示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告

　　示波器是測(cè)量信號(hào)波形的儀器，是應(yīng)用最廣的測(cè)量?jī)x器之一。它不僅廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，而且成為現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的輔助工具。利用示波器對(duì)電子產(chǎn)品的電路進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)和分析，可以快速地發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，因此正確分析示波器顯示波形的原理，以及熟悉使用示波器是非常有必要的，對(duì)學(xué)生以后學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，示波器原理與使用是一個(gè)必不可少的實(shí)驗(yàn)。然而，該實(shí)驗(yàn)儀器的原理復(fù)雜，大多數(shù)學(xué)生理解起來(lái)難度偏大，特別是面板旋鈕多使得學(xué)生熟悉起來(lái)很困難。通過(guò)該實(shí)驗(yàn)對(duì)提高學(xué)生在信號(hào)波形測(cè)量方面的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力提高有著極其重要的作用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程總是會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，因此我結(jié)合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)示波器實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，介紹一些經(jīng)驗(yàn)。

　　1、示波器原理的闡述

　　實(shí)驗(yàn)教學(xué)首先講解的就是儀器原理，但是示波器的原理比較復(fù)雜，學(xué)生掌握起來(lái)比較困難。為解決這個(gè)難題，將示波器顯示波形的原理與單擺運(yùn)動(dòng)中沙漏形成波形的原理相類(lèi)比，利用簡(jiǎn)單易懂的知識(shí)對(duì)示波器的原理進(jìn)行形象的講解，使其簡(jiǎn)化，加深學(xué)生對(duì)示波器原理的理解和掌握。在大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用類(lèi)比簡(jiǎn)化思維幫助學(xué)生理解和學(xué)習(xí)新知識(shí)的方法效果明顯。

　　示波管結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三個(gè)部分組成，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由水平偏轉(zhuǎn)板（x軸方向）和豎直偏轉(zhuǎn)板（y軸方向）組成。在偏轉(zhuǎn)板上加電壓，則電子束的運(yùn)動(dòng)是發(fā)生偏轉(zhuǎn)，加不同的電壓，電子運(yùn)動(dòng)也不一樣，從而在熒光屏上所觀察到的圖形也有所不同。如果我們?cè)谪Q直偏轉(zhuǎn)板上接入待觀察的正弦交流電壓，同時(shí)在水平偏轉(zhuǎn)板上接入鋸齒波電壓，則電子的運(yùn)動(dòng)將是水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)兩個(gè)相互垂直方向上運(yùn)動(dòng)的合成，屏上將顯示正弦波。

　　把沙漏的單擺運(yùn)動(dòng)與示波器顯示波形的原理相結(jié)合進(jìn)行類(lèi)比，以幫助學(xué)生理解示波器的工作原理。實(shí)踐表明示波器顯示波形的原理雖然復(fù)雜，但是利用沙漏的單擺運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行類(lèi)比簡(jiǎn)化，可以很容易地讓學(xué)生理解掌握。示波器的工作原理可以如此掌握，在進(jìn)行其他物理知識(shí)的學(xué)習(xí)和物理實(shí)驗(yàn)的探討時(shí)，實(shí)驗(yàn)老師也可以采用這種類(lèi)比的方法，利用學(xué)生理解的知識(shí)點(diǎn)甚至是其他學(xué)科的知識(shí)去簡(jiǎn)化復(fù)雜的物理內(nèi)容。掌握了這種教學(xué)法，不僅可以使學(xué)生將新知識(shí)與已有的知識(shí)融會(huì)貫通，而且能使學(xué)生加深記憶和理解，為他們的學(xué)習(xí)提供極大的幫助。

　　2、功能鍵的使用技巧及注意事項(xiàng)

　　在教師準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器階段，應(yīng)注意示波器在使用一段時(shí)間或經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間存放或修理后，應(yīng)重新進(jìn)行校準(zhǔn)，示波器精度校準(zhǔn)分垂直校準(zhǔn)和時(shí)基校準(zhǔn)兩個(gè)方面。待示波器開(kāi)機(jī)20分鐘后，內(nèi)部穩(wěn)定即可進(jìn)行校準(zhǔn)工作。掃描基線的校正，示波器應(yīng)用在不同的場(chǎng)合，會(huì)受外磁場(chǎng)的影響引起掃描基線發(fā)生傾斜，此時(shí)需要對(duì)掃描基線進(jìn)行校正。校正的方法：用螺絲刀調(diào)節(jié)“基線旋轉(zhuǎn)”，使掃描線和示波器的水平刻度線平行。

　　在示波器功能鍵的講解上要做到示波器面板上各開(kāi)關(guān)、按鍵、旋鈕都要詳細(xì)地講解相關(guān)功能特性，同時(shí)進(jìn)行示范性的屏幕顯示演示，使得學(xué)生有更直觀形象的了解。要求做實(shí)驗(yàn)前學(xué)生對(duì)照儀器面板說(shuō)明書(shū)，體會(huì)一些常用開(kāi)關(guān)、按鍵、旋鈕的作用，如輝度、聚焦、位移、X―Y等，讓學(xué)生有一個(gè)自己獨(dú)立操作儀器的過(guò)程。

　　非常有必要在黑板上板示示波器使用注意事項(xiàng)及技巧：

　　（1）測(cè)試前，在不明確被測(cè)信號(hào)幅度大小，可先將示波器的VOLTS/DIV選擇開(kāi)關(guān)置于最大擋，避免電壓過(guò)高而造成示波器損壞，同時(shí)避免該檔位過(guò)小往往出現(xiàn)信號(hào)顯示遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于屏幕，以至于學(xué)生誤認(rèn)為沒(méi)有信號(hào)輸入。一般選擇合適檔位使得信號(hào)顯示高度約占熒光屏高度的二分之一到三分之二之間，這樣減小在信號(hào)測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的誤差。

　　（2）在用示波器測(cè)量頻率較低信號(hào)時(shí)，其波形不容易同步，表現(xiàn)為波形不穩(wěn)定。一般情況規(guī)定學(xué)生輸入較高頻率信號(hào)，同時(shí)仔細(xì)調(diào)節(jié)示波器上的觸發(fā)電平控制（LEVEL）旋鈕，使被測(cè)信號(hào)穩(wěn)定和同步。“觸發(fā)電平”鍵是示波器面板上眾多旋鈕中非常重要的旋鈕，其作用在眾多物理實(shí)驗(yàn)教材中只是介紹而已，通過(guò)觸發(fā)掃描使待測(cè)信號(hào)與掃描信號(hào)同步以達(dá)到圖形的.穩(wěn)定，圖形不穩(wěn)定的情況在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)得最多。

　　（3）TIME/DIV（掃描速率選擇）旋鈕。此旋鈕的作用是改變加在水平偏轉(zhuǎn)板上鋸齒波掃描信號(hào)的頻率。在不明確被測(cè)信號(hào)頻率大小，可將TIME/DIV選擇掃描時(shí)間置于最小擋，避免低頻率信號(hào)一直閃動(dòng)。合適的檔位是信號(hào)波形顯示2到3個(gè)周期，這樣在時(shí)間測(cè)量時(shí)可以減少誤差。

　　（4）“觸發(fā)方式”、“觸發(fā)源”和“觸發(fā)電平”的選擇。這三者選擇的不正確，往往出現(xiàn)波形不穩(wěn)定的情況，屏幕上的波形發(fā)生向左或向右的連續(xù)移動(dòng)。要使波形能夠穩(wěn)定下來(lái)，跟示波器使用的“觸發(fā)方式”、“觸發(fā)源”及“觸發(fā)電平”選擇有關(guān)，合理運(yùn)用觸發(fā)方式、觸發(fā)源來(lái)觀察信號(hào)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中掌握。

　　（5）在利薩如圖實(shí)驗(yàn)部分，為了避免視覺(jué)上的混亂，要求學(xué)生在關(guān)閉通道1的前提下再調(diào)整好通道2的信號(hào)顯示。

　　（6）示波器工作時(shí)，周?chē)�不要放置大功率的變壓器，否則，對(duì)示波器會(huì)有很大影響和噪聲干擾。

　　3、示波器常見(jiàn)故障的分析

　　示波器用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用頻繁，且使用時(shí)間較長(zhǎng)，很容易出故障。掌握示波器的常見(jiàn)故障的分析檢修方法，有利于縮短維修周期，避免因?yàn)閮x器故障耽誤教學(xué)。在遇到各種問(wèn)題時(shí)，學(xué)生一般無(wú)法解決，往往需要教師引導(dǎo)性地解決。這就要求教師要具備解決這些問(wèn)題的能力。當(dāng)然這些需要在教學(xué)中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，多途徑地提高解決問(wèn)題的能力，進(jìn)而能夠更好地指導(dǎo)學(xué)生排除故障。

　　在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常性地亂按功能鍵，到了后面他自己都不知道按了什么鍵，有時(shí)的確是儀器出現(xiàn)問(wèn)題。教師應(yīng)該把出現(xiàn)的各種原因都考慮進(jìn)去，先考慮儀器正常是儀器參數(shù)設(shè)置的問(wèn)題，再考慮儀器元件出現(xiàn)問(wèn)題。例如示波器屏幕上沒(méi)有任何信號(hào)或者信號(hào)在示波器上顯示閃動(dòng)的比較厲害。首先，看信號(hào)輸入端的問(wèn)題即信號(hào)發(fā)生器示波器的相關(guān)設(shè)置是否正常，例如波形按鈕是否有選擇、頻率的設(shè)置是否正確，等等，然后檢查與示波器的接線，以及探頭接觸是否良好、探頭線斷線等問(wèn)題，再檢查示波器相關(guān)按鍵的設(shè)置是否和信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)一直，可能是學(xué)生按了所用通道的接地旋鈕，這樣信號(hào)就會(huì)對(duì)地短路，沒(méi)有任何信號(hào)輸入到示波器測(cè)量端，以及示波器電源開(kāi)關(guān)有沒(méi)有打開(kāi)，可以調(diào)節(jié)亮度旋鈕看是否亮度設(shè)置太低。其次，調(diào)節(jié)上下位移旋鈕和左右位移旋鈕看波形是否偏離屏幕顯示區(qū)。所以首先要求老師要一定程度的對(duì)儀器硬件有所了解，那些元件出現(xiàn)問(wèn)題可能會(huì)出現(xiàn)什么樣的現(xiàn)象，對(duì)儀器的操作那就要求非常熟悉，總之做到軟件硬件都過(guò)關(guān)。

　　4、結(jié)語(yǔ)

　　以上是我在示波器實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中總結(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)。在有限學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)，學(xué)習(xí)、掌握基本的儀器操作方法，讓學(xué)生做到實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)明確，理論與實(shí)踐相結(jié)合，在掌握好基本技能的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)放式自主訓(xùn)練。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)中遇到的一些問(wèn)題，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生體會(huì)到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)這門(mén)課的作用與重要性，從而逐漸地讓學(xué)生有意識(shí)地去提高自己的動(dòng)手能力。

示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告通用3

　　在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，需要使用若干儀器、儀表觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果。常用的電子測(cè)量?jī)x器有萬(wàn)用表、邏輯筆、普通示波器、存儲(chǔ)示波器、邏輯分析儀等。萬(wàn)用表和邏輯筆使用方法比較簡(jiǎn)單，而邏輯分析儀和存儲(chǔ)示波器目前在數(shù)字電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用還不十分普遍。示波器是一種使用非常廣泛，且使用相對(duì)復(fù)雜的儀器。本章從使用的角度介紹一下示波器的原理和使用方法。

　　1、示波器工作原理

　　示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無(wú)法直接觀測(cè)的交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測(cè)量的電子測(cè)量?jī)x器。它是觀察數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題、測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源組成。

　　1.1示波管

　　陰極射線管(CRT)簡(jiǎn)稱(chēng)示波管，是示波器的核心。它將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。正如圖1所示，電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分密封在一個(gè)真空玻璃殼內(nèi)，構(gòu)成了一個(gè)完整的示波管。

　　1、熒光屏

　　現(xiàn)在的示波管屏面通常是矩形平面，內(nèi)表面沉積一層磷光材料構(gòu)成熒光膜。在熒光膜上常又增加一層蒸發(fā)鋁膜。高速電子穿過(guò)鋁膜，撞擊熒光粉而發(fā)光形成亮點(diǎn)。鋁膜具有內(nèi)反射作用，有利于提高亮點(diǎn)的輝度。鋁膜還有散熱等其他作用。

　　當(dāng)電子停止轟擊后，亮點(diǎn)不能立即消失而要保留一段時(shí)間。亮點(diǎn)輝度下降到原始值的10%所經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫做“余輝時(shí)間”。余輝時(shí)間短于10μs為極短余輝，10μs—1ms為短余輝，1ms—0.1s為中余輝，0.1s-1s為長(zhǎng)余輝，大于1s為極長(zhǎng)余輝。一般的示波器配備中余輝示波管，高頻示波器選用短余輝，低頻示波器選用長(zhǎng)余輝。

　　由于所用磷光材料不同，熒光屏上能發(fā)出不同顏色的光。一般示波器多采用發(fā)綠光的示波管，以保護(hù)人的眼睛。

　　2、電子槍及聚焦

　　電子槍由燈絲(F)、陰極(K)、柵極(G1)、前加速極(G2)（或稱(chēng)第二柵極）、第一陽(yáng)極(A1)和第二陽(yáng)極(A2)組成。它的作用是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。燈絲通電加熱陰極，陰極受熱發(fā)射電子。柵極是一個(gè)頂部有小孔的金屬園筒，套在陰極外面。由于柵極電位比陰極低，對(duì)陰極發(fā)射的電子起控制作用，一般只有運(yùn)動(dòng)初速度大的少量電子，在陽(yáng)極電壓的作用下能穿過(guò)柵極小孔，奔向熒光屏。初速度小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過(guò)低，則全部電子返回陰極，即管子截止。調(diào)節(jié)電路中的W1電位器，可以改變柵極電位，控制射向熒光屏的電子流密度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)亮點(diǎn)的輝度。第一陽(yáng)極、第二陽(yáng)極和前加速極都是與陰極在同一條軸線上的三個(gè)金屬圓筒。前加速極G2與A2相連，所加電位比A1高。G2的正電位對(duì)陰極電子奔向熒光屏起加速作用。

　　電子束從陰極奔向熒光屏的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)兩次聚焦過(guò)程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一電子透鏡。第二次聚焦發(fā)生在G2、A1、A2區(qū)域，調(diào)節(jié)第二陽(yáng)極A2的電位，能使電子束正好會(huì)聚于熒光屏上的一點(diǎn)，這是第二次聚焦。A1上的電壓叫做聚焦電壓，A1又被叫做聚焦極。有時(shí)調(diào)節(jié)A1電壓仍不能滿足良好聚焦，需微調(diào)第二陽(yáng)極A2的電壓，A2又叫做輔助聚焦極。

　　3、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

　　偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子射線方向，使熒光屏上的光點(diǎn)隨外加信號(hào)的變化描繪出被測(cè)信號(hào)的波形。圖8.1中，Y1、Y2和Xl、X2兩對(duì)互相垂直的`偏轉(zhuǎn)板組成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。Y軸偏轉(zhuǎn)板在前，X軸偏轉(zhuǎn)板在后，因此Y軸靈敏度高（被測(cè)信號(hào)經(jīng)處理后加到Y(jié)軸）。兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板分別加上電壓，使兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板間各自形成電場(chǎng)，分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉(zhuǎn)。

　　4、示波管的電源

　　為使示波管正常工作，對(duì)電源供給有一定要求。規(guī)定第二陽(yáng)極與偏轉(zhuǎn)板之間電位相近，偏轉(zhuǎn)板的平均電位為零或接近為零。陰極必須工作在負(fù)電位上。柵極G1相對(duì)陰極為負(fù)電位（—30V~—100V），而且可調(diào)，以實(shí)現(xiàn)輝度調(diào)節(jié)。第一陽(yáng)極為正電位（約+100V~+600V），也應(yīng)可調(diào)，用作聚焦調(diào)節(jié)。第二陽(yáng)極與前加速極相連，對(duì)陰極為正高壓（約+1000V），相對(duì)于地電位的可調(diào)范圍為±50V。由于示波管各電極電流很小，可以用公共高壓經(jīng)電阻分壓器供電。

　　1.2示波器的基本組成

　　從上一小節(jié)可以看出，只要控制X軸偏轉(zhuǎn)板和Y軸偏轉(zhuǎn)板上的電壓，就能控制示波管顯示的圖形形狀。我們知道，一個(gè)電子信號(hào)是時(shí)間的函數(shù)f(t)，它隨時(shí)間的變化而變化。因此，只要在示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個(gè)與時(shí)間變量成正比的電壓，在y軸加上被測(cè)信號(hào)（經(jīng)過(guò)比例放大或者縮小），示波管屏幕上就會(huì)顯示出被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的圖形。電信號(hào)中，在一段時(shí)間內(nèi)與時(shí)間變量成正比的信號(hào)是鋸齒波。

　　示波器的基本組成框圖如圖2所示。它由示波管、Y軸系統(tǒng)、X軸系統(tǒng)、Z軸系統(tǒng)和電源等五部分組成。

　　被測(cè)信號(hào)①接到“Y"輸入端，經(jīng)Y軸衰減器適當(dāng)衰減后送至Y1放大器（前置放大），推挽輸出信號(hào)②和③。經(jīng)延遲級(jí)延遲Г1時(shí)間，到Y(jié)2放大器。放大后產(chǎn)生足夠大的信號(hào)④和⑤，加到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上。為了在屏幕上顯示出完整的穩(wěn)定波形，將Y軸的被測(cè)信號(hào)③引入X軸系統(tǒng)的觸發(fā)電路，在引入信號(hào)的正（或者負(fù)）極性的某一電平值產(chǎn)生觸發(fā)脈沖⑥，啟動(dòng)鋸齒波掃描電路（時(shí)基發(fā)生器），產(chǎn)生掃描電壓⑦。由于從觸發(fā)到啟動(dòng)掃描有一時(shí)間延遲Г2，為保證Y軸信號(hào)到達(dá)熒光屏之前X軸開(kāi)始掃描，Y軸的延遲時(shí)間Г1應(yīng)稍大于X軸的延遲時(shí)間Г2。掃描電壓⑦經(jīng)X軸放大器放大，產(chǎn)生推挽輸出⑨和⑩，加到示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上。z軸系統(tǒng)用于放大掃描電壓正程，并且變成正向矩形波，送到示波管柵極。這使得在掃描正程顯示的波形有某一固定輝度，而在掃描回程進(jìn)行抹跡。

　　以上是示波器的基本工作原理。雙蹤顯示則是利用電子開(kāi)關(guān)將Y軸輸入的兩個(gè)不同的被測(cè)信號(hào)分別顯示在熒光屏上。由于人眼的視覺(jué)暫留作用，當(dāng)轉(zhuǎn)換頻率高到一定程度后，看到的是兩個(gè)穩(wěn)定的、清晰的信號(hào)波形。

　　示波器中往往有一個(gè)精確穩(wěn)定的方波信號(hào)發(fā)生器，供校驗(yàn)示波器用。

　　2、示波器使用

　　本節(jié)介紹示波器的使用方法。示波器種類(lèi)、型號(hào)很多，功能也不同。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中使用較多的是20MHz或者40MHz的雙蹤示波器。這些示波器用法大同小異。本節(jié)不針對(duì)某一型號(hào)的示波器，只是從概念上介紹示波器在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中的常用功能。

　　2.1熒光屏

　　熒光屏是示波管的顯示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多條刻度線，指示出信號(hào)波形的電壓和時(shí)間之間的關(guān)系。水平方向指示時(shí)間，垂直方向指示電壓。水平方向分為10格，垂直方向分為8格，每格又分為5份。垂直方向標(biāo)有0%，10%，90%，100%等標(biāo)志，水平方向標(biāo)有10%，90%標(biāo)志，供測(cè)直流電平、交流信號(hào)幅度、延遲時(shí)間等參數(shù)使用。根據(jù)被測(cè)信號(hào)在屏幕上占的格數(shù)乘以適當(dāng)?shù)谋壤�常�?shù)(V/DIV，TIME/DIV)能得出電壓值與時(shí)間值。

　　2.2示波管和電源系統(tǒng)

　　1、電源(Power)

　　示波器主電源開(kāi)關(guān)。當(dāng)此開(kāi)關(guān)按下時(shí)，電源指示燈亮，表示電源接通。

　　2、輝度(Intensity)

　　旋轉(zhuǎn)此旋鈕能改變光點(diǎn)和掃描線的亮度。觀察低頻信號(hào)時(shí)可小些，高頻信號(hào)時(shí)大些。

　　一般不應(yīng)太亮，以保護(hù)熒光屏。

　　3、聚焦(Focus)

　　聚焦旋鈕調(diào)節(jié)電子束截面大小，將掃描線聚焦成最清晰狀態(tài)。

　　4、標(biāo)尺亮度(Illuminance)

　　此旋鈕調(diào)節(jié)熒光屏后面的照明燈亮度。正常室內(nèi)光線下，照明燈暗一些好。室內(nèi)光線不足的環(huán)境中，可適當(dāng)調(diào)亮照明燈。

　　2.3垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)和水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)

　　1.垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇(VOLTS/DIV)和微調(diào)

　　在單位輸入信號(hào)作用下，光點(diǎn)在屏幕上偏移的距離稱(chēng)為偏移靈敏度，這一定義對(duì)X軸和Y軸都適用。靈敏度的倒數(shù)稱(chēng)為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直靈敏度的單位是為cm/V，cm/mV或者DIV/mV，DIV/V，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的單位是V/cm，mV/cm或者V/DIV，mV/DIV。實(shí)際上因習(xí)慣用法和測(cè)量電壓讀數(shù)的方便，有時(shí)也把偏轉(zhuǎn)因數(shù)當(dāng)靈敏度。

　　蹤示波器中每個(gè)通道各有一個(gè)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇波段開(kāi)關(guān)。一般按1，2，5方式從5mV/DIV到5V/DIV分為10檔。波段開(kāi)關(guān)指示的值代表熒光屏上垂直方向一格的電壓值。例如波段開(kāi)關(guān)置于1V/DIV檔時(shí)，如果屏幕上信號(hào)光點(diǎn)移動(dòng)一格，則代表輸入信號(hào)電壓變化1V。

　　每個(gè)波段開(kāi)關(guān)上往往還有一個(gè)小旋鈕，微調(diào)每檔垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。將它沿順時(shí)針?lè)较蛐�到底，處于“校�?zhǔn)”位置，此時(shí)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)值與波段開(kāi)關(guān)所指示的值一致。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)此旋鈕，能夠微調(diào)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)微調(diào)后，會(huì)造成與波段開(kāi)關(guān)的指示值不一致，這點(diǎn)應(yīng)引起注意。許多示波器具有垂直擴(kuò)展功能，當(dāng)微調(diào)旋鈕被拉出時(shí)，垂直靈敏度擴(kuò)大若干倍（偏轉(zhuǎn)因數(shù)縮小若干倍）。例如，如果波段開(kāi)關(guān)指示的偏轉(zhuǎn)因數(shù)是1V/DIV，采用×5擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)時(shí)，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)是0.2V/DIV。

　　在做數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)時(shí)，在屏幕上被測(cè)信號(hào)的垂直移動(dòng)距離與+5V信號(hào)的垂直移動(dòng)距離之比常被用于判斷被測(cè)信號(hào)的電壓值。

　　2.時(shí)基選擇(TIME/DIV)和微調(diào)

　　時(shí)基選擇和微調(diào)的使用方法與垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇和微調(diào)類(lèi)似。時(shí)基選擇也通過(guò)一個(gè)波段開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，按1、2、5方式把時(shí)基分為若干檔。波段開(kāi)關(guān)的指示值代表光點(diǎn)在水平方向移動(dòng)一個(gè)格的時(shí)間值。例如在1μS/DIV檔，光點(diǎn)在屏上移動(dòng)一格代表時(shí)間值1μS。

　　“微調(diào)”旋鈕用于時(shí)基校準(zhǔn)和微調(diào)。沿順時(shí)針?lè)较蛐�到底處于校�?zhǔn)位置時(shí)，屏幕上顯示的時(shí)基值與波段開(kāi)關(guān)所示的標(biāo)稱(chēng)值一致。逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕，則對(duì)時(shí)基微調(diào)。旋鈕拔出后處于掃描擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。通常為×10擴(kuò)展，即水平靈敏度擴(kuò)大10倍，時(shí)基縮小到1/10。例如在2μS/DIV檔，掃描擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)下熒光屏上水平一格代表的時(shí)間值等于2μS×(1/10)=0.2μS

　　示波器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源CAL，專(zhuān)門(mén)用于校準(zhǔn)示波器的時(shí)基和垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。例如COS5041型示波器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源提供一個(gè)VP-P=2V,f=1kHz的方波信號(hào)。

　　示波器前面板上的位移(Position)旋鈕調(diào)節(jié)信號(hào)波形在熒光屏上的位置。旋轉(zhuǎn)水平位移旋鈕（標(biāo)有水平雙向箭頭）左右移動(dòng)信號(hào)波形，旋轉(zhuǎn)垂直位移旋鈕（標(biāo)有垂直雙向箭頭）上下移動(dòng)信號(hào)波形。

　　2.4輸入通道和輸入耦合選擇

　　1、輸入通道選擇

　　輸入通道至少有三種選擇方式：通道1(CH1)、通道2(CH2)、雙通道(DUAL)。選擇通道1時(shí)，示波器僅顯示通道1的信號(hào)。選擇通道2時(shí)，示波器僅顯示通道2的信號(hào)。選擇雙通道時(shí)，示波器同時(shí)顯示通道1信號(hào)和通道2信號(hào)。測(cè)試信號(hào)時(shí)，首先要將示波器的地與被測(cè)電路的地連接在一起。根據(jù)輸入通道的選擇，將示波器探頭插到相應(yīng)通道插座上，示波器探頭上的地與被測(cè)電路的地連接在一起，示波器探頭接觸被測(cè)點(diǎn)。示波器探頭上有一雙位開(kāi)關(guān)。此開(kāi)關(guān)撥到“×1”位置時(shí)，被測(cè)信號(hào)無(wú)衰減送到示波器，從熒光屏上讀出的電壓值是信號(hào)的實(shí)際電壓值。此開(kāi)關(guān)撥到“×10"位置時(shí)，被測(cè)信號(hào)衰減為1/10，然后送往示波器，從熒光屏上讀出的電壓值乘以10才是信號(hào)的實(shí)際電壓值。

　　2、輸入耦合方式

　　輸入耦合方式有三種選擇：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。當(dāng)選擇“地”時(shí)，掃描線顯示出“示波器地”在熒光屏上的位置。直流耦合用于測(cè)定信號(hào)直流絕對(duì)值和觀測(cè)極低頻信號(hào)。交流耦合用于觀測(cè)交流和含有直流成分的交流信號(hào)。在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，一般選擇“直流”方式，以便觀測(cè)信號(hào)的絕對(duì)電壓值。

　　2.5觸發(fā)

　　第一節(jié)指出，被測(cè)信號(hào)從Y軸輸入后，一部分送到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上，驅(qū)動(dòng)光點(diǎn)在熒光屏上按比例沿垂直方向移動(dòng)；另一部分分流到x軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)掃描發(fā)生器，產(chǎn)生重復(fù)的鋸齒波電壓加到示波管的X偏轉(zhuǎn)板上，使光點(diǎn)沿水平方向移動(dòng)，兩者合一，光點(diǎn)在熒光屏上描繪出的圖形就是被測(cè)信號(hào)圖形。由此可知，正確的觸發(fā)方式直接影響到示波器的有效操作。為了在熒光屏上得到穩(wěn)定的、清晰的信號(hào)波形，掌握基本的觸發(fā)功能及其操作方法是十分重要的。

　　1.觸發(fā)源(Source)選擇

　　要使屏幕上顯示穩(wěn)定的波形，則需將被測(cè)信號(hào)本身或者與被測(cè)信號(hào)有一定時(shí)間關(guān)系的觸發(fā)信號(hào)加到觸發(fā)電路。觸發(fā)源選擇確定觸發(fā)信號(hào)由何處供給。通常有三種觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)(INT)、電源觸發(fā)內(nèi)觸發(fā)使用被測(cè)信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，是經(jīng)常使用的一種觸發(fā)方式。由于觸發(fā)信號(hào)本身是被測(cè)信號(hào)的一部分，在屏幕上可以顯示出非常穩(wěn)定的波形。雙蹤示波器中通道1或者通道2都可以選作觸發(fā)信號(hào)。

　　電源觸發(fā)使用交流電源頻率信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)。這種方法在測(cè)量與交流電源頻率有關(guān)的信號(hào)時(shí)是有效的。特別在測(cè)量音頻電路、閘流管的低電平交流噪音時(shí)更為有效。

　　外觸發(fā)使用外加信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)，外加信號(hào)從外觸發(fā)輸入端輸入。外觸發(fā)信號(hào)與被測(cè)信號(hào)間應(yīng)具有周期性的關(guān)系。由于被測(cè)信號(hào)沒(méi)有用作觸發(fā)信號(hào)，所以何時(shí)開(kāi)始掃描與被測(cè)信號(hào)無(wú)關(guān)。

　　正確選擇觸發(fā)信號(hào)對(duì)波形顯示的穩(wěn)定、清晰有很大關(guān)系。例如在數(shù)字電路的測(cè)量中，對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的周期信號(hào)而言，選擇內(nèi)觸發(fā)可能好一些，而對(duì)于一個(gè)具有復(fù)雜周期的信號(hào)，且存在一個(gè)與它有周期關(guān)系的信號(hào)時(shí)，選用外觸發(fā)可能更好。

　　2.觸發(fā)耦合(Coupling)方式選擇

　　觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)電路的耦合方式有多種，目的是為了觸發(fā)信號(hào)的穩(wěn)定、可靠。這里介紹常用的幾種。

　　AC耦合又稱(chēng)電容耦合。它只允許用觸發(fā)信號(hào)的交流分量觸發(fā)，觸發(fā)信號(hào)的直流分量被隔斷。通常在不考慮DC分量時(shí)使用這種耦合方式，以形成穩(wěn)定觸發(fā)。但是如果觸發(fā)信號(hào)的頻率小于10Hz，會(huì)造成觸發(fā)困難。

　　直流耦合(DC)不隔斷觸發(fā)信號(hào)的直流分量。當(dāng)觸發(fā)信號(hào)的頻率較低或者觸發(fā)信號(hào)的占空比很大時(shí)，使用直流耦合較好。

　　低頻抑制(LFR)觸發(fā)時(shí)觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過(guò)高通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號(hào)的低頻成分被抑制；高頻抑制(HFR)觸發(fā)時(shí)，觸發(fā)信號(hào)通過(guò)低通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號(hào)的高頻成分被抑制。此外還有用于電視維修的電視同步(TV)觸發(fā)。這些觸發(fā)耦合方式各有自己的適用范圍，需在使用中去體會(huì)。

　　3.觸發(fā)電平(Level)和觸發(fā)極性(Slope)

　　觸發(fā)電平調(diào)節(jié)又叫同步調(diào)節(jié)，它使得掃描與被測(cè)信號(hào)同步。電平調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)電平。一旦觸發(fā)信號(hào)超過(guò)由旋鈕設(shè)定的觸發(fā)電平時(shí)，掃描即被觸發(fā)。順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平上升；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平下降。當(dāng)電平旋鈕調(diào)到電平鎖定位置時(shí)，觸發(fā)電平自動(dòng)保持在觸發(fā)信號(hào)的幅度之內(nèi)，不需要電平調(diào)節(jié)就能產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的觸發(fā)。當(dāng)信號(hào)波形復(fù)雜，用電平旋鈕不能穩(wěn)定觸發(fā)時(shí)，用釋抑(HoldOff)旋鈕調(diào)節(jié)波形的釋抑時(shí)間（掃描暫停時(shí)間），能使掃描與波形穩(wěn)定同步。

　　極性開(kāi)關(guān)用來(lái)選擇觸發(fā)信號(hào)的極性。撥在“+”位置上時(shí)，在信號(hào)增加的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)超過(guò)觸發(fā)電平時(shí)就產(chǎn)生觸發(fā)。撥在“-”位置上時(shí)，在信號(hào)減少的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號(hào)超過(guò)觸發(fā)電平時(shí)就產(chǎn)生觸發(fā)。觸發(fā)極性和觸發(fā)電平共同決定觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)點(diǎn)。

　　2.6掃描方式(SweepMode)

　　掃描有自動(dòng)(Auto)、常態(tài)(Norm)和單次(Single)三種掃描方式。

　　自動(dòng)：當(dāng)無(wú)觸發(fā)信號(hào)輸入，或者觸發(fā)信號(hào)頻率低于50Hz時(shí)，掃描為自激方式。

　　常態(tài)：當(dāng)無(wú)觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí)，掃描處于準(zhǔn)備狀態(tài)，沒(méi)有掃描線。觸發(fā)信號(hào)到來(lái)后，觸發(fā)掃描。

　　單次：?jiǎn)未伟粹o類(lèi)似復(fù)位開(kāi)關(guān)。單次掃描方式下，按單次按鈕時(shí)掃描電路復(fù)位，此時(shí)準(zhǔn)備好(Ready)燈亮。觸發(fā)信號(hào)到來(lái)后產(chǎn)生一次掃描。單次掃描結(jié)束后，準(zhǔn)備燈滅。單次掃描用于觀測(cè)非周期信號(hào)或者單次瞬變信號(hào)，往往需要對(duì)波形拍照。

　　上面扼要介紹了示波器的基本功能及操作。示波器還有一些更復(fù)雜的功能，如延遲掃描、觸發(fā)延遲、X-Y工作方式等，這里就不介紹了。示波器入門(mén)操作是容易的，真正熟練則要在應(yīng)用中掌握。值得指出的是，示波器雖然功能較多，但許多情況下用其他儀器、儀表更好。例如，在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中，判斷一個(gè)脈寬較窄的單脈沖是否發(fā)生時(shí)，用邏輯筆就簡(jiǎn)單的多；測(cè)量單脈沖脈寬時(shí)，用邏輯分析儀更好一些。

示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告通用4

　　一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

　　1、熟悉面板控制件各開(kāi)關(guān)旋鈕的功能和調(diào)節(jié)使用方法。

　　2、學(xué)會(huì)用示波器觀測(cè)電信號(hào)的波形及電壓、頻率、周期等參數(shù)

　　二、實(shí)驗(yàn)儀器

　　YB4328示波器、YB1602函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

　　三、 示波器的使用

　　1、示波器

　　①雙蹤示波器一般有五種工作方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式。“交替”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較高時(shí)使用。“斷續(xù)”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較低時(shí)使用。

　　②為了顯示穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)波形，“觸發(fā)源選擇”開(kāi)關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號(hào)取自示波器內(nèi)部的Y通道。

　　③觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)通常先置于“自動(dòng)”調(diào)出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)于“常態(tài)”，通過(guò)調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測(cè)試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時(shí)，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會(huì)出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測(cè)信號(hào)的波形不在X軸方向左右移動(dòng)，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。

　　④適當(dāng)調(diào)節(jié)“掃描速率”及“Y軸靈敏度”旋鈕使屏幕上顯示1-2個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。在測(cè)量幅值時(shí)，應(yīng)注意將“Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底。在測(cè)量周期時(shí)，應(yīng)注意將

　　“X軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底。還要注意“擴(kuò)展”旋鈕的.位置。

　　根據(jù)被測(cè)波形在屏幕坐標(biāo)刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div或cm）與“Y軸靈敏度”旋鈕指示值（v/div）的乘積，即可得到交流電壓的峰峰值Up-p:

　　Up-p=(V/div)×div

　　根據(jù)被測(cè)信號(hào)波形一個(gè)周期在屏幕水平方向所占的格數(shù)（div或cm）與“掃速”旋鈕指示值（t/div）的乘積，即可算得信號(hào)頻率的實(shí)測(cè)值:

　　T=(S/div)×div，f=1/T

　　2、 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

　　函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號(hào)波形。 通過(guò)輸出衰減開(kāi)關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級(jí)到伏特級(jí)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率可以通過(guò)頻率分檔開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　注意：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，它的輸出端不允許短路。

　　四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟

　　1．用校正信號(hào)對(duì)示波器進(jìn)行自檢

　　（1) 掃描基線調(diào)節(jié)

　　將示波器的工作方式開(kāi)關(guān)置于“單蹤C(jī)H1”（觸發(fā)CH1或CH2），觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”。開(kāi)啟電源開(kāi)關(guān)預(yù)熱后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，線。再調(diào)節(jié)“X位移”和“Y位移”使基線位于屏幕的中間位置。（若基線與水平刻度線有夾角，可以用螺絲刀調(diào)節(jié)“光跡旋轉(zhuǎn)”電位器，使基線與水平刻度線重合。）

　　（2）測(cè)試“校正信號(hào)”波形的幅度、頻率

　　將示波器的“校正信號(hào)”通過(guò)探頭引入選定的Y通道（CH1或CH2），將Y軸輸入耦合方式開(kāi)關(guān)置于“AC（交流）”或“DC（直流）”，觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)置“CH1”或“CH2”。調(diào)節(jié)X軸“掃描速率”旋鈕（t/div）和Y軸“輸入靈敏度”旋鈕（V/div），使示波器顯示屏上顯示出一個(gè)或數(shù)個(gè)周期穩(wěn)定的方波波形。

　　2．用示波器測(cè)量信號(hào)電壓和周期

　　調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率分別為1KHz、10KHz，有效值均為1V的正弦波信號(hào)。改變示波器“t/div”及“V/div”等旋鈕，測(cè)量信號(hào)源輸出電壓峰峰值及信號(hào)周期。

　　五、小結(jié)與注意事項(xiàng)

　　1．信號(hào)發(fā)生器、示波器預(yù)熱幾分鐘以后才能正常工作。

　　2．測(cè)試過(guò)程中合理選擇量程，并牢記將“微調(diào)”開(kāi)關(guān)置于“校準(zhǔn)”位置。

　　3．不要頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)，示波器上光點(diǎn)的亮度不可調(diào)得太強(qiáng)，也不能讓亮點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間停在熒光屏的一點(diǎn)上，如果暫時(shí)不用，把輝度降到最低即可。

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