示波器的使用与波形分析系列讲座7

示波器原理及其应用分析解析

示波器原理及其应用 示波器介绍 示波器的作用 示波器属于通用的仪器，任一个硬件工程师都应该了解示波器的工作原理并能够熟练使用示波器，掌握示波器是对每个硬件工程师的基本要求。 示波器是用来显示波形的仪器，显示的是信号电压随时间的变化。因此，示波器可以用来测量信号的频率，周期，信号的上升沿/下降沿，信号的过冲，信号的噪声，信号间的时序关系等等。 在示波器显示屏上，横坐标（X）代表时间，纵坐标（Y）代表电压，（注，如果示波器有测量电流的功能，纵坐标还代表电流。）还有就是比较少被关注的-亮度（Z），在TEK的DPO示波器中，亮度还表示了出现概率（它用16阶灰度来表示出现概率）。 1．1．示波器的分类 示波器一般分为模拟示波器和数字示波器；在很多情况下，模拟示波器和数字示波器都可以用来测试，不过我们一般使用模拟示波器测试那些要求实时显示并且变化很快的信号，或者很复杂的信号。而使用数字示波器来显示周期性相对来说比较强的信号，另外由于是数字信号，数字示波器内置的CPU或者专门的数字信号处理器可以处理分析信号，并可以保存波形等，对分析处理有很大的方便。

1.2.1 模拟示波器 模拟示波器使用电子枪扫描示波器的屏幕，偏转电压使电子束从上到下均匀扫描，将波形显示到屏幕上，它的优点在于实时显示图像。 模拟示波器的原理框图如下： 见上图所示，被测试信号经过垂直系统处理（比如衰减或放大，即我们拧垂直按钮－volts/div），然后送到垂直偏转控制中去。而触发系统会根据触发设置情况，控制产生水平扫描电压（锯齿波），送到水平偏转控制中。 信号到达触发系统，开始或者触发“水平扫描”，水平扫描是一个是锯齿波，使亮点在水平方向扫描。触发水平系统产生一个水平时基，使亮点在一个精确的时间内从屏幕的左边扫描到右边。在快速扫描过程中，将会使亮点的运动看起来

示波器的使用实验报告

实验一通用模拟与数字双踪示波器的使用及测量 一、实验目的和要求 1．根据已学的示波器理论知识学习正确使用通用双踪示波器，并利用示波器进行各种电信号的测量，熟练掌握模拟示波器的使用。 2．学习数字式通用示波器的使用，了解其在测量上的强大功能，并与模拟示波器进行比较，体会各自在测量上的特点。 3．认真按实验内容的要求进行实验，记录有关的数据和波形，回答实验内容中提出的有关问题，并按时提交实验报告。 二、实验原理 在时域信号测量中，电子示波器无疑是最具代表性的典型测量仪器。它可以精确复现作为时间函数的电压波形（横轴为时间轴，纵轴为幅度轴），不仅可以观察相对于时间的连续信号，也可以观察某一时刻的瞬间信号，这是电压表所做不到的。我们不仅可以从示波器上观察电压的波形，也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。 电子示波器是利用随电信号的变化而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的，如果在示波管的X偏转板（水平偏转板）上加一随时间作线性变化的时基信号，在Y偏转板（垂直偏转板）加上要观测的电信号，示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。 若水平偏转板上无扫描信号，则从荧光屏上什么也看不见或只能看到一条垂直的直线。因此，只有当X偏转板加上锯齿电压后才有可能将波形展开，看到信号的时间波形。 一般说来，Y偏转板上所加的待观测信号的周期与X偏转板上所加的扫描锯齿电压的周期是不相同的，也不一定是整数倍，因而每次扫描的起点对待观测信号来说将不固定，则显示波形便会不断向左或向右移动，波形将一片模糊。这就有一个同步问题，即怎样使每次扫描都在待观测信号不同周期的相同相位点开始。近代电子示波器通常是采用等待触发扫描的工作方式来实现同步的。只要选择不同的触发电平和极性，扫描便可稳定在待观测信号的某一相应相位点开始，从而使显示波形稳定、清晰。 在现代电子示波器中，为了便于同时观测两个信号（如比较两个信号的相位关系），采用了双踪显示的办法，即在荧光屏上可以同时有两条光迹出现，这样，两个待测的信号便可同时显示在荧光屏上，双踪显示时，有交替、断续两种工作方式。交替、断续工作时，扫描电压均为一种，只是把显示时间进行了相应的划分而已。 由于双踪显示时两个通道都有信号输入，因此还可以工作于叠加方式，这时是将两个信号逐点相加起来后送到Y偏转板的。这种工作方式可模拟谐波叠加，波形失真等问题。同时，如果改变其中一个的极性，也可以实现相减的显示功能。这相当于两个函数的相加减。 示波器除了用于观测信号的时间波形外，还可将两个相同或不同的信号分别加于垂直和水平系统，以观测两信号在X－Y平面上正交叠加所组成的图形，如李沙育图形。它可用于观测两个信号之间的幅度、相位和频率关系。 三、实验仪器设备 1．模拟双踪示波器CS－4135A 一台 2．数字双踪示波器TDS－1002B 一台 3．DDS函数信号发生器DG1022 一台

示波器的使用实验报告

示波器的使用实验报告 示波器的使用实验报告1 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。 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10s为极短余辉，10s1ms为短余辉，1ms0.1s 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。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒，套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低，对阴极发射的电子起控制作用，一般只有运动初速度大的少量电子，在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔，奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低，则全部电子返回阴极，即管子截止。调节电路中的W1电位器，可以改变栅极电位，控制射向荧光屏的电子流密度，从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连，所加电位

示波器的使用实验报告 (3)

物理实验报告 一、【实验名称】 示波器的使用 二、【实验目的】 1.了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方法 2.掌握用示波器观察电信号波形的方法 3.学会使用双踪示波器观察李萨如图形和控制示波管工作的电路 三、【实验原理】 双踪示波器包括两部分，由示波管和控制示波管的控制电路构成 1.示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两队相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏，高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。在Y偏转板上和X偏转板上分别加上电压，可以在荧光屏上得到相应的图形。 双踪示波器原理 2.双踪示波器的原理 双踪示波器控制电路主要包括：电子开关，垂直放大电路，水平放大电路，扫描发生器，同步电路，电源等； 其中，电子开关使两个待测电压信号Y CH1和Y CH2周期性的轮流作用在Y偏转板，这样在荧光屏上忽而显示Y CH1信号波形，忽而显示Y CH2信号波形，由于荧光屏荧光物质的余晖及人眼视觉滞留效应，荧光屏上看到的是两个波形。 如果正弦波与锯齿波电压的周期稍不同，屏上呈现的是一移动的不稳定图形，这是因为扫描信号的周期与被测信号的周期不一致或不呈整数倍，以致每次扫描开始时波形曲线上的

起点均不一样所造成的，为了获得一定数量的完整周期波形，示波器上设有“Time/div”调节旋钮，用来调节锯齿波电压的周期，使之与被测信号的周期呈合适的关系，从而显示出完整周期的正弦波性。（看到稳定波形的条件：只有一个信号同步） 当扫描信号的周期与被测信号的周期一致或是整数倍，屏上一般会显示出完整周期的正弦波形，但由于环境或其他因素的影响，波形会移动，为此示波器内装有扫描同步电路，同步电路从垂直放大电路中取出部分待测信号，输入到扫描发生器，迫使锯齿波与待测信号同步，此称为“内同步”；反之则为“外同步”。操作时，使用“电平旋钮”，改变触发电势高度，当待测电压达到触发电平时，开始扫描，直到一个扫描周期结束。但如果触发电势超出所显示波形最高点或最低点的范围，则扫描电压消失，扫描停止。 3.示波器显示波形原理 如果在示波器的Y CH1或Y CH2端口加上正弦波，在示波器的X偏转板加上示波器内部的锯齿波，当锯齿波电压的变化周期相等时，则在荧光屏上显示出完整的正弦波形。 4.李萨如图形的基本原理 如果在示波器的Y偏转板上加上正弦波，在X偏转板上加上另一正弦波，则当两正弦波信号的频率比为简单整数比时，在荧光屏上将得到李萨如图形。 四、【仪器用具】： 信号发生器、双踪示波头、探头 五、【实验内容】 几种李萨如图形 n x n y分别代表图形在水平或垂直方向的切点数量 nx/n y=1/2 n x/n y=1/3 n x/n y=2/3 n x/n y=3/4 1．观察正弦波形 a.打开示波器 b.开通CH1及相应信号发生器fx=100Hz c.得到大小合适稳定的正弦波 2.测正弦波电压，测正弦波的周期 a.调节波形上下移动键，使得fx=100Hz，改变一次v/div,再记录dy b.调整波形左右移动键，使得改变一次t/div,再记录dx dv（V）垂直格数Vpp(V) dx(us) 水平格数fy(Hz) 1 3. 2 3.2 100 3.8 2631 实际示数12.2 2686

大学物理实验实验报告——示波器的使用

大学物理实验实验报告——示波器的使用 篇一：大物实验示波器的使用实验报告 实验二十三示波器的使用 班级自动化153班 姓名廖俊智 学号 6215073 日期 2021 3.21 指导老师代国红 【实验目的】 1、了解示波器的基本结构和工作原理，学会正确使用示波器。 2、掌握用示波器观察各种电信号波形、测量电压和频率的方法。 3、掌握观察利萨如图形的方法，并能用利萨如图形测量未知正弦信号的频率。 【实验仪器】 固纬GOS-620型双踪示波器一台，GFG-809型信号发生器两台，连线若干。 【实验原理】

示波器是利用示波管内电子束在电场或磁场中的偏转，显示电压信号随时间变化波形的一种电子观测仪器。在各行各业与各个研究领域都有着广泛的应用。其基本结构与工作原理如下 1、示波器的基本结构与显示波形的基本原理 本次实验使用的是台湾固纬公司生产的通用双踪示波器。基本结构大致可分为示波管（CRT）、扫描同步系统、放大与衰减系统、电源系统四个部分。“示波管（CRT）”是示波器的核心部件如图1所示的。可细分为电子枪，偏转系统和荧光屏三部分。 1）电子枪 电子枪包括灯丝F，阴极K，控制栅极G，第一阳极A1，第二阳极A2等。阴极被灯丝加热后，可沿轴向发射电子。并在荧光屏上显现一个清晰的小圆点。 2）偏转系统 偏转系统由两对互相垂直的金属偏转板x和y组成，分别控制电子束在水平方向和竖直方向的偏转。 从电子枪射出的电子束若不受横向电场的作用，将沿轴线前进并在荧光屏的中心呈现静止的光点。若受到横向电场的作用，电子束的运动方向就会偏离轴线， F灯丝，K阴极，G控制栅极，A1、A2第一、第二阳极，Y、X竖直、水平偏转板 图1示波管结构简图 屏上光点的位置就会移动。x偏转板之间的横向电场用来控制光点在水平方向的位移，y偏转板用来控制光点在竖直方向的位

大物实验示波器的使用实验报告

大物实验示波器的使用实验报告 篇一：模拟示波器的使用实验报告 模拟示波器的使用 ·实验目的 1. 了解示波器的基本原理及基本使用方法； 2. 掌握用示波器观察一路不同型电压信号的方法； 3. 掌握观察利萨如图形的方法，了解利萨如图形测量未知正弦信号的频率的方法. ·实验原理 1. 示波器显示波形原理 若在示波器CH1或CH2端加上正弦波，在示波器的X偏转板加上锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦波电压成整数倍时时，可以显示完整的周期的正弦波形； 若在示波器CH1和CH2同时加上正弦波，在示波器的X 偏转板上加上示波器的锯齿波，则在荧光屏上将的到两个正弦波，即为双踪显示. 同理可得双踪显示的方波. 2. 利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理 将被测正弦信号1加到y偏转板，将参考正弦信号2加到x偏转板，当两者的频率之比是整数时，在荧光屏上将出现利萨如图. 对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形

相切，设水平线上及竖直线上的切点数之比可得两信号的频率之比 ·实验内容及步骤 1. 连接实验仪器电路，设置好函数信号发生器、示波器. 2. 用示波器观察一路电压信号 (1) 在示波器CH1和YCH2分别加上500Hz和500Hz的正弦波，调节示波器至波形稳定，记录在坐标纸上. (2) 在示波器CH1和YCH2分别加上500Hz和500Hz的方波，调节示波器至波形稳定，记录在坐标纸上. (3) 分别计算两者的相对误差 3. 用示波器观察李萨如图形 若在示波器CH1和CH2同时加上正弦波，开至X-Y档，调节两输入端的频率比值分别为1:3，1:2，2:3，1:1，3:2，2:1，微调输入信号的频率至图象稳定，记录在坐标纸上. ·实验记录 （见坐标纸） ·误差分析 观察电压信号时 正弦波1：频率相对误差?f?fA?f’A测 fA A?V’A测

示波器CSV波形数据导入M精编b进行FFT分析

示波器C S V波形数据导入M精编b进行 F F T分析 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

示波器CSV波形数据导入Matlab进行FFT分析 1，将CSV文件拖到workspace窗口，弹出的Import Wizard窗口中，点选“Next”，新窗口中选第二项“Create vectors from each column using column names”，点“Finish”。这时workspace出现2个向量“Volt”和“Second”。 说明：若此时选中“Volt”，右上角的绘图命令变成可选，点“plot(Volt)”则出现如图： 图中横坐标600表示示波器共记录了600个点，纵坐标为示波器的屏幕显示值（未乘探头倍率），因此问题在于改变横坐标为真实时间，改变纵坐标为真实值。结合示波器示数（可另存为图片格式备用）。 下面的步骤即是以Volt替换mdl文件生成的变量u，以便于使用mdl中的powergui的FFT工具进行分析。注意示波器采样点数600应与真实时间对应，并取时间上的600个时间点。纵坐标表示电压幅值，要显示为真实值时，则要考虑示波器探头倍率或示波器内部是否对采样波形进行了衰减，在程序中应予以对应。 具体可将波形在示波器上保存为wfm格式，实验结束后用示波器调出波形，调速为合适波形后，保持窗口不变，分别另存为图片格式和CSV数据格

式，将CSV数据导入Matlab后，plot出来的图形与上述图片格式相对照，可知是否为真实时间与幅值。 可见，横坐标为120ms，纵坐标为10倍衰减后的值，在编程中应有相应体现。 2，打开，并运行仿真，完成后wordspace出现新的变量“u”和“tout”； Mdl文件中scope的设置已设置为保存波形名称为u，Structure with time格式，不限制最后5000个点。 由于powergui自带的FFT功能只能对该mdl文件中的scope保存的变量u 进行分析，以下考虑将u中的数据替换为示波器保存的数据，注意横坐标真实时间点数0~，（间隔包含两端共计600个点）与采样点数600相对应。 3，打开，并运行该文件，完成后出现FFT窗口如图：

大学物理实验示波器实验报告

示波器的使用 【实验简介】 示波器是用来显示被观测信号的波形的电子测量仪器，与其他测量仪器相比，示波器具有以下优点：能够显示出被测信号的波形；对被测系统的影响小；具有较高的灵敏度；动态范围大，过载能力强；容易组成综合测试仪器，从而扩大使用范围；可以描绘出任何两个周期量的函数关系曲线。从而把原来非常抽象的、看不见的电变化过程转换成在屏幕上看得见的真实图像。在电子测量与测试仪器中，示波器的使用范围非常广泛，它可以表征的所有参数，如电压、电流、时间、频率和相位差等。若配以适当的传感器，还可以对温度、压力、密度、距离、声、光、冲击等非电量进行测量。正确使用示波器是进行电子测量的前提。 第一台示波器由一只示波管，一个电源和一个简单的扫描电路组成。发展到今天已经由通用示波器到取样示波器、记忆示波器、数字示波器、逻辑示波器、智能化示波器等近十大系列，示波器广泛应用在工业、科研、国防等很多领域中。 Karl Ferdinand Braun 生平简介 1909年的诺贝尔物理奖得主Karl Ferdinand Braun 于1897年发明世界上 第一台阴极射线管示波器，至今许多德国人仍称CRT 为布朗管(Braun Tube)。 【实验目的】 1、 了解示波器的结构和工作原理，熟悉示波器和信号发生器的基本使用方法。 2、 学习用示波器观察电信号的波形和测量电压、周期及频率值。 3、 通过观察李沙如图形，学会一种测量正弦波信号频率的方法。 【实验仪器】 VD4322B 型双踪示波器、EM1643型信号发生器、连接线及小喇叭等 图8-1 Karl Ferdinand Braun 5 6 9 10

示波器使用大学物理实验报告示范及数据处理

《示波器的使用》实验报告 物理实验报告示范文本： 包含数据处理李萨如图 【实验目的】 1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合； 2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率； 3．观察李萨如图形。 【实验仪器】 1、双踪示波器 GOS-6021型 1台 2、函数信号发生器 YB1602型 1台 3、连接线示波器专用 2根 示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。 [实验原理] 示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成， 1、示波管 如图所示，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 示波管结构简图示波管内的偏转板 2、扫描与同步的作用

如果在X 轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如图 图扫描的作用及其显示 如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，而X 轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如图 如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，又在X 轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理如图所示，描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。由此可见： （1）要想看到Y 轴偏转板电压的图形，必须加上X 轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。 （2）要使显示的波形稳定，Y 轴偏转板电压频率与X 轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即： n f f x y = n=1,2,3, 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。为此，在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。 （1）如果Y 轴加正弦电压，X 轴也加正弦扫描电压，得出的图形将是李萨如图形，如表所示。李萨如图形可以用来测量未知频率。令f y 、f x 分别代表Y 轴和X 轴电压的频率，n x 代表X 方向的切线和图形相切的切点数，n y 代表Y 方向的切线和图形相切的切点数，则有 y x x y n n f f = 李萨如图形举例表

使用示波器进行信号的频谱分析(FFT分析)

检查波形的频率成分能够揭示出在普通的示波器图形中难以察觉的重要信息。例如，在标准的波形图上（图1）可能看不出波形的失真或对称性方面的问题。但是只要看一下波形的频率成分（图2）那些问题就很明显了。 在过去，观察波形的频率成分需要 有频谱分析仪，还要掌握仪器的使用技 能。现在，对于深入的频率分析依然需 要这样。但是，很多基本的频率分析可 以用泰克公司TDS3000这样的数字荧 光示波器（DPO）来做。 为了能够观察波形的频率成分，泰 克TDS3000系列具有模块化的FFT（傅 立叶变换）能力。FFT实际上显示的是 波形的频率成分。这本应用笔记将介绍 TDS3000系列FFT频率图的基本知识， 频率图的含义和使用方法。 波形的基本构成 要了解FFT频率图，就要首先了解 波形及其基本构成。波形又区分为周期 性波形和非周期性波形。为了简单起

见，我们先从周期性波形开始。 周期性波形基础。周期性波形是按照一定的时间间隔或周期多次重复出现的波形。正弦波、方波和三角波都是常见的周期性波形。 按照傅立叶的理论，所有的周期性波形都是由一组特定的正弦波组成的。其中的基本正弦波也叫基波，其频率与该波形的频率相同。例如，1千赫兹方波的基本正弦波的频率也是1千赫兹。同样，1千赫兹三角波的基本正弦波的频率也是1千赫兹。从本质上说，基波是波形中最重要的频率成分，它决定了波形的频率或重复周期。 在所有的非正弦周期性波形中，与基本成分同时存在的还有谐波。谐波是频率为基波频率整倍数的正弦波。例如，1千赫兹方波的三次谐波是3千赫兹的正弦波，而五次谐波为5千赫兹的正弦波，依此类推直至无限。 除了具有特定的频率之外，周期性 波形的基波和谐波还具有特定的振幅 和相位关系。通过这些关系将基波和谐 波叠加在一起，就形成了特定的波形。 这一点在图3中有进一步的说明，图中 显示了一个方波的前五个频率成分相 加在一起。 注意图3中合成的波形并不是一个 准确的方波。这是由于所加入的谐波还 不够多。若再加入更高次的谐波，所得 波形的过渡会更陡峭波角更直，波顶和 波底则更平坦。 从理论上说，需要所有的谐波（直 到无限次）才能形成一个理想的方波或 者任何其他的非正弦波形。但实际上一 切波形的带宽都是有限的，也就是说，

实验13模拟示波器的使用

实验13 模拟示波器的使用 一．引言 示波器是一种常用的电子学仪器。可以观察电压随时间变化的波形，并能测量电压、周 期等电学量的数值。因此示波器在科研、教学及应用技术等很多领域用途极为广泛。 本实验的目的在于使同学们对示波器的工作原理有初步了解，并能正确使用它，以给今 后经常应用打下基础。 示波器的工作原理比较复杂，这里不予介绍，请同学们查阅相关书籍资料。 四．仪器用具 双通道模拟示波器一台；信号发生器；电阻箱（0.1级）；电容(0.1μF ，0.2级) 五．实验内容 1.观察电压波形 将信号发生器的正弦波和方波电压(调为4.00V ，1KHz)先后输入示波器的Y 通道(Y 1或 Y 2)。连接时注意把示波器和信号发生器的“地”（均为黑色鱼夹）相联，它们的非地端（红色鱼夹）联起来，不得交错联接。要求在屏上调出2～3个周期的波形，并注意“输入选择”、“触发选择”键的选取及观察“电平调节”钮的作用。 2.测电压、频率 用示波器验证1KHz 、4.00V （有效值）交流电压的峰—峰值和频率f 。 3.观察市电小电压信号波形 市电即指50Hz 、220V 的日常用电，通过变压器降压后仅有几伏。将此电压接入示波器Y 通道，观察其波形。 4.用李萨如图法测量频率 若示波管内X 、Y 偏转板均加上正弦波电压，当两电压信号频率成简单整数比时，屏上则 显示出一系列不同的李萨如图形。令f X 、f Y 分别为X 、Y 偏转板所加电压的频率，n X 、n Y 分别表示李萨如图形与任一水平线和任一竖直线的交点数，不难证明有： X Y Y X n n f f = （4.1） 若已知f Y ，由李萨如图及上式可求出f X 。 本实验将测量市电频率。将市电小电压信号u X 接入1通道，信号发生器中的正弦波电压 信号u Y 接入2通道，且其频率范围选定为20Hz ～200Hz 。 调节信号发生器的频率f Y ，使屏上的波形相对简单而稳定，由此可式求出f X 。要求调出 四个以上不同形状的李萨如图形，分别求出f X ，最后取其平均值X f 。 5.测相位差 （1）椭圆法。将两频率相同、不同相位的正弦信号分别输入1（改为X 通道）和2通道，一般屏上将呈现一椭圆。根据椭圆的形状可确定两信号间的相位差。设屏上光点在水平方向的振动方程为：X =Asin ωt (5.1) 在垂直方向的振动方程为： Y =Bsin(ωt +?) (5.2)

示波器的使用实验报告

示波器的使用实验报告 一、实验目的 二、1. 了解示波器的基本结构和工作原理，掌握示波器的调节和使用方法； 三、2. 学会利用双踪示波器观测电信号波形； 四、3. 学会利用双踪示波器观察李萨如图形，并利用其测量正弦信号的频率。 五、二、实验仪器 六、EE1642B型函数信号发生器、GDS-2062型双踪示波器、导线。 七、三、实验原理 双踪示波器包括两部分：示波管和控制示波管工作的电路。 1. 示波管 如下图所示，示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，内部装有电子枪和两对相互垂直的偏转板，喇叭口的球面壁上涂有荧光物质，构成荧光屏。高速电子撞击在荧光屏上会使荧光物质发光，在荧光屏上就能看到一个亮点。Y偏转板是水平放置的两块电极。X偏转板是垂直放置的两块电极。在Y 偏转板和X偏转板上分别加电压，可以在荧光屏上得到相应的图形。 2. 双踪示波器的原理

双踪示波器控制电路主要包括：电子开关、垂直放大电路、水平放大电路、扫描发生器、同步电路、电源等。 电子开关将两个待测的电压信号Y CH1和Y CH2周期性的轮流作用在Y偏转板上。由于视觉滞留效应，能在荧光屏上看到两个波形。 由示波器的原理功能方框图可见，被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有一个水平信号选择开关，以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。 此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等而言，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”）

示波器测量波形浅析

示波器测量波形浅析 【摘要】用示波器的AC与DC档测量同一个波形，观察到不同的现象：一个观察到尖脉冲，另一个观察到脉冲方波，可见采用不同的耦合方式会影响到波形的测量结果。 【关键词】耦合方式；交流耦合；直流耦合 一、引言 现代科技的进步，为电路波形的测量与观察提供了先进的手段，用示波器对波形测量便是众多科技手段之一，它精确而又直观的测量为查找电路故障与电路的分析提供了强有力的保证。 进行波形测量时，我们通常是利用示波器的探头将信号连接到示波器的输入端子，数字示波器菜单上有三个选择：DC、AC与GND。通常来说，当你要观察的波形是含有直流的信号，或是频率极低的信号，这个开关应当置于“直流”位置，有DC标记；当你要观察的波形是交流信号，或是要观察信号中的交流分量，这个开关应当置于“交流”位置，有AC标记；当你不想让接在输入端子上的信号进入，就将这个开关置于“接地”位置，这在双输入端子的示波器上用得较多。 图1是示波器内部结构示意图，左上部分给出了耦合方式的选择示意图。 二、不同耦合方式下的波形 现在，我们从信号发生器送出一个小于10Hz的极低频矩形波连接到数字示波器的CH1、CH2端子，同时观察不同耦合方式下的波形。其中CH1端子选择DC方式，而CH2端子选择AC方式，得到如图2所示的波形对比。 可以观察到波形出现了很大的区别：AC耦合方式下得到一个正负相间的尖脉冲，而DC模式下依然是一个理想的矩形波；现在我们把信号发生器的矩形波频率改为6.4KHz，再重复前面的测量过程，可这次我们观察到两个端子的波形是相同的。是什么样的原因导致了这种区别？ 三、示波器的频率响应 为何会出这两种完全不同的结果？这种现象与电路的结构与相关参数的大小有什么样的关系？看下面电路结构，AC耦合方式就相当于串联了一个电容，如图4所示。给示波器输入一个脉冲宽度为tw的方波脉冲信号。 1.低频信号输入（tw >>RC） 开始，输入电压由0突变成Vm时，这一瞬间C上还来不及累积电荷，因

模拟电子实验 示波器的使用

专业班次组别 题目示波器的使用练习姓名（学号）日期 一、实验目的 1.学习电子电路实验中常用的电子仪器—示波器、函数信号发生器、交流数字毫伏表等主要技术指标、性能及正确使用方法。 2.初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。 二、实验设备 三、注意事项 1.使用前对电源、各旋钮位置进行检查。 2.使用时要避免碰撞，接入探头的电压不应超过说明书中所规定的最大的输入电压值（注意的是：一般说明书中给出的这一电压值往往是指峰峰值），以免损坏示波器。 3.若测试点的电压较高，应在断电的情况下，将探头的探针和鳄鱼夹事先与被测试的两个点连接好，再通过电测试，选择可避免在测试中万一因不慎而发生意外事故的可能。 4.开启示波器后，应注意使辉度和聚集适中（不宜过亮），且波形也不应长时间地停留在一个区域中，以免灼伤荧光屏。 5.在使用中出现在下列情况之一，即应停机，侍修复后再使用：①开机后保险线即烧断； ②电子官式示波器内的电风扇不转；③示波器内冒烟；④无光点显示或无扫描线；⑤波形跳动不止，或图形失真。 6.示波器关闭后再用，应至少待了3-5分钟后再开启--以免损害示波管。 7.使用后应即时关闭其电源和被测电路的电源；然后拔下示波器的电源插头，拆除测试用临时线，全地搬走开妥善地放置好示波器--以免偶然事故的发生.

专业班次组别 题目示波器的使用练习姓名（学号）日期 四、实验原理及计算 在模拟电子电路实验中,经常使用的电子仪器有示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表及频率计等。它们和万用电表一起,可以完成对模拟电子电路的静态和动态工作情况的测试 实验中要对各种电子仪器进行综合使用,可按照信号流向,以连线简捷,调节顺手观察与读 数方便等原则进行合理布局,各仪器与被测实验装置之间的布局与连接如下图所示。接线时应注意,为防止外界干扰,各仪器的公共接地端应连接在一起,称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线,示波器接线使用专用电缆线,直流电源的接线用普通导线。 1.双踪示波器 示波器是一种用途很广的电子测量仪器，它既能直接显示电信号的波形，又能对电信号进行各种参数的测量。现着重指出下列几点: 1)寻找扫描光迹 将示波器Y轴显示方式(MODE)置“CHI”或“CH2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线： ①适当调节亮度旋钮(INTENSITY)。②触发方式开关(TRIGGER MODE)置“自动”。③适当调节垂直、水平“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。 2)双踪示波器一般有5种显示方式，即:“CH1”、“CH2”、“CH1 +CH2”三种单踪显示方式和“交替ALT”、“切换CHOP”两种双踪显示方式。“交替ALT”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“切换CHOP”显示一般适宜于输入信号频率较低时使用。

示波器的使用实验要求

实验示波器的使用（4#206） 一、实验目的 1、了解示波器的原理与基本结构，能理解信号的走向； 2、掌握开机的调节步骤。 3、用示波器测量交流信号的电压、频率及位相差。 二、实验仪器：YB4325二踪示波器(见附录)、信号发生器、移相器 图移相器的电路及矢量图 三、实验内容及操作提示 1.了解示波器的原理与基本结构，掌握示波器主要旋钮的功能及开机步骤。掌握信号源的调节方法（正弦波U=5.00V、f =3000Hz）。 2.测量交流信号的电压Vpp并计算其电压有效值； 3.测量交流信号的频率，为减少测量误差每次可选择6-8个波长进行测量 4.用利萨如图形法和双踪法测量两相同频率信号的位相差。 操作提示： 1．示波器的调整 对照附录熟悉示波器面板上各旋钮的功能，按以下步骤开机： 1）按下示波器电源开关，预热20秒左右； 2）开大辉度； 3）面板水平部分“X-Y”按钮弹出，调扫描旋钮“TIME/DIV”至毫秒（μs）档； 4）面板垂直部分方式开关打到“CH1”或“CH2”，调节对应的“位移”旋钮，直至扫描时基线出现。 5）聚焦并适当调整位移使得在显示屏中央得到清晰、明亮的扫迹。 2、电压测量 被测量波形的峰-峰值电压可按下述方法进行： ①将波形移至示波管屏幕中心位置，并按座标刻度片的分度读取整个波形所占Y轴方向的格数（波峰到波谷）。 ②读取被测波形所占的度数时，“V/div”开关应将被测波形控制在屏幕有效工作面积的范围内，并将“微调”旋钮按顺时针转至满度的“校准”位置上（这样可以按“V/div”的指示值直接计算被测信号的电压数值）。 ③如果使用探头衰减（×10）测量时，那么，应把探头的衰减量计算在内。 例：如图4-14-5，示波器的Y轴灵敏度开关“V/div”位于“0.2”档级，其“微调”位于“校

汽修示波器波形分析法案例

示波器波形分析法——案例剖析 摘要：介绍了利用曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器信号波形分析，检修大修后大众捷达王发动机起动困难、无怠速故障的过程和方法。 前言:现在，汽车维修技术的科技含量已越来越高，从最开始的专用点火示波器和美国进口的福禄克98(约2万左右人民币）到现在的平板解码仪和功能更加完善的汽车专用示波器及红外测温仪、发动机内窥镜……处处体现着现代汽车维修对诊断设备和电子测量仪器的依赖程度越来越高。汽车维修已不再是简单的零件修复，而是需要通过对发动机传感器、执行器的数据流以及波形的分析，准确无误地诊断出故障所在。本文以一款大众捷达王轿车在大修后发动机起动困难的故障为例，介绍利用示波器波形法检修故障的过程和方法，供维修朋友们参考。 故障现象描述：一辆大众捷达王轿车因发动机烧机油进厂大修，完工后，起动困难，但发动机无故障代码。 基本分析与检测：发动机起动困难，说明发动机电路、油路、气路和机械装配基本正常；无故障代码，说明电脑控制单元没有故障代码存储，即各主要传感器、执行器和ECU工作基本正常。本着先易后难的维修原则，做以下基本参数测试： 1、发动机基本工作条件检查 (1)高压“跳火”试验。分别拔出1、2缸高压线，进行高压“跳火”试验，观察到火花呈蓝白色，基本正常； (2)触摸各喷油器，都有震动感，基本正常(由于冷车起动过程中喷油脉宽变化达50mS-3mS，因此，不宜以喷油脉宽判别此类故障)； （3）用解码仪读取点火提前角，显示点火提前角在8°左右，属正常范围； （4）检测各缸缸压，缸压接近0.9Mpa，正常； (5）读取起动过程中的空气流量数据流，空气流量值为3．19/s，属正常范围； (6)检测燃油压力，约270Kpa，正常。 基本分析：由以上检测可见，发动机的基本工作条件已经具备，但为什么会出现发动机起动困难、无怠速故障呢?我们都知道电控发动机ECU是利用曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等来检测曲轴和凸轮轴的位置，以确定正确的喷油时刻和点火时刻。曲轴位置传感器信号和凸轮轴位置传感器信号，对于发动机的

示波器的使用 实验报告

×××××实验报告 实验名称：示波器的使用 姓名___________学号_______班级_________实验日期____________ 温度___________压力___________ 同组者___________ 一、实验预习部分 (一)实验目的要求： 1.了解示波器的工作原理 2.学习掌握示波器和低频信号发生器的使用方法 3.观察正弦波波形和李萨如图形 (二)实验理论原理： 一．示波器原理 在垂直偏转板上加一交变的正弦电压，中子束将垂直方向来回摆。当所加频率很高时，看到一条垂直的亮线，同时在水平方向加一锯齿波扫描电压，电子束即被水平展开，显示出正弦图形。 二．波形同步调节 当正弦波与锯齿波电压的周期稍有不同时，出现移动的不稳定图形，通过调节“扫描时间”和“扫描微调”使锯齿波电压周期Tx与正弦波周期Ty成合适的关系，出现同步稳定正弦波。 三．李萨如原理 当X轴Y轴均为正弦波时，频率之间存在一定比例关系，可观察到的李萨如图形。 (三)实验操作及测定内容 Ⅰ。正弦波的调节 ⑴调节观察正弦波形，绘出所调单个波形的草图，定量测量这一正弦信号的峰峰值Vp-p 和频率Fx，求出该电信号电压的有效值V=Vp-p / 2√2 ①打开电源，随即将“Y轴位移”“X轴位移”“辉度”“聚焦”旋钮调至中央；“自动/常规”开关置于AUTO；触发源开关置于“内触发”。 ②按下示波器面板上的电源开关，将会看到一条亮线或一个亮点，可通过调节时间旋钮得到一条亮线。 ③调节“Y轴位移”和“X轴位移”旋钮，使扫迹移至屏中央。 ④调节“辉度”和“聚焦”旋钮使扫迹亮度和粗细适中。 ⑤从SP1631A型功率函数信号发生器输出一正弦电压，电压值与频率值不要太大，并输出到一个通道上。 ⑥调节“幅度”和“时间”旋钮适中，不要太小，将屏幕上得到的完整的正弦波形。 ⑦调节“触发电平”调节旋钮，使波形稳定。 ⑵正弦波的测量 ①测正弦波形的幅度及周期。

实验示波器的调节与使用

实验二、示波器的调整与使用 【实验目的】 （1）了解示波器的结构和工作原理。 （2）熟悉示波器各旋钮功能。 （3）掌握示波器的基本调整方法。 （4）掌握用示波器观测信号的波形，学会用示波器测量电压、周期和频率。 【示波器的原理】（注意:有下划线的） 示波器显示随时间变化的电压，将它加在电极板上，极板间形成相应的变化电场，使进入这个变化电场的电子运动情况随时间作相应地变化，从而通过电子在荧光屏上运动的轨迹反映出随时间变化的电压。 1. 示波器的结构 示波器由示波管、衰减放大输入系统、扫描信号发生器、触发同步系统和电源供给系统五个基本部分组成。 （1）示波管。示波管主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成。示波管是一个全密封度真空的玻璃壳管，其结构如图3.9.1所示。（要作图） ① 电子枪。电子枪由灯丝F 、阴极K 、栅极G 、 第一阳极A 1和第二阳极A 2组成。 阴极K 是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被点 燃灯丝F 加热后向外发射电子，产生电子流。 栅极G 是一个顶端有一小孔的金属圆筒，套在阴 极外面，它的电位比阴极低，对阴极射来的电子起控 制作用，只有速度较大的电子才能穿过栅极小孔。因 此，通过调节栅极电位，可以改变通过栅极的电子数目，即控制电子到达荧光屏上的数目，而打在荧光屏的电子数目越多，则荧光屏上的光迹越亮。示波器面板上的“辉度”调节旋钮就是起这—作用的。 阳极A 1与A 2由开有小孔的圆筒组成。阳极电位比阴极电位高得多，电子流通过该区域可获得很高的速度，同时阳极区的不均匀电场还能将由栅极过来散开的电子流聚焦成一窄细的电子束，因此改变阳极电压可以调节电子束的聚焦程度。示波器面板上的“聚焦”旋钮起这一作用。 ② 偏转系统。偏转系统由两对相互垂直的可加电压的金属平板组成，即X 偏转板和Y 偏转板。 在两对偏转板上加上电压，当电子束通过偏转板时，在电场力的作用下发生偏转，即改变光点在荧光屏上的位置。 设计时保证了荧光屏上X 方向和Y 方向光点的位移正比于两对偏转板上所加的电压。 垂直偏转板电路有两条支路：一条用于输入机外电压信号，加在Y 偏转板上；另一条用于校准仪器或观察机内方波信号，机内方波信号直接输入“Y 放大器”，经放大后加到Y 偏转板上。 水平偏转板的电路同样有两条支路：一条用于输入外界电压信号或同步信号，加在X 偏转板上；另一条用来将机内扫描信号经放大后加在X 偏转板上。 ③ 荧光屏。荧光屏位于阴极射线管前端的玻璃屏内表面，涂有发光物质。当高速运动的电子打在上面，其动能被发光物质吸收而发光，在电子轰击停止后， 发光仍维持一段时间，称为余 示波管的结构 图3.9.1 F —灯丝；K —阴极；G —控制栅极；A 1—第一阳极； A 2—第二阳极；Y —竖直偏转板；X —水平偏转板

模拟示波器的使用实验报告

模拟示波器的使用 ·实验目的 1. 了解示波器的基本原理及基本使用方法； 2. 掌握用示波器观察一路不同型电压信号的方法； 3. 掌握观察利萨如图形的方法，了解利萨如图形测量未知正弦信号的频率的方法. ·实验原理 1. 示波器显示波形原理 若在示波器CH1或CH2端加上正弦波，在示波器的X 偏转板加上锯齿波，当锯齿波电压的变化周期与正弦波电压成整数倍时时，可以显示完整的周期的正弦波形； 若在示波器CH1和CH2同时加上正弦波，在示波器的X 偏转板上加上示波器的锯齿波，则在荧光屏上将的到两个正弦波，即为双踪显示. 同理可得双踪显示的方波. 2. 利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理 将被测正弦信号1加到y 偏转板，将参考正弦信号2加到x 偏转板，当两者的频率之比是整数时，在荧光屏上将出现利萨如图. 对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形相切，设水平线上及竖直线上的切点数之比可得两信号的频率之比 ·实验内容及步骤 1. 连接实验仪器电路，设置好函数信号发生器、示波器. 2. 用示波器观察一路电压信号 (1) 在示波器CH1和YCH2分别加上500Hz 和500Hz 的正弦波，调节示波器至波形稳定，记录在坐标纸上. (2) 在示波器CH1和YCH2分别加上500Hz 和500Hz 的方波，调节示波器至波形稳定，记录在坐标纸上. (3) 分别计算两者的相对误差 3. 用示波器观察李萨如图形 若在示波器CH1和CH2同时加上正弦波，开至X-Y 档，调节两输入端的频率比值分别为1:3，1:2，2:3，1:1，3:2，2:1，微调输入信号的频率至图象稳定，记录在坐标纸上. ·实验记录 （见坐标纸） ·误差分析 观察电压信号时 正弦波1： 频率相对误差%0.1%10098.4999495098.4999%100≈?-=?-=?A A A f f f f 测 ’ 电压相对误差%0.1%100010.1000.1010.1%100≈?-=?-=?A A A V V V V 测 ’ 正弦波2： 频率相对误差%2.0%100500 499500%100=?-=?-=?B B B f f f f 测 ’ 电压相对误差%3.2%100024 .1000.1024.1%100≈?-=?-=?B B B V V V V 测 ’