电子测量技能训练电子测量技能训练 示波器的原理与使用示波器的原理与使用主讲人：刘东卓主讲人：刘东卓E-mail：liudongz2003163.com windlxhswu.edu.cn1西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院一、示波器原理一、示波器原理示波管示波管波形显示原理波形显示原理 示波管内部的示波管内部的电子枪电子枪发射电子，发射电子，通过电场加速，高速轰击通过电场加速，高速轰击荧光粉荧光粉，使荧光粉发光使荧光粉发光 发光原理发光原理示波器原理与使用示波器原理与使用2西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院电子在加速的过程中，如果同时受到垂直方向的电场力电子在加速的过程中，如果同时受到垂直方向的电场力F偏转偏转，其运，其运动方向将会发生改变（偏转）动方向将会发生改变（偏转）,由于由于F偏转偏转uy，所以电子打在荧光所以电子打在荧光屏上偏离中心的距离屏上偏离中心的距离y正比于偏转电压正比于偏转电压uy 偏转原理：偏转原理：3西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院设置两个偏转板，分别加上偏转电压设置两个偏转板，分别加上偏转电压ux、uy，则电子轰击荧光屏则电子轰击荧光屏的位置如图所示，其中的位置如图所示，其中xux，yuy。若偏转电压若偏转电压ux、uy随时间变化，则时间不同，随时间变化，则时间不同，ux、uy不同，电子不同，电子轰击荧光屏的位置不同轰击荧光屏的位置不同 4西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院如果如果X偏转板所加电压与时间成线形关系偏转板所加电压与时间成线形关系uxt，则则 xuxt电子在荧光屏上扫描出的轨迹就是电子在荧光屏上扫描出的轨迹就是uy的波形的波形 电子在电子在X方向的偏转距离即可表示时间方向的偏转距离即可表示时间t5西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院波形显示原理波形显示原理6西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院同步原理同步原理 当当ux为周期性线形锯齿波时，电子将在荧光屏上不断地从左到为周期性线形锯齿波时，电子将在荧光屏上不断地从左到右重复扫描，若每次扫描的轨迹不重复，我们看到的是右重复扫描，若每次扫描的轨迹不重复，我们看到的是不断移不断移动动的波形，这种现象称为波形的波形，这种现象称为波形不同步不同步。 7西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院为了看到稳定的波形，电子在荧光屏上重复扫描的轨迹必须相同。为了看到稳定的波形，电子在荧光屏上重复扫描的轨迹必须相同。当当ux的周期的周期Tx为为uy周期周期Ty的整数倍的整数倍时，即可达到这个目的时，即可达到这个目的 8西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院为了实现同步，锯齿波的周期必须与被测信号的周期严格保持整为了实现同步，锯齿波的周期必须与被测信号的周期严格保持整数倍关系。为此必须用被测信号本身（数倍关系。为此必须用被测信号本身（内触发内触发信号）或与之有关信号）或与之有关系的另一信号（系的另一信号（外触发外触发信号）去控制信号）去控制X扫描发生器的周期，这个任扫描发生器的周期，这个任务由触发电路完成。当触发信号从小到大（或从大到小）变化通务由触发电路完成。当触发信号从小到大（或从大到小）变化通过某一电平（称为过某一电平（称为触发电平触发电平）时，触发电路即产生一个脉冲，该）时，触发电路即产生一个脉冲，该脉冲用来控制锯齿波开始扫描脉冲用来控制锯齿波开始扫描 9西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院实现同步的条件实现同步的条件有触发信号有触发信号触发信号与被测信号有关系触发信号与被测信号有关系触发信号与触发电平有相等的时刻触发信号与触发电平有相等的时刻 以上条件必须同时满足以上条件必须同时满足10西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院示波器的基本结构与主要调节旋钮示波器的基本结构与主要调节旋钮 11西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院对被测信号进行放大（衰减）、叠加、选择对被测信号进行放大（衰减）、叠加、选择Y通道通道12西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院输入耦合方式输入耦合方式AC：交流耦合，只能测交流电压交流耦合，只能测交流电压DC：直流耦合，测交直流总电压直流耦合，测交直流总电压 ：接地，输入信号不能进入示波器：接地，输入信号不能进入示波器13西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院Y轴灵敏度调节轴灵敏度调节粗调：粗调：V/div，可以调节显示的幅度可以调节显示的幅度细调：连续调节。定量测量电压幅度时，细调：连续调节。定量测量电压幅度时，细调旋纽必须置校正位置细调旋纽必须置校正位置14西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院Y轴位移轴位移实质是将直流电压与实质是将直流电压与被测信号叠加被测信号叠加15西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院垂直方式垂直方式( Y轴显示通道轴显示通道)选择选择CH1：只显示第一通道信号只显示第一通道信号CH2：只显示第二通道信号只显示第二通道信号CH1 CH2：同时显示两通道信号同时显示两通道信号(双踪显示双踪显示)CH1CH2：将两个信号叠加后显示将两个信号叠加后显示(单踪单踪)16西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院双踪显示时控制模拟开关切换的速度双踪显示时控制模拟开关切换的速度交替：从左到右扫完一个波形后切换到另交替：从左到右扫完一个波形后切换到另一个波形一个波形断续：从从左到右一次扫描过程中，在两断续：从从左到右一次扫描过程中，在两个波形之间快速切换个波形之间快速切换17西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院X通道通道产生锯齿型扫描信号，进行同步控制产生锯齿型扫描信号，进行同步控制18西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院触发源选择触发源选择内：以当前被测信号作触发信号内：以当前被测信号作触发信号CH2:固定以固定以CH2作触发信号作触发信号外触发：通过外触发：通过EXT端子输入信号作触端子输入信号作触发信号发信号19西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院触发电平调节触发电平调节触发信号与触发电平比较产生触触发信号与触发电平比较产生触发脉冲控制扫描信号发生器的周发脉冲控制扫描信号发生器的周期期20西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院扫描方式扫描方式自动：即使没有触发脉冲，也自动：即使没有触发脉冲，也会产生锯齿扫描信号会产生锯齿扫描信号常态：如果没有触发脉冲，将常态：如果没有触发脉冲，将没有锯齿扫描信号没有锯齿扫描信号导致没有扫描线导致没有扫描线21西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院扫描速度扫描速度粗调：粗调：t/div，调节横轴每格调节横轴每格代表的时间代表的时间细调：连续调节。定量测量周期细调：连续调节。定量测量周期时，细调旋纽必须置校正位置时，细调旋纽必须置校正位置水平位移水平位移22西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院有的示波器设有有的示波器设有触发极性（触发极性（“”、“”）选择选择23西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院显示两个波形的关系曲线显示两个波形的关系曲线XY功能功能24西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院25西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院XY模式下显示的图形称为模式下显示的图形称为李沙育图形李沙育图形只有当只有当X与与Y信号的频率之比为整数之比时，信号的频率之比为整数之比时，才可以观察到稳定的李沙育图形才可以观察到稳定的李沙育图形李沙育图形与横轴和纵轴的交点数之比及为李沙育图形与横轴和纵轴的交点数之比及为X与与Y信号信号的频率之比的频率之比26西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院1、示波器三种现象的排除：不亮、无形、不稳、示波器三种现象的排除：不亮、无形、不稳2、定量测量问题、定量测量问题3、如何迅速判断示波器是否基本正常、如何迅速判断示波器是否基本正常4、干扰大（共地问题）、干扰大（共地问题）5、如何判断探头的好坏、如何判断探头的好坏二、示波器的正确使用问题二、示波器的正确使用问题27西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院示波器三种现象的处理示波器三种现象的处理不亮不亮什么也没有什么也没有无形无形只有一条亮线只有一条亮线不稳不稳有很多不断左右移动的波形或者一条亮带有很多不断左右移动的波形或者一条亮带 28西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院“不亮”的原因及处理办法1、辉度（亮度）太低、辉度（亮度）太低3、位移太偏、位移太偏4、显示幅度太大、显示幅度太大（远远超过屏幕能够显示的范围）（远远超过屏幕能够显示的范围）将辉度调高将辉度调高将将X、Y位移大约置中间位置位移大约置中间位置2、扫描方式选择了、扫描方式选择了“常态常态”，同时没有足够幅度的触发信号同时没有足够幅度的触发信号将扫描方式置于将扫描方式置于“自动自动”将将Y轴耦合方式置于接地状态，应该出现亮线轴耦合方式置于接地状态，应该出现亮线出现亮线之后再切换到出现亮线之后再切换到AC或或DC，调节，调节“V/div”29西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院“无形”的原因及处理办法1、垂直方式（显示通道）选择不正确、垂直方式（显示通道）选择不正确选择显示通道与被测信号进入的通道一致选择显示通道与被测信号进入的通道一致2、Y轴耦合方式选择了接地轴耦合方式选择了接地4、示波器探头有问题、示波器探头有问题耦合方式选耦合方式选“AC”或或“DC”用手碰触探头看示波器有没有反应用手碰触探头看示波器有没有反应3、显示幅度太小、显示幅度太小调节调节Y轴灵敏度轴灵敏度“V/div”30西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院“不稳”的原因及处理办法1、触发源选择不正确、触发源选择不正确2、触发信号幅度达不到触发电平、触发信号幅度达不到触发电平触发源选择与被测信号进入的通道一致触发源选择与被测信号进入的通道一致调节触发电平，或调调节触发电平，或调V/div，使显示的幅度增大使显示的幅度增大31西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院定量测量要注意的问题测测幅度：幅度：Y轴灵敏度微调必须置轴灵敏度微调必须置“校正校正”测测时间：时间：X轴扫描速度微调必须置轴扫描速度微调必须置“校正校正”可用示波器提供的校准信号检验测量结果是否准确可用示波器提供的校准信号检验测量结果是否准确注意：注意：探头是否有衰减功能探头是否有衰减功能是否设置了是否设置了Y轴扩展轴扩展注意：注意：是否设置了是否设置了X轴扩展轴扩展32西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院如何迅速判断示波器是否基本正常如何迅速判断示波器是否基本正常首先保证要首先保证要“亮亮”(若不若不“动动”，参照，参照“无形无形”的处理的处理办法办法)（若不亮，参照（若不亮，参照“不亮不亮”的处理办法）的处理办法）然后用手碰触探头要然后用手碰触探头要“动动”33西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院干扰大的问题干扰大的问题信号太弱信号太弱探头接地线不通探头接地线不通示波器与被测电路没有示波器与被测电路没有“共地共地”34西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院如何迅速判断探头的好坏如何迅速判断探头的好坏示波器各旋纽开关设置好后示波器各旋纽开关设置好后手碰探钩要手碰探钩要“动动” 否则说明探头的信号线不通否则说明探头的信号线不通接地夹接探钩后再用手碰要接地夹接探钩后再用手碰要“不动不动” 否则说明探头的地线不通否则说明探头的地线不通35西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院36西南大学电子信息工程学院西南大学电子信息工程学院