电工测量第5～6学时-(6)课件.ppt

1、第二节双踪示波器双踪示波器（56节）二、双踪示波器的使用方法 双踪示波器的型号很多，如CA8020、XC4320、YB4320等，但使用方法大同小异。下面以XC4320型双踪示波器为例，说明双踪示波器的使用方法。1XC 4320示波器的示波器的主要技术性能主要技术性能垂直（垂直（Y轴）系统轴）系统CH1和CH2的偏转因数：5mVDiv5V Div，按1-2-5步进，共10挡；上升时间：17.5ns；最大输入电压：400V（DC+ACPP）；输入阻抗：1M2，约30pF；经探头10M5，约17pF；垂直系统工作方式：CH1，CH2，（CH1+CH2），双踪。输入耦合：AC、DC。扫描方式：常态、

2、自动；显示方式：断续、交替、X-Y；扫描时间因数：0.2sDiv0.5sDiv（3），按1-2-5步进，共20挡；扩展：10：0.5sDiv1sDiv（5）0.5sDiv0.2sDiv（8）。水平（水平（X轴）系统轴）系统触发系统触发系统 触发方式：自动，常态、交替、TVV和TVH；触发源：CH1触发、CH2触发、电源触发、外触发；触发极性：、。XY工作方式CH1为X轴，CH2为Y轴；频带宽度：DC1MHz；校准信号校准信号 输出频率1kHz，校准电压0.5Vp-p(2)的方波校准信号。电 源 220V10，50Hz5，整机功率35VA。2XC4320型双踪示波器的面板说明 XC4320型双踪

3、示波器的面板可分为电源、垂直系统、水平系统、触发和校准信号共5大部分。图9-11 XC4320双踪示波器的面板示意图电源开关示波器主电源开关。开关按下时，电源指示灯（CAL）亮，表示电源已接通。亮度旋钮控制光点和扫描线亮度。聚焦旋钮使扫描线清晰。光迹旋转旋钮用来调整水平扫描线，使之与水平刻度线平行。电源部分电源部分 垂直系统部分垂直系统部分 CH1(X)Y1的垂直输入端。在XY工作时作为X轴输入端。CH2(Y)Y2的垂直输入端。在XY工作时作为Y轴输入端。耦合选择开关(ACGNDDC)AC：交流耦合。GND：放大器的输入端接地。DC：直流耦合。VDiv衰减器开关。从5mV5VDiv共分10挡，

4、供选择垂直偏转因数。垂直系统部分垂直系统部分 微调旋钮偏转因数微调。可调节至面板指示值的2.5倍以上，当置于“校准”位置时，偏转因数校准为面板指示值，当拉出时，放大器增益增大5倍。垂直位移调节扫描线或光点的垂直位置。Y方式由5个按键开关组成，用于选择垂直系统的工作方式（CH1：Y1单独工作；CH2：Y2单独工作；双踪：Y1、Y2以交替或断续方式工作；ADD：Y1Y2）TDiv 扫描时间因数选择开关，用于选择扫描时间因数。扫描微调用于扫描时间因数的微调。可调节至面板指示值的2.5倍以上，当置于“校准”位置时，扫描偏转因数校准为面板指示值。水平移位调节扫描线或光点的水平位置。当该旋钮拉出时处于10

5、扩展状态。水平系统部分水平系统部分触发部分触发部分 触发方式开关由3个按键开关组成，用于选择触发信号。（极性：选择触发极性。电源：交流电源作触发信号。外：由输入端EXT引入的外触发信号作触发信号）触发电平旋钮调节触发电平的大小。自动电平方式由3个按键开关组成，用于选择需要的扫描方式（自动：无论有无触发信号，扫描自动进行。常态：当无触发信号时，扫描处于准备状态，没有扫描线。TV：扫描受电视信号的控制）。0.5Vp-p 输出频率为1kHz校准电压信号0.5Vp-p的方波电压，供校准仪器用。3测量前的准备工作（1）显示扫描线 将电源线插入交流电源插座之前，按表9-1设置仪器的开关及控制旋钮。表表9-

6、1 各开关及旋钮的位置各开关及旋钮的位置开关名称位置设置开关名称位置设置电源开关 断开触发源CH1辉度相当于时钟“3”点位置耦合选择ACY轴工作方式CH1电平锁定（逆时针旋到底）垂直位移中间位置，推进去释抑常态（逆时针旋到底）VDiv10mVDivTDiv0.5msDiv垂直微调校准（顺时针旋到底），推入水平微调校准（顺时针旋到底），推入ACDC接地水平位移中间位置（2）打开电源，调节亮度和聚焦旋钮，使扫描基线清晰度较好。（3）一般情况下，将垂直微调和扫描微调旋钮处于“校准”位置，以便读取VDiv和TDiv的数值。（4）调节CH1垂直移位，使扫描基线设定在屏幕的中间，若此光迹在水平方向略微倾斜

7、，调节光迹旋转旋钮使光迹与水平刻度线相平行。（5）校准探头，由探头输入方波校准信号到CH1输入端，将0.5VPP校准信号加到探头上。将“ACDC”开关置于“AC”位置，校准波形将显示在屏幕上。（1）将被测信号输入到示波器通道输入端。注意输入电压不可超过400V（DC+ACPP）。使用探头测量大信号时，必须将探头衰减开关拨到10位置，此时输入信号缩小到原值的110，实际的VDiv值为显示值的10倍。如果VDiv置于0.5VDiv，那么实际值应等于0.5VDiv105VDiv。测量低频小信号时，可将探头衰减开关拨到1位置。如果要测量波形的快速上升时间或高频信号，必须将探头的接地线接在被测量点附近，

8、以减小波形的失真。4测量信号的步骤 （2）按照被测信号参数的测量方法不同，选择各旋钮的位置，使信号正常显示在荧光屏上，记录测量的读数或波形。测量时必须注意将Y轴增益微调和X轴增益微调旋钮旋至“校准”位置。因为只有在“校准”时才可按开关“VDiv”及“TDiv”指示值计算所得测量结果。同时还应注意，面板上标定的垂直偏转因数“VDiv”中的“V”是指峰峰值。（3）根据记下的读数进行分析、运算、处理，得到测量结果。5使用注意事项(1)使用前必须检查电网电压是否与示波器要求的电源电压相一致。(2)通电后需预热15min后再调整各旋钮。必须注意亮度不可开得过大，且亮点不可长期停留在一个位置上，以免缩短示

9、波管的使用寿命。仪器暂时不用时可将亮度关小，不必切断电源。(3)通常信号引入线都需使用屏蔽电缆。示波器的探头有的带有衰减器，读数时需加以注意。各种型号示波器的探头要专用。三、示波器的应用三、示波器的应用电压的测量电压的测量 利用示波器所做的任何测量，都归结为对电压的测量。示波器不仅可以测量直流电压、正弦电压、脉冲或非正弦电压的幅度；而且还可以测量各电压的波形以及相位，这是其他任何电压测量仪器不能比拟的。所谓直接测量法，就是直接从屏幕上测量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值。定量测试电压时，一般把Y轴偏转因数微调旋钮转至“校准”位置上，这样，就可以从“VDiv”的指示值和被测信号占取的纵轴坐

10、标值直接计算被测电压值。因此直接测量法又称为标尺法。1交流电压的测量交流电压的测量 将Y轴输入耦合开关置于“AC”位置，显示出输入波形的交流成分。如交流信号的频率很低时，则应将Y轴输入耦合开关置于“DC”位置。将被测波形移至屏幕的中心位置。调节“VDiv”旋钮，将被测波形控制在屏幕有效工作范围内，按坐标分度尺的分度读取整个波形在Y轴方向的度数H，则被测电压的峰峰值Vpp等于“VDiv”开关指示值与H的乘积，即 VppHVDiv 如果使用探头测量时，应把探头的衰减量计算在内，即 Vpp10HVDiv 图9-12 用示波器测量交流电压例例1 如图9-12所示，示波器Y轴衰减器开关置于“1VDiv”

11、挡位，被测波形在Y轴的幅度H为4Div，则该信号的峰峰值为 Vpp4Div1VDiv4V最大值为 Um2Div1VDiv2V有效值为 如果测试时Y轴输入端采用了10：1衰减的探头，则U1.4141014.14VVUUm414.12222直流电压的测量 将Y轴输入耦合开关置于“”位置，触发方式开关置“自动”位置，使屏幕显示一水平扫描线，此扫描线便为零电平线。将Y轴输入耦合开关置“DC”位置，加入被测电压，此时，扫描线在Y轴方向产生跳变位移H，被测直流电压U即为“VDiv”开关指示值与H的乘积，即 UHVDiv 如果使用探头测量时，应把探头的衰减量计算在内，即 U10HVDiv 图9-13 用示波

12、器测量直流电压 直接测量法简单易行，但误差较大，产生误差的原因有读数误差、视觉误差和示波器的系统误差（衰减器、偏转系统，示波管边缘效应）等。时间和周期的测量时间和周期的测量 示波器可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数，如周期性信号的重复周期、时间间隔、两个信号的时间差、脉冲信号的宽度、上升时间（前沿）和下降时间（后沿）等。测量时，要先将示波器的扫描时间因数开关“TDiv”的“微调”旋钮转到校准位置，显示波形在水平方向分度所代表的时间才能按“TDiv”旋钮的指示值直接进行计算，从而准确地求出被测信号的时间参数。1周期和频率的测量 调节显示的波形到容易观测的程度，则波形一个完整的周期就等于“

13、T/Div”旋钮指示值与时基线被测值两点之间距离D的乘积，即 TDT/Div 图9-14 用示波器测量周期例例2 如图9-14所示，若已知扫描偏转因数开关置于1sDiv，则该锯齿波的周期为 T6Div 1sDiv6s 由此可计算出该波形的频率为kHzHzTf1671666671061162两信号时间差的测量 使用“交替”或“断续”的显示方式测量两个信号的时间差。测量时应按下“CH2触发”按钮，相位超前的信号输入到CH2触发扫描后，屏幕上显示出两个信号的波形，如图9-15所示。读出两信号时间差在水平方向上的度数D，则可按下式计算出两个信号时间差T为 TDT/Div图9-15 用示波器测量时间差3

14、相位的测量 利用双踪示波器可以方便地测量两个同频率正弦交流电的相位，具体方法是：在CH1、CH2输入插孔分别输入两个正弦波电压，显示开关置于“交替”位置，调节“T/Div”和“Y移位”旋钮，使其中一个被测波形的一个周期在水平标尺上准确地占满8 Div，于是，这个周期的相位角3600被平均分为8等分，每一等分（1Div）相当于450，读出两信号波形相应两点之间的距离D，波形如图9-16所示。则相位差可按下式计算 该波形中D1.5Div，所以 即电压A超前B电压67.50。Div45D0005.67/Div455.1图9-16 相位差的测量用双踪示波器测量脉冲参数 用双踪示波器测量脉冲波形参数时，

15、使用内触发方式能很方便地测出脉冲波形的上升沿和下降沿的时间。如图9-17 a所示，测量上升沿时可调整脉冲幅度，使其占5Div，并使10和90电平处于网格上，这时很容易读出上升沿的时间。测量脉冲宽度时，可将脉冲幅度调整的占6Div，这时50电平也恰在网格线上，如图b示。测量脉冲幅度时，适当调整“VDiv”，使显示的波形较大，较容易读出刻度值，如图c示。图9-17 脉冲参数的测量 例如，若测量图9-17所示波形参数，已知Y轴衰减器开关置于1VDiv，扫描偏转因数为2sDiv，则可得测量结果为 脉冲上升时间为：0.5Div2sDiv1.0s 脉冲宽度：5.7Div2sDiv11.4s 脉冲幅度：4.

16、5Div1VDiv4.5V 小 结（1）1双踪示波器不仅可以测量直流电压、正弦电压、脉冲或非正弦电压的幅度；而且还可以测量各电压的波形以及相位。但是，利用示波器所做的任何测量，最终都归结为对电压的测量。2所谓直接测量法，就是直接从屏幕上测量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值。定量测试电压时，一般把Y轴偏转因数的微调旋钮转至“校准”位置上，这样，就可以从“VDiv”的指示值和被测信号占取的纵轴坐标值直接计算被测电压值。因此直接测量法又称为标尺法。小结（2）3示波器可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数，如周期性信号的重复周期、时间间隔、两个信号的时间差、脉冲信号的宽度、上升时间（前沿）和下降时间（后沿）等。测量时，要先将示波器的扫描时间因数的“微调”旋钮转到校准位置时，显示的波形在水平方向分度所代表的时间才能按“TDiv”旋钮的指示值直接进行计算，从而准确地求出被测信号的时间参数。1使用双踪示波器前应做哪些准备工作？2什么叫示波器的直接测量法？3如何用双踪示波器测量交流电压？4如何用双踪示波器测量直流电压？5如何用双踪示波器测量交流电的周期和频率？6如何用双踪示波器测量两个同频交流电的相位差？