概括：这道题是袁咽诨同学的课后练习题，主要是关于示波器原理，指导老师为籍老师。示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点(这是传统的模拟示波器的工作原理)。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

题目：示波器原理

解：

原理

示波器动态显示随时间变化的电压信号思路是将电压加在电极板上,极板间形成相应的变化电场,使进入这变化电场的电子运动情况相应地随时间变化,最后把电子运动的轨迹用荧光屏显示出来.示波器主要由示波管（见图1））和复杂的电子线路构成.示波器的基本结构见图2.

图1 示波管示意图

图2 示波器的基本结构简图

1.偏转电场控制电子束在视屏上的轨迹

偏转电压U与偏转位移Y（或X）成正比关系.如图3所示：.

图3偏转电压U与偏转位移Y

如果只在竖直偏转板（Y轴）上加一正弦电压,则电子只在竖直方向随电压变化而往复运动,见图4.要能够显示波形,必须在水平偏转板（X轴）上加一扫描电压,见图5.

图4 信号随时间变化的规律 （加在Y偏转板） 图5 锯齿波电压（加在X偏转板）

示波器显示波形实质：见图6,沿Y轴方向的简谐运动与沿X轴方向的匀速运动合成的一种合运动.显示稳定波形的条件：扫描电压周期应为被测信号周期的整数倍,即Tx=nTy （ n=1,2,3…）（见图7）

2.同步扫描（其目的是保证扫描周期是信号周期的整数倍）

若没有“扫描”（横向的扫描电压）,被测信号随时间规律变化规律就显示不出来；如果没有“整步”,就得不到稳定的波形图像.

为了达到“整步”目的,示波器采用三种方式：“内整步”：将待测信号一部分加到扫描

图6 示波器显示波形原理图（Tx=Ty） 图7 Tx=2Ty时合成的图形

发生器,当待测信号频率fy有微小变化,它将迫使扫描频率fx追踪其变化,保证波形的完整稳定；“外整步”：从外部电路中取出信号加到扫描发生器,迫使扫描频率fx变化,保证波形的完整稳定；“电源整步”：整步信号从电源变压器获得.一般在观察信号时,都采用“内整步”（或称为“内触发”）.

注：若为同步显示的波形出现走动状态,此时应调节：扫描步长,整步方式（一定打在“内”）,“电平”位置.

3.利萨如图形

利萨如图形形成实质：沿Y轴方向的简谐运动与沿X轴方向的简谐振动合成的一种合运动.

利用利萨如图形测定未知信号的频率

公式：

式中的 、 分别为利萨如图形于X、Y轴的切点数.

4.测正弦波的峰－峰值Vp-p、周期T

用示波器观察正弦波波形,若该信号输入通道的标度因子为V0,单位为伏/厘米（V/cm）,被测正弦波的正、负峰之间的距离在荧光屏上所占的高度为H厘米,则

若正弦波此时的时间扫描轴的单位是t/cm,一个周期的正弦波形在荧光屏上横轴所占长度为Lcm,则

举一反三

例1： 求大神求解示波器原理和使用1.用示波器观察正弦波,在屏幕上出现下列现象如何解释（1）屏上呈现一水平亮线（2）屏上呈现一缓慢移动铅直亮线（3）屏上呈现一亮点2.屏上的波形不稳定甚

思路提示：

1.(1)幅度档太小,要不就是没信号输入.

（2）幅度档太小,调节时基档

（3）调节时基档

2.调节方法：将触发方式选为内触发（intern）,触发源(source)选择你正使用的通道,触发条件通常选“上升沿”（“下降沿”,“毛刺”等等都可）,最后,调触发电平,若有触发电平标尺的话,请调标尺至被测信号幅度范围内.

不同型号示波器的设置键可能略有不同,大致就是这样.如果是数字示波器,autoset一下,波形一般会稳定

3.两通道输入信号不同步

你的是模拟示波器,对于怎么设置触发,我说的已经很详细了.

例2： 【大学物理实验报告示波器的原理和使用】

思路提示：

例3： 【示波器的原理和使用思考题1.示波器和信号发生器连接后,当改变信号发生器输出信号的幅值和频率时,示波器显示图形是否变化?相关读书是否变化?当调节示波器的水平和垂直缩放旋钮,图形是】

思路提示：

1,当改变信号发生器的输出信号幅值和频率时,示波器上显示的图形一定会变化的,读数肯定也在变化；当信号发生器输出信号的参数不变时,调节示波器上的水平与垂直缩放钮图形会相应的缩放,但图形是一样的,只是大小或水平数量发生变化,读数不会改变.示波器是测试电信号的实时波形,所测的各个参数均是被测信号的参数,不会随示波器上的旋钮改变而改变.

2,在主时基旋钮上有个XY显示开关,只有在此状态下才能测试李沙育图形,也就是XY显示模式.

例4： 大学实验“示波器的原理与应用”实验结论怎么写?

思路提示：

一个波形的周期=A、C点的时间间隔=两点间的水平距离（格）*扫描时间因数

频率f=1/T

相关思考练习题：

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