实验十二 电子示波器的使用.doc

实验十二电子示波器的使用示波器用处广泛, 它的最大特点是能把看不见的电信号变换成能直接观察的电压波形, 并能测定电压信号的幅度、周期和频率等参数。双踪示波器还可测量两个信号之间的位相差,是工程技术中常用的电子仪器。【实验目的】 1. 了解示波器的主要结构和基本工作原理。 2. 学会使用示波器和信号发生器。 3. 学会用示波器观察信号波形。 4 .学会用示波器观察李萨如图形并测量市电的频率。【实验器材】示波器、函数信号发生器、小变压器等。【实验原理】示波器的规格和型号很多,但不管哪种示波器都由图 4-6-1 所示的几个基本组成部分:示波管、竖直放大器( Y 轴放大器) 、水平放大器( X 轴放大器)、扫描发生器、触发同步和直流电源等部分。一、示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡,抽成高真空,内部装有电子枪和两对相互图 4-6-1 示波器结构框图图 4-6-2 示波管垂直的偏转板,喇叭口的球面壁上涂有荧光物质,构成荧光屏。如图 4-6- 2 所示。 1. 电子枪:由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成, 阴极是一个表面涂有氧化层的金属圆筒, 灯丝通电加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒, 套在阴极外面, 它的电位比阴极稍低, 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”调整旋钮, 就是通过调节栅极电位以控制射向荧光屏的电子流密度, 从而改变屏上光斑的亮度。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、第一阳极与第二阳极之间电位调节合适时, 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”调节旋钮,就是调节第一阳极电位,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。 2 .偏转系统:它由两对互相垂直的偏转板组成,一对竖直偏转板,称为 Y 偏转板; 一对水平偏转板, 称为 X 偏转板。在偏转板上加上适当电压, 当电子束通过时运动方向将发生偏转, 从而使电子束在荧光屏上产生的光斑位置也发生改变。 3 .荧光屏:屏上涂有荧光粉,电子打上去它就发光,形成光斑。荧光屏前有一块透明的、带刻度的坐标板,供测量光点位置用,在性能较好的示波管中, 通常将刻度线直接刻在屏玻璃内表面上, 使其与荧光粉紧贴在一起, 以消除视差, 使光点位置的测量更准确。二、示波器显示波形的原理 1 .扫描作用: 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, 则看到的将是一条竖直亮线。要显示出波形, 必须同时在水平偏转板上加一个扫描电压, 使电子束的亮点同时沿着水平方向拉开。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, 然后突然回到最小, 此后再重复地变化。扫描电压随时间变化的关系曲线形同“锯齿”,故称“锯齿波电压”。在竖直偏转板上加正弦电压, 同时在水平偏转板上加锯齿波电压, 电子同时图 4-6-3 示波器显示正弦波形原理图受竖直、水平两个方向的力的作用,则电子的运动为两相互垂直的运动的合成。当锯齿波电压与正弦电压变化周期相等时, 在荧光屏上将能显示出一个完整的正弦电压的波形图(