示波器的原理和使用（示波器的原理和使用结论）

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示波器的原理和使用

原则

示波器动态显示电压信号随时间变化的思路是在电极板上施加电压，在电极板之间形成相应的变化电场，使进入这个变化电场的电子的运动也随时间变化，最终在荧光屏上显示出电子运动的轨迹。示波器主要由示波管和复杂的电子电路组成。

与万用表类似，如果要使用示波器，必须先与被测系统连接，使用示波器探头，如图20-4所示。示波器通常有两个或四个通道(通常标有1到4的数字，多余的探头插座是外部触发的，一般不需要)。他们的低位是一样的，你可以随意选择。将探头插入其中一个通道，探头另一端的小夹子连接到被测系统的参考地(这里肯定有问题:示波器探头上的夹子是直接接地的，也就是三插插头上的地线。因此，如果被测系统的参考地与大地之间存在电压差，就会导致示波器或被测系统的损坏)，当探头接触到被测点时，示波器就可以采集到该点的电压波形(普通探头不能用来测量电流，必须选择专用的电流探头来测量电流)。

接下来，通过调整示波器面板上的按钮，测得的波形将以适当的尺寸显示在屏幕上。只需要根据一个信号的两大要素——幅度和周期(频率和周期在概念上是等价的)来调整示波器的参数即可。

每个通道插座上方的旋钮用于调整通道的振幅，即波形的垂直大小。通过旋转它们，可以改变示波器屏幕上每个垂直网格所代表的电压值，所以可以称之为“伏特网格”调整，如下两个对比所示:左侧为1V/网格，右侧为500mv/网格。左波形幅值占2.5格，所以是2.5V，右波形幅值占5格，也是2.5V，建议将波形向右调整，因为此时波形占整个测量范围的很大一部分。

示波器的原理及应用

示波器是一种应用广泛的电子测量仪器，它能将肉眼不可见的电信号转换成可见的图像。示波器利用高速电子组成的窄电子束撞击涂有荧光物质的屏幕，可以产生微小的光点。在被测信号的作用下，电子束在屏幕上绘出被测信号瞬时值的变化曲线。

基本功能

测量交流或脉冲电流波形的仪器由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成。除了观察电流的波形，我们还可以测量频率和电压强度。任何可以变成电效应的周期性物理过程都可以用示波器观察到。

基本原理

波形显示

根据示波管的原理，当一个DC电压加在一对偏转板上时，光点在屏幕上会有一个固定的位移，这个位移与所加的DC电压成正比。如果两个DC电压同时加到垂直和水平偏转板上，荧光屏上光点的位置由两个方向的位移决定。

如果在一对偏转板上加一个正弦交流电压，光点就会随着电压的变化而在荧光屏上移动。在垂直偏转板上加正弦交流电压时，t=0时刻，电压为Vo(零值)，荧光屏上光点的位置在坐标原点0，t=1时刻，电压为V1(正值)，荧光屏上光点在坐标原点0以上的位置，位移与电压V1成正比；在时间t=2的瞬间，电压为V2(更大正值)，荧光屏上的光点在坐标原点0以上两点，位移距离与电压V2成正比；以此类推，在t=3，t=4，…，t=8的时刻，荧光屏上光点的位置分别为3，4，…，8。之一个周期将在交流电压的第二个和第三个周期中重复。如果此时施加在垂直偏转板上的正弦交流电压频率很低，只有lHz ~ 2Hz，那么在屏幕上会看到一个上下移动的光点。这个光点从坐标原点的瞬时偏转值将与施加到垂直偏转板上的瞬时电压成比例。如果施加在垂直偏转板上的交流电压频率在10 Hz ~ 20 Hz以上，由于屏幕的余辉现象和人类视觉的暂留现象，你在屏幕上看到的不是上下移动的点，而是一条垂直的亮线。示波器垂直放大增益固定时，亮线的长度取决于正弦交流电压的峰值。如果将正弦交流电压施加到水平偏转板上，除了光点在水平轴上移动之外，将会出现类似的情况。

如果在一对偏转板上加一个随时间线性变化的电压(如锯齿波电压)，光点在屏幕上会怎样移动？当水平偏转板上有锯齿电压时，在时间t=0的瞬间，电压为VO(更大负值)，光点在屏幕上坐标原点左侧的起始位置(零点)，位移距离与电压Vo成正比；在时间t=1的瞬间，电压为V1(负)，荧光屏上的光点在坐标原点左侧1点，位移距离与电压V1成正比；以此类推，在时间t=2，t=3，...t=8时，光点在屏幕上的相应位置是2，3，...8.在t=8的瞬间，锯齿波电压从更大正值V8跳到更大负值Vo，屏幕上的光点从8点钟位置非常迅速地向左移动。如果锯齿波的电压是周期性的，则之一周期将在第二周期和第三周期中...如果此时施加在水平偏转板上的锯齿波的电压频率很低，只有1 Hz ~ 2 Hz，你会看到光点在屏幕上从左起始位置零点均匀地移动到右8点钟位置，然后光点又从右8点钟位置快速移动到左起始位置零点。这个过程叫做扫描。当周期性锯齿波电压被施加到水平轴时，扫描将被重复。从起始位置的零点开始的光点的瞬时值将与施加到偏转板上的电压的瞬时值成比例。如果施加在偏转板上的锯齿波的电压频率在10 Hz ~ 20 Hz以上，由于荧光屏的余辉现象和人眼的视觉暂留现象，会看到一条水平的亮线。在示波器水平放大增益不变的情况下，水平亮线的长度取决于锯齿电压值。锯齿电压值与时间变化成正比，荧光屏上光点的位移与电压值成正比，所以荧光屏上的水平亮线可以代表时间轴。这条亮线上任何相等的线段代表相等的时间段。

如果被测信号电压加在垂直偏转板上，锯齿波扫描电压加在水平偏转板上，被测信号电压的频率等于锯齿波扫描电压的频率，则被测信号电压随时间变化的周期波形曲线就会显示在荧光屏上(如图5-6所示)。如图5-6所示，在时间t=0的瞬间，信号电压为Vo(零值)，锯齿波电压为v 0’(负值)，荧光屏上的光点在坐标原点的左侧，位移距离与电压v 0’成正比；在时间t=1的瞬间，交流电压为V1(正)，锯齿波电压为V1(负)，屏幕上的光点位于坐标的第二象限。同样，在时间t=2，t=3，…，t=8的瞬间，荧光屏上的光点分别位于2，3，…，8点钟位置。在t=8的瞬间，锯齿波电压从更大正值V8 '跳到更大负值v 0 '，所以屏幕上的光点从8点钟位置向左移动到起始位置0点钟位置非常快。随后，在要测量的周期信号的第二周期和第三周期中重复之一周期的情况下，光点在荧光屏上绘制的轨迹也与之一次绘制的轨迹重叠。因此，荧光屏上显示的测量信号电压是随时间变化的稳定波形曲线。

从上面可以看出，为了稳定荧光屏上的图形，被测信号电压的频率应与锯齿波电压的频率保持整数比。

系统，也就是同步关系。为了实现这一点，要求锯齿波电压的频率可以连续调节，以适应不同频率的周期信号的观测。其次，由于被测信号的频率和锯齿波振荡信号的频率相对不稳定，即使锯齿波电压的频率暂时调整到被测信号频率的整数倍，模式也不可能总是稳定的。所以示波器里有一个同步装置。也就是说，同步信号被添加到锯齿波电路的某个部分，以促进扫描的同步。对于只能产生连续扫描(即连续锯齿波)的简易示波器(如国产SB-10示波器)，需要在其扫描电路中输入一个与被观测信号频率相关的同步信号。当添加的同步信号的频率接近锯齿波频率的自激振荡频率(或接近其整数倍)时，可以调整锯齿。对于示波器(如国产ST-16示波器、S *** -5同步示波器、SR-8双踪示波器等。)具有等待扫描的功能(即平时不产生锯齿波，只在被测信号到来时产生一个锯齿波)，所以需要在它们的扫描电路中输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号紧密配合。这样，只要根据需要选择合适的同步信号或触发信号，任何要研究的过程都可以与锯齿波扫描频率同步。

双线示波器

在电子实习技术过程中，经常需要同时观察两个(或多个)信号随时间的变化。测试和比较这些不同的信号。为了达到这个目的，在应用普通示波器原理的基础上，人们采用以下两种方法同时显示多个波形:一种是双线(或多线)示波法；另一种是双迹(或多迹)示波法。用这两种方法制造的示波器分别称为双线(或多线)示波器和双迹(或多迹)示波器。

双线(或多线)示波器是由双枪(或多枪)示波器实现的。我们以双枪示波管为例简单说明一下。双枪示波管有两个独立的电子枪来产生两个电子束。还有两个独立的偏转系统，每个系统控制一束电子上下左右移动。屏幕是共享的，所以可以在屏幕上同时显示两个不同的电信号波形，也可以用一个单枪双线示波器实现一个双线示波器。这个示波管只有一个电子枪，它通过特殊的电极将电子分裂成两束。然后，管内两个独立的偏转系统分别控制两个电子束上下和左右移动。荧光屏是共用的，可以同时显示两种不同的电信号波形。由于制造工艺要求高，成本高，双线示波管的应用不是很普遍。

双踪示波器

双踪(或多踪)示波器是在单线示波器的基础上增加一个特殊的电子开关，实现两个(或多个)波形的分别显示。由于双踪(或多踪)示波器比双踪(或多踪)示波器更容易实现，不需要使用结构复杂、价格昂贵的“双腔”或“多腔”示波器，所以双踪(或多踪)示波器得到了广泛的应用。

示波器的原理及其在大学物理实验报告中的应用

1.原理:示波器利用高速电子组成的窄电子束撞击涂有荧光物质的屏幕，可以产生微小的光点(这是传统模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下，电子束就像笔尖一样，可以在屏幕上画出被测信号瞬时值的曲线。

示波器可以用来观察不同信号幅度随时间变化的波形曲线，也可以用来测试各种电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅等。

2.用途:示波器可以测量各种波形的电压幅值，不仅可以测量DC电压和正弦电压，还可以测量脉冲或非正弦电压的幅值。更有用的是，它可以测量脉冲电压波形各部分的电压幅度，如过冲或顶降。这是任何其他电压测量仪器无法比拟的。

1.原理:示波器利用高速电子组成的窄电子束撞击涂有荧光物质的屏幕，可以产生微小的光点(这是传统模拟示波器的工作原理)。在涂有荧光材料的屏幕上可以产生小光点(这是传统模拟示波器的工作原理)。

在被测信号的作用下，电子束就像一支笔尖，可以在屏幕上画出被测信号瞬时值的曲线。示波器可以观察各种信号幅度随时间变化的波形曲线，也可以测试各种电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅等。

2.用途:示波器可以测量各种波形的电压幅值，不仅可以测量DC电压和正弦电压，还可以测量脉冲电压波形各部分的电压幅值，如脉冲或顶端压降。这是任何其他电压测量仪器无法比拟的。

扩展数据:

示波器的优势:

1、体积小，重量轻，便于携带，液晶显示。

2.波形可以长期存储，存储的波形可以放大分析。

3.特别适合测量单次和低频信号，测量低频信号时没有模拟示波器的闪烁现象。

4.触发方式更多，除了模拟示波器没有的预触发，还有逻辑触发和脉宽触发。

百度百科-示波器

百度百科-数字示波器

示波器的原理和使用

示波器是一种广泛使用的电子测量仪器。它能将肉眼不可见的电信号转化为可见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用高速电子组成的窄电子束撞击涂有荧光物质的屏幕，可以产生微小的光点。这就是传统模拟示波器的工作原理。

用途:示波器可用来观察不同电信号幅度随时间变化的波形曲线。在此基础上，示波器可以用来测量电压、时间、频率、相位差和调幅等电参数。下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。

1.示波器和电源系统。

1)电源:示波器的主电源开关。按下此开关时，电源指示灯亮起，表示电源已接通。

2)强度:旋转此旋钮改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可以小一些，观察高频信号时可以大一些。

3)聚焦:聚焦旋钮调节电子束的横截面，使扫描线聚焦到最清晰的状态。

4)亮度:该旋钮调节荧光屏后面照明灯的亮度。在正常的室内光线下，更好将灯光调暗。在光线不足的室内环境下，可以适当打开照明。

2.荧光屏

电压值和时间值可以通过将被测信号在屏幕上所占的方块数乘以一个适当的比例常数(V/DIV，TIME/DIV)得到。根据输入通道的选择，将示波器探头插入相应通道的插座，示波器探头上的地与被测电路的地相连，示波器探头接触被测点。示波器探头上有一个双位开关。当开关转到“X1”位置时，被测信号无衰减地送到示波器，从荧光屏上读出的电压值就是信号的实际电压值。当此开关转到“X10”位置时，测量信号被衰减到1/10，然后发送到示波器。信号的实际电压值是从荧光屏上读取的电压值乘以10。

3.垂直偏转系数和水平偏转系数

每个波段开关上通常有一个小旋钮，用来微调每个波段的垂直偏转系数。顺时针旋转到底，它处于“校准”位置。此时，垂直偏转系数值与波段开关指示的数值一致。逆时针转动旋钮，微调垂直偏转系数。微调垂直偏转系数后，会与波段开关指示值不一致，需要注意。

4.输入通道和输入耦合选择

1)输入通道选择-至少有三种输入通道选择方法:通道1(CH1)、通道2(CH2)和双通道。

2)输入耦合模式输入耦合模式-交流、GND和DC。

触发

1)正常:无信号时，屏幕无显示；有信号时，配合电平控制，显示稳定的波形。

2)自动:无信号时，屏幕显示光迹；有信号时，配合电平控制，显示稳定的波形。

3)电视场:用于显示电视场信号。

4) P-PAUTO:无信号时，屏幕上显示光迹；当有信号时，无需调节电平即可获得稳定的波形显示。

6.扫描方式

有三种扫描模式:自动、标准和单一。

示波器的原理和使用介绍就到此为止。感谢您花时间阅读本网站的内容。别忘了搜索更多关于示波器原理和使用的信息，以及示波器的原理和使用。