电子示波器及其应用
示波器的原理及应用论文
示例示波器的原理及应用论文1. 引言示波器是一种常用的电子测量仪器，用于检测和显示电压随时间变化的波形。
它广泛应用于电子、通信、无线电等领域。
本文将介绍示波器的基本原理及其在实际应用中的一些典型场景。
2. 示波器的基本原理示波器的基本原理是根据输入信号的变化来控制电子束的偏转，从而在屏幕上显示出相应的波形。
示波器主要由以下几个部分组成：- 垂直放大电路：用于放大输入信号的幅度，以便能够显示在屏幕上。
- 水平放大电路：用于控制扫描线的速度，以便能够正确显示信号的时间变化。
- X-Y放大电路：用于将两个输入信号进行叠加显示，常用于观察两个信号之间的相位关系。
- 触发电路：用于设置示波器的触发条件，保证稳定的波形显示。
3. 示波器的应用场景3.1 电子设备维修示波器在电子设备维修中起着重要的作用。
通过连接示波器到待测设备的电路上，技术人员可以通过观察波形来判断问题所在。
例如，当出现频率不稳定的情况时，示波器可以帮助定位到频率问题的源头。
3.2 信号分析示波器可以用来对信号进行分析。
通过调整示波器的垂直和水平放大倍数，可以观察到信号的频率、幅度、相位等特征。
这在电子通信领域中非常有用，例如在无线电设备调试中，可以使用示波器来观察信号的无线电频率和调幅等信息。
3.3 教学实验示波器也被广泛应用于电子实验教学中。
学生可以通过连接示波器到实验电路上，观察和分析实验中的波形变化。
这有助于学生理解电子原理和实验过程。
4. 示波器的使用注意事项在使用示波器的过程中，需要注意以下几点： - 示波器的输入信号范围不能超过设备规定的最大输入范围，否则可能会损坏设备。
- 示波器的触发条件需要正确设置，以保证稳定的波形显示。
- 连接示波器到待测电路时，需要注意正确的接地方式，避免出现误差。
5. 结论示波器是一种重要的测量仪器，具有广泛的应用前景。
本文介绍了示波器的基本原理和一些常见的应用场景，以及在使用示波器时需要注意的事项。
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。
电子科大电子实验示波器的使用
电子科大电子实验示波器的使用首先，使用示波器前需要确保其连接正确。
通常，示波器有两个输入通道，可以同时观测两个信号。
将待测信号的正极连接到示波器的“CH1”输入端，负极连接到示波器的地线。
如果需要同时观测两个信号，可以将第二个信号的正极连接到示波器的“CH2”输入端。
接下来，需要调整示波器的垂直和水平控制。
垂直控制用于调整信号的幅度，可以通过旋转示波器的“VOLTS/DIV”调节旋钮进行调整。
水平控制用于调整信号的时间尺度，可以通过旋转示波器的“TIME/DIV”调节旋钮进行调整。
然后，选择合适的触发模式。
示波器可以根据触发信号的特征来稳定地显示波形。
触发模式通常有自动触发和外部触发两种模式。
在自动触发模式下，示波器会自动捕捉并显示波形。
在外部触发模式下，示波器会等待外部信号触发后才显示波形。
调整好触发模式后，可以开始观察并记录波形。
示波器的屏幕上会显示出待测信号的波形。
可以通过旋转示波器的水平控制来调整波形的位置，使其在屏幕上居中显示。
如果需要测量波形的幅度、周期等参数，可以使用示波器上的测量功能。
通常，示波器会提供峰峰值、平均值、频率等参数的测量。
在观察波形时，有时可能需要放大或缩小波形的幅度以更清楚地观察细节。
示波器通常提供“垂直”和“水平”放大功能，可以通过旋转相应的调节旋钮进行操作。
在使用示波器时，还需要注意以下几点。
首先，示波器的输入端需要与待测信号相匹配，以避免过大或过小的输入信号导致测量失真。
其次，示波器的地线需要正确连接，以避免仪器或电路的短路。
此外，示波器的垂直和水平控制需要根据待测信号的特征进行调整，以确保获取准确的波形。
总结起来，正确使用电子科大电子实验室的示波器需要连接正确，调整垂直和水平控制，选择合适的触发模式，并注意波形的放大和测量。
通过正确使用示波器，可以更好地观察和分析电信号的波形，从而进行实验、调试和故障排除等工作。
示波器原理及其在电子学中的应用
示波器原理及其在电子学中的应用仪器中的强手 - 示波器电子学是现代社会的重要组成部分，电子技术与电器工程领域中常常需要进行电信号的测量和观测。
在这样的时候，示波器是至关重要的一部分。
在本文中，我们将会探究示波器的原理并了解它在电子学中的应用。
一、什么是示波器示波器是一种用于显示电信号波形的仪器。
它能够将电信号转换成关于电压和时间的二维图像，图像的横轴代表时间，而纵轴代表电压。
示波器是测试电子学中最常用的仪器之一。
二、示波器的原理示波器的核心部分是一种叫做光电转换器的设备，其作用是将电信号转换成光信号，再传输到显像管上形成一幅图像。
显像管通过对光放大处理后，再通过荧光屏形成一幅二维图像。
由于示波器是根据电信号产生图像，因此最重要的是要理解电信号的本质。
我们知道，所有的电信号都是电压随着时间的变化而产生的。
这就意味着电信号可以用电压-时间的曲线来表示。
示波器是将电信号应用在垂直板上，再将时间应用于水平板上，从而生成波形图像。
三、示波器在电子学中的应用示波器是电子学中最基本的仪器之一，因此在电子学、电器工程以及计算机科学等领域中有着广泛的应用。
1. 测量和分析示波器是测量电信号最重要的工具。
不管是分析电路是否工作，还是研究信号峰值、频率和波形的变化，示波器都是必不可少的。
示波器还可以捕捉短暂的信号突发事件，以便更好地了解它们的性质。
2. 调试和故障判断当电路故障时，示波器可以帮助工程师查找问题的根源。
例如，示波器可以检查信号是否达到某个节点，或者帮助工程师检查电路中是否有干扰和泄漏。
通过这些方法，工程师可以确定电路故障的源头并采取适当的措施解决问题。
3. 数据可视化在许多情况下，数据可视化是至关重要的。
此时，示波器可以通过将电子信号转换成可视的波形图表来完成。
这些图表可以帮助工程师更好地了解电路的工作原理，并且有助于更好地理解数据的含义。
特别是在信号处理和嵌入式系统的设计中，示波器的应用非常广泛。
4. 教育和培训示波器在电子学教育和培训中扮演着重要的角色。
示波器的原理和使用方法
示波器的原理和使用方法在数字电路实验中，需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。
常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。
万用表和逻辑笔使用方法比较简单，而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。
示波器是一种使用非常广泛，且使用相对复杂的仪器。
本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。
1 示波器工作原理示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。
它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。
示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
1．1 示波管阴极射线管(CRT)简称示波管，是示波器的核心。
它将电信号转换为光信号。
正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内，构成了一个完整的示波管。
图1 示波管的内部结构和供电图示1．荧光屏现在的示波管屏面通常是矩形平面，内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。
在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。
高速电子穿过铝膜，撞击荧光粉而发光形成亮点。
铝膜具有内反射作用，有利于提高亮点的辉度。
铝膜还有散热等其他作用。
当电子停止轰击后，亮点不能立即消失而要保留一段时间。
亮点辉度下降到原始值的10％所经过的时间叫做“余辉时间”。
余辉时间短于10μs为极短余辉，10μs—1ms为短余辉，1ms—0．1s为中余辉，0．1s-1s为长余辉，大于1s为极长余辉。
一般的示波器配备中余辉示波管，高频示波器选用短余辉，低频示波器选用长余辉。
由于所用磷光材料不同，荧光屏上能发出不同颜色的光。
一般示波器多采用发绿光的示波管，以保护人的眼睛。
2．电子枪及聚焦电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。
电子示波器实验报告
电子示波器实验报告引言：电子示波器是一种常用的电子测量仪器，广泛应用于电子工程和通信领域。
本次实验旨在通过使用电子示波器来观察和记录电路中的信号波形，并分析实验结果。
一、实验目的通过本次实验，我们的目标是熟悉电子示波器的基本操作和使用方法，掌握信号的观测和测量技巧，并深入了解各种波形特征及其在电路中的应用。
二、实验原理电子示波器通过将待测信号转换为可见的图像，实现对信号的观测和分析。
其基本工作原理是将电压信号转换为电流信号，并通过电子束的偏转来显示波形。
此外，示波器还具备调节时间和电压的能力，能够方便地对信号进行测量和分析。
三、实验步骤1. 将待测信号与示波器的输入端相连，并打开示波器。
2. 调节示波器的触发模式和触发电平，以便能够稳定地显示波形。
3. 调节示波器的时间基准，适配信号的频率，并选择合适的水平和垂直缩放系数。
4. 观察并记录波形的特征，如振幅、频率、周期等。
5. 使用示波器的测量功能，对波形进行测量和分析，如峰峰值、最大值、最小值等。
四、实验结果与分析在实验中，我们使用示波器观察了几种不同波形，如正弦波、方波、三角波等。
根据观察结果，我们发现：1. 正弦波的特征是周期性振动，振幅和频率可以通过示波器的测量功能轻松获得。
2. 方波是由高电平和低电平两个状态交替组成的，可以通过示波器的垂直缩放调整来观察到不同的峰值。
3. 三角波的特点是等角度斜率下降或上升，并在最高（或最低）点反向斜率上升或下降。
根据实验结果，我们可以进一步分析电路的工作状态和性能。
例如，在调试电路时，我们可以通过观察方波的边沿过渡情况来判断信号的稳定性和响应速度。
而在频率测量中，我们可以利用示波器的测量功能获取准确的频率数值。
五、实验总结通过本次实验，我们对电子示波器的操作和使用方法有了较为深入的了解。
通过观察和测量不同波形的特征，我们能够更好地理解电路的工作原理和性能。
同时，我们也领悟到电子示波器在电子工程和通信领域中的重要性，它不仅提供了可视化的信号观测手段，还能为电路的调试和分析提供准确而方便的工具。
第四章 示波器原理及应用
示波器主要用来观测信号波形、测量电压、频率、 示波器主要用来观测信号波形、测量电压、频率、 时间等参数，是电子测量三大仪器（电压表、示波器、 时间等参数，是电子测量三大仪器（电压表、示波器、 电子计数器）之一。 电子计数器）之一。 示波器是时域分析的最典型仪器, 示波器是时域分析的最典型仪器,也是当前电子测 量领域中,品种最多、数量最大、最常用的一种仪器; 量领域中,品种最多、数量最大、最常用的一种仪器; 示波测试技术是一种最灵活、多用的综合性技术。 示波测试技术是一种最灵活、多用的综合性技术。 示波器的原理应用广泛，例如逻辑分析仪、 示波器的原理应用广泛，例如逻辑分析仪、晶体管 特性图示仪、扫频仪、 特性图示仪、扫频仪、频谱分析仪等仪器的波形显示 部分都有示波器技术的影子。 部分都有示波器技术的影子。
★ 示波测试的基本原理
►电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转 电子束在偏转电场作用下的偏转距离与外加偏转 L为偏转板的长 电压成正比： 度;S为偏转板 中心到屏幕中 lS 心的距离;b为 y= Vy 偏转板间距;Va 2bVa 为阳极A2上的 电压。
★ 示波测试的基本原理
►示波管的Y轴偏转灵敏度（单位为cm/V）： 示波管的Y轴偏转灵敏度（单位为cm/V cm/V）：
0.35 0.35 3 tr [µs] ≈ , 或 tr [ns] ≈ ×10 BW[MHz] BW[MHz]
★ 示波器分类及其主要技术指标
2 扫描速度 扫描速度:指荧光屏上光点水平移动的速度, 扫描速度:指荧光屏上光点水平移动的速度,单位 为“cm/s”或者(div/s)。 cm/s”或者(div/s)。 扫描速度的倒数称为“时基因素” 扫描速度的倒数称为“时基因素”,它表示单位距 离代表的时间，单位为“t/cm” 离代表的时间，单位为“t/cm”或“t/div”. t/div” 偏转因素(垂直灵敏度) 3 偏转因素(垂直灵敏度) 指在输入信号作用下,光点在荧光屏上的垂直(Y) 指在输入信号作用下,光点在荧光屏上的垂直(Y) 方向移动1cm(或 方向移动1cm(或1格)所需的电压值,单位为“V/cm”、 所需的电压值,单位为“V/cm” “mV/cm”（或“V/div”、“mV/div”）。 mV/cm”（或“V/div” mV/div” 偏转因素表示了示波器Y通道的放大/衰减能力. 偏转因素表示了示波器Y通道的放大/衰减能力. 其倒数称为“ 偏转)灵敏度” 其倒数称为“(偏转)灵敏度”。
示波器的认识和使用
示波器的认识和使用电子射线示波器是常用的电子仪器之一。
它可以将电压随时间的变化规律显示在荧光屏上，以便研究它的大小、频率、位相和其它的变化规律，还可以用来显示两个相关的电学量之间的函数关系。
因此，示波器已成为测量电学量以及研究可转化为电压变化的其它非电学物理量的重要工具之一。
这是一个应用性的电学实验，难度系数1.05。
实验操作和数据处理过程均比较简单。
但其是实验考核改革试点项目之一，以实验操作过程的考核为主。
适合专业：自动化、电子信息工程、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化、装备与控制工程、材料成型及控制工程、资源勘查工程、勘查技术与工程、船舶与海洋工程等。
教学目标通过对示波器的结构和原理的认识，掌握示波器的使用方法。
它所涉及的知识是电视机、计算机显示器、乃至大型精密医疗显示设备的基础。
通过本实验的学习，可以先了解示波器的工作原理，掌握它的操作方法，再通过以后专业课的学习，逐步做到可以熟练使用、修理、安装和调试此类设备。
教学方法采用启发式,引导式教学方法。
教学内容1. 示波器显示清晰而稳定波形的原理主要包括电偏转、扫描和触发扫描同步。
2. 按照示波器使用步骤，练习迅速调出清晰而稳定的波形。
改变相关调控键钮，记录其对波形改变的影响并进行总结。
3. 使信号发生器输出一定幅度、频率的各种信号，练习用示波器测量信号的周期和电压峰峰值。
4. 为熟练掌握调出清晰而稳定波形的方法，练习将各功能键钮打乱后重新调出波形。
教学要求1. 了解示波器的基本结构及工作原理，理解触发扫描同步对获得清晰而稳定波形的重要作用。
2. 熟练掌握示波器的使用方法。
对于给定的被测信号能够迅速而正确地调出清晰而稳定的波形，并掌握电压幅度和周期等物理量的测量，严格按照误差及有效数字标准进行读数并注意要在准确值的基础上估读。
3. 对于操作过程中出现的问题能够积极进行思考，独立解决。
实验具体内容与要求1、学习使用示波器和信号发生器。
通过调节，使信号发生器输出一定频率的规则正弦波，并在示波器上稳定显示出来；2、用示波器观察给定交流电的波形，测量交流电压的有效值和频率；3、通过观察利萨如图形，加深对振动合成概念的理解。
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1.驻波法测波长
由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入 射波与发射波叠加，它们波动方程分别是:
y1 A cos 2 ( ft x / ) y2 A cos 2 ( ft x / )
叠加后合成波为：
y (2 A cos 2 X / ) cos 2 ft
cos 2 X / 1
2．超声声速测定仪
图3 超声声速测定仪 主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺.
3．函数信号发生器
图4 函数信号发生器 提供一定频率的信号，使之等于系统的谐振频率.
4.示波器 如图5所示，示波器的x,y轴输入各接一个换
能器，改变两个换能器之间的距离会影响示波器
上的李萨如图形.并由此可测得当前频率下声波的
2. 驻波法（共振干涉法）测波长和声速
参看图 1 ，测量前移动游标，将 S2 从一端缓慢 移向另一端，并来回几次，观察示波器上的讯号幅 度的变化，了解波的干涉现象 . 测量时， S1 和 S2 之 间的距离从近到远均可，选择一个示波器上的讯号 幅度最大处（驻波的波腹）为起点，记下S2的位置， 缓慢移动 S2 ，依次记下每次讯号幅度最大时 S2 的 位置（波腹的位置） x1,x2,…,x12, 共 12 个值 . 要求：
从换能器 S1发出的超声波到达接收器 S2，所以 在同一时刻 S1与 S2 处的波有一相位差： 2πx / 其中 是波长，x为 S1 和 S2 之间距离.因为x改变一
个波长时，相位差就改变 2 π .利用李萨如图形就可
以测得超声波的波长.
三、实验仪器
1.声速的测量实验仪器
图2 声速的测量实验仪器 包括超声声速测定仪、函数信号发生器和示波器.
二、实验原理
由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关 系：v=fλ，只要知道频率和波长就可以求出波速. 本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生 器的输出频率就是声波频率.声波的波长用驻波法 （共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量.下 图是超声波测声速实验装置图
图1 超声波测声速实验装置图 原理演示
位置:
的各点振幅最大，称为波腹，对应的 X n / 2 (n=0,1,2,3 …)
的各点振幅最小，称为波节，对应 的位置： X (2n 1) / 4 (n=0,1,2,3…) 因此只要测得相邻两波腹（或波节）的位置Xn、 Xn-1即可得波长.
cos 2 X / 0
2. 相位比较法测波长
五、思考题
• 1. 固定两换能器的距离改变频率，以求声速，是 否可行？ • 2.各种气体中的声速是否相同，为什么？
六、参考资料
• • • • • 1.电磁学 赵凯华，陈熙谋 高等教育出版社 2.物理学教程 马文蔚等 高等教育出版社 3.大学物理实验 谢行恕，康士秀,霍剑青 高等教育出版社 4.物理实验教程 陆廷济，胡德敬,陈铭南 同济大学出版社 5.大学物理仿真实验 霍剑青等主编,高等教育出版社出版 ， 2001
波长，结合频率，可以求得空Байду номын сангаас中的声速.
图5 示波器
四、实验内容
1.调整仪器使系统处于最佳工作状态
（1） 旋松发射换能器S1固定环上的固紧螺丝，使 S1 的端面与卡尺游标滑动的方向垂直后再旋紧， 将接收换能器S2移近S1，旋松S2的固紧螺丝，调S2, 使其端面平行S1的端面再旋紧，两端面严格平行才 能作驻波测量. （2） 调整低频信号发生器输出谐振频率f0 按图1接好线路，一般换能器的输入和输出插口均 为红色接信号，黑色接地.
声速的测量
一、实验简介
在弹性介质中，频率从20Hz到20kHz的振动所 激起的机械波称为声波，高于20kHz，称为超声波， 超声波的频率范围在2×1044Hz-5×108Hz之间.超声 波的传播速度，就是声波的传播速度.超声波具有波 长短，易于定向发射等优点，在超声波段进行声速 测量比较方便.
超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及 状态等因素有关.因而通过媒质中声速的测定，可 以了解媒质的特性或状态变化.例如，测量氯气、 蔗糖等气体或溶液的浓度、氯丁橡胶乳液的比重 以及输油管中不同油品的分界面等，这些问题都 可以通过测定这些物质中的声速来解决 .可见，声 速测定在工业生产上具有一定的实用意义. 本实验用压电陶瓷超声换能器来测定超声波 在空气中的传播速度，它是非电量电测方法的一 个例子.
移动尺的游标（接收换能器S2固定其上）， 使换能器S2和S1端面距离5cm左右，调整低频信 号发生器输出的正弦幅度，同时调整接收端的 示波器，使示波器的屏幕上有适当的讯号幅度. 然后，移动游标尺，寻找讯号幅度最强的位置. 此时信号发生器输出的频率值为本系统的谐振 频率f0.可以反复上述过程次数，以寻找本系 统准确的谐振频率值f0. 频率值可由信号发生 器上读出，也可以由频率计测量.下面的测量 将在谐振频率下进行.
(1) 用逐差法处理数据，求出 λ 和Δλ ，由谐振 频率 f0 和测出的 λ ，利用公式算出声速 v, 并计算 误差. (2) 记下实验室的室温 t( 取实验开始时的室温与 实验结束时的室温的平均值 ). 由公式算出 vt ，与 测量值比较，并对结果进行讨论.
3.相位比较法测波长和声速
仪器的连接见图 1. 在信号发生器输出接线柱 上再增加一根导线，接到示波器的 x输入，将示波 器x扫描旋钮旋至“外接”. 调节示波器使屏上出现李萨如图形 .测量时， 将S2从声源S1附近慢慢移开，依次测出屏上出现直 线时所对应的 S2 的位置 x1,x2 ,… ， x12, 共 12 个值 . 用逐差法处理数据，求出波长，声速及其误差， 并进行讨论.