示波器原理

概括：这道题是袁咽诨同学的课后练习题，主要是关于示波器原理，指导老师为籍老师。示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

题目：示波器原理

原理

示波器动态显示随时间变化的电压信号思路是将电压加在电极板上,极板间形成相应的变化电场,使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化,最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来.示波器主要由示波管（见图1））和复杂的电子线路构成.示波器的基本结构见图2.

图1 示波管示意图

图2 示波器的基本结构简图

1.偏转电场控制电子束在视屏上的轨迹

偏转电压U与偏转位移Y（或X）成正比关系.如图3所示：.

图3偏转电压U与偏转位移Y

如果只在竖直偏转板（Y轴）上加一正弦电压,则电子只在竖直方向随电压变化而往复运动,见图4.要能够显示波形,必须在水平偏转板（X轴）上加一扫描电压,见图5.

图4 信号随时间变化的规律 （加在Y偏转板） 图5 锯齿波电压（加在X偏转板）

示波器显示波形实质：见图6,沿Y轴方向的简谐运动与沿X轴方向的匀速运动合成的一种合运动.显示稳定波形的条件：扫描电压周期应为被测信号周期的整数倍,即Tx=nTy （ n=1,2,3…）（见图7）

2.同步扫描（其目的是保证扫描周期是信号周期的整数倍）

若没有“扫描”（横向的扫描电压）,被测信号随时间规律变化规律就显示不出来；如果没有“整步”,就得不到稳定的波形图像.

为了达到“整步”目的,示波器采用三种方式：“内整步”：将待测信号一部分加到扫描

图6 示波器显示波形原理图（Tx=Ty） 图7 Tx=2Ty时合成的图形

发生器,当待测信号频率fy有微小变化,它将迫使扫描频率fx追踪其变化,保证波形的完整稳定；“外整步”：从外部电路中取出信号加到扫描发生器,迫使扫描频率fx变化,保证波形的完整稳定；“电源整步”：整步信号从电源变压器获得.一般在观察信号时,都采用“内整步”（或称为“内触发”）.

注：若为同步显示的波形出现走动状态,此时应调节：扫描步长,整步方式（一定打在“内”）,“电平”位置.

3.利萨如图形

利萨如图形形成实质：沿Y轴方向的简谐运动与沿X轴方向的简谐振动合成的一种合运动.

利用利萨如图形测定未知信号的频率

公式：

式中的 、 分别为利萨如图形于X、Y轴的切点数.

4.测正弦波的峰－峰值Vp-p、周期T

用示波器观察正弦波波形,若该信号输入通道的标度因子为V0,单位为伏/厘米（V/cm）,被测正弦波的正、负峰之间的距离在荧光屏上所占的高度为H厘米,则

若正弦波此时的时间扫描轴的单位是t/cm,一个周期的正弦波形在荧光屏上横轴所占长度为Lcm,则

举一反三

例1： 求大神求解示波器原理和使用1.用示波器观察正弦波,在屏幕上出现下列现象如何解释（1）屏上呈现一水平亮线（2）屏上呈现一缓慢移动铅直亮线（3）屏上呈现一亮点2.屏上的波形不稳定甚

1.(1)幅度档太小,要不就是没信号输入.

（2）幅度档太小,调节时基档

（3）调节时基档

2.调节方法：将触发方式选为内触发（intern）,触发源(source)选择你正使用的通道,触发条件通常选“上升沿”（“下降沿”,“毛刺”等等都可）,最后,调触发电平,若有触发电平标尺的话,请调标尺至被测信号幅度范围内.

不同型号示波器的设置键可能略有不同,大致就是这样.如果是数字示波器,autoset一下,波形一般会稳定

3.两通道输入信号不同步

你的是模拟示波器,对于怎么设置触发,我说的已经很详细了.

例2： 【大学物理实验报告示波器的原理和使用】

例3： 【示波器的原理和使用思考题1.示波器和信号发生器连接后,当改变信号发生器输出信号的幅值和频率时,示波器显示图形是否变化?相关读书是否变化?当调节示波器的水平和垂直缩放旋钮,图形是】

1,当改变信号发生器的输出信号幅值和频率时,示波器上显示的图形一定会变化的,读数肯定也在变化；当信号发生器输出信号的参数不变时,调节示波器上的水平与垂直缩放钮图形会相应的缩放,但图形是一样的,只是大小或水平数量发生变化,读数不会改变.示波器是测试电信号的实时波形,所测的各个参数均是被测信号的参数,不会随示波器上的旋钮改变而改变.

2,在主时基旋钮上有个XY显示开关,只有在此状态下才能测试李沙育图形,也就是XY显示模式.

例4： 大学实验“示波器的原理与应用”实验结论怎么写?

一个波形的周期=A、C点的时间间隔=两点间的水平距离（格）*扫描时间因数

频率f=1/T

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点拨：示波器是通过对数据的采集，经过A/D转换之后，又通过软件进行编程等一系列的技术而制造出来的具有高性能的电子电工测量仪器。主要有示波管、垂直偏转系统和水平偏转系统以及主机构成。它能在屏幕上以图形的方式来显示和观测被监测信号的轨迹变化...