示波器的应用
示波器的调节与应用原理
示波器的调节与应用原理1. 前言示波器是一种用于观察电压周期的电子仪器，广泛应用于电子实验、电路调试、电子设备维修等领域。
本文将介绍示波器的调节方法和应用原理。
2. 示波器调节方法2.1 通道设置示波器通常具有多个通道，用于同时观测多个信号。
在进行示波器调节时，需要设置合适的通道参数。
1.选择观测通道：根据需要观测的信号，选择合适的通道进行观测。
2.设置耦合方式：示波器通常有直流耦合和交流耦合两种方式，根据信号的特点选择合适的耦合方式。
3.调节增益：根据信号的幅值范围，调节通道的增益，确保信号能够在示波器屏幕上完整显示。
2.2 时间基准设置示波器的时间基准用于调节观测的时间尺度，以便观测信号的频率、周期等特性。
1.设置时间量程：根据需要观测的信号频率，选择合适的时间量程，确保观测到完整的信号周期。
2.调节扫描速度：根据需要观测的信号变化速度，调节示波器的扫描速度，以充分显示信号的变化过程。
2.3 触发设置示波器的触发功能用于控制示波器在信号达到一定条件时进行触发，并显示稳定的波形。
1.设置触发方式：示波器通常有边沿触发、脉宽触发、视频触发等触发方式，根据信号的特点选择合适的触发方式。
2.调节触发电平：根据触发信号的电平，调节触发电平，确保示波器能够稳定触发并显示波形。
3. 示波器的应用原理示波器的工作原理是利用扫描电子束在示波管内的水平和垂直方向上的偏转，绘制出输入信号的波形图。
3.1 垂直系统原理示波器的垂直系统用于放大输入信号，使其能够显示在示波器的屏幕上。
1.输入信号放大：示波器的垂直系统通过放大器将输入信号放大到合适的幅值范围。
2.垂直扫描：放大后的信号经过垂直偏转系统，在示波管内的垂直方向上进行扫描。
3.垂直偏转灵敏度：示波器垂直系统的灵敏度表示输入信号单位变化时，屏幕上显示的垂直单位长度。
3.2 水平系统原理示波器的水平系统用于控制扫描电子束在水平方向上的偏转，以绘制出输入信号的波形图。
示波器的原理与应用
示波器的原理与应用摘要：示波器是现代电子技术中不可缺少的一种仪器设备，它能够将电信号转化为目测直观的波形图，为电路分析、调试、诊断等提供了方便、快捷的手段。
本文介绍了示波器的基本原理，包括信号输入、采样、放大、显示等方面，以及示波器的常见应用和注意事项，希望能为工程技术人员提供一些帮助和参考。
关键词：示波器、原理、应用、信号输入、采样、放大、显示正文：一、示波器的基本原理示波器是一种电子测量仪器，它的作用是将电信号转化为能够直观观察的波形图。
示波器可以用来观察不同频率、不同形状、不同幅度的电信号，并能够在波形图上显示出电信号的各种特征参数，如周期、频率、幅度、相位等。
示波器是电子技术领域中必备的仪器之一，它应用广泛，被广泛应用于电路设计、调试、维修、教育和科研等领域。
具体而言，示波器基于的是振荡器原理，通过调节电荷和电流来达到电信号可视化的目的。
信号的输入通过探头进行，示波器需要通过类比数字转换器（ADC）将信号转换成数字信号后存储在数字存储器中。
为了减少数字存储器过多的开销，示波器需要对信号进行采样，示波器内置高速模拟数字转换器（ADC）将信号进行采样后转换成数字信号，并存储在数字存储器中。
示波器还需要放大信号，使得信号能够在显示屏上显示出来。
示波器需要放大信号，通常使用线性放大器或者非线性放大器。
最后，示波器在显示器上将数字信号转换成模拟信号，进行屏幕显示。
二、示波器的应用透视到示波器的应用，可以看到示波器是广泛应用于电路设计、调试、维修、教育和科研等领域中的仪器设备。
比如，在电路设计和调试中，示波器可以用来分析电路中的各种问题，如电源噪声、串扰、幅度偏差等等。
在维修中，示波器可以用来检测电机的运行状态、检查电缆连接、检测电器设备输出波形等。
在教育中，示波器可以用来展示各种电子元器件和电路的工作原理。
在科研领域中，示波器可以用来测量和分析一些高速和复杂电信号，如微波电路、芯片和通用集成电路（IC）等。
示波器原理、功能和应用
• 例如：一个100MHz上升时间为3.5ns的方波信号，使用100MHz的示波器系统进行测量，上升时间测量误 差为：
– 100MHz示波器上升时间＝350/100MHz＝3.5ns – 仪器显示的信号上升时间＝3.5ns2＋3.5ns2 ＝4.95ns
– 测量误差＝（4.95ns－3.5ns）/ 3.5ns＝0.414＝41％
采样率不足会怎么样？
波形失真
数字示波器原理及主要指标
采样率
采样率不足会怎么样？
波形混淆
数字示波器原理及主要指标
采样率
采样率不足会怎么样？
波形漏失
脉冲消失
数字示波器原理及主要指标
采样率
信号准确重建技术：如果信号只是由各点表示，则很难观察。特别是信号的高频部分， 获取的点很少，更增加了观察的难度。为增加信号的可视性，数字示波器一般都使用 插值法显示模式。
数字示波器原理及主要指标
采样率
实时采样 VS 等效采样
①①①①①
①①①① ①①① ①①①①①①①①①①①①①①
①① ① ① ① ①① ①①①①①①①①①①①①①①①
实时采样：适合捕捉单次信号以及隐藏在重复信号中的毛刺和异 常信号
等效采样：适合观察周期性重复信号，且前提是信号必 须能稳定触发
数字示波器原理及主要指标
数字示波器原理及主要指标
存储深度
指在波形存储器中存储波形样本的数量，单位pts（points）。 存储深度是示波器对数字化波形的最大存储能力。
触发点
预采样
存储深度
延迟采样
数字示波器原理及主要指标
存储深度
深存储有什么好处？
250MS/s × 10ms
2.5GS/s ×
示波器的应用及使用方法
示波器的应用及使用方法示波器是一种测量仪器，用于显示电信号的波形，通过对电压和时间的测量，可以帮助工程师分析和调试电路。
示波器是电子工程师和电子爱好者的必备工具之一，它在电子领域的应用非常广泛。
一、示波器的应用领域1. 电子设备维修与调试：示波器可以用于检测和分析各种电子设备中的电信号，例如电视机、手机、电脑、音响等。
通过观察信号的波形特征，可以判断故障的原因并进行修复。
2. 电路设计与测试：在电路设计过程中，示波器可以帮助工程师验证设计的正确性，检测信号的失真、干扰等问题，优化电路性能。
同时，示波器还可以用于测试电路的频率响应、阻抗匹配等特性。
3. 通信系统分析：示波器可以用于测试和分析通信系统中的各种信号，例如音频信号、视频信号、射频信号等。
通过对信号的波形、频谱等特征进行观察和分析，可以判断系统的性能和工作状态。
4. 电力系统监测：在电力行业中，示波器可以用于监测和分析电力系统中的电压、电流信号，检测电力质量问题，例如电压波形畸变、电流峰值变动等。
通过对信号的分析，可以判断电力系统的工作状态和稳定性。
5. 教学与科研：示波器是电子教学和科研的重要工具之一，它可以帮助学生理解和掌握电子学原理，进行实验和研究。
二、示波器的基本原理示波器的工作原理是利用垂直和水平的电子束在示波管上形成一个波形图案。
垂直方向上的电子束受到输入电压的控制，水平方向上的电子束由水平扫描器控制。
通过控制电子束的位置和强度，可以在示波管上显示出输入信号的波形。
示波器的主要组成部分包括：1. 垂直放大器：用于将输入信号放大到适当的幅度，通常具有多档可调的放大倍数，以适应不同信号的测量。
2. 水平扫描器：用于控制水平方向上的电子束移动速度和位置，以控制波形显示的时间基准，例如秒/格。
3. 示波管：用于显示波形图案的区域，根据显示方式的不同，可以分为阴极射线示波管（CRT）和液晶显示器（LCD）等。
4. 触发电路：用于控制示波器在输入信号达到特定条件后进行显示，以确保波形的稳定性和可观性。
示波器的原理与应用实验报告
示波器的原理与应用实验报告实验报告：示波器的原理与应用1. 实验目的：掌握示波器的使用方法，理解其原理，并通过实验探究示波器在电路实验中的应用。
2. 实验设备：示波器、信号发生器、万用表、电容、电阻、电感等基本电路元件。
3. 实验原理：示波器是一种用于测量电压波形、电流波形和时序等特性的电子测量仪器。
其主要原理为将待测电压信号加于示波器的输入端，通过示波管、偏转板和竖直驱动放大器等元件将电信号转化为可视的光信号，从而展现电压波形。
示波器测量的电压波形主要包括幅值、频率、相位等参数。
4. 实验步骤：（1）将信号发生器的方波信号连接至示波器的输入端，并设置合适的频率和幅值。
（2）观察示波器屏幕中显示的方波波形，并根据幅值、频率、相位等参数进行测量。
（3）将电容、电阻、电感等基本电路元件连接至信号发生器和示波器之间，我们可以通过示波器观察电路中产生的波形，以及分析其幅值、频率、相位等特性。
5. 实验结果：我们进行了多组实验，在不同的频率、幅值和相位条件下，观察并测量了信号发生器输入信号和示波器输出的波形参数，得出如下结论：（1）在使用示波器时，应根据被测电信号的特性选择适当的带宽范围和灵敏度。
（2）示波器作为一种常用的电子测量仪器，在电路实验中有着重要的应用价值。
6. 实验思考：通过本次实验，我们不仅掌握了示波器的使用方法和原理，还深刻认识到示波器在电路实验中的广泛应用价值。
同时，我们也发现了示波器的一些局限和缺陷，如不能直接测量电流等特性。
这为我们进一步学习和研究电子测量仪器、深入理解电路原理提供了参考和帮助。
示波器在生活中的应用
示波器在生活中的应用示波器是一种广泛应用的电子测试仪器，用于观察电压波形的变化。
它可以显示电压信号的幅度、频率、相位等参数，能够帮助工程师和技术人员快速准确地诊断和解决电路问题。
示波器的应用范围非常广泛，不仅在工程领域中被广泛使用，也在日常生活中有一些应用。
本篇文章将从工程领域和日常生活中两个方面来探讨示波器的应用。
一、工程领域中的应用1. 电子电路设计与调试在电子电路设计和调试方面，示波器是一个非常重要的工具。
设计人员可以利用示波器观察电路中的各种信号波形，比如正弦波、方波、脉冲等等，以便分析电路的工作状态。
示波器可以帮助检测和矫正电路中的故障，确保电路的正常工作。
2. 数字通信系统的调试在数字通信系统中，示波器也是一个必不可少的工具。
通过示波器可以观察到数字信号在传输过程中的波形，比如时钟信号、数据信号、同步信号等等，以便分析传输信号的正确性和稳定性。
示波器可以帮助设计人员调试系统中的各个模块，确保整个系统的正常运行。
3. 无线通信系统的测试在无线通信系统的测试中，示波器也是一个重要的仪器。
它可以用来观察无线信号在空中的传播情况，比如无线电波的幅度衰减、频率偏移、相位延迟等等。
通过对无线信号的观察，可以判断系统的传输性能和工作状态，找出其中的问题并加以解决。
4. 军事电子系统的维护在军事电子系统的维护工作中，示波器也有广泛的应用。
无论是雷达系统、导弹控制系统、通信系统等等，都离不开示波器的帮助。
通过示波器可以观察系统中各种信号的波形和特性，分析系统的工作状态，确保系统的可靠运行。
5. 电力系统的监测与诊断在电力系统工程中，示波器用于监测电力系统中各种信号的波形，比如电压波形、电流波形、功率波形等等。
利用示波器可以观察电力系统的负载情况、波形畸变情况，分析系统的工作状态和健康程度，预测潜在的故障风险。
6. 汽车电子系统的维修与维护在汽车电子系统的维修和维护中，示波器也有非常广泛的应用。
比如通过示波器可以观察发动机控制单元输出的各种传感器信号，判断传感器的工作状态和正确性。
示波器原理的应用实验报告
示例器原理的应用实验报告1. 引言本实验旨在通过使用示波器来研究示波器的原理和应用。
示波器是一种常用的电子测量仪器，用于观察并测量各种电信号的形态和特性。
本实验将通过实际操作来了解示波器的原理以及如何正确使用示波器进行信号测量。
2. 实验器材•数字示波器：型号ABC123•信号发生器：型号XYZ789•BNC线缆：2根•电源线：1根•50欧姆负载电阻：1个3. 实验原理示波器是通过将电信号转换为可视化的波形来帮助我们分析和测量信号。
其基本工作原理如下：1.输入电路：示波器的输入电路用于接收待测信号。
通常使用BNC线缆将电源线输出与示波器的输入端连接。
2.垂直放大器：示波器的垂直放大器负责对输入信号进行放大和调整。
放大倍数可以手动设置。
3.水平放大器：示波器的水平放大器用于调整水平放大倍数，以及控制触发电路。
4.触发电路：示波器的触发电路用于触发并稳定显示波形。
通过调节触发电路的阈值和触发方式，我们可以选择合适的触发条件。
5.模拟示波器 vs 数字示波器：模拟示波器将输入信号直接放大到示波图上，而数字示波器则将信号转换为数字信号，进行数字化处理后再显示。
4. 实验步骤步骤1：连接示波器和信号发生器1.将信号发生器的输出端与示波器的输入端通过BNC线缆连接。
2.确保连接牢固，并检查电源线连接正确。
步骤2：设置示波器参数1.打开示波器，进入设置界面。
2.调整垂直放大倍数和水平放大倍数，以适当显示待测信号。
3.设置触发方式和触发电平，确保波形稳定显示。
4.根据需要，设置其他参数，如显示模式、测量功能等。
步骤3：观察并分析信号1.打开信号发生器，产生一个待测信号。
2.在示波器上观察并分析信号的波形特征，如振幅、频率、相位等。
3.进行必要的测量和记录，如峰峰值、频率等。
4.根据需要，进行信号分析和处理，如频谱分析、时间域分析等。
步骤4：断开连接和关闭设备1.断开信号发生器和示波器之间的连接。
2.关闭示波器和信号发生器，拔出电源线。
示波器的应用
M为垂直直线与李萨如图形的切点数
N=2
M=1
fy Nx 2 fx Ny 3
fy Nx 3 fx Ny 4
4、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的正弦波、三角波
、方波等交流信号。 面板主要控制件的作用：
波形选择
函数信 号输出
电源开关
频率范 围选择
频率调节
占空比 调节
幅度调节
VIRIABLE：连续调 节垂直偏转灵敏度
VIRIABLE ：连续调节 扫描速率
扫描方式选择
电平（LEVEL）： 调节被测信号在某 一电平触发扫描
自动（AUTO)：扫 描发生器自动工作
常态（NORM)
被触发或准 备指示灯
触发方式选择
选择触发源信号
内：CH1 CH2
外：LINE EXT
CH1或CH2选择：
要求：熟练偏转系数、扫描速率、电平等按钮操作
2、测量信号电压峰峰值与时基法周期
测量原理
U pp Y V/div
T X T/div
假设：“ V/div ” 档位置于2V/div
“ t/div ”的档位在0.5ms/div
10div
电压：Up-p=4.0×2=8.0V
8div
U 峰峰
周期
T=6.0×0.5=3mS
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）
扫描原理
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
X轴方向偏转
Y轴方向偏转
正弦波合成
同步原理 扫描时由于锯齿波周期性复原，要求光点所画的轨迹和第一 周期的完全重合，再由视觉残留，才能观察到一个稳定的波 形 。即要满足： Tx=nTy ,或 fy=nfx
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5.7 示波器功能扩展 用示波器检测二极管的方法
检测：ID= f(UD)
2K 信 号 500 1K 源
XY
上海师范大学 电子工程系
示 波 器
第5章 时域测量
上海师范大学 电子工程系
测试方法：
1.使信号源输出电压10V,频率100Hz,示波器工作 在X-Y显示方式。 2.将两个电位器调至适当位置,观察显示结果。
上海师范大学 电子工程系
• 时间参量测量
“微调”置校准位，选择“粗调”使波形 显示疏密度适当，根据粗调刻度和波形对应位 置的水平宽度求得结果。
第5章 时域测量
上海师范大学 电子工程系
• 用李沙育图形法进行频率测量 示波器工作方式选X-Y显示，将被测信号与标
准频率源信号分别输入Y、X通道。调节标准信号 频率直至示波器显示稳定的李沙育图形，分别作 水平线和垂直线（不过交点、不为切线）与李沙 育图形形成交点分别为m个和n个。则被测信号 与标准频率源信号的频率之比为m:n。
用半波脉动电压做X扫描及uCE，阶梯波电 压同步脉动电压，用取样电阻将iC转换为电压送 到Y通道。
第5章 时域测量
上海师范大学 电子工程系
5.8 示波器的应用
• 电压测量
“微调”置校准位，选择“粗调”使波形显 示幅度适当，根据粗调刻度和所用探极衰减比及 波形对应位置的垂直高度求得结果。
第5章 时域测量
相位差： 0o 0o~90o
90o 90o~180o 180o
y0
ym
arcsin y0
ym
第5章 时域测量
• 电容的测量 按下图连接测量电路
上海师范大学 电子工程系
信
Rp
号
Cx
源
示
CH1 CH2
波
器
第5章 时域测量
上海师范大学 电子工程系
1.调节低频信号源的输出频率及幅度，并使CH1 输入波形的显示幅度占据适当的格数。
第5章 时域测量
上海师范大学 电子工程系
• 相位差的测量 线性扫描法：示波器在双踪显示方式，并选
择只由一路信号来进行触发。将显示的两个波形 的零线调至重合，且显示幅度相同。测出对应点 间距及周期，从中求得相位差。
Δt
Φ=2πΔt/T
第5章 时域测量
上海师范大学 电子工程系
李沙育图形法：要比较的两个信号分别输入X、 Y通道，根据显示的李沙育图形可以判断两者的 相位关系。
正常
断路
击穿
第5章 时域测量
上海师范大学 电子工程系
原理分析:
信号源输出电压作为二极管偏置电压的同 时，也作为示波器的X扫描电压，因此水平轴 可表示二极管偏置电压的变化情况。
通过二极管电流的大小，由与其串联的电 阻上电压表示，作为Y轴输入信号，因此Y轴可 管图示仪工作原理 • 在iB一定时测量iC与uCE间的关系曲线 • 测量iB不同时的iC与uCE间的关系曲线
上海师范大学 电子工程系
第5章 时域测量
上海师范大学 电子工程系
X轴放大器
基
极
阶
NPN
PNP NPN
梯
信
集电极扫描
示波管
号
发
PNP
电压发生器
生
取样电阻
器
Y轴放大器
用阶梯波电压控制iB的改变，用示波器显示 iC与uCE间的关系曲线
2.调Rp使CH2输入波形的显示幅度为1.中的 0.707倍，则有：Xc=Rp，测得Rp，则可求得 Cx。