，,则 xuxt,电子在荧光屏上扫描出的轨迹就是uy的波形,电子在X方向的偏转距离即可表示时间t,西南大学电子信息工程学院,6,波形显示原理,西南大学电子信息工程学院,7,同步原理,当ux为周期性线形锯齿波时，电子将在荧光屏上不断地从左到右重复扫描，若每次扫描的轨迹不重复，我们看到的是不断移动的波形，这种现象称为波形不同步。,西南大学电子信息工程学院,8,为了看到稳定的波形，电子在荧光屏上重复扫描的轨迹必须相同。当ux的周期Tx为uy周期Ty的
3、整数倍时，即可达到这个目的,西南大学电子信息工程学院,9,为了实现同步，锯齿波的周期必须与被测信号的周期严格保持整数倍关系。为此必须用被测信号本身（内触发信号）或与之有关系的另一信号（外触发信号）去控制X扫描发生器的周期，这个任务由触发电路完成。当触发信号从小到大（或从大到小）变化通过某一电平（称为触发电平）时，触发电路即产生一个脉冲，该脉冲用来控制锯齿波开始扫描,西南大学电子信息工程学院,10,实现同步的条件有触发信号触发信号与被测信号有关系触发信号与触发电平有相等的时刻 以上条件必须同时满足,西南大学电子信息工程学院,11,示波器的基本结构与主要调节旋钮,西南大学电子信息工程学院,12,对
4、被测信号进行放大（衰减）、叠加、选择,Y通道,西南大学电子信息工程学院,13,输入耦合方式AC：交流耦合，只能测交流电压DC：直流耦合，测交直流总电压：接地，输入信号不能进入示波器,西南大学电子信息工程学院,14,Y轴灵敏度调节粗调：V/div，可以调节显示的幅度细调：连续调节。定量测量电压幅度时，细调旋纽必须置校正位置,西南大学电子信息工程学院,15,Y轴位移实质是将直流电压与被测信号叠加,西南大学电子信息工程学院,16,垂直方式(Y轴显示通道)选择CH1：只显示第一通道信号CH2：只显示第二通道信号CH1 CH2：同时显示两通道信号(双踪显示)CH1CH2：将两个信号叠加后显示(单踪),西
5、南大学电子信息工程学院,17,双踪显示时控制模拟开关切换的速度交替：从左到右扫完一个波形后切换到另一个波形断续：从从左到右一次扫描过程中，在两个波形之间快速切换,西南大学电子信息工程学院,18,X通道,产生锯齿型扫描信号，进行同步控制,西南大学电子信息工程学院,19,触发源选择内：以当前被测信号作触发信号CH2:固定以CH2作触发信号外触发：通过EXT端子输入信号作触发信号,西南大学电子信息工程学院,20,触发电平调节触发信号与触发电平比较产生触发脉冲控制扫描信号发生器的周期,西南大学电子信息工程学院,21,扫描方式自动：即使没有触发脉冲，也会产生锯齿扫描信号常态：如果没有触发脉冲，将没有锯齿
6、扫描信号导致没有扫描线,西南大学电子信息工程学院,22,扫描速度粗调：t/div，调节横轴每格代表的时间细调：连续调节。定量测量周期时，细调旋纽必须置校正位置,水平位移,西南大学电子信息工程学院,23,有的示波器设有触发极性（“”、“”）选择,西南大学电子信息工程学院,24,显示两个波形的关系曲线,XY功能,西南大学电子信息工程学院,25,西南大学电子信息工程学院,26,XY模式下显示的图形称为李沙育图形,只有当X与Y信号的频率之比为整数之比时，才可以观察到稳定的李沙育图形,李沙育图形与横轴和纵轴的交点数之比及为X与Y信号的频率之比,西南大学电子信息工程学院,27,1、示波器三种现象的排除：不
7、亮、无形、不稳2、定量测量问题3、如何迅速判断示波器是否基本正常4、干扰大（共地问题）5、如何判断探头的好坏,二、示波器的正确使用问题,西南大学电子信息工程学院,28,示波器三种现象的处理,不亮什么也没有无形只有一条亮线不稳有很多不断左右移动的波形或者一条亮带,西南大学电子信息工程学院,29,“不亮”的原因及处理办法,1、辉度（亮度）太低,3、位移太偏,4、显示幅度太大（远远超过屏幕能够显示的范围）,将辉度调高,将X、Y位移大约置中间位置,2、扫描方式选择了“常态”，同时没有足够幅度的触发信号,将扫描方式置于“自动”,将Y轴耦合方式置于接地状态，应该出现亮线出现亮线之后再切换到AC或DC，调节
8、“V/div”,西南大学电子信息工程学院,30,“无形”的原因及处理办法,1、垂直方式（显示通道）选择不正确,选择显示通道与被测信号进入的通道一致,2、Y轴耦合方式选择了接地,4、示波器探头有问题,耦合方式选“AC”或“DC”,用手碰触探头看示波器有没有反应,3、显示幅度太小,调节Y轴灵敏度“V/div”,西南大学电子信息工程学院,31,“不稳”的原因及处理办法,1、触发源选择不正确,2、触发信号幅度达不到触发电平,触发源选择与被测信号进入的通道一致,调节触发电平，或调V/div，使显示的幅度增大,西南大学电子信息工程学院,32,定量测量要注意的问题,测幅度：Y轴灵敏度微调必须置“校正”,测时
9、间：X轴扫描速度微调必须置“校正”,可用示波器提供的校准信号检验测量结果是否准确,注意：探头是否有衰减功能是否设置了Y轴扩展,注意：是否设置了X轴扩展,西南大学电子信息工程学院,33,如何迅速判断示波器是否基本正常,首先保证要“亮”,(若不“动”，参照“无形”的处理办法),（若不亮，参照“不亮”的处理办法）,然后用手碰触探头要“动”,西南大学电子信息工程学院,34,干扰大的问题,信号太弱探头接地线不通示波器与被测电路没有“共地”,西南大学电子信息工程学院,35,如何迅速判断探头的好坏,示波器各旋纽开关设置好后手碰探钩要“动”否则说明探头的信号线不通接地夹接探钩后再用手碰要“不动”否则说明探头的地线不通,西南大学电子信息工程学院,36,
