电子示波器
实验报告电子示波器的原理和应用
实验报告：电子示波器的原理和应用1. 引言本实验旨在研究电子示波器的原理和应用。
电子示波器是一种常用的电子测量仪器，用于观察和分析电压和电流信号的波形。
它通过将电压信号转换为对应的图形显示在屏幕上，方便工程师和技术人员进行信号的测量和分析。
2. 电子示波器的基本原理电子示波器的基本原理是通过控制电子束在屏幕上的移动，来绘制出输入电压信号的波形。
其主要由以下几个组成部分构成：2.1 垂直放大器垂直放大器负责将输入的电压信号进行放大，以便能够在屏幕上显示出合适的幅度。
常见的垂直放大器有直流耦合放大器和交流耦合放大器，分别适用于直流信号和交流信号的测量。
2.2 水平放大器水平放大器负责将输入的时间基准信号进行放大，以控制电子束在屏幕上的移动速度和位置。
通过调节水平放大器的放大倍数，可以改变波形在屏幕上的显示时间长度。
2.3 样本保持电路样本保持电路用于将输入信号进行采样并保持住，以便放大器能够稳定地将信号放大到屏幕上显示。
2.4 时间基准电路时间基准电路生成和控制水平放大器的时间基准信号，并通过跟踪电子束在水平方向的移动，实现波形的显示。
2.5 显示和触发电路显示和触发电路控制电子束在屏幕上的亮度和位置，使得波形能够清晰地显示出来。
触发电路还负责触发显示电路对输入信号进行扫描，以保证波形的稳定显示。
3. 电子示波器的应用电子示波器广泛应用于电子工程、通信工程、自动化控制等领域，其主要应用包括以下几个方面：3.1 波形显示与分析电子示波器可将信号的波形以图形的方式清晰地显示出来，工程师和技术人员可以通过观察波形特征来判断信号的稳定性、频率、幅度、相位等。
同时，示波器还可以通过垂直和水平光标的设置，对波形进行量化分析，如测量峰值、峰峰值、平均值和频率等参数。
3.2 故障诊断和调试电子示波器是诊断和调试电路故障的重要工具。
通过观察电路的输入输出波形，可以判断是否存在信号失真、干扰、噪声等问题，从而快速找出故障原因。
电子示波器的使用实验报告
电子示波器的使用实验报告实验名称：电子示波器的使用实验目的：1. 掌握电子示波器的基本原理和使用方法。
2. 了解电子示波器的特性和参数，如频率响应、带宽、采样率等。
3. 熟练使用示波器观测电路中的信号波形，理解电路中信号的特点。
实验器材：1. 示波器一台2. 信号发生器一个3. 电路板一个实验步骤：1. 将信号发生器和电路板连接，将正弦波输入电路板。
2. 打开示波器，调节示波器的扫描频率、灵敏度和触发电平，使得电路中的正弦波的波形在示波器屏幕上完整显示。
3. 恢复标准设置，更改输入信号的频率，观察示波器屏幕上的波形变化，并记录观察结果。
4. 更改输入信号的幅值，再次观察示波器屏幕上的波形变化，并记录观察结果。
5. 更改示波器中的采样率，观察示波器屏幕上的波形变化，并记录观察结果。
实验结果：通过实验的观察和记录，我们得到了以下结论：1. 示波器的扫描频率、灵敏度和触发电平能够影响波形的显示效果，需要根据实际需要进行调节。
2. 示例波器的频率响应和带宽等特性能够影响示波器的使用效果，需要根据实际需求进行选择。
3. 增大输入信号的频率和幅值会导致波形的变化，需要通过示波器观察波形变化进行分析。
4. 更改示波器中的采样率对波形的显示效果有一定影响，需要根据实际需要进行选择。
实验结论：电子示波器是一种非常重要的电子测量仪器，在电子工程领域得到广泛的应用。
通过本次实验，我们深入了解了电子示波器的使用方法和相关特性，掌握了实际使用中的技巧和注意事项。
同时，我们丰富了对电路中信号波形的理解，为今后的电子工程实践打下了坚实的基础。
电子示波器的应用实验原理
电子示波器的应用实验原理1. 简介电子示波器是一种用于测量电压波形的仪器，广泛应用于电子工程、通信工程、物理实验等领域。
它能够通过将电压信号转换为图形显示，方便用户对信号进行分析和判断。
本文将介绍电子示波器的原理和应用实验。
2. 电子示波器的基本原理电子示波器的基本原理是利用示波管显示电压波形。
示波管通过电子枪发射电子束，经过偏转系统将电子束定位到屏幕上的特定位置，最终形成波形图。
电子束的偏转和扫描由水平和垂直偏转系统来控制，用户可以通过控制示波器的调节器来调整波形的位置和大小。
3. 电子示波器的应用实验3.1 直流电压测量直流电压测量是电子示波器最基本的应用之一。
用户可以通过示波器的探头连接电压源，然后调节水平和垂直偏转控制器，即可在示波器屏幕上看到电压波形的变化。
此实验可以用于检测电池电压、电路中的电压变化等。
3.2 交流电压测量交流电压测量是另一个常见的示波器应用实验。
交流电压一般是指电压随时间周期性变化的电信号，如正弦波、方波等。
用户可以通过示波器的探头连接电路中的交流信号源，然后调节示波器的时间基和垂直灵敏度，即可在示波器屏幕上显示交流电压的波形。
3.3 频率测量频率测量是电子示波器的又一重要应用。
用户可以通过示波器的探头连接需要测量频率的信号源，然后调节示波器的时间基设定合适的时间范围，观察示波器屏幕上波形的周期数，即可得到信号源的频率。
频率测量广泛应用于无线电通信、音频设备等领域。
3.4 脉冲测量脉冲测量是利用示波器测量脉冲信号的宽度和时间间隔。
用户可以通过示波器的探头连接脉冲信号源，然后调节示波器的时间基和垂直灵敏度，观察示波器屏幕上脉冲的高度和宽度，从而得到脉冲信号的重要参数。
脉冲测量在数字电路、计算机通信等领域有着重要应用。
4. 总结电子示波器是一种重要的电子测试仪器，广泛应用于各个领域的电子实验和工程中。
本文介绍了电子示波器的基本原理和几个常见的应用实验，包括直流电压测量、交流电压测量、频率测量和脉冲测量。
电子行业-第四章电子示波器 精品
输入阻抗高，对被测信号影响小； 测量灵敏度高，有较强的过载能力； 工作频带宽，速度快，便于观察高速变化的波形细节。
2.主要用途： ①观测电信号波形。 ②测量电压和电流的幅度、频率、时间、
相位等电量参数。 ③显示电子网络的频率特性。 ④显示电子器件的伏安特性。
换为光信号的显示器件。
主要内容
一、示波管 二、波形显示原理
一、示波管
1.示波管的组成
电子枪 偏转系统 荧光屏
密封在一个真空玻璃壳内
2.示波管的基本原理
SR—8双踪示波器
2.示波管的基本原理
阴栅 极极
电子束控制系统
荧
灯丝
光
粉
Z轴控制
示波管及电子束控制电路
电子束聚焦的原理：电子从阴极K发射，经G1、G2、A1、A2
日本岩崎模拟示波器
美国泰克Tek数字存储示波器
美国福禄克 Fluke 组合示波器 泰克TDS7000数字荧光示波器
福禄克Fluke 手持数字存储示波表
美国林科LINK 虚拟数字存储示波器
泰克 MS04000 混合信号示波器 (注：混合信号指模拟信号和数字信号)
4.2 示波管(CRT)
模拟示波器的核心部件是示波管。示波管 又称阴极射线管CRT，是能够把电信号转
通用示波器的诞生和实用化并且品种缤纷的阶段
(2)20世纪60年代
示波器技术进一步得到提高，1969年通用示波器 的带宽达到300MHz，取样示波器的带宽达到18GHz
(3)20世纪70年代以后
1979年示波器带宽达到1GHz，创造了通用示波器带 宽的高峰，1983年数字存储示波器(DSO)问世。
电子示波器的使用实验流程
电子示波器的使用实验流程1. 实验目的本实验旨在让学生掌握电子示波器的基本使用方法和操作技巧，以便能够正确、高效地使用该仪器进行信号测量和分析。
2. 实验器材和材料•电子示波器•信号发生器•示波器探头•电源线•BNC连接线3. 实验步骤步骤一：连接示波器和信号源1.将电子示波器和信号发生器的电源线插入相应的电源插座，并将它们与电源连接。
2.使用BNC连接线将信号发生器的输出端口与示波器的输入端口连接。
根据实际需求，选择正确的信号源和示波器通道进行连接，确保连接稳定可靠。
步骤二：示波器的调整和校准1.打开示波器电源，在电源指示灯亮起后等待片刻，确保示波器处于正常工作状态。
2.调整示波器的触发模式和触发电平。
根据需要选择适当的触发模式（例如边沿触发、视频触发等），并调整触发电平，使示波器能够稳定地显示所观察信号。
3.校准示波器的时间和电压刻度。
使用信号发生器产生一个已知频率和幅度的标准信号，在示波器的校准界面进行时间和电压的校准调整，使示波器能够准确显示信号的波形和幅度。
步骤三：信号测量和分析1.将待测信号与示波器探头相连接。
将探头的接地线连接到待测信号源的地线上，将探头的探针连接到信号源的输出端口上。
2.调整示波器的触发和显示参数。
根据待测信号的频率和幅度范围，选择适当的触发模式和触发电平，调整示波器的水平和垂直缩放，使信号波形能够完整地显示在示波器的屏幕上。
3.对信号进行测量和分析。
使用示波器的测量功能，对信号的频率、周期、峰峰值、峰值、均值等参数进行测量。
通过调整示波器的触发方式和触发电平，观察信号的变化情况，并进行相关的分析和判断。
步骤四：实验数据记录和分析1.使用示波器的存储功能，将测量到的信号波形存储到示波器的内存或外部存储设备中。
2.将存储的波形数据导出到计算机中，使用信号处理软件进行进一步的数据分析和处理。
3.根据实验的要求和实际情况，对实验数据进行整理和归纳，并进行相应的图表绘制和分析结果的总结。
电子学中重要的测量仪器-电子示波器的简介
在屏幕上 出现一个不动 的亮点， 避免该点因荧光粉 过热而逐渐 了高增益 放大器 ， 灵敏度一般可达 毫伏甚至微伏 量级 ， 且过 载
失去发光性能 ， 影响示波管的使用寿命。 以必要 的辅助电路组成 。 成正比的水平位 移， 即形成所谓 时间基线 ， 以便把 随时间变化 能力也强 。 （ ５ ） 多功能。 配以一定 的辅助电路或变 换器 ， 可以测量 示波器 的应用极为广泛 ， 它不但能观察 电压和 电流波形 ， （ 或相位差 ） 、 功率 、 阻抗以及 已调波的参数等等 。 此 外， 配 以 （ ２ ） 扫描系统 ： 通常是 由一个锯齿波 电压发生器为主体再辅 各 种 电量 或 非 电量 。
发 生偏转 ， 当电子束 到达 荧光 屏时将形 成一个 偏离 中心的亮 示波器等 五类 。 示波器在测 量中应 用极为广泛 ，由于 电子 的惯 点， 其偏离大小和方向受二块偏转板间的电位 差控制 。 性很小， 光斑在荧光屏上的运 动能准确地反映极板 上电压 的微 ３ ）荧光 屏： 它 是在玻壳 圆平面 的内层涂 有荧光 粉而制成 小的或迅 速的变化 ， 这对于研 究各种电信号电压 的变化情况是 的。 由于采 用荧光粉材料 不同， 产生 的荧光颜 色和余辉 时间也 很方便的。 它几乎可 以测 量所有 的电参 量， 而且可 以通 过适 当 就不 同， 一般示 波管 都选用人眼最敏感 的黄、 绿、 蓝三色 。 所谓 的变 换 器 测 量 各 种 非 电量 。 余辉 时 问， 就是指 电子束停止轰击后 ， 光点在荧光屏上 的残 留 正因为电子示波器具有下述 的几大优点 ， 因而使得它获得 时间。 根据 残留时间的长短 ， 可分为长余辉 （ ｉ ０ ０ 毫秒～１ 秒） 、 中 了极 为广泛的应用。 （ １ ） 能直 观地显示被测量 的信号波形 ， 现代 余辉 （ １ ０ 毫秒～１ ０ ０ 毫秒） 和短余辉 （ ｉ ０ 微 秒～１ ０ 毫秒） 三种。 通常 的示波器 甚至 可以用数字显示出被测信号波形的各种参 数。 （ ２ ） 绿色 大都为中余 辉管， 宜于肉眼观察。 蓝色大都为短余辉 管， 宜 工作频带宽。由于电子的荷质 比很大， 所 以电子束的惯性小， 速
物理实验技术中电子数字示波器的使用技巧详解
物理实验技术中电子数字示波器的使用技巧详解引言：电子数字示波器是物理实验中常用的工具，它能够帮助实验者观测和记录电信号的波形。
本文将详解电子数字示波器的使用技巧，以帮助物理实验者更好地进行实验。
一、电子数字示波器的基本原理电子数字示波器是一种能够通过数字化的方式观测和测量电信号的设备。
其基本原理是将被测电信号转化为模拟信号，然后通过A/D转换器将其转换为数字信号，最后通过显示屏显示出波形。
在实验中，我们主要需要掌握以下几个关键技巧。
1. 利用触发功能触发是帮助示波器捕获和锁定特定信号的重要功能。
实验者可以根据实验需求设置合适的触发方式和触发电平，使示波器在特定条件下进行波形捕获。
触发功能的正确使用能够帮助实验者提高波形的稳定性和可靠性。
2. 选择合适的带宽示波器的带宽是指示波器能够显示的最高频率的上限。
在实验中，为了确保测量的准确性，实验者应根据被测信号的频率范围选择合适的示波器带宽。
若带宽不足，则会出现信号失真和不准确的情况。
3. 设置合适的垂直和水平缩放垂直缩放是指调整示波器的垂直灵敏度，即使波形在显示屏上充满整个垂直范围。
水平缩放是指调整示波器的水平灵敏度，以适应波形的显示时间和频率。
实验者应根据被测信号的振幅和频率范围，合理设置示波器的垂直和水平缩放，以充满整个显示屏并保持波形的清晰可见。
4. 选择合适的触发模式示波器一般有自动和正常两种触发模式。
自动模式适用于非周期性信号的观测，而正常模式适用于周期性信号的观测。
在实验中，根据被测信号的特点选择合适的触发模式，能够更好地捕获和显示信号的波形。
二、电子数字示波器的使用技巧1. 基本操作在使用示波器之前，首先应熟悉示波器的基本操作。
包括打开示波器电源，连接被测信号，调整触发方式和触发电平，以及调整垂直和水平缩放等。
熟练掌握这些基本操作能够提高实验效率和数据的准确性。
2. 信号标定在实验中，为了测量信号的幅值和频率，需要进行信号标定。
示波器通常有内置的功能可以进行信号标定。
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。
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• 4.1.1 示波器的定义
电子示波器简称示波器。它是一种把人眼看不见的 电信号转换成具体的可见图像显示在屏幕上的仪器 (用荧光屏显示电量随时间变化过程的电子测量仪器)．
• 4.1.２ 示波器的基本特点
①能显示信号波形，可测量瞬时值，具有直观性。
②输入阻抗高，对被测信号影响小。
③工作频带宽，速度快，便于观察高速变化的波形 的细节。
BY = fH －fL≈fH
• 2．偏转灵敏度(S)
单位输入信号电压 u 引起光点在荧光屏 上偏转的距离H称为偏转灵敏度S, d称为偏 转因数。S的单位为cm/V、cm／mV或diV ／V(格／伏)，d的单位为V／cm。
•3．扫描速度
扫描速度是指荧光屏上单位时间内光点 水平移动的距离，单位为“cm/s”。
• 电子束聚焦的原理是，电子从阴极K发射，经G1、 G2、A1、A2聚焦和加速后进入偏转系统。
• 电子在电子枪中的运动轨迹如下图所示。
2、 偏转系统
• 示波管的偏转系统由两对相互垂直的平行金 属板组成，分别称为垂直偏转板和水平偏转 板。
• 当有外加电压作用时，偏转板之间形成电场； 在偏转电场作用下，电子束打向由X、Y偏转 板共同决定的荧光屏上的某个坐标位置。
• 通用示波器采用单束示波管，又可分为单踪、双踪、 多踪示波器。
• 多束示波器采用多束示波管，荧光屏上显示的每个 波形都由单独的电子束扫描产生。
• 取样示波器可以用较低频率的示波器测量高频信号。 • 记忆示波器采用有记忆功能的示波管，实现模拟信
号的存储、记忆和反复显示。 • 专用示波器是能够满足特殊用途的示波器，又称特
• 4.1.4 示波器的分类
根据示波器对信号的处理方式的不同可分为 模拟、数字两大类：
• 1、 模拟示波器
——采用模拟方式对时间信号进行处理和显示。
• 2 、数字示波器
——对信号进行数字化处理后再显示。
1、 模拟示波器
• 模拟示波器可分为通用示波器、多束示波器、取样 示波器、记忆示波器和专用示波器等。
④在示波器的荧光屏上可描绘出任意两个电压或电 流量的函数关系，故可作为比较信号用的高速X—Y 记录仪
• 4.1.3电子示波器的主要用途
直接测量被测信的电压、频率、周期、 时间、相位、调幅系数等参数；
间接观测电路的有关参数及元器件的伏安 特性；
利用传感器，还可测量各种非电量甚至人 体的某些生理现象，常用在科学研究、航空 航天、工农业生产、医疗卫生、地质勘探等 方面。
Y后置 放大器
至Y 偏转板
内
外触发 外 电源
X输入
触发电路
校准信号 输出
校准信号 发生器
扫描 发生器
至各电路 低压电源
水平 放大器
至X 偏转板
高压电源
正高压 负高压
• 二、示波器的主要技术性能 • 1．频率响应(频带宽度)
示波器最重要的工作特性就是频率响应 fh，也叫带宽。这是指垂直偏转通道(Y方向 放大器)对正弦波的幅频响应下降到中心频率 的0.707(-3dB)的频率范围。
荧光屏上通常用间隔1cm的坐标线作为 刻度线，因此扫描速度的单位也可表示为 “cm/div”。
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” 或“t/div”，时间t可为μs、ms或s，在示波 器的面板上，通常按“1、2、5”的顺序分成 很多档。
•4．输入阻抗 •5．瞬态响应（时域响应）
• 当电子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”。
4.3 电子示波器的组成结构
• 一、电子示波器结构框图 • 电子示波器的基本组成框图如下图所示。
电子示波器由Y通道、X通道、示波管、幅 度校正器、扫描时间校正器、电源几部分 组成。
Y输入
Y输入 电路
Y前置 放大器
延迟线
• 荧光屏将电信号变为光信号，是示波管的波 形显示部分,示波管荧光屏的内壁涂有一层荧 光物质，当高速电子轰击荧光屏上荧光物质 时，荧光将电子的动能转变为光能，产生亮 点。光点的亮度取决于轰击电子束中电子的 数目、密度和速度。
• 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。
CRT主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部 分组成，基本结构如下图所示。
1、 电子枪
• 电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速 电子束，它由灯丝h、阴极K、栅极G1和G2 和阳极A1、A2组成。
• 通过调节G1对K的负电位可控制电子束的强 弱，从而调节光点的亮度，即进行“辉度” 控制。
• 调节A1的电位器称为“聚焦”旋钮，通过 对它进行调节可调节G2与A1和A1与A2之 间的电位；调节A2电位的旋钮称为“辅助 聚焦”。
• 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。
电子在偏转板内的运动
D Ll dU d 2dU a
Ud——偏转电压； Ua——第2阳极A2上的电压； L，ld，d——与示波管结构有关的尺寸。
示波管的偏转因数S
S U d 2dU a
D
Lld
返回
3、 荧光屏
•① •③ •⑤ •⑦ •⑨
Sb：上冲量 Sd：预冲，又称前冲 Sf：后过冲 tf ：下降时间 脉冲周期和重复频率：
② Sc：阻尼振荡 ④ Se：下垂 ⑥ tr ：上升时 ⑧ 脉冲宽度τ
⑩ 脉冲的占空系数ε：
• 例如 SBM－10A型示波器fH =30MHz，则上升时间：
tr
0.35 /
fH
0.35 30 106
12ns
4.4 电子示波器的基本部件
Y输入
Y输入 电路
Y前置 放大器
延迟线
Y后置 放大器
至Y 偏转板
内
外触发 外 电源
X输入
触发电路
校准信号 输出
校准信号 发生器
扫描 发生器
至各电路 低压电源
水平 放大器
至X 偏转板
高压电源
正高压 负高压
• 一、垂直偏转通道(Y通道)
种示波器。
2 、数字示波器
• 数字示波器将输入信号数字化（时域取样和 幅度量化）后，经由D/A转换器再重建波形。
• 数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能， 又称为数字存贮示波器。
• 根据取样方式不同，数字示波器又可分为实 时取样、随机取样和顺序取样三大类。
4.2 示 波 管
•示波管（ CRT ）