示波器的使用实验报告-实验报告（精选7篇）
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2024-07-10
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示波器的使用实验报告-实验报告（精选 7篇）
示波器的使用 告实验报 -告 篇实验报 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 10μs 为极短余辉，10μs—1ms 为短余
辉，1ms—0.1s 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，所加电位比
A1 高。G2 的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。
电子束从阴极奔向荧光屏的过程中，经过两次聚焦过程。第一次聚焦由 K、G1、G2 完
成，K、K、G1、G2 叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2 区域，调
节第二阳极 A2 的电位，能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点，这是第二次聚焦。A1 上
的电压叫做聚焦电压，A1 又被叫做聚焦极。有时调节 A1 电压仍不能满足良好聚焦，需微
调第二阳极 A2 的电压，A2 又叫做辅助聚焦极。
3.偏转系统
偏转系统控制电子射线方向，使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的
波形。图 8.1 中，Y1、Y2 和Xl、X2 两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在
前，X轴偏转板在后，因此 Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到 Y轴)。两对偏转板分别
加上电压，使两对偏转板间各自形成电场，分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。
4.示波管的电源
为使示波管正常工作，对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相
近，偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极 G1 相对阴极为
负电位(—30V~—100V)，而且可调，以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约
+100V~+600V)，也应可调，用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连，对阴极为正高压
(约+1000V)，相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小，可以用公
共高压经电阻分压器供电。
1.2 示波器的基本组成
从上一小节可以看出，只要控制 X轴偏转板和Y轴偏转板上的'电压，就能控制示波
管显示的图形形状。我们知道，一个电子信号是时间的函数f(t)，它随时间的变化而变
化。因此，只要在示波管的 X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压，在 y轴加上被
测信号(经过比例放大或者缩小)，示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。
电信号中，在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。
示波器的基本组成框图如图 2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电
源等五部分组成。
① “被测信号 接到 Y"输入端，经 Y轴衰减器适当衰减后送至 Y1 放大器(前置放大)，推
② ③挽输出信号 和 。经延迟级延迟 Г1 时间，到 Y2 ④放大器。放大后 生足 大的信号 和产 够
⑤，加到示波管的 Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形，将 Y轴的被测信
③号引入 X轴系统的触发电路，在引入信号的正(或者负)极性的某一电平值产生触发脉冲
⑥，启动锯齿波扫描电路(时基发生器)⑦，产生扫描电压。由于从触发到启动扫描有一时
间延迟 Г2，为保证Y轴信号到达荧光屏之前X轴开始扫描，Y轴的延迟时间 Г1 应稍大于
X轴的延迟时间 Г2 ⑦。扫描电压经X⑨ ⑩轴放大器放大，产生推挽输出 和 ，加到示波管的
X轴偏转板上。z轴系统用于放大扫描电压正程，并且变成正向矩形波，送到示波管栅
极。这使得在扫描正程显示的波形有某一固定辉度，而在扫描回程进行抹迹。
以上是示波器的基本工作原理。双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的
被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用，当转换频率高到一定程度后，
看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。
示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器，供校验示波器用。
2示波器使用
本节介绍示波器的使用方法。示波器种类、型号很多，功能也不同。数字电路实验中
使用较多的是 20MHz 或者40MHz 的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。本节不针对某
一型号的示波器，只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。
2.1 荧光屏
荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线，指示出信号
波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间，垂直方向指示电压。水平方向分为 10
格，垂直方向分为 8格，每格又分为 5份。垂直方向标有 0%，10%，90%，100%等标志，水
平方向标有 10%，90%标志，供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被
测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV，TIME/DIV)能得出电压值与时间
值。
2.2 示波管和电源系统
1.电源(Power)
示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。
2.辉度(Intensity)
旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些，高频信号时大些。
一般不应太亮，以保护荧光屏。
3.聚焦(Focus)
聚焦旋钮调节电子束截面大小，将扫描线聚焦成最清晰状态。
4.标尺亮度(Illuminance)
此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下，照明灯暗一些好。室内光线
不足的环境中，可适当调亮照明灯。
2.3 垂直偏转因数和水平偏转因数
1.垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调
在单位输入信号作用下，光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度，这一定义对X轴
和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为 cm/V，cm/mV 或者
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示波器的使用实验报告-实验报告（精选7篇）示波器的使用告实验报-告篇实验报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...
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