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实验八电子示波器的使用
电子示波器又称阴极射线示波器,简称示波器,是科研和生产中广泛使用的一种电子仪器,利用它可以很方便地观察交流电信号的波形,可以测量频率、电压以及两个电信号之间的位相差。借助传感器还可以对一些非电学量(如温度、压力、声、光等)进行测量。
【实验目的】
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,测量电压、频率和相位。
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【实验仪器】
YB4328电子示波器、YB1602函数信号发生器
【实验原理】
最简单的示波器应包括以下五个部分:①电子示波管,②扫描发生器,③同步电路,④垂直轴和水平轴放大器,⑤电源供给,下面分别加以简单说明:

如图所示,当阴极灯丝被加热后,就会发射电子而形成电子流,电子流通过底面有小孔的圆筒形控制栅极后形成电子束。第一阳极和第二阳极可对电子束加速和聚焦,通过第一、第二阳极及垂直和水平偏转板后,电子束射到荧光屏上,使荧光物质发光而形成一亮点。垂直、水平偏转板加上电压后可以改变电子束的方向,从而改变荧光上亮点的位置。

如果只在垂直偏转板上加一交流电压,则电子束在此交变电场的作用下将作上下往复运动,亮点的轨迹是一条垂直线,该交变电压随时间变化的规律无法反映出来。
为了能通过荧光屏反映出电信号随时间变化的关系,电子束除了在垂直方向上在交变电场的作用下运动外,同时还必须使用电子束在水平方向上等速平移,这个平移的过程称为扫描,使光点等速平移的装置称为扫描发生器。获得扫描的方法是在水平偏转板上加一个与时间成正比的周期性电压,也称锯齿波电压。如果只在水平偏转板上加扫描电压,垂直偏转板上不加任何信号,则电子束只能在水平方向往复移动,在荧光屏上只是看到一条水平直线
——扫描线。
如果在示波管的垂直偏转板上加上交流电压信号,在其水平偏转板上加扫描电压信号,则电子束的运动是在这两个电场作用下的合运动。如右图所示,开始时,水平偏转板间电压为–E,荧光屏上的光点被推到最左侧,以后随着水平偏转板间扫描电压的匀速增加,光点在沿垂直方向运动的同时匀速向右运动;当水平偏转板间电压达到最大值+E时,光点移到最右侧,于此同时,水平偏转板上的电压又迅速降到–E,又将光点推到最左侧,再重复上述过程。这样,屏上就留下了光点同时作两个方向运动的轨迹,即交流电压随时变化关系的图像。

由上可知,只有当扫描信号与垂直偏转板上所加的交变电压信号周期相同时,我们才会在屏上观察到一个稳定的波形,如果前者是后者的2倍,即T水平=2T垂直,则可观察到两个稳定的波形;如果是T水平=3T垂直,则可观察到三个稳定的波形……如果二者周期不成整数倍,则观察到的波形是不稳定的,这称为不同步。为了使扫描电压信号与被研究的交变电压信号同步,我们采取这样一个办法,即将被研究的交变电压信号或另外一种频率稳定的交变电压信号输入扫描发生器的振荡电路,这样可迫使扫描电压的频率与被研究信号电压的频率同步(相等或成整数倍数关系)。

为了观察电压幅度不同的电信号波形,示波器内设有衰减器和放大器,对观察的小信号放大,大信号衰减,因此能在荧光屏上显示出适中的波形。此外,还有水平和垂直