双踪示波器-课件.ppt

1、双踪示波器的介绍与使用双踪示波器的介绍与使用示波器的用途示波器的用途n示波器是一种综合性电信号显示和测量仪示波器是一种综合性电信号显示和测量仪器，可以直接测量信号电压的大小和周期器，可以直接测量信号电压的大小和周期n观测一切可以转化为电压的电学量、非电观测一切可以转化为电压的电学量、非电学量、以及它们随时间变化的过程；可用学量、以及它们随时间变化的过程；可用于测量信号的幅度、频率、相位差等于测量信号的幅度、频率、相位差等n特别适用于观测瞬时变化的过程特别适用于观测瞬时变化的过程 纲要纲要：一、实验目的与要求一、实验目的与要求二、仪器与装置二、仪器与装置三、实验原理三、实验原理四、实验内容四、实

2、验内容五、注意事项五、注意事项一、实验目的与要求一、实验目的与要求n了解示波器的基本结构和工作原理了解示波器的基本结构和工作原理,掌握示掌握示波器的调节和使用方法；波器的调节和使用方法；n掌握用示波器观察电信号波形的方法；掌握用示波器观察电信号波形的方法；n掌握用示波器测量电信号的电压和频率的掌握用示波器测量电信号的电压和频率的方法；方法；二、仪器与装置二、仪器与装置nMOS-620CHMOS-620CH型双踪示波器型双踪示波器三、实验原理三、实验原理n示波器的构造示波器的构造n示波器波形显示的原理示波器波形显示的原理示波器的构造示波器的构造示波管的基本结构示波管的基本结构电子枪显示屏偏转系统

3、第一阳极A1前加速极G2栅极G1阴极K灯丝F第二阳极A2+-Rp1Rp2Rp3+y1y2x1x2水平偏转板垂直偏转板聚焦调节辅助调节辉度调节图3-4-2 示波管结构示意图示波器波形显示的原理示波器波形显示的原理n扫描作用扫描作用n触发同步电路触发同步电路 n1 1 扫描作用扫描作用 在横偏板上加上波形为锯齿形的电压（如图在横偏板上加上波形为锯齿形的电压（如图3(a)3(a)），），锯齿电压是周期电压，其特点是：电压从负开始锯齿电压是周期电压，其特点是：电压从负开始（t t=t t0 0）随时间成正比地增加到正（随时间成正比地增加到正（t t0 0 t t t t1 1），），然然后又突然返回负

4、（后又突然返回负（t t=t t1 1），），然后又开始重复前述过程。然后又开始重复前述过程。Vx t0 t1 t2 t3 t (a)(b)图3 扫描电压(a)和扫描(b)T t0 t1 在纵偏板上加上波形如图在纵偏板上加上波形如图4(a)4(a)的正弦电压而横偏不的正弦电压而横偏不加任何电压，则电子束的加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正亮点在纵方向随时间作正弦式振荡而在横向不动，弦式振荡而在横向不动，我们看到的将是一条垂直我们看到的将是一条垂直的亮线，如图的亮线，如图4(b)4(b)。如果。如果在纵偏板上加正弦电压，在纵偏板上加正弦电压，又在横偏板上加锯齿电压，又在横偏板上加锯齿电

5、压，则荧光屏上的亮点将同时则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种进行方向互相垂直的两种位移，我们看到的将是亮位移，我们看到的将是亮点的合成位移，即正弦图点的合成位移，即正弦图形。形。(c)图 4 垂直偏转和亮点的合成运动 Vy Vy a b c b c a d e f t d e t a b c d e a b c d e a b c d e t0 t1 t Vx(a)(b)n结论：结论：n(1)(1)电子束的偏转量与加在偏转板上的电压成正比电子束的偏转量与加在偏转板上的电压成正比,电子束在锯齿波电压作用下沿电子束在锯齿波电压作用下沿X X轴方向匀速移动即轴方向匀速移动即“扫描扫描”,水

6、平偏转板上所加的锯齿波电压称为水平偏转板上所加的锯齿波电压称为扫描扫描电压电压,示波器上的示波器上的“扫描时间扫描时间”旋钮就是用来调节扫旋钮就是用来调节扫描电压周期的描电压周期的(2)(2)当被测信号的周期与扫描电压的周期相等时，荧光屏当被测信号的周期与扫描电压的周期相等时，荧光屏上只显示一个正弦波。当扫描电压的周期是被测电压上只显示一个正弦波。当扫描电压的周期是被测电压周期的整数倍时，荧光屏上将显示多个正弦波周期的整数倍时，荧光屏上将显示多个正弦波。水平系统水平系统触发同步电路触发同步电路的主要作用：将触发信号（内部的主要作用：将触发信号（内部Y Y通道信通道信号或外触发输入信号）经触发放

7、大电路放大后，送到触号或外触发输入信号）经触发放大电路放大后，送到触发整形电路以产生前沿陡峭的触发脉冲，驱动扫描电路发整形电路以产生前沿陡峭的触发脉冲，驱动扫描电路中的闸门电路中的闸门电路 扫描电路扫描电路主要由扫描发生器、闸门电路和释抑电路等主要由扫描发生器、闸门电路和释抑电路等组成。扫描发生器用来产生线性锯齿波。闸门电路的主组成。扫描发生器用来产生线性锯齿波。闸门电路的主要作用是在触发脉冲作用下，产生急升或急降的闸门信要作用是在触发脉冲作用下，产生急升或急降的闸门信号，以控制锯齿波的始点和终点。释抑电路的作用是控号，以控制锯齿波的始点和终点。释抑电路的作用是控制锯齿波的幅度，达到等幅扫描，

8、保证扫描的稳定性。制锯齿波的幅度，达到等幅扫描，保证扫描的稳定性。水平放大器水平放大器的作用是进行锯齿波信号的放大或在的作用是进行锯齿波信号的放大或在XYXY方式下对方式下对X X轴输入信号进行放大，使电子束产生水平偏轴输入信号进行放大，使电子束产生水平偏转转 四、实验内容四、实验内容n了解了解MOS-620CHMOS-620CH型双踪示波器的面板，型双踪示波器的面板，通过操作，熟悉各按钮的功能通过操作，熟悉各按钮的功能n调试、观察示波器的自检信号，测量并调试、观察示波器的自检信号，测量并计算波形的频率、周期、峰峰值计算波形的频率、周期、峰峰值（1 1）示波管操作部分）示波管操作部分6“POW

9、ER”6“POWER”：主电源开关及指示灯。按下此开关，其：主电源开关及指示灯。按下此开关，其左侧的发光二极管指示灯左侧的发光二极管指示灯5 5亮，表明电源已接通。亮，表明电源已接通。2“INTEN”2“INTEN”：亮度调节钮。调节轨迹或光点的亮度。：亮度调节钮。调节轨迹或光点的亮度。3“FOCUS”3“FOCUS”：聚焦调节钮。调节轨迹或亮光点的聚焦。：聚焦调节钮。调节轨迹或亮光点的聚焦。4“TRACE ROTATION”4“TRACE ROTATION”：轨迹旋转。调整水平轨迹与：轨迹旋转。调整水平轨迹与刻度线相平行。刻度线相平行。3333显示屏。显示信号的波形。显示屏。显示信号的波形。

10、（2 2）垂直轴操作部分）垂直轴操作部分7 7、22“VOLTS/DIV”22“VOLTS/DIV”：垂直衰减钮。调节垂直偏转灵敏：垂直衰减钮。调节垂直偏转灵敏度，从度，从5mV/div5mV/div5V/div5V/div，共，共1010个档位。个档位。8“CH1X”8“CH1X”：通道：通道1 1被测信号输入连接器。在被测信号输入连接器。在X-YX-Y模式下，模式下，作为作为X X轴输入端。轴输入端。20“CH2Y”20“CH2Y”：通道：通道2 2被测信号输入连接器。在被测信号输入连接器。在X-YX-Y模式下，模式下，作为作为Y Y轴输入端。轴输入端。9 9、21“VAR”21“VAR”

11、垂直灵敏度旋钮：微调灵敏度大于或等于垂直灵敏度旋钮：微调灵敏度大于或等于1/2.51/2.5标示值。在校正（标示值。在校正（CALCAL）位置时，灵敏度校正为标示值）位置时，灵敏度校正为标示值1010、19“AC-GND-DC”19“AC-GND-DC”：垂直系统输入耦合开关。选择：垂直系统输入耦合开关。选择被测信号进入垂直通道的耦合方式。被测信号进入垂直通道的耦合方式。“AC”AC”：交流耦合；：交流耦合；“DC”DC”：直流耦合；：直流耦合；“GND”GND”：接地。：接地。（2 2）垂直轴操作部分）垂直轴操作部分1111、18“POSITION”18“POSITION”：垂直位置调节旋钮

12、。调节显示波形在荧：垂直位置调节旋钮。调节显示波形在荧光屏上的垂直位置光屏上的垂直位置12“ALT”/“CHOP”12“ALT”/“CHOP”：交替：交替/断续选择按键，双踪显示时，放开断续选择按键，双踪显示时，放开此键（此键（ALTALT），通道），通道1 1与通道与通道2 2的信号交替显示，适用于观测频率较高的的信号交替显示，适用于观测频率较高的信号波形；按下此键（信号波形；按下此键（CHOPCHOP），通道），通道1 1与通道与通道2 2的信号同时断续显示，的信号同时断续显示，适用于观测频率较低的信号波形适用于观测频率较低的信号波形1313、15“DC BAL”15“DC BAL”：CH

13、1CH1、CH2CH2通道直流平衡调节旋钮。垂直系统通道直流平衡调节旋钮。垂直系统输入耦合开关在输入耦合开关在GNDGND时，在时，在5mV5mV与与10mV10mV间反复转动垂直衰减开关，调整间反复转动垂直衰减开关，调整“DC BAL”DC BAL”使光迹保持在零水平线上不移动使光迹保持在零水平线上不移动14“VERTICAL MODE”14“VERTICAL MODE”：垂直系统工作模式开关。：垂直系统工作模式开关。CH1CH1：通道：通道1 1单单独显示；独显示；CH2CH2：通道：通道2 2单独显示；单独显示；DUALDUAL：两个通道同时显示；：两个通道同时显示；ADDADD：显示：

14、显示通道通道1 1与通道与通道2 2信号的代数或代数差（按下通道信号的代数或代数差（按下通道2 2的信号反向键的信号反向键“CH2 CH2 INV”INV”时）时）17“CH2 INV”17“CH2 INV”：通道：通道2 2信号反向按键。按下此键，通道信号反向按键。按下此键，通道2 2及其触及其触发信号同时反向发信号同时反向（3 3）触发操作部分）触发操作部分23“TRIG IN”23“TRIG IN”：外触发输入端子。用于输入外部触发信号。当使用该功：外触发输入端子。用于输入外部触发信号。当使用该功能时，能时，“SOURCE”SOURCE”开关应设置在开关应设置在EXTEXT位置位置24“

15、SOURCE”24“SOURCE”：触发源选择开关。：触发源选择开关。“CH1”CH1”：当垂直系统工作模式开关：当垂直系统工作模式开关1414设定在设定在DUALDUAL或或ADDADD时，选择通道时，选择通道1 1作为内部触发信号源；作为内部触发信号源；“CH2”CH2”：当垂直系统工当垂直系统工作模式开关作模式开关1414设定在设定在DUALDUAL或或ADDADD时，选择通道时，选择通道2 2作为内部触发信号源；作为内部触发信号源；“LINE”LINE”：选择交流电源作为触发信号源；选择交流电源作为触发信号源；“EXT”EXT”：选择选择“TRIG IN”TRIG IN”端子输入的外部

16、信端子输入的外部信号作为触发信号源号作为触发信号源25“TRIGGER MODE”25“TRIGGER MODE”：触发方式选择开关。：触发方式选择开关。“AUTO”AUTO”（自动）：当没有触（自动）：当没有触发信号输入时，扫描处在自由模式下；发信号输入时，扫描处在自由模式下；“NORM”NORM”（常态）：当没有触发信号输入（常态）：当没有触发信号输入时，踪迹处在待命状态并不显示；时，踪迹处在待命状态并不显示；“TV-V”TV-V”（电视场）：当想要观察一场的电视（电视场）：当想要观察一场的电视信号时；信号时；“TV-H”TV-H”（电视行）：当想要观察一行的电视信号时（电视行）：当想要观

17、察一行的电视信号时26“SLOPE”26“SLOPE”：触发极性选择按键。释放为：触发极性选择按键。释放为“+”+”，上升沿触发；按下为，上升沿触发；按下为“-”-”，下降沿触发，下降沿触发27“LEVEL”27“LEVEL”：触发电平调节旋钮。显示一个同步的稳定波形，并设定一：触发电平调节旋钮。显示一个同步的稳定波形，并设定一个波形的起始点。向个波形的起始点。向“+”+”旋转触发电平向上移，向旋转触发电平向上移，向“-”-”旋转触发电平向下移旋转触发电平向下移28“TRIG.ALT”28“TRIG.ALT”：当垂直系统工作模式开关当垂直系统工作模式开关1414设定在设定在DUALDUAL或或

18、ADDADD，且触发，且触发源选择开关源选择开关2424选选CH1CH1或或CH2CH2时，按下此键，示波器会交替选择时，按下此键，示波器会交替选择CH1CH1和和CH2CH2作为内部触作为内部触发信号源发信号源（4 4）水平轴操作部分）水平轴操作部分29“TIME/DIV”29“TIME/DIV”：水平扫描速度旋钮。扫描速度从：水平扫描速度旋钮。扫描速度从0.2s/div0.2s/div到到0.5s/div0.5s/div共共2020档。当设置到档。当设置到X-YX-Y位置时，示波器可工作在位置时，示波器可工作在X-YX-Y方式。方式。30“SWP VAR”30“SWP VAR”：水平扫描微

19、调旋钮。微调水平扫描时间，使扫：水平扫描微调旋钮。微调水平扫描时间，使扫描时间被校正到于面板上描时间被校正到于面板上“TIME/DIV”TIME/DIV”指示值一致。顺时针转到底为指示值一致。顺时针转到底为校正（校正（CALCAL）位置。）位置。31“31“10 MAG”10 MAG”：扫描扩展开关。按下时扫描速度扩展：扫描扩展开关。按下时扫描速度扩展1010倍。倍。32“POSITION”32“POSITION”：水平位置调节钮。调节显示波形在荧光屏上：水平位置调节钮。调节显示波形在荧光屏上的水平位置的水平位置（4 4）其它操作部分）其它操作部分1“CAL”1“CAL”：示波器校正信号输出端

20、。提供幅度为：示波器校正信号输出端。提供幅度为2Vpp2Vpp，频率为，频率为1kHz1kHz的方波信号，用于校正的方波信号，用于校正101101探头的补偿电容器和检测示波器垂直探头的补偿电容器和检测示波器垂直与水平偏转因数等。与水平偏转因数等。16“GND”16“GND”：示波器机箱的接地端子。：示波器机箱的接地端子。频率（频率（f）、周期）、周期(T)、峰峰值、峰峰值(Vp-p)的计算的计算AB振幅周期A A表示纵轴，代表电压表示纵轴，代表电压(电流电流)大小，也可称大小，也可称Y Y轴，轴，B B表示横轴表示横轴,代表经过多代表经过多久时间，也可称久时间，也可称X X轴，从轴，从X X轴

21、及轴及Y Y轴上可以得到以下波形的信息：轴上可以得到以下波形的信息：1 1、波峰的形状、波峰的形状 2 2、波形振幅的大小波形振幅的大小 3 3、波形两点之间的周期、波形两点之间的周期 4 4、两个波形之间，它们的振幅及周期、两个波形之间，它们的振幅及周期CH1 振幅CH2 振幅CH1与CH2时间差振幅的计算方式振幅的计算方式一个方格代表测试电压的一个方格代表测试电压的设定基准值，从左图中的设定基准值，从左图中的左下角可以得知，且此设左下角可以得知，且此设定值是可由面板上的垂直定值是可由面板上的垂直调整旋钮来改变，而时间调整旋钮来改变，而时间的计算是以的计算是以Y Y轴上的刻度来轴上的刻度来计

22、算，以电压基线起计算计算，以电压基线起计算到波峰的上缘，从左图中到波峰的上缘，从左图中可得知一方格内分成可得知一方格内分成5 5等份，等份，图中波峰上缘的电压落在图中波峰上缘的电压落在第第2 2个方格中个方格中3/53/5的位置上，的位置上，所以我们可以计算出此波所以我们可以计算出此波形 上 缘 的 电 压 值，形 上 缘 的 电 压 值，2+2X(3/5)=3.2V2+2X(3/5)=3.2V。周期周期的计算方式的计算方式一个方格代表测试电压的一个方格代表测试电压的设定基准值，从左图中的设定基准值，从左图中的下方可以得知，且此设定下方可以得知，且此设定值是可由面板上的垂直调值是可由面板上的垂

23、直调整旋钮来改变，而振幅的整旋钮来改变，而振幅的计算是以计算是以X X轴上的刻度来计轴上的刻度来计算，以波形中第一个完整算，以波形中第一个完整的讯号周期所花费的时间，的讯号周期所花费的时间，从左图中可得知一方格内从左图中可得知一方格内分成分成5 5等份，而图中讯号周等份，而图中讯号周期的时间点落在期的时间点落在2 2个方格中，个方格中，所以我们可以计算出此波所以我们可以计算出此波形周期的时间，形周期的时间，10sX2=20s10sX2=20s。n调试、观察示波器的自检调试、观察示波器的自检信号，测量并计算波形的频信号，测量并计算波形的频率、周期、峰峰值率、周期、峰峰值五、注意事项五、注意事项

24、n掌握所使用的示波器面板上各旋钮的作用后再操掌握所使用的示波器面板上各旋钮的作用后再操作作n为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点为了保护荧光屏不被灼伤，使用示波器时，光点亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧亮度不能太强，而且也不能让光点长时间停在荧光屏的一个位置上。在实验过程中，如果短时间光屏的一个位置上。在实验过程中，如果短时间不使用示波器，可将不使用示波器，可将“辉度辉度”旋钮调到最小，不旋钮调到最小，不要经常通断示波器的电源，以免缩短示波管的使要经常通断示波器的电源，以免缩短示波管的使用寿命用寿命 n示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角度，使用时应轻轻地缓缓旋转，不能用力过猛或度，使用时应轻轻地缓缓旋转，不能用力过猛或随意乱旋转随意乱旋转