示波器的使用Word下载.docx
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示波器的使用Word下载.docx
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白纸对应荧光屏、画笔对应光点、控制画笔作上下左右运动的手对应控制光点上下左右运动的待测信号与扫描信号。
所不同的是示波器显示出来的波形仅仅是光点在待测信号与扫描信号的控制之下的运动轨迹,只要光点的运动速度足够快,由于人眼的视觉暂留和荧光屏的余辉效应,我们就可以看到光点的运动轨迹呈现为一完整的待测信号波形。
1.光点在竖直方向的运动。
光点在竖直方向的运动受到待测信号的控制,待测信号的电压瞬时值越大,光点在竖直方向上的位移就越大。
光点在竖直方向的位移的大小反映了待测信号电压瞬时值的大小。
2.光点在水平方向的运动。
光点在水平方向的运动受到由机器内部产生的扫描信号的控制,其运动规律为:
光点从荧光屏的最左端,接着开始第二次扫描,当扫描速度足够快时,我们看到的就是一条水平扫描线。
因为扫描是匀速进行的,所以光点在水平方向上的位移可以反映时间的长短。
3光点的合成运动。
在待测信号和扫描信号的共同控制之下,光点的运动将是前述两种运动的合成。
只要保证光点在水平方向上的扫描运动与竖直方向上的运动同步,那么光点的运动轨迹就稳定地呈现出待测信号的波形。
三、主要控制件的位置和作用
图7-1SR8型示波器控制面板
1.示波管控制件
(1)辉度:
调节荧光屏上波形的亮度。
辉度不宜太强,以能看清波形为准。
辉度太强,波形模糊,且易使荧光屏老化。
(2)聚焦和辅助聚集:
改变波形线条的粗细。
调节它们,使荧光屏上的波形细腻清晰。
其中“聚焦”是粗调,“辅助聚焦”是细调,它们应配合起来使用。
(3)标尺亮度:
标尺是位于荧光屏外的一块带有刻度线的有机玻璃,调节“标尺亮度”旋钮就可照亮这些刻度线。
对波形的度量就是利用标尺来进行的,标尺的读数单位为“格”,英文缩写为“div”。
位于中央的座标轴上具有最小分度(0.2div),因此测量时要尽量利用座标轴来读数。
2.X轴控制件
(1)扫描速度开关:
改变光点在水平方向作扫描运动的速度。
光点在水平方向匀速扫过一格所花的时间称为扫描速度,单位为s/div、ms/div或us/div。
沿顺时针方向调节,扫描速度加快,反之,则减慢。
选用多大的扫描速度,决定于待测信号的频率。
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万用表应用技巧
(2)扫描速度微调:
在一定范围内微小、连续地改变扫描速度,但不能读数。
因此需记录扫描速度时应把它置于“校准”位置,即沿顺时针方向旋到头,。
(3)水平移位调节旋钮:
调整整个波形在水平方向上的位置,便于对其观察和测量。
3.同步控制件
(1)触发源选择开关:
通常使用时,应置于“内”的位置,这时触发信号就来源于待测信号。
(2)内触发拉-YB:
在双通道同时显示时,若要在水平方向进行时间比较(如测量相位时),则应置于“拉出”的位置,让两个通道的触发信号均由B通道的待测信号提供。
(3)触发耦合方式开关:
通常使用时,一般采用内触发的方式观察交流信号,因此该开关通常应置于“AC”的位置。
(4)触发方式开关:
通常使用时,应把它置于“触发”的位置,让触发信号去启动扫描信号。
(5)触发电平旋钮:
用于选择输入信号波形的触发点,使在这一所需的电平上启动扫描,当触发电平的位置超过触发区时,扫描将不启动,屏幕上无待测信号波形显示。
4.Y轴控制件
(1)信号输入插座:
待测信号从该插座送入示波器。
(2)输入耦合开关:
当待测信号为交流信号时,应选择“AC”位置;
当待测信号为直流时,应选择“DC”位置;
不需要待测信号输入时,可置于“⊥”位置。
(3)垂直移位调节:
调整整个波形在竖直方向上的位置,便于我们的观察和测量。
(4)Y轴灵敏度选择开关:
改变光点在竖直方向偏转的灵敏度。
引发光点在竖直方向偏转一格时的待测电压值称为Y轴灵敏度,单位为V/div。
沿顺时针方向调节,Y轴灵敏度提高,反之,则降低。
选用多高的Y轴灵敏度,决定于待测信号的电压。
(5)Y轴灵敏度微调:
在一定范围内微小、连续地改变Y轴灵敏度,但不能读数。
因此需记录Y轴灵敏度时应把它置于“校准”位置,即沿顺时针方向旋到头。
(6)显示方式开关:
用于选择不同的显示方式。
分别置于“YA”、“YB”位置时,分别为A、B两通道独立工作;
置于“YA+YB”时,两通道的输入信号叠加后显示;
置于“交替”或“断续”位置时,均为双通道同时显示的方式。
但是,当观测频率较低的信号时,应选用“断续”,而观测频率较高的信号时,应选用“交替”。
四、示波器的使用方法
1.测量前的准备
把各控制件置于表7-1所示位置。
表7-1各控制件的预备位置
控制件名称
作用位置
辉度
居中
显示方式转换开关
交替
YA输入选择开关
⊥
YB输入选择开关
YA移位
YB移位
X轴移位
X轴移位细调
扫描速度开关
1ms/div
触发方式开关
自动
内触发拉-YB
常态
极性拉-YA
接通电源开关,稍候片刻。
如果荧光屏上未出现水平扫描线,则按下寻迹开关,判断扫描线偏离荧光屏的方向,并以此为依据,调节Y轴移位,X轴移位,直至荧光屏上出现两条扫描线。
扫描线出现后,调整辉和聚焦,使两条扫描线亮度适当,轮廓清晰,尽可能细;
然后调节标尺亮度,照亮标尺上的刻度线;
最后调节YA、YB移位,使两条扫描线均重合在标尺的水平刻度上。
这样,示波器就进入正常工作状态,可以开始进行各种观察和测量。
2.交流电压的测量
把各控制件置于表7-2所示位置。
表7-2测量交流电压时控制件的位置
显示方式选择开关
YA
AC
YA灵敏度微调
校准
触发源选择开关
内
触发耦合方式开关
触发(常态)
注:
其余控制件的位置同表7-1。
图7-2测量交流电压时的波形图
用电缆线把待测信号送进示波器YA通道,调节散发电平和扫描速度开关,使荧光屏上出现几个周期的稳定波形,然后调节YA灵敏度选择开关,使波形在垂直方向上尽可能充满标尺上的测量范围(如图7-2所示),记下此时波形在竖直方向上所占据的高度H(div,即波峰到波谷的格数),把这个高度H与此时YA灵敏度选择开关的读数相乘,即可得到该交流信号的峰-峰值VP-P。
峰-峰值VP-P与最大值Vm和有效值U之间有如下的关系:
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3.频率的测量
把各控制件置于表7-3所示位置。
表7-3测量频率时控制件的位置
扫描速度微调
扫描扩展
触发耦合开关
图7-3测量频率时的波形图
用电缆线把待测信号送进YA通道,调节触发电平和扫描速度开关,让荧光屏上呈现出具有两个波峰的波形,然后调节YA移位,使波峰位于水平刻度线上,如图7-3所示。
记下两波峰的水平间隔L(div),再与此时扫描速度开关的读数X(t/div)相乘,即可得到该交流信号的周期T,把其单位换算为秒后再倒数,就可得到该交流信号的频率f。
4.相位测量
把各控制件置于表7-4所示位置。
表7-4测量相位差时控制件的位置
拉出
触发选择开关
图7-4测量相位差时的波形图
用电缆线把具有相位差的两个同频率交流信号分别送入示波器的YA、YB通道,依次调节触发电平、扫描速度开关及其微调、YA和YB灵敏度选择开关及其微调、水平移位及其微调,使荧光屏上所呈现的两个波形中,至少有一个完整的周期,如图所示7-4。
然后,测出一周期的长度D(div),再测出a,b两点在水平方向的间隔ab(div),通过式φ=360×
Ab/D即可求出两信号的相位差。
[实验内容]
1.练习测量交流电压
把信号发生器的输出电压依次调到1.0V、2.0V、3.0V、4.0V、5.0V(频率均为1KHz),用示波器逐个对其测量,把测得的原始数据填入表6-5中,再计算出峰-峰值VP-P和有效值U。
表7-5交流电压测量数据
待测电压
H(div)
Y(V/div)
VP-P=HY
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
2.练习测量周期信号的频率
把信号发生器的输出频率依次调到50Hz、100Hz、500Hz、1KHz、2KHz、5KHz(电压均为3.0V),用示波器依次对其测量,把原始数据填入表6-6,再计算出周期T和频率f。
表7-6频率测量数据
待测频率
L(div)
X(t/div)
T=LX
f=1/T
50Hz
100Hz
500Hz
1KHz
2KHz
5KHz
3.练习测量相位差
把信号发生器的输出端按图6-7与移相电路板连接,用电缆线把移相电路板上A、B两输出端具有恒定相位差的两信号分别送入示波器的YA、YB通道。
依次调节信号发生器输出频率为500Hz、1KHz、2KHz(输出电压均为3V),然后用上述方法分别测量不同频率下,移相电路两个输出信号的相位差,把原始数据填入表6-7并计算出相位差φ。
图6-7测量相位差时的连线图
表6-7相位差测量数据
频率Ab(div)D(div)φ=360×
Ab/D
500Hz
1KHz
2KHz
[注意事项]
1.需要记录扫描速度时(测量频率),扫描速度微调旋钮必须放在校准位置;
同理,需要记录Y轴灵敏度时(测量电压),Y轴灵敏度微调必须放在校准位置。
2.辉度不能太强,光点不能长时间静止在荧光屏上的一点上。
3.不要频繁开关机,如果暂时不用,把辉度降到最低即可。
4.电缆与插座的配合方式类似于挂口灯泡与灯座的配合方式,切忌生拉硬拽。
同时,电缆另一端的黑色夹子应与待测回路的接地点或公共端连接。
[思考题]
1.测量电压时,如何选择最适合的Y轴灵敏度?
测量频率时,又如何选择最适合的扫描速度?
2.观察交流信号时,如果把水平方向的扫描信号关掉,荧光屏上将会出现什么现象?
这时能否测量该信号的电压?
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