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1。模拟示波器的原理2。示波器、信号源使用机电实践班2010.4学习目的1、了解通用双通道示波器的结构和工作原理，熟悉示波器面板控制件的作用和使用方法2、掌握用示波器观察波形、测量电压和频率的方法3、掌握观察李萨如图形的方法，并能测量未知信号的频率；能用示波器观察“拍”现象4、掌握信号源及数字示波器的使用方法难点：双通道示波器的结构和工作原理重点：示波器面板控制件的作用和使用方法、测量原理用到仪器通用双通道示波器（DF432020MHz）同轴电缆及测试探头函数信号发生器(SFG2004)1、示波器基本结构。Y放大触发同步。。。。扫描发生器。。X放大。。直流电源Y输入X输入外触发CRTK1K2示波器的原理框图示波器原理框图示波管（CRT）、电子放大系统、扫描触发系统、电源示波管（CRT）结构简介A1：第一阳极G：控制栅极K：阴极F：灯丝G：对应亮度旋钮A2：第二阳极KGA1A2共同完成聚焦X：水平偏转板Y：竖直偏转板荧光屏电子枪、偏转系统、荧光屏电子放大系统竖直放大器、水平放大器扫描触发系统扫描发生器、触发电路作用：在偏转板上加足够的电压，使电子束获得明显偏移；对较弱的被测信号进行放大扫描发生器作用：产生一个与时间成正比的电压作为扫描信号触发电路作用：形成触发信号。示波器工作在自动（AUTO)方式时，扫描发生器始终有扫描信号输出；当示波器处于AC/DC触发方式工作时，扫描发生器必须有触发信号的激励才能产生扫描信号。一般对应：内触发方式时，触发信号由被测信号产生，满足同步要求外触发方式时，触发信号由外部输入信号产生电源（略）波形显示原理只在竖直偏转板上加正弦电压的情形只在水平偏转板上加一锯齿波电压的情形示波器显示正弦波原理图示波管结构演示水平扫描电压波形图注:理想情况下的波形为锯齿波,这里显示的是实际的水平扫描电压波形.扫描电压波形在示波器上的显示图形示波器显示波形过程当两频率比值不是整数时的波形此时合成波形交叠显示难于观察双综示波器的两种交替显示波形方式ALT方式CHOP方式此方式只适合观察频率较低的信号此方式可同时观察两个频率较高的信号2、示波器面板控制件的作用简介亮度：轨迹亮度调节电源开关电源指示灯聚焦：轨迹清晰度调节荧光屏校准信号CH1或CH2：被测信号输入端口被测信号耦合方式AC：交流输入DC：直流输入GND：输入零信号垂直位移水平位移被测信号输入ALT：两个通道交替显示通道工作方式选择CH1或CH2：1或2单独显示CHOP：两个通道断续显示ADD：显示两个通道信号幅度的代数和或差通道2极性转换电压衰减及扫描速率VOLTS/DIV：调节垂直偏转灵敏度，指示垂直方向每格的偏转电压值VIRIABLE：连续调节垂直偏转灵敏度SEC/DIV：调节扫描速率，指示水平方向每格的扫描时间X-Y工作方式：CH1输入x轴信号VIRIABLEPLEE×5：连续调节扫描速率扫描方式选择自动（AUTO)：扫描发生器自动工作常态（NORM)单次（SINGLE)被触发或准备指示灯电平（LEVEL）：调节被测信号在某一电平触发扫描触发方式选择选择触发源信号内：CH1CH2外：LINEEXT触发极性选择：选择上升或下降沿触发扫描接地外触发输入CH1或CH2选择：“交替”或“断续”工作方式时，选择频率低的通道触发单踪显示时，任选其一，触发信号均来自于被显示通道选择触发信号耦合方式：AC/DCTV30：CH1输出31：电源插座32：电源设置33：保险丝座函数信号发生器SFG2004频率显示直接数位合成技术及FPGA晶片设计频率范围:0.1Hz~4MHz频率解析度:100mHz频率准确度及飘移度:+/-20ppm低失真正弦波:-55dBc,0.1Hz~200kHz输出波形:正弦波、方波、三角波具TTL及CMOSOUT前面板可设定十组储存及呼叫操作记忆波形选择电源CMOS输出电平调整偏移调整功放输出调整复用功能频率调整输出接口3、函数信号发生器简介本实验所用函数信号发生器可以输出频率在0.2Hz-2MHz的正弦波、三角波、方波信号。面板主要控制件的作用：电源开关频率显示幅度显示波形选择频率范围选择频率微调幅度衰减幅度微调函数信号输出AMP直流偏移AC常态触发耦合方式（COUPLING）顺时针旋足微调（VIRIABLE）CH1触发源（TRIGGERSOURCE）0.1V(X)电压衰减（VOLTS/DIV）0.5ms扫描速率（SEC/DIV）CH1垂直方式（MODE）触发极性（SLOPE）居中位移（三只）（POSITION）自动扫描方式（SWEEPMODE）居中聚焦（FOCUS）DC输入耦合居中亮度（INTENSITV）作用位置控制件名称作用位置控制件名称4、测量前示波器面板控件的位置注意：测量时对控件进行适当的调节5.注意事项(1)热电子仪器一般要避免频繁开机、关机，示波器也是这样.(2)如果发现波形受外界干扰，可将示波器外壳接地.(3)“Y输入”的电压不可太高，以免损坏仪器，在最大衰减时也不能超过400V.“Y输入”导线悬空时，受外界电磁干扰出现干扰波形，应避免出现这种现象.(4)关机前先将辉度调节旋钮沿逆时针方向转到底，使亮度减到最小，然后再断开电源开关.(5)在观察荧屏上的亮斑并进行调节时，亮斑的亮度要适中，不能过亮.以下为实验测试内容，可自己根据要求熟悉示波器使用。四、实验内容1、观察波形打开信号发生器电源开关，将其输出接CH1。调节信号发生器的输出频率和电压，调节示波器CH1通道偏转因数、扫描速率、电平等，使示波器显示稳定的波形。观察并画出示波器上的波形。2、测量正弦信号电压与周期调好信号发生器的输出信号，选择示波器CH1通道合适的偏转因数、选择合适的扫描速率值，使屏上刻度范围内出现完整波形，将实验数据记录入下表信号发生器示波器频率（Hz）电压示数（V）偏转因数(V/格)Y(格)扫描速率（s/格）X(格)例:幅度测量读数偏转因数：1V/格；测量原理YUpp偏转因数XT时基因数周期测量读数扫描时因数：1ms；峰峰值垂直距离：4.02格一个波长的水平距离：5.10/3＝1.70格将信号分别输入CH1和CH2通道，扫描速率旋钮置X-Y（逆时针到底），调节信号幅度或改变通道偏转因数，使图形不超出荧光屏视场，观察李萨如图3、测量信号的频率观察李萨如图形两个相互垂直的谐振动合成时，若其频率fx与fy成简单的整数比，合成的轨迹是封闭的稳定几何图形，称为李萨如图测量原理yxyxfnnf测量信号频率调出=1:1、1:2、2:3、3:4的李萨如图形，在下表中描下李萨如图形并记下相应CH2通道信号的频率fyyxxynnff::nx＝2，ny＝3nx＝3，ny＝4nx：ny1:11:22:33:4李萨如图形nxnyfy(Hz)fx(Hz)（待测）)4,3,2,1(ifnnfyixiyixi4、示波器自校准功能利用示波器自身的标准方波信号来对示波器校准.波形电压VP-P频率HzVOTS/DIV从波峰到波谷P-P的垂直DIV大小,Time/DIV水平一个周期的DIV大小110005、观察“拍”现象两个同方向的谐振动合成时，若其频率f1与f2的差值远小于f1、f2，合成振动的振幅随时间缓慢的呈周期性变化，这种现象称为“拍”“拍”频：321fff垂直方式选ADD，通道2极性选NORM，扫描速率调到合适值，调可调标准信号源信号频率，使屏上出现稳定的“拍”波形，观察“拍”现象。注意事项：测信号电压和周期时，一定要将电压衰减旋钮的微调和扫描速率旋钮的微调顺时针旋足（校正位置）。6.实验内容观察李萨如图形并利用其测量1:1,1:2,2:1,1:3的频率五、思考题1、如果打开示波器电源后，看不到扫描线也看不到光点，可能有那些原因？2、当Y轴输入端有信号，但屏上只有一条水平线时，是什么原因？应如何调节才能使波形沿Y轴展开？3、如何用示波器测量两正弦信号的相位差？(选做)泰克TDS1002面板图右:功能设置区输入通道外触发输入标准信号Y轴灵敏度水平扫描速率水平位移输入通道设置水平设置菜单触发设置功能菜单电源开关菜单设置按钮Y轴位移左:示波管显示区自动设置彩色双通道示波器