示波器波形显示原理示波器使用.doc

示波器波形显示原理示波器使用.doc
示波器是电子示波器的简称，是一种用途极为广泛的电子测量仪器。 它的基本原理是利
用电子束轰击阴极射线管（CRT），并使它发光来产生肉眼可见的光点。我们知道，电子学 中的信号大都是时间的变量，信号随时间的变化可用函数 f（t）来描述。在示波器上，如果用
X轴代表时间，用 Y轴代表f（t），来描绘出被测信号随时间的变化规律，就把我们肉眼看不 见的，非常抽象的电信号变化过程， 转换为肉眼可以直接观看的波形， 在荧光屏上显示出来，
从而可以对电信号进行分析并测量其参数。示波器可以测量很多电参数，如电压、电流、功 率、频率、周期、相位、脉冲宽度、脉冲上升及下降时间等。如果配上相应的传感器，还可 以用来测量温度、压力、振动、密度、声、光、热、磁效应等非电量。因而示波器在各个领 域中得到了越来越多的应用。
示波器对电信号的分析是按时域法进行的， 研究信号的瞬间幅度与时间的函数关系， 因
此有捕获、显示及分析时域波形的功能。 作为实验室常用的电子测量仪器， 它具有下述特点：
具有良好的直观性，能显示波形，能测信号瞬时值。
灵敏度高，显示速度快，工作频带宽，可方便观察瞬变信号细节。
输入阻抗高（M Q级），对被测电路影响小，这对测量精度是很重要的。
是一种信号比较器，可显示、分析任意两个量之间的函数关系。
无论现在和将来，电子示波器都是一种不可缺少的电子测量仪器， 它正向自动化、智能
化方向发展。
3. 1. 1波形显示原理
1 •示波管工作原理：
电子示波器的心脏是示波管，又称阴极射线管（ CRT）,它是一种特殊的电子管，是能
够把电信号转换为光信号的显示器件， 因此是示波器能观测电信号波形的关键器件。 示波管
主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，它的基本结构如图 2-1所示。
图3-1 :示波管的基本原理图
电子枪的作用是产生极细的高速电子束， 轰击荧光屏产生光点。目前绝大多数示波管采
用无阳极电流型电子枪，它由灯丝（ F）、阴极（K）、控制栅极（G）、第一阳极（Ai）和第
二阳极（A2）组成。除灯丝电极外，其余电极的结构均为金属圆筒形，且所有电极的轴心都 保持在同一条轴线上。从电子枪射出的电子束，若不受电场的作用，则将沿直线前进在荧光 屏上显示出静止光点； 如果电子束受到垂直方向的电场作用， 则其运动方向就会在垂直方向
偏离中心轴线，即光屏上的光点位置就会在垂直方向产生位移。 如电子束受到水平方向的电
场作用，则其运动方向就会在水平方向偏离中心轴线， 即荧光屏上的光点位置就会在水平方
向产生位移。示波管第二阳极和荧光屏之间由两对互相垂直的偏转板 X和Y组成静电偏转
系统，分别称为水平偏转板和垂直偏转板； 在每对偏转板上加上适当电压， 分别控制电子束
在水平方向和垂直方向的位移， 根据运动的合成法则， 两对偏转板共同配合， 就决定了任一
瞬间光点在屏上的坐标。如果都加上交流电压，光点会在交流电压的控制下，作上下左右运 动。
Vy的作用下，Y方向的偏转距
图3-2为偏转系统对电子束的影响示意图。在偏转电压 离为
丫二 2bVaVy （3-1-1）
式中L:偏转板的长度
S:偏转板中心到屏幕中心的距离
B:偏转板之间的距离
Va：第二阳极电压
从式（3-1-