示波器的使用

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。

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象，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。

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。

使用步骤

(1)先预调：反时针旋转辉度旋钮到底，竖直和水平位移转到中间，扫描置于“外X档”;

(2)再开电源，指示灯亮后等待一两分钟进行预热后再进行相关的操作;

(3)先调辉度，再调聚焦，进而调水平和竖直位移使亮点在中心合适区域;

(4)调扫描、扫描微调和X增益，观察扫描;

(5)把外X档拔开到扫描范围档合适处，观察机内提供的竖直方向按正余弦规律变化的电压波形;

(6)把待研究的外加电压由Y输入和地间接入示波器，调节各档到合适位置，可观察到此电压的波形(与时间变化的图象)(调同步*性开关可使图象的起点从正半周或负半周开始;

(7)如欲观察亮斑(如外加一直流电压时)的竖直偏移，可把扫描调节到“外X”档。

(不同的示波器可能操作方法不同)

基本原理

显示电路

显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。

示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。

(1)电子枪

电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流，去轰击荧光屏使之发光。它主要由灯丝F、阴*K、控制*G、阳*A1、第二阳*A2组成。

除灯丝外，其余电*的结构都为金属圆筒，且它们的轴心都保持在同一轴线上。

阴*被加热后，可沿轴向发射电子;控制*相对阴*来说是负电位，改变电位可以改变通过控制*小孔的电子数目，也就是控制荧光屏上光点的亮度。

为了提高屏上光点亮度，又不降低对电子束偏转的灵敏度，现代示波管中，在偏转系统和荧光屏之间还加上一个后加速电*A3。

阳*对阴*而言加有约几百伏的正电压。在第二阳*上加有一个比阳*更高的正电压。

穿过控制*小孔的电子束，在阳*和第二阳*高电位的作用下，得到加速，向荧光屏方向作高速运动。

由于电荷的同性相斥，电子束会逐渐散开。通过阳*、第二阳*之间电场的聚焦作用，使电子重新聚集起来并交汇于一点。

适当控制阳*和第二阳*之间电位差的大小，便能使焦点刚好落在荧光屏上，显现一个光亮细小的圆点。

改变阳*和第二阳*之间的电位差，可起调节光点聚焦的作用，这就是示波器的“聚焦”和“辅助聚焦”调节的原理。

第三阳*是示波管锥体内部涂上一层石墨形成的，通常加有很高的电压，它有三个作用：

①使穿过偏转系统以后的电子进一步加速，使电子有足够的能量去轰击荧光屏，以获得足够的亮度;

②石墨层涂在整个锥体上，能起到屏蔽作用;③电子束轰击荧光屏会产生二次电子，处于高电位的A3可吸收这些电子。

(2)偏转系统

示波管的偏转系统大都是静电偏转式，它由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为水平偏转板和垂直偏转板。

分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动。当电子在偏转板之间运动时，如果偏转板上没有加电压，偏转板之间无电场，离开第二阳*后进入偏转系统的电子将沿轴向运动，射向屏幕的中心。

如果偏转板上有电压，偏转板之间则有电场，进入偏转系统的电子会在偏转电场的作用下射向荧光屏的指定位置。

如果两块偏转板互相平行，并且它们的电位差等于零，那么通过偏转板空间的，具有速度的电子束就会沿着原方向(设为轴线方向)运动，并打在荧光屏的坐标原点上。

如果两块偏转板之间存在着恒定的电位差，则偏转板间就形成一个电场，这个电场与电子的运动方向相垂直，于是电子就朝着电位比较高的偏转板偏转。

这样，在两偏转板之间的空间，电子就沿着抛物线在这一点上做切线运动。

，电子降落在荧光屏上的A点，这个A点距离荧光屏原点(0)有一段距离，这段距离称为偏转量，用y表示。

偏转量y与偏转板上所加的电压Vy成正比。同理，在水平偏转板上加有直流电压时，也发生类似情况，只是光点在水平方向上偏转。

(3)荧光屏示波器实物图

荧光屏位于示波管的终端，它的作用是将偏转后的电子束显示出来，以便观察。

在示波器的荧光屏内壁涂有一层发光物质，因而，荧光屏上受到高速电子冲击的地点就显现出荧光。

此时光点的亮度决定于电子束的数目、密度及其速度。改变控制*的电压时，电子束中电子的数目将随之改变，光点亮度也就改变。

在使用示波器时，不宜让很亮的光点固定出现在示波管荧光屏一个位置上，否则该点荧光物质将因长期受电子冲击而烧坏，从而失去发光能力。

涂有不同荧光物质的荧光屏，在受电子冲击时将显示出不同的颜色和不同的余辉时间，通常供观察一般信号波形用的是发绿光的；

属中余辉示波管，供观察非周期性及低频信号用的是发橙黄色光的，属长余辉示波管;供照相用的示波器中，一般都采用发蓝色的短余辉示波管。

垂直(Y轴)放大电路

学生示波器由于示波管的偏转灵敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V(约12V电压产生1cm的偏转量)；

所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以得到垂直方向的适当大小的图形。

水平(X轴)放大电路

由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压(锯齿波电压或其它电压)也要先经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向适当大小的图形。

扫描与同步电路

扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。

锯齿波电压的作用是使示波管阴*发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线。

这样，才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。