示波器的组成及原理
示波器的基本原理
示波器的基本原理示波器是一种用于检测和测量电信号的仪器，它能够显示信号的波形和特征。
示波器的基本原理涉及信号采集、显示和控制三个方面。
1.信号采集示波器通过探头和输入电路采集待测信号。
探头将待测信号转换为示波器可以处理的电压信号。
输入电路则对信号进行预处理，包括输入阻抗匹配、放大、滤波等。
探头是示波器采集信号的重要组成部分。
常用的探头有被动探头和主动探头。
被动探头直接连接待测信号源和示波器的输入端，适用于较低频率的信号测量。
主动探头通过探头前置放大器对信号进行处理，可以适应更高频率范围内的信号测量。
2.信号显示示波器显示部分是示波器的核心。
主要包括水平系统、垂直系统和显示系统。
水平系统控制示波器的扫描速率和扫描位置。
通常采用水平触发电路，通过触发信号来控制横向扫描周期和起始位置，以确定波形在显示屏上的位置。
垂直系统处理和放大采集到的信号，并将信号转化为屏幕上的波形。
垂直系统包括输入放大器、增益调节器、触发电路等。
其中，触发电路确定何时开始扫描下一个波形周期，以确保波形的稳定。
显示系统将经过处理的信号显示在屏幕上。
示波器显示屏通常为阴极射线管（CRT）或者液晶显示器，根据信号的变化显示出相应的波形。
3.示波器控制示波器的控制部分包括触发控制、波形显示和测量控制。
触发控制决定了波形在屏幕上的稳定显示。
触发控制通过设定触发电平、触发方式和触发源等参数，使得示波器能够在特定的信号条件下开始扫描和显示波形。
波形显示功能包括波形移动、放大、缩小、静态显示等。
这些功能通过控制示波器的水平和垂直扫描参数来实现。
测量控制用于对信号进行各种测量。
示波器可以测量波形的幅值、周期、频率、相位差、占空比等参数。
测量控制功能还可以通过数学处理功能对信号进行滤波、积分、微分等操作，以获取更多的信号特征。
总结：示波器基于信号采集、显示和控制三个基本原理，能够将电信号转化为可见的波形，并提供丰富的测量功能。
通过探头将待测信号转换为示波器可以处理的电压信号，然后进行信号调节和放大，最后通过水平和垂直控制实现波形在屏幕上的稳定显示。
示波器的使用原理
示波器的使用原理
示波器是一种专门用于测量和显示电信号波形的仪器。
它通过将电信号转换为可见的图形，使得人们能够直观地观察和分析电信号的各种特征和参数。
示波器的基本组成部分包括：输入端口、垂直放大器、水平放大器、时间基准、触发电路和显示屏幕。
首先，电信号从输入端口进入示波器。
输入端口通常是一个电缆插孔，用于连接待测电路或设备的信号输出。
接下来，信号经过垂直放大器进行放大。
垂直放大器的作用是将输入信号幅度调整到适合示波器的显示范围内。
放大器通常采用可变增益的形式，使得用户可以根据需要调整信号的显示大小。
然后，信号经过水平放大器进行水平方向上的放大。
水平放大器用于调整信号在水平方向上的显示速率，以便让用户能够清晰地观察到信号的波形特征。
时间基准是示波器中的一个重要组成部分，用于提供水平方向上的时间参考。
通过调整时间基准，用户可以改变示波器屏幕上信号波形的显示速率。
触发电路的作用是确定显示屏上显示的信号波形的起始位置。
触发电路通过对输入信号进行比较和判断，当满足用户设定的触发条件时，触发电路会发出触发信号，告诉示波器从何处开
始显示。
最后，通过电子束在显示屏上绘制图形，将输入信号的波形显示出来。
通常示波器的显示屏是一个阴极射线管，通过控制电子束的位置和强度，可以在屏幕上绘制出各种波形形状。
总之，示波器通过将电信号转换为可见的图形，帮助用户直观地观察和分析信号波形。
它的工作原理是通过放大、调整显示速率、触发和绘制图形等步骤来实现。
示波器工作原理
示波器工作原理示波器是一种用来显示电压信号波形的仪器，它可以将电压信号转换成图形显示出来，从而让我们能够直观地观察到电压信号的变化情况。
示波器的工作原理主要包括信号输入、采样、处理和显示四个部分。
首先，当被测电压信号进入示波器时，它会通过输入端口输入到示波器内部。
示波器通常配备有多个不同量程的输入端口，以适应不同幅度的电压信号输入。
在信号输入时，示波器会对输入信号进行保护和调节，确保输入信号不会对示波器内部造成损坏。
接下来，示波器会对输入的电压信号进行采样。
采样是指将连续的模拟信号转换成离散的数字信号，这样可以更好地进行处理和显示。
示波器内部包含一个模拟-数字转换器（ADC），它会以一定的采样率对输入信号进行采样，将连续的模拟信号转换成数字信号，以便后续的处理和显示。
然后，示波器会对采样得到的数字信号进行处理。
处理过程包括信号放大、滤波、时域和频域分析等。
首先，示波器会根据设定的量程对数字信号进行放大，以便更好地显示在示波器屏幕上。
同时，示波器还会对信号进行滤波处理，去除杂散干扰，保留有效信号。
在信号处理的过程中，示波器还可以对信号进行时域和频域分析，以获取更多的信号特性信息。
最后，处理完的信号会被显示在示波器的屏幕上。
示波器的屏幕通常是一个高亮度的荧光屏或液晶屏，它可以将处理后的信号以波形的形式显示出来。
通过观察屏幕上的波形，我们可以直观地了解到被测电压信号的幅度、频率、相位等信息。
综上所述，示波器的工作原理主要包括信号输入、采样、处理和显示四个部分。
通过这些步骤，示波器可以将电压信号转换成图形显示出来，让我们能够直观地观察到电压信号的变化情况。
这种工作原理使得示波器成为电子测量领域中不可或缺的重要仪器，广泛应用于电子、通信、医疗等领域。
示波器显示波形原理
示波器显示波形原理
示波器是一种测量电压信号波形的仪器，其显示原理基于示波管和水平与垂直扫描的工作方式。
示波管是示波器的核心部件，它由一个带有荧光屏的玻璃管构成。
当电子束扫描荧光屏时，荧光屏上的荧光物质会发出光线。
在示波管内部，有两组垂直和水平的电极，分别负责控制电子束在荧光屏上的位置。
当示波器接收到待测测量信号后，信号会经过放大器进行放大，并由触发器控制信号的开始扫描。
信号会被拆分成两部分，一部分用于垂直扫描，一部分用于水平扫描。
垂直方向的扫描通过垂直放大器来控制。
放大器会根据测量信号的电压值来调整电子束在荧光屏上的位置，从而形成垂直的波形。
电压信号越大，垂直波形的幅度就越高。
水平方向的扫描通过水平放大器来控制。
放大器会根据触发器的信号来调整电子束的扫描速度，从而形成水平方向的波形。
触发器的作用是在信号的特定点上开始扫描，以便获得稳定的波形显示。
除了垂直和水平扫描之外，示波器还可以进行触发、扫描速度调整、幅度测量等功能。
这些功能可以帮助用户获得更准确的波形显示，从而进行电路分析和故障诊断。
总的来说，示波器的显示原理是利用示波管和垂直、水平扫描
电极控制电子束在荧光屏上的位置，通过放大、触发和扫描速度调整等功能，将测量信号转化为可视化的波形。
这样用户就可以通过观察波形来分析电路中的信号变化和故障情况。
示波器显示波形的原理
示波器显示波形的原理
示波器是一种测量电信号波形的仪器。
它通过将电信号转换为可见的图形形式，使波形能够被观察和分析。
示波器的工作原理主要依赖于以下几个组成部分：
1. 信号输入：示波器通常有一个或多个输入通道，用于连接待测信号源。
输入信号通过电缆或者探头输入到示波器中。
2. 垂直放大器：示波器的垂直放大器负责根据输入信号的幅度变化，将其放大到合适的显示范围。
垂直放大器通常由多个放大级联组成，每个级联都负责一定的放大倍数。
3. 水平放大器：示波器的水平放大器控制水平扫描，即控制屏幕上波形水平方向的移动速度。
水平放大器通常由一个可变的时基控制电路组成，使得用户可以调整波形延时和水平扫描速率。
4. 垂直偏移器：垂直偏移器允许用户通过调整直流电平的偏移来改变波形显示的基准线。
5. 光栅管：示波器使用一种称为光栅管（Cathode Ray Tube，CRT）的显示设备来显示波形。
CRT由电子枪、聚焦电极、偏转系统和荧光屏等部分组成。
电子枪产生的电子束会被偏转系统控制，使得束在荧光屏上形成可见的图形。
6. 触发电路：示波器的触发电路用于通过控制扫描周期的起始
点，使波形在屏幕上稳定显示。
触发电路可以根据设置的触发条件，例如信号电平的上升沿或下降沿，来自动检测合适的波形位置。
以上是示波器显示波形的主要原理。
通过合理地设置输入、放大、偏移和扫描参数，示波器可以准确地显示输入信号的波形特征，帮助工程师进行电路故障排查、信号分析和频谱测量等工作。
简述示波器的工作原理
简述示波器的工作原理示波器是一种广泛应用于电子测量的仪器，可以帮助电子工程师分析、检测和调整电路中的信号。
它能够快速、准确地捕捉电信号，并以波形的形式显示出来，实现对信号的观测和分析。
本文将从工作原理、示波器的分类和应用方面进行阐述。
示波器主要由三部分组成：输入系统、处理系统和显示系统。
1. 输入系统示波器的输入系统是指将输入的电信号转换成示波器可读取的信号。
输入系统一般包括探头和输入阻抗。
探头一般有两种：电压探头和电流探头。
电压探头是用于测量电压信号的，而电流探头则是用于测量电流信号的。
输入阻抗则是指示波器接收电信号的输入电路，通常为1MΩ的阻抗。
2. 处理系统处理系统是指将输入信号的强度、频率、相位等属性转换成显示信号的格式。
处理系统主要包括时间基准、放大器、触发电路等。
其中，时间基准是指示波器的时基，用于控制信号的采样频率和波形的水平位置。
放大器则是用于放大电信号的电子器件。
触发电路则是对信号进行选择性触发，使得波形在特定条件下才被测量。
3. 显示系统显示系统是将处理系统产生的波形以可视化的方式呈现出来，方便电子工程师观测和分析。
显示系统主要包括CRT显示器、LED显示器和LCD显示器等。
其中，CRT显示器是最常见的显示器，它采用电子束扫描的原理来形成图像。
二、示波器的分类示波器主要分为模拟示波器和数字示波器两种。
1. 模拟示波器模拟示波器是传统示波器的代表。
它使用模拟电路和CRT显示屏来显示波形，能够显示连续的波形，精度和分辨率较高。
此外，模拟示波器还可用于分析信号电路的同步和相位关系等问题。
数字示波器是利用数字技术来实现信号测量和波形分析的。
它采用数字处理器和显示器来处理、存储和显示信号信息。
数字示波器具有采样率高、噪声低、测量精度高等优点，也便于对测量结果的数值分析和处理。
示波器广泛应用于各种电子领域的测量、调试、故障排查等方面。
常见的应用场景包括：1. 电子电路的设计和调试，如调节电路中的传输信号、调节过渡信号。
示波器的组成及原理
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
示波管的组成
如何显示
荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部分 。 在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏 一个位置，否则将使荧光屏受损。因此在示波器开启后 不使用的时间内，可将“辉度”调暗。
子当电束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时 间，这种现象称为“余辉效应”。
余辉时间有中余辉时（0.01~0.1s）、长余辉时间 （0.1s以上）、短余辉时间（小于10-3s）。 观察频率较低的信号时用长余辉时间的示波管；观察 频率较高的信号时用余辉时间较短的示波管；一般示波 器中均采用中余辉示波管。
示波器的组成
组员： 焦松涛 颜廷琪 王哲 刘凯
示波器主要由示波管、Y轴偏转系统、X轴偏转 系统、扫描及整步系统、电源等五部分组成。
普通示波器的组成及各部分的作用
名称 示波管 Y轴 偏转系统 X轴 偏转系统 扫描及 整步系统 电源 组成及作用 它是示波器的核心。其作用是把所需观测的电信号 变换成发光的图形 由衰减器和Y轴放大器组成，其作用是放大被测信 号 由衰减器和X轴放大器组成，作用是放大锯齿波扫 描信号或外加电压信号 扫描发生器的作用是产生频率可调的锯齿波电压。 整步系统的作用是引入一个幅度可调的电压，来控 制扫描电压与被测信号电压保持同步，使屏幕上显 示出稳定的波形 由变压器、整流及滤波等电路组成，作用是向整个 示波器供电
示波器的基本工作原理
示波器的基本工作原理
示波器基本工作原理的解释如下：
示波器是一种用于测量电信号波形的仪器，它通过将电信号转换成可视化的图形来帮助分析和诊断电路中的问题。
示波器通过以下几个基本部分来工作：
1. 输入电路：示波器的输入电路用于接收待测信号。
它通常包括电压衰减电路、带宽限制电路和耦合方式选择电路等。
这些电路的主要作用是将输入信号转换为适合示波器进一步处理的形式。
2. 水平系统：示波器的水平系统用于控制水平扫描。
它包括时间基准电路和水平位移电路。
时间基准电路确定示波器的扫描速度，而水平位移电路则用于调整信号在屏幕上的水平位置。
3. 垂直系统：示波器的垂直系统用于放大输入信号并将其转换为可视化的图形。
垂直系统通常包括放大器、直流耦合电路、交流耦合电路和阻抗匹配电路等。
放大器用于放大输入信号的幅度，而耦合电路则可选择直流或交流耦合方式。
阻抗匹配电路用于匹配信号源与示波器之间的阻抗，以保证信号的准确测量。
4. 屏幕：示波器的屏幕用于显示图形。
示波器通常采用阴极射线管（CRT）作为显示器，通过控制电子束的扫描来显示图形。
输入信号经过水平和垂直系统的处理后，被转换成电子束的控制信号，进而在屏幕上显示出波形图。
示波器的基本工作原理是将输入信号转换为可视化的图形，通过观察波形的形状、幅度、频率等特征，来分析信号的性质和电路的工作状态。
不同类型的示波器在硬件和软件上可能略有差异，但基本的工作原理通常是类似的。
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（2）偏转系统
偏转系统是由两对位置互相垂直的偏转板组成。靠近电 子枪的一对是垂直偏转板，另一对是水平偏转板。电子束靠偏 转板上加的电场发生偏转。 作用：决定电子束的偏转方向。 结构：偏转系统由一对垂直（Y）偏转板和一对水平（X）偏转 板组成。 垂直偏转板的作用：在外加电压信号的作用下使电子束产生垂 直方向上的偏转。 水平偏转板的作用：在外加电压信号的作用下使电子束产生水 平方向上的偏转。 当偏转板上没有外加电压时，电子束打向荧光
示波器的分类
通用示波器
模拟示波器
(采用模拟方式对时 间信号进行处理和 显示)
示波器
（对信号的 处理方式）
取样示波器 存储示波器 专用示波器 实时取样 随机取样 顺序取样
数字示波器
(采用数字方对 时间信号进行处理 和显示)
一、普通示波器的组成
普通示波器主要由示波管、Y轴偏转系统、X轴偏转 系统、扫描及整步系统、电源等五部分组成。
余辉时间有中余辉时（0.01~0.1s）、长余辉时间（0.1s以 上）、短余辉时间（小于10-3s）。
观察频率较低的信号时用长余辉时间的示波管；观察频率较高 的信号时用余辉时间较短的示波管；一般示波器中均采用中余辉 示波管。
三、示波器基本原理
偏转原理
示波器基本原理
思考
偏转电压的作用
2）当X轴偏转板不加电压，只在Y轴偏转板加上电压时，则电 子束垂直偏离中心，偏离的大小与偏转板上加的电压成正比。
1）当X轴、Y轴偏转板都不加电压，电子束打在荧光屏的中心。
3）当Y轴偏转板不加电压，只在X轴偏转板加上电压时，则电 子束水平偏离中心Biblioteka 偏离的大小也是与偏转板上的电压成正比。
4）当X轴、Y轴偏转板同时也加上电压时，电子束的偏转可以 这样来确定，电子束最终打在分别平行于Y轴(ux的作用）和X轴 （uy作用）的线的交点处的屏幕上。
由于锯齿电压对时间间隔具有线性变化规律，所 以示波器的水平方向偏转电压通常用锯齿波电压。
水平偏转板上加锯齿波电压，垂直偏转板上加正 弦交流电压，当两个电压平率相等，可以得到下图所 示波形。
图8-5
荧光屏合成波形原理图
波形的稳定条件
• 如果锯齿波扫描电压周期是被测信号周期的整数倍，
荧光屏上会稳定地显示出若干个被测信号的波形。 • 为达到上述目的，调节扫描电压的频率可以通过调节 示波器面板上的“时间因数”旋钮（有的示波器称 “扫描范围”）和“扫描微调”旋钮来实现。
思考与练习
1. 普通示波器主要有哪几部分组成？各部 分作用是什么？ 2. 示波器的核心是什么？它有几部分组成？
3. 荧光屏上出现稳定波形的前提是什么？
小结
示波器
分类
结构
工作原理
作业
谢 谢 ！
学习目标：
1.了解示波器的分类 2.掌握示波器的结构及示波管的结构 3.会分析示波器的工作原理
学习重点：示波管的结构和工作原理 学习难点：示波器的工作原理
新课学习
示波器
示波器全名为阴极射线示波器。它是观察和测量 电信号的一种电子仪器。一切可以转化为电压的其它 电学量（如电流、电功率、阻抗、位相等）和非电学 量（温度、位移、压强、磁场、频率等）以及它们随 时间的变化过程，都可以用示波器来进行实时观察。
J2459学生示波器面板各旋钮功能
灰度调节 聚焦调节 辅助聚焦
Y增益 竖直位移 扫描微调 X增益
Y衰减
机内锯齿波扫 描范围
注意事项
• 认真阅读有关仪器的介绍，掌握所使用的示波器、 信号发生器面板上各旋钮的作用后再进行操作。 • 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 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“辉度”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 用寿命。 • 示波器上所有开关与旋钮都有一定强度与调节角 度，使用时应轻轻地旋转，不能用力过猛。
为了示波器有较高的测量灵敏度，Y偏转板置于靠近电子枪的 部位，而X偏转板在Y的右边。
（3) 荧光屏
荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波形显示部 分 。 在使用示波器时，应避免电子束长时间的停留在荧光屏 的一个位置，否则将使荧光屏受损。因此在示波器开启 后不使用的时间内，可将“辉度”调暗。 子当电束停止轰击荧光屏时，光点仍能保持一定的时 间，这种现象称为“余辉效应”。
普通示波器的组成及各部分的作用
名称 示波管 Y轴 偏转系统 X轴 偏转系统 扫描及 整步系统 电源 组成及作用 它是示波器的核心。其作用是把所需观测的电信号 变换成发光的图形 由衰减器和Y轴放大器组成，其作用是放大被测信 号 由衰减器和X轴放大器组成，作用是放大锯齿波扫 描信号或外加电压信号 扫描发生器的作用是产生频率可调的锯齿波电压。 整步系统的作用是引入一个幅度可调的电压，来控 制扫描电压与被测信号电压保持同步，使屏幕上显 示出稳定的波形 由变压器、整流及滤波等电路组成，作用是向整个 示波器供电
第二节
通用示波器的组成及原理
导入：
在家电维修的过程中使 用示波器已十分普遍。 示波器研究报告显示： 通过示波器可以直观地 观察被测电路的波形， 包括形状、幅度、频率 (周期)、相位，还可以 对两个波形进行比较， 从而迅速、准确地找到 故障原因。正确、熟练 地使用示波器，是初学 维修人员的一项基本功。
二、示波管的基本结构
示波管的结构
图8-2
示波管构造图
它包含电子枪，偏转板、荧光屏三部分。 (1)电子枪 由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极 构成。
电子枪的组成及各部分的作用
名称
灯丝 阴极 用于加热阴极
组成及用途
表面涂有氧化物的金属圆筒，在灯丝加热作用 下能够发射电子
顶部开有小孔的金属圆筒，其上加有比阴极低 电 的负电压。调节控制栅极的负电压高低，可以 子 控制栅极 控制通过小孔的电子束强弱，从而改变荧光屏 枪 上光点的亮度 第一阳极 两个圆形金属筒，其上加有对阴极来说为正的 电压。它们的作用有二：一是吸引由阴极发射 和 第二阳极 来的电子，使之加速；二是使电子束聚焦