示波管原理的动画演示
大学物理实验示波器的原理与使用 ppt课件
2020/4/5
郑州工业应用技术学院大学物理实验中心
大学物理实验---示波器的原理与使用
二、实验原理 1.示波器的基本结构: （1）示波管（CRT）（2）放大 与衰减系统（3）扫描同步系统（4）电源系统四个部分
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大学物理实验---示波器的原理与使用
二、实验原理
2. 示波器显示波形的原理
如果只在水平偏转板X上加 上扫描电压，而竖直偏转板Y上不 加电压，电子束在水平方向上来 回运动而形成一条水平亮线，如 果只在竖直偏转板Y上加上交变电 压，而X偏转板上不加偏压，电子 束在竖直方向上动而形成一条亮 线。
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G：控制栅二极、实验原A理1：第一阳极 A2：第二阳极 （1）示波管（CRT）
K：阴极
Y：竖直偏转板
X：水平 U 偏转板
Y
F：灯丝
G：对应亮度旋钮
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荧光屏
Y Uy
G A1 A2共同完成聚焦
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大学物理实验---示波器的原理与使用
二、实验原理
（2）放大和衰减系统 为了适应被测信号幅值的范围（从最小幅值到最大 幅值），对小信号进行放大，对大信号进行衰减，用于 对不同大小的输入信号进行适当的缩放，使其幅度适合 于观测。
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大学物理实验---示波器的原理与使用
二、实验原理
4. 利用李萨如图测正弦电压的频率基本原理 如果给示波器的X轴和Y轴都输入正弦电压，当这 两个正弦电压的频率相等或成简单的整数比时，则屏 上将呈现特殊形状的图形，这种图形称为李萨如（法 国数学家）图形。
示波管的使用原理
示波管的使用原理示波管是用于观察和测量电信号波形的一种仪器。
它通过显示电压随时间变化的波形，可以帮助电子工程师或电路设计者进行信号分析、故障排除和波形显示等工作。
示波管的使用原理涉及到电子束发射、偏转和显示等多个方面，下面将详细介绍。
示波管的基本构成由电子枪、偏转系统和荧光屏等组成。
电子枪是示波管的核心部件，它负责发射并聚焦电子束，产生亮点在荧光屏上显示出信号波形。
电子枪一般由阴极、加热丝和聚焦系统组成。
阴极是电子束的发射源，当加热丝加热到一定温度时，阴极会释放出电子。
电子经过聚焦系统的聚焦电极，使电子束变得更加集中和稳定，以便能够更准确地照射到荧光屏的特定位置。
示波管的偏转系统负责控制电子束的水平和垂直偏转，使其能够在荧光屏上绘制出符合输入信号变化的波形。
偏转系统一般由水平偏转和垂直偏转两部分组成。
水平偏转系统控制电子束在水平方向上的偏转，它一般由水平除去偏转板和水平扫描发生器组成。
垂直偏转系统控制电子束在垂直方向上的偏转，它一般由垂直偏转板和垂直扫描发生器组成。
水平和垂直偏转系统通过扫描发生器产生并控制扫描电压，使电子束能够在荧光屏上画出符合输入信号的波形。
示波管的显示部分是荧光屏，它能够发出荧光光线来显示电子束的位置。
荧光屏一般由荧光物质覆盖在玻璃内部，当电子束照射到荧光屏上时，荧光物质会被电子束激发，发出可见光。
荧光屏上有不同的荧光物质涂层，可以发出不同颜色的光线，例如绿色、蓝色或白色等。
荧光屏上还有标尺和刻度线，用于读取波形的幅度和时间。
示波管的使用原理是基于电子束在电场和磁场的作用下产生偏转，从而绘制出输入信号的波形。
当电子束经过偏转系统时，根据控制信号的变化，电子束的位置会发生偏转。
水平和垂直偏转系统分别控制电子束在水平和垂直方向上的偏转，使电子束能够在荧光屏上画出连续的线条。
当输入信号的电压变化时，扫描发生器会产生相应的水平和垂直扫描电压，使电子束在荧光屏上的位置随输入信号的变化而变化，从而绘制出输入信号的波形。
示波管的原理
示波管的原理
示波管是一种用来显示电信号波形的仪器，它在电子技术领域中有着广泛的应用。
示波管的原理是基于电子束在电场和磁场的作用下产生偏转，从而在荧光屏上显示出输入信号的波形。
下面我们将详细介绍示波管的原理。
首先，示波管的工作原理是基于电子束的偏转。
当电子束通过电场和磁场时，会受到偏转力的作用，从而在荧光屏上产生亮度不同的点，形成波形图像。
电子束的偏转是通过控制电场和磁场的强度和方向来实现的。
其次，示波管的荧光屏上显示的波形图像是由输入信号的变化所决定的。
当输入信号发生变化时，控制电场和磁场的信号也会相应地发生变化，从而使电子束在荧光屏上产生不同的偏转，最终形成波形图像。
另外，示波管的工作原理还涉及到控制电子束的扫描。
在示波管中，电子束需要按照一定的规律在荧光屏上进行扫描，以形成完整的波形图像。
这是通过控制水平和垂直偏转电压来实现的。
最后，示波管的原理还包括了荧光屏的工作原理。
荧光屏是由
荧光物质涂覆在玻璃表面上制成的，当电子束击中荧光屏时，荧光
物质会发出可见光，从而形成波形图像。
综上所述，示波管的原理是基于电子束的偏转和荧光屏的显示，通过控制电场和磁场的作用，以及控制电子束的扫描，最终实现输
入信号波形的显示。
这种原理使示波管成为了电子技术领域中不可
或缺的仪器，广泛应用于电子设备的调试和测试中。
示波器的原理及使用
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）
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8
2、示波原理 （扫描和同步）
沙斗实验
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9
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
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触发极性（SLOPE）
自动
垂直方式（MODE） CH1
扫描速率（SEC/DIV） 0.5ms
电压衰减 （VOLTS/DIV）
微调（VIRIABLE）
0.1V(X) 顺时针旋足
触发源 （TRIGGER SOURCE）
触发耦合方式 （COUPL ING）
注意：测量时对控件进行精选适完当整pp的t课件调节
触发极性选择： 选择上升或下降 沿触发扫描
选择触发信号 耦合方式： AC/DC TV
接精地选完整ppt课件 外触发输入
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30：CH1输出
31：电源插座
32：电源设置
33：保险丝精座选完整ppt课件
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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：
器、记忆示波器等，已成为科学研究、实验教学、医药卫生、
电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业最常用的仪器。
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2
一、实验目的
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
物理3-1示波管的工作原理
模拟示波器
数字示波器
谢
示波器显示的图像 2
Uy
y
O
t
Ux
O
O
t
在XX、YY之间加恒定电压； 图像：在荧光屏的Ⅰ至Ⅳ象限上出现一个亮斑；
y Uy x Ux
x
示波器显示的图像 3
y
x Ux
O A B C t1 D E F t2
O
x
只在X1X2间加锯齿形扫描电压 图像：在x轴上从一侧到另一侧的水平扫描图像；
若频率较大，由于荧光屏的残光效应和视觉暂留，会看到一条水平亮线；
若频率较小，会观察到一个一个亮点向右移动，显示扫描过程。
示波器显示的图像 4
O A B C t1 D E F t2
O
x
示波器显示的图像 5
y
B
CA
O t1
O t2
x
DF
E
示波器显示的图像 6
y y Uy
B C
A
O
t1
t2
O
x
D
F
E
x Ux
示波器显示的图像 7
y
x
在X1X2间扫描电压的周期是Y1Y2间信号电压周期的整数倍时， 示波器显示信号电压的整数个周期图像。
示波管的工作原理
示波器
示波器是一种用来观察电信号随时间变化的电子仪器 核心部件是示波管：
由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空
自制示波管
示波器显示的图像 1
Uy
y
y Uy
O
t
O
x
只在YY之间加恒定电压； 图像：在荧光屏的y轴上出现一个亮斑；
电子枪发出的每一个电子在YY间的恒定电压偏转下，电子束沿y方向偏移。
示波管原理
示波管的工作原理：
实验室里的示波管与上面阴极射线管的原理是一样的，只不过
多了一对水平偏转电极如图所示，使用时将要观察的信号电压 加在偏转电极_Y_2_、__Y_1_上，扫描电压(一般是由仪器自身产生的 锯齿形电压)加在__X_2_、__X_1上，这时在荧光屏上就会显示出加在 _Y_2_、__Y_1_上的电压随时间变化的图形．
Uy
O如何在屏上如实显示Uy的波型?
下面来看Ux是如何实现这种功能的
Ux
O
t
x = K xU x
X坐标均匀改变,即电子束在水平方向匀速移动
UX2X1
正
正
负
负
UY2Y1
正
负
正
负
象限 一
四
二
三
Y2
X1
X2
Y1
示波管的工作原理
阴极射线管的构造：
电子在阴极射线管中的运动可分为三个阶段． (1)电子在阴、阳极间的电场中做___加__速___运__动____． (2)电子在偏转电极间的匀强电场中做_匀__加__速___曲__线____运动，类 似于重力场中的__平__抛__运__动______． (3)电子飞出平行金属板后做__匀__速__直__线______运动．
UX1X2>0且为定值，电子束将沿x轴负方向发生偏转； UX1X2<0且为定值，电子束将沿x轴正方向发生偏转。
Y2
X1
X2
Y1
(4)若在偏转电极X1、X2和Y1、Y2上均加了一定的电压，则亮斑 既偏离y轴、又偏离x轴。
UX2X1
正
正
负
负
UY2Y1
正
负
正
负
象限 一
四
示波管工作原理(教学)
05
示波管的应用
信号发生器
信号发生器是用来产生测试所需的信号的设备，如正弦波、方波 、三角波等。示波管可以作为信号发生器的一部分，通过调节其 工作参数，可以输出不同频率、幅度和相位的信号。
在选择示波器时，需要根据所要测量的信号幅度来选择合适的分辨率。如果示波器 的分辨率不够，会导致信号无法准确测量或者无法完全显示。
灵敏度
灵敏度是指示波器能够测量的最小信号幅度。灵敏度越高，示波器能够 测量的最小信号幅度就越小。
示波器的灵敏度通常以mV/div（毫伏每格）或V/div（伏特每格）为单 位。常见的有2mV/div、5mV/div、10mV/div等。
示波管内部电子元件对湿度敏感，潮 湿环境可能导致设备损坏。
示波管工作温度不宜过高，长时间在 高温环境中使用可能影响其寿命。
避免强烈震动
强烈震动可能会影响示波管的性能， 甚至导致内部元件移位或损坏。
清洁和保养
定期清洁
使用干燥的软布轻轻擦拭 示波管表面，避免使用含 有化学物质的清洁剂。
保持干燥
使用后及时盖上防尘罩， 避免潮湿和灰尘进入示波 管内部。
示波管工作原理(教学)
目
CONTENCT
录
• 引言 • 示波管的结构 • 示波管的工作原理 • 示波管的特性 • 示波管的应用 • 示波管的维护和保养
01
引言
目的和背景
02
01
03
了解示波管在电子测量和调试中的重要应用 掌握示波管的基本工作原理和操作方法 为后续深入学习示波管相关知识和应用奠定基础
垂直偏转
示波管的原理
§1.9(3)示波管的原理【自主学习】1．示波管构造（参看教材35页下）示波管是示波器的核心部件，如图所示，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪（由发射电子的灯丝、加速电极组成）、偏转电极（由偏转电极XX′和偏转电极YY'组成)和荧光屏组成.注意：示波器可用来观察电信号随时间变化的情况.2．示波管的工作原理电子枪通电后发射电子，电子在加速电场中加速，然后进入偏转电场，偏转电极一般有相互垂直的两组，一组控制水平偏转，一组控制竖直偏转，电子经过偏转电场后到达荧光屏上使荧光粉发光.(1)偏转电极不加电压：从电子枪射出的电子将沿直线运动，射到荧光屏的中心点形成一个亮斑．(2)在XX′(或YY′)加电压：若所加电压稳定，则电子被加速，偏转后射到XX′(或YY′)所在直线上某一点，形成一个亮斑(不在中心)，如下图所示．（3）示波管实际工作时，竖直偏转板和水平偏转板都加上电压，一般地，加在竖直偏转板上的电压是要研究的信号电压，加在水平偏转板上的电压是扫描电压，若两者周期相同，在荧光屏上就会显示出信号电压随时间变化的波形图．（教材36页下）【典例探究】1、如果仅在YY'之间加不变的电压，使Y板电势比Y' 高(有时说Y正，Y'负)，电子束将受到指向__________板的电场力，在荧光屏的__________轴上将出现____________________。
2、如果仅在X X '之间加不变的电压，使X板的电势比X' 高（X正，X'负），电子束将受到指向__________板的电场力，在荧光屏的_________轴上将出现____________________ 。
3、如果仅在YY'之间加如图2甲所示的电压，在荧光屏上的__________ 轴上将出现____________________ 。
4、如果在YY'之间加图2甲所示的电压，而在XX'之间加不变的电压(X正、X'负)，在荧光屏上将会出现____________________ 。