示波管原理
简述示波管工作原理
简述示波管工作原理
示波管，也被称为阴极射线管（CRT），是一种用于生成电子图像的电子器件。
它广泛应用于电视、计算机显示器、雷达示波器等领域。
示波管工作原理基于电子枪、偏转系统、聚焦系统、输入信号和同步系统等多个部分协同作用。
1.电子枪
电子枪是示波管的核心部分，它位于管子的颈部，负责产生电子束打到屏幕上的荧光物质上，形成电子图像。
电子枪主要包括灯丝、阴极、控制极和阳极等部分。
当灯丝通电后，阴极发射出电子，这些电子在阳极的高电压作用下加速飞出，形成高速电子束打到屏幕上的荧光物质上。
2.偏转系统
偏转系统是示波管的重要组成部分，它主要由垂直和水平两对线圈组成。
偏转系统的任务是控制电子束在屏幕上的扫描路径。
在垂直和水平线圈的控制下，电子束会按照特定的路径在屏幕上进行扫描。
3.聚焦系统
聚焦系统的作用是调整电子束的形状和大小，使电子束能够精确地打到荧光物质上，从而形成清晰、精细的图像。
聚焦系统通常由透镜和线圈组成，通过调节透镜的位置和线圈的电流来改变电子束的形状和大小。
4.输入信号
示波管的输入信号可以是电压、电流或其他电信号。
这些信号会被转换为电子束打到屏幕上的位置。
在示波管中，输入信号通常通过一个耦合电容或一个电感分压器将其转换为合适的电压水平，然后加到垂直和水平放大器上进行放大，从而控制电子束在屏幕上的位置。
5.同步系统
同步系统是示波管中不可或缺的一部分，它主要由一个或多个同步信号发生器组成。
同步系统的任务是确保电子束在屏幕上扫描的每一个瞬间与输入信号相对应。
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。
示波管原理
示波管原理
示波管是一种测量仪器，它能在一段时间内连续地记录波形。
它由许多对具有一定相位关系的示波管组成，这些示波管的工作
原理基本相同，只是部分管壁的颜色不同而已。
示波管是由许多
对具有一定相位关系的管组成的，其中两个管壁厚，而另外两个
管壁薄。
当施加电压时，两个管壁便会产生微小的位移，使其中
一个管壁产生微小的振动，并被另一个管壁记录下来。
利用示波
管所记录下的波形来分析电路参数是一种最方便、最有效的方法。
在电子电路中，常采用示波管作为测量仪器。
示波管是一种测量仪器，它由一个大屏幕和一组小屏幕组成。
大屏幕上有一个显示器和一个光电转换器；小屏幕上有两个光电
转换器和一个计数器。
示波管最早是由德国工程师鲁道夫？施泰
因发明的。
他是电子工业之父。
1914年他在柏林大学担任物理
系教授时开始设计制造示波管，并于1918年在美国纽约卡内基
科学研究所首次发表了它的设计图纸。
示波管由若干个具有不同
相位关系的示波管组成，通常是六个（或更多）。
—— 1 —1 —。
示波管的原理
第17课时 示波管的原理知识内容：一、示波管的结构及原理：1、用途：观察电信号随时间变化的情况。
2、结构：由_________、____________和____________组成，管内抽成真空。
如图所示。
电子枪：产生高速高速飞行的一束电子；偏转电极：使粒子左右偏转和上下偏转；荧光屏：显示粒子打在屏上的位置。
3、工作原理：（1）在X X '和Y Y '都不加电压，电子从极板小孔射出后做匀速直线运动，打在屏中央，产生一个亮斑。
（如上图）（2）在X X '上不加电压，只在Y Y '上加电压，电子在Y Y '电场中偏转，出电场后沿直线运动，亮斑在Y Y '方向偏转y '，22l L l y y +='； 所以：)2(20L l d mv qUl y +='； 有：U y ∝' ； 改变加在Y Y '上电压，亮斑在竖直位置也改变。
若t U U m ωs i n=，则t y y m ωs i n '='，亮斑沿Y Y '上下移动，U 变化 很快，亮斑移动很快，看起来是一条亮线。
（3）如果只在X X '上加电压，亮斑在水平方向发生偏移，U 变化，亮斑沿水平变化， U x ∝'， 加上如图的扫描电压：亮斑从一侧匀速运动到另一侧，又迅速返回原处， 又匀速扫到另一侧。
若扫描电压变化很快，亮斑看起来为一条亮线。
（4）通常在电极Y Y '上加要研究的信号电压，在X X '上加扫描电压，如果它们周期相同，荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的曲线。
二、课堂练习：1、某示波器在XX ′、YY ′不加偏转电压时光斑位于屏幕中心，现给其加如图所示偏转电 压，则在光屏上将会看到下列哪个图形(圆为荧光屏，虚线为光屏坐标)()2、如图所示是一个说明示波管工作原理的示意图，电子经电压 U 1加速后以速度0v 垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量 是h 。
示波管的典型原理
示波管的典型原理示波管是一种利用电子束来显示电信号波形的仪器。
它是电子工程师和电子学习者常用的重要工具，用于观察和分析各种电气和电子信号。
示波管由电子枪、阴极射线管、偏转系统和显示屏组成。
电子枪负责产生高速电子束，阴极射线管是电子束经过偏转系统后显示在屏幕上的位置，偏转系统则用来控制电子束在屏幕上的位置，显示屏上则能够显示电子束的位置形成波形。
示波管的原理可以分为两个部分，即电子枪和阴极射线管。
首先是电子枪部分。
电子枪由一个热阴极和一系列的极板组成。
热阴极通过加热产生了一定数量的自由电子，并通过电场将电子聚集到一个点上，形成一个细束。
然后，通过加速电场将聚集的电子加速，使其具有足够的能量。
最后，通过聚焦电场将电子束进一步聚焦，使其变得非常细小，以便在阴极射线管上形成一个细小的点。
接下来是阴极射线管部分。
电子束由电子枪发射出来后，通过偏转系统的作用，可以控制电子束在平面上的位置。
偏转系统通常由两对电极组成，一对称为纵向偏转电极，用于控制电子束沿平面上的纵向方向移动；另一对称为横向偏转电极，用于控制电子束沿平面上的横向方向移动。
通过调节纵向和横向偏转电极的电压，可以控制电子束在屏幕上的位置，从而显示出要观察的电信号波形。
当电子束到达阴极射线管的显示屏上时，电子束会与屏幕上的荧光物质发生相互作用，从而产生亮点。
屏幕上的荧光物质会发光，产生可见的光线。
根据电子束的位置和亮度，可以看到不同的波形，包括正弦波、方波、脉冲等。
示波管通过快速扫描电子束，可以实时地显示出电信号的波形。
一般来说，示波管的扫描速度很快，可以达到每秒几十个甚至上百次，因此可以非常准确地显示出电信号的波形和细节。
总结一下，示波管的典型原理是利用电子束的发射、加速、聚焦和偏转，以及荧光屏的发光，实现对电信号波形的显示。
通过调节偏转电压，可以控制电子束在屏幕上的位置，从而显示出不同的波形。
示波管是一种重要的电子测量仪器，广泛应用于电子工程和电子学的实验、调试和研究中。
示波管的原理和应用
示例波管的原理和应用1. 示波管的原理示波管是一种用于显示电信号波形的电子器件。
它根据电子束的扫描和偏转方式，可以显示出电信号的幅度、频率和时间等信息。
示波管的原理基于电子束在电场和磁场的作用下发生偏转和扫描，从而在荧光屏上形成波形。
1.1 热阴极电子发射示波管的基本原理之一是利用热阴极产生电子发射。
热阴极通电后，由于阴极丝受热，阴极表面所包含的电子获得足够的能量，克服阴极表面的束缚力而被发射出来。
1.2 电子束的偏转和扫描示波管中，电子束通过电场和磁场的作用实现偏转并完成扫描。
在水平方向上，通过施加电压使电子束水平偏转，从而在荧光屏上显示出时间的变化；在垂直方向上，通过施加垂直偏转电压使电子束垂直偏转，从而在荧光屏上显示出电信号的幅度。
1.3 荧光屏的显示荧光屏是示波管屏幕的一部分，它能够发光。
当电子束扫描到荧光屏上时，被激发的荧光屏发出可见光，形成波形图案。
2. 示波管的应用示波管在电子领域有着广泛的应用，以下是几个常见的应用场景：2.1 电路故障排除示波管能够显示电路信号的波形，因此在电路故障排除过程中非常有用。
通过观察示波管上的波形图案，可以判断故障出现的位置和原因，从而快速修复电路故障。
2.2 波形显示和分析示波管可以用于观察和分析各种电信号的波形特征，包括电压波形、频率波形、脉冲波形等。
这对于电子工程师来说非常重要，可以帮助他们设计和调试电路。
2.3 数据采集和记录示波管可以与数据采集设备配合使用，实现对电信号的实时采集和记录。
这在科学实验、工业监测等领域具有重要意义，可以帮助人们收集并分析大量的数据。
2.4 示教和演示示波管是电子教学和演示中常用的工具之一。
通过示波管的实时波形显示，可以直观地展示电信号的特征。
这对于教学和演示过程中的讲解和理解非常有帮助。
2.5 音频和视频设备调试示波管在音频和视频设备调试中也有广泛应用。
通过观察示波管上的波形，可以确保音频和视频信号传输的准确性和稳定性，帮助工程师完成设备调试和优化。
示波管的波形形成原理
示波管的波形形成原理示波管是一种用来观察电压和电流波形的仪器。
它通过电子束在屏幕上形成一个可视的图像，显示出电信号的波形。
示波管的工作原理可以分为电子发射、电子加速、电子偏转和屏幕显示等几个部分。
首先，示波管的工作需要一个电子源，通常使用热阴极发射电子。
热阴极通电后，继续加热就会产生电子发射。
这些电子被称为阴极射线。
发射的电子必须要经过筛栅来控制阴极射线的数量。
筛栅的控制电压可以调节阴极射线的亮度。
其次，电子发射后需要经过加速电极。
加速电极的作用是给阴极射线一个垂直方向上的加速度，使其能够达到屏幕。
加速电极上的加速电压的大小决定了阴极射线速度的快慢。
然后，阴极射线需要偏转。
示波管中通常使用偏转板来偏转阴极射线。
偏转板由两组金属板组成，分别称为X偏转板和Y偏转板。
当偏转板加上电压时，会产生电场，这个电场会对阴极射线产生偏转力，从而使阴极射线在屏幕上划出一条线。
通过改变X偏转板和Y偏转板的电压，可以控制阴极射线在水平和垂直方向上的运动轨迹。
最后，阴极射线到达屏幕后，会使屏幕发光。
示波管的屏幕通常是一个荧光屏，它含有发光物质，当阴极射线撞击到屏幕上时，就会激发发光物质发出可见光。
屏幕上显示的图像就是阴极射线在屏幕上划出的轨迹。
总结一下，示波管的波形形成原理是通过热阴极发射电子，经过加速电极加速，然后经过偏转板偏转，最后在屏幕上形成波形。
通过调节偏转板电压和加速电极电压，可以控制阴极射线的轨迹，从而显示出不同的波形。
示波管广泛应用于电子、通信、医疗等领域，在观察和分析电信号的过程中起到了重要的作用。
示波管的工作原理
示波管的工作原理
示波管是一种用于显示电信号波形的仪器，它的工作原理是基于阴极射线管（CRT）的原理。
CRT是一种真空管，主要构成包括阴极、聚焦极、加速极、偏转极和荧光屏等部分。
首先，阴极受到加热而发射出电子。
这些电子经过加速极的加速，形成高速电子流。
同时，聚焦极对电子进行聚焦，使其形成一束细而密集的电子束。
接下来，电子束经过偏转极的不同偏转电压作用，可以在水平方向和垂直方向上进行精确的偏转。
通过改变偏转电压的大小和极性，可以使电子束定位在荧光屏的不同位置上。
最后，当电子束击中荧光屏时，荧光屏上的荧光物质受到电子束的激发而发光，形成一个可见的亮点或亮线。
通过控制偏转极的电压，可以在荧光屏上绘制出需要显示的波形。
可调节偏转极的电压和频率，可以实现示波管对不同频率和振幅的电信号进行显示。
此外，示波管还可以实现不同的显示方式，如单次扫描、持续扫描和外偏扫描等，以满足不同应用的需求。
总之，示波管通过利用电子束在荧光屏上的扫描显示原理，实现了对电信号波形的可视化显示。
它广泛应用于电子测量、电路故障诊断等领域。
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1 2 y at1 2 v y at1
在电场外
设运动时间为 t
2
在垂直于电场方向上
L v0t2
在沿竖直方向上
y v y t2
//
沿竖直方向上的总位移
y y y
/ //
ql l y L U 2 m v0 d 2
/
你还有其它处理方法吗
同理可推导水平偏转位移x/
三、如何分析带电粒子打在荧光 屏上的位置与什么因素有关呢
ql l y L U 2 m v0 d 2
/
V0确定，偏转位移由U决定 V0很大，穿过电场的时间很短
在每个粒子穿过电场的瞬间看成电压恒定
分析带电粒子随电压变化其位置情况 Uy
t Ux
t
示波管原理
示波管的结构
电子枪 竖直偏转电极
y y'
x x'
+ - 阴极
+
+
水平偏转电极
阳极
荧光屏
二、带电粒子是如何运动的呢？
在偏转电场中 类平抛运动 出了偏转电场后 匀速直线运动 如何求偏转位移Y呢？
vy
+
+
+
+
φ
+
+
y
φ
v
U
d
-q qE
m v0
v0
Y
x
- - - - - l
已知：m、q、v0、d、U、l、L 试推导偏转位移Y=?
vy v φ y Y
+ + + + + +
U d -q m v0 φ
v0
-
l
l/2 - - L
在偏转电场中 设运动时间为t 沿v0方向: l = v0t
垂直于v0方向:
vy
+ + + + + + U d -q v m0 - φ l/2 - - y φ
v Y v0
qE qU = 加速度：a = m md 1 2 偏移距离： y = at 2
3eU0T2/8md eU0T2/8md
⑴
U0
0 T/2 T 3T/2 ⑵ t
【例题16】电子从阴极K由静止经U0=5000V的电压加速 后，沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm、 间距d=4cm的平行金属板A、B之间，在离金属板边缘 L2=75cm处放置一个直径D=20cm、带有纪录纸的圆筒。 整个装置放在真空内，如图所示，若在金属板上加 UAB =1000cos2πt V的交流电压，并使圆筒绕中心轴按图 示方向以n=2r/s匀速转动，分析电子在纪录纸上的轨迹 形状并画出出从t=0开始的1s内所纪录到的图形。
示波管
示波管的结构
电子枪 竖直偏转电极
y y'
x x'
+ - 阴极
+
+
水平偏转电极
阳极
荧光屏
带电粒子是如何运动的呢？ 电子枪中 在偏转电场中 出了偏转电场后 匀速直线运动 加速直线运动 匀变速曲线运动
电子枪 加速电场
v0
v⊥
+
+
+
+
φ
+
+
y
φ
v
U
-q d
m v0
v0
θ
l
x
- - - - - -
答案：（1）不能 （2）40%
【例题15】在真空中，电子（质量为m，电荷量为e） 连续射入相距为d的两平行金属板之间。两板不带电时， 电子将沿与两板等距离的中线射出，如图⑴所示，通 过两板的时间为T。现在极板上加一个如图⑵所示变化 的电压，变化的周期也为T，电压最大值U0，若加电压 后，电子均能通过板间而不碰极板，求这些电子离开 电场时，垂直于两板方向的最大位移和最小位移各为 多少? U
K
P
A
d
B
U0
L1
L2
在电场外
设运动时间为 t 2 在垂直于电场方向上
L = v0t2
在沿竖直方向上
vy + + + + + + U d -q m v0 l φ l/2 - - y φ
v v0
Y
y′ v yt2 =
L
沿竖直方向上的总位移
Y = y′ y + qUl l Y= 2 ( + L) m dv 2 0
联解得：
l
L
Y=
想想偏角如何表达呢？
由三角形相似：
tanφ=
分析带电粒子随电压变化其位置情况 Uy
t Ux
t
偏转位移和灵敏度
偏转位移：
Y=
灵敏度： 每单位电压引起的偏转量
=
【例题13】一束电子流在经U=5000V的加 速电压加速后，在距两极板等距处垂直进 入平行板间的匀强电场，如图所示，若两 板间d=1.0cm ，板长l=5.0cm，那么，要使 电子能从平行板间的边缘飞出，两个极板 上最多能加多大电压？
d
400V
U l
【例题14】如图所示，两块长3cm的平行金属板A、 B相距1cm，UAB=300 V。如果在两板正中间有一 电子（m=9.0×10－31 kg，e=－1.6×10－19 C），沿 着垂直于电场线方向以2.0×107 m/s的速度飞入， 则 A ⑴电子能否飞离平行金属板? ⑵如果由A到B分布宽1cm的 v0 电子带进入此电场，能飞离 电场的电子数占总数的百分 B 之几?
你还有其它处 理方法吗 同理可推导水平 偏转位移X
+ + + + + + U d -q m v0 l φ l/2 - - -
vy φ y
v v0
Y
L
二、示波器的工作原理
v⊥
+
+
+
+
φ0
U
-q d
m v0
x
- - - - - l
试推导偏转位移y/
v⊥ v
φ
y/
+ + + + + +
U
v0
d
-q
m
y
v0
φ
l/2
- - - - - l
L
带电粒子是如何运动的呢？ 在偏转电场中 匀变速曲线运动 出了偏转电场后
匀速直线运动
如何求偏转位移呢？
在偏转电场中
设运动时间为 t1 沿水平方向
uq 加速度 a dm
l v0t1
垂直于电场方向