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示波器的使用88699
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示波器的使用 一、实验目的
1、学习电子电路实验中常用的电子仪器――示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表、频率计等的主要技术指标、性能及正确使用方法。
2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法。
二、实验原理 三、实验设备与器件 四、实验内容 1、机内校正信号对示波器进行自检 （1）扫描基线调节 将示波器的显示方式开关置于“单踪”显示（CH1或CH2），输入耦合方式开关置“GND”,触发方式开关置于“自动”。开启电源开关后，调节“辉度”、“聚焦”、“辅助聚焦”、等旋钮，使荧光屏上显示一条细而且亮度适中的扫描基线。然后调节“X轴位移”（←→）旋钮和“Y轴位移”旋钮（↑↓），使扫描线位于屏幕中央，并且能上下左右移动自如。
2、直流电压的测量 将1步中显示的时基线作为零电平的参考基准线，将Y轴输入耦合方式开关置“DC”位置,并加入被测信号（+5V电压），此时，时基线在Y轴方向产生位移。此时“V/div”开关在面板上的指示值（注意 微调的校准位置）与时基线在Y轴方向位移的度数的乘积即为测得的直流电压值。 3、用示波器和交流毫伏表测量信号参数
调节函数信号发生器有关旋钮，使输出频率分别为100Hz、1KHz、10KHz、100kHz，有效值均为1V（交流毫伏表测量值）的正弦波信号。 改变示波器“扫速”开关及“Y轴灵敏度”开关等位置，测量信号源输出电压频率及峰峰值，记入表4―2。 4、测量两波形间相位差 * * * * 接线时应注意，为防止外界干扰，各仪器的公共接地端应连接在一起，称共地。信号源和交流毫伏表的引线通常用屏蔽线或专用电缆线，示波器接线使用专用电缆线，直流电源的接线使用普通导线。 开关 亮度
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解析示波器的触发原理
[导读]我们经常听到示波器的触发方式有电平触发和边沿触发等，但是，到底什么是触发呢?它在示波器中有什么用呢?为了使扫描信号与被测信号同步，我们可以设定一些条件，将被测信号不断地与这些条件相比较，只有当被测信号满
我们经常听到示波器的触发方式有电平触发和边沿触发等，但是，到底什么是触发呢?它在示波器中有什么用呢?为了使扫描信号与被测信号同步，我们可以设定一些条件，将被测信号不断地与这些条件相比较，只有当被测信号满足这些条件时才启动扫描，从而使得扫描的频率与被测信号相同或存在整数倍的关系，也就是同 步。这种技术我们就称为&触发&，而这些条件我们称其为&触发条件& 。
触发的目的简单来说就是为了每次显示的时候都在波形的同一位置开始，波形可以稳定显示。一般模拟示波器有边沿触发、视频触发和市电触发;而在数字示波器上有了更多的触发条件被称为高级触发如逻辑触发，毛刺触发和脉宽触发等。
① edge trigger ， 边沿触发，可设触发电平，上升沿或下降沿。边沿触发也称为基本触发。
② advanced trigger，即高级触发，里面含概各种不同的触发功能，可以根据被测信号的特征，设置相应的触发条件，定位感兴趣的波形。高级触发是电路调试的关键。在电路调试过程中，如果事先不了解被测信号可能的问题配合不同的高级触发功能来进行故障的细节定位，这样可以缩短您的调试周期。
示波器的基本触发模式
什么是示波器的触发模式?我们知道，示波器需要通过&触发& 这样一种办法来使得示波器的扫描与被观测信号同步，从而显示稳定的波形，所谓&触发模式& 是指一些为产生触发所选定的方式，以满足不同的观测需要。
示波器最常用最基本的触发模式有三种：第一种是&自动模式& ，示波器面板上一般标为&AUTO& 。在这种模式下，当触发没有发生时，示波器的扫描系统会根据设定的扫描速率自动进行扫描;而当有触发发生时，扫描系统会尽量按信号的频率进行扫描。所以在这种模式下不论触发条件是否满足，示波器都会产生扫描，都可以在屏幕上可以看到有变化的扫描线，这是这种模式的特点。
第二种是&正常模式& ，也称为&常规模式& ，在面板上一般标为&NORMAL& 或&NORM& 。这种模式与自动模式不同，在这种模式下示波器只有当触发条件满足了才进行扫描，如果没有触发，就不进行扫描。因此在这种模式下如果没有触发的话，对于模拟示
波器而言您会看不到扫描线，屏幕上什么都没有，对于数字示波器而言您会看不到波形更新，不了解这一点还常常会以为是信号没连上或什么其他故障。
第三种是&单次模式& ，一般标为&SINGLE& 或&SIGL& 。这种模式与&正常模式& 有一点类似，就是只有当触发条件满足时才产生扫描，否则不扫描。而不同在于，这种扫描一但产生并完成后，示波器的扫描系统即进入一种休止状态，使得后面即使再有满足
触发条件的信号出现也不再进行扫描，也就是触发一次只扫描一次，即单次，必须通过手工的方法将扫描系统重启，才能产生下一次触发。 显然，对于普通模拟示波器而言在这种模式下您经常会发现什么也看不到，因为波形一闪而过，示波器不能将其保留，因此除了与照相机配合将一闪而过的波形拍下来，在多数场合这种模式没有什么用。
以上三种触发模式是绝大多数示波器都会提供的，那么，我们在实际中应该怎样选择和使用呢?
示波器触发模式的使用
一般来说，在对信号的特点不是很了解的时候，应该选择自动模式，因为这时不管信号是什么样示波器都会扫描，您至少能在屏幕上看到一些东西，那怕仅仅是扫描线也好，而不会什么都没有。有扫描线后可以通过调节垂直增益、垂直位置、时基速率等参数&找到& 波形，然后通过选择触发源、触发边沿、触发电平等稳定波形。对于模拟示波器来说，只要信号是周期性的，其频率在适合相应示波器观测的范围内并且不太复杂的话，通过这样的步骤一般能达到对信号的大体了解，然后根据需要可作进一步的观测。
对于正常模式，许多朋友可能会觉得与自动模式在观测效果上没有什么区别，常常有这样的情况，将触发模式在自动与正常之间切换，屏幕波形并没有什么变化，不过这种情形往往只发生在被观测信号是一些比较简单的周期性信号的情况下。正常模式的作用在于观测波形的细节，特别是对于比较复杂的信号，例如视频同步信号。为什么这样说呢?这是因为为了观测细节，我们必须将时基扫描速率调高，以便将波形展开。而当我们这样做的时候，就会使得被观测信号的频率相对于示波器扫描速率而言变低，也就是说，在两次触发之间示波器可能会作很多次扫描。在这种情形下，如果这时我们选择的是自动模式，则示波器会实际进行所有这些扫描，其结果是使这些扫描(它们不是由触发产生)所对应的波形与触发扫描所对应的波形一起显示，造成显示波形的混叠，因而不能清晰地显示我们想看的波形。而如果我们选择的是正常模式，则这些在触发之间的扫描示波器实际不会进行，只进行那些因触发而产生的扫描，因而只显示我们想看到的与触发相联系的波形，从而使波形会比较清晰，这就是正常触发模式的功用。图 1 是这种情况的图解，在图 1 中，左侧上方是被观测的波形，下方是扫描波形，右侧是波形的显示。图 1a 中扫描速率较低，不便于观察波形的细节;图1b 将扫描速率提高，采用自动触发模式，这时显示的波形是不清晰的，有混叠现象;图 1c 中的扫描速率与图 1b 相同，但采用正常触发方式，仅在有触发时才进行扫描，因而显示清晰的波形。
对于单次模式，如上所述就普通模拟示波器而言我们基本上是难以利用的，但对于数字存储示波器来说它是一种非常有用的触发模式。在数字存储示波器中，使用单次触发模式可以捕捉单次出现或多次出现但不太具有周期性的信号。虽然使用正常模式也能够捕捉单次的信号，但如果信号是多次而非单次时，在正常模式下后面出现的信号所触发的扫描就会将前面捕获的结果抹去，因此反而得不到稳定的波形。在这种时候如果采用单次模式就没有这个问题，也就是说，单次模式的触发具有从多次出现的信号中挑选一个的能力。
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急求答案关于示波器使用的几个问题
急求答案关于示波器使用的几个问题
1.当未输入信号时，荧光屏上为什么会出现下列问题，该如何调节？a.无光点b.有光点但无扫描线c.光点左右缓慢移动d.有较大的不稳定波形2.当y通道输入正弦波信号时，荧光屏上为什么会出现下列问题，说明如何调节a.只有扫描线而无波形b.只有暗淡的几条垂直线c.只有阴倾斜于水平方向的直线d.波形沿着水平防线移动。3.面板上的按钮及旋钮大致可分为哪几类？本节介绍的使用方法。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DIV／mV，DIV／V，垂直偏转因数的单位是V／cm，mV／cm或者V／DIV，mV／DIV。实际上因习惯用法和测量电压读数的方便，有时也把偏转因数当灵敏度。
踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1，2，5方式从 5mV／DIV到5V／DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V／DIV档时，如果屏幕上信号光点移动一格，则代表输入信号电压变化1V。
每个波段开关上往往还有一个小旋钮，微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底，处于“校准”位置，此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时针旋转此旋钮，能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后，会造成与波段开关的指示值不一致，这点应引起注意。许多示波器具有垂直扩展功能，当微调旋钮被拉出时，垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如，如果波段开关指示的偏转因数是1V/DIV，采用×5扩展状态时，垂直偏转因数是0．2V／DIV。
在做数字电路实验时，在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。
2．时基选择(TIME／DIV)和微调
时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。时基选择也通过一个波段开关实现，按1、2、5方式把时基分为若干档。波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。例如在1μS／DIV档，光点在屏上移动一格代表时间值1μS。
“微调”旋钮用于时基校准和微调。沿顺时针方向旋到底处于校准位置时，屏幕上显示的时基值与波段开关所示的标称值一致。逆时针旋转旋钮，则对时基微调。旋钮拔出后处于扫描扩展状态。通常为×10扩展，即水平灵敏度扩大10倍，时基缩小到1／10。例如在2μS/DIV档，扫描扩展状态下荧光屏上水平一格代表的时间值等于
2μS×(1/10)=0.2μS
TDS实验台上有10MHz、1MHz、500kHz、100kHz的时钟信号，由石英晶体振荡器和分频器产生，准确度很高，可用来校准示波器的时基。
示波器的标准CAL，专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因数。例如COS5041型示波器标准提供一个VP-P=2V,f=1kHz的方波信号。
示波器前面板上的位移(Position)旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形，旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形。
2.4 输入通道和输入耦合选择
1．输入通道选择
输入通道至少有三种选择方式：通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。选择通道1时，示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时，示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时，示波器同时显示通道1信号和通道2信号。测试信号时，首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择，将示波器探头插到相应通道插座上，示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起，示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“×1”位置时，被测信号无衰减送到示波器，从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“×10&位置时，被测信号衰减为1／10，然后送往示波器，从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。
2．输入耦合方式
输入耦合方式有三种选择：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。当选择“地”时，扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。在数字电路实验中，一般选择“直流”方式，以便观测信号的绝对电压值。
第一节指出，被测信号从Y轴输入后，一部分送到示波管的Y轴偏转板上，驱动光点在荧光屏上按比例沿垂直方向移动；另一部分分流到x轴偏转系统产生触发脉冲，触发扫描发生器，产生重复的锯齿波电压加到示波管的X偏转板上，使光点沿水平方向移动，两者合一，光点在荧光屏上描绘出的图形就是被测信号图形。由此可知，正确的触发方式直接影响到示波器的有效操作。为了在荧光屏上得到稳定的、清晰的信号波形，掌握基本的触发功能及其操作方法是十分重要的。
1．触发源(Source)选择
要使屏幕上显示稳定的波形，则需将被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号加到触发电路。触发源选择确定触发信号由何处供给。通常有三种触发源：内触发(INT)、电源触发(LINE)、外触发EXT)。
内触发使用被测信号作为触发信号，是经常使用的一种触发方式。由于触发信号本身是被测信号的一部分，在屏幕上可以显示出非常稳定的波形。双踪示波器中通道1或者通道2都可以选作触发信号。
电源触发使用交流电源频率信号作为触发信号。这种方法在测量与交流电源频率有关的信号时是有效的。特别在测量音频电路、闸流管的低电平交流噪音时更为有效。
外触发使用外加信号作为触发信号，外加信号从外触发输入端输入。外触发信号与被测信号间应具有周期性的关系。由于被测信号没有用作触发信号，所以何时开始扫描与被测信号无关。
正确选择触发信号对波形显示的稳定、清晰有很大关系。例如在数字电路的测量中，对一个简单的周期信号而言，选择内触发可能好一些，而对于一个具有复杂周期的信号，且存在一个与它有周期关系的信号时，选用外触发可能更好。
2．触发耦合(Coupling)方式选择
触发信号到触发电路的耦合方式有多种，目的是为了触发信号的稳定、可靠。这里介绍常用的几种。
AC耦合又称电容耦合。它只允许用触发信号的交流分量触发，触发信号的直流分量被隔断。通常在不考虑DC分量时使用这种耦合方式，以形成稳定触发。但是如果触发信号的频率小于10Hz，会造成触发困难。
直流耦合(DC)不隔断触发信号的直流分量。当触发信号的频率较低或者触发信号的占空比很大时，使用直流耦合较好。
低频抑制(LFR)触发时触发信号经过高通滤波器加到触发电路，触发信号的低频成分被抑制；高频抑制(HFR)触发时，触发信号通过低通滤波器加到触发电路，触发信号的高频成分被抑制。此外还有用于电视维修的电视同步(TV)触发。这些触发耦合方式各有自己的适用范围，需在使用中去体会。
3．触发电平(Level)和触发极性(Slope)
触发电平调节又叫同步调节，它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时，扫描即被触发。顺时针旋转旋钮，触发电平上升；逆时针旋转旋钮，触发电平下降。当电平旋钮调到电平锁定位置时，触发电平自动保持在触发信号的幅度之内，不需要电平调节就能产生一个稳定的触发。当信号波形复杂，用电平旋钮不能稳定触发时，用释抑(Hold Off)旋钮调节波形的释抑时间(扫描暂停时间)，能使扫描与波形稳定同步。
极性开关用来选择触发信号的极性。拨在“+”位置上时，在信号增加的方向上，当触发信号超过触发电平时就产生触发。拨在“-”位置上时，在信号减少的方向上，当触发信号超过触发电平时就产生触发。触发极性和触发电平共同决定触发信号的触发点。
2.6 扫描方式(SweepMode)
扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描方式。
自动：当无触发信号输入，或者触发信号频率低于50Hz时，扫描为自激方式。
常态：当无触发信号输入时，扫描处于准备状态，没有扫描线。触发信号到来后，触发扫描。
单次：单次按钮类似复位开关。单次扫描方式下，按单次按钮时扫描电路复位，此时准备好(Ready)灯亮。触发信号到来后产生一次扫描。单次扫描结束后，准备灯灭。单次扫描用于观测非周期信号或者单次瞬变信号，往往需要对波形拍照。
上面扼要介绍了示波器的基本功能及操作。示波器还有一些更复杂的功能，如延迟扫描、触发延迟、X-Y工作方式等，这里就不介绍了。示波器入门操作是容易的，真正熟练则要在应用中掌握。值得指出的是，示波器虽然功能较多，但许多情况下用其他仪器、仪表更好。例如，在数字电路实验中，判断一个脉宽较窄的单脉冲是否发生时，用逻辑笔就简单的多；测量单脉冲脉宽时，用逻辑分析仪更好一些。 1．获得基线：当操作者在使用无使用说明书的示波器时，首先要获得阴最细的水平基线，然后才能用探头进行其他测量，其具体方法如下：
(1)预置面板各开关、旋钮。
亮度置适中，聚焦和辅助聚焦置适中，垂直输入耦合置“AC，垂直电压量程选择置&5mv／div&，垂直工作方式选择置“CHl”，垂直灵敏度微调校准位置置“CAL&，垂直通道同步源选择置中间位置，垂直位置置中间位置，A和B扫描时间因数一起预置在“0．5ms／div&，A扫描时间微调置校准位置“CAL’’，水平位移置中间位置，扫描工作方式置“A”，触发同步方式置“AUTO&，斜率开关置“+”
，触发耦合开关置“AC’’，触发源选择置&INT&。
(2)按下电源开关，电源指示灯点亮。
(3)调节A亮度聚焦等有关控制旋钮，可出现纤细明亮的扫描基线，调节基线使其位置于屏幕中间与水平坐标刻度基本重合。
(4)调节轨迹平行度控制使基线与水平坐标平行。
2．显示信号：一般情况下，示波器本身均有一个0．5Vp—p标准方波信号输出口，当获得基线后，即可将探头接到此处，此时屏幕应有一串方波信号，调节电压量程和扫描时间因数旋钮，方波的幅度和宽窄应变化，至此说明示波器基本调整完毕可以投入使用。
3．测量信号：将测试线接在CHl或CH2输入插座，测试探头触及测试点，即可在示波器上观察到波形。如果波形幅度太大或太小，可调整电压量程旋钮ｇ果波形周期显示不适合，可调整扫描速度旋钮。
三、特殊使用方法
1．交流峰值电压测量
(1)获得基线。
(2)调整V／div旋钮，使波形在垂直方向显示5div(即5格)。
(3)调节“A触发电平”获得稳定显示。
(4)用以下公式计算峰值电压。
电压(p—p)：垂直偏转幅度／度x(VOLTS／div)／开关档极x探极衰减倍率。
例如：测得上峰到下峰偏转是5．6度，VOLTS／dir开关置0．5，用x10探极衰减倍率，将数据代人：电压二5．6X0．5 X 10二28 V。
2．上升时间测量
上升时间：水平距离(度)x时间／度(档极)／扩展系数。
例如：波形两点间的距离为5度，时间／度档级为1Us，x10扩展末扩展(即x1)，将给定值代人：上升时I司；5X1／1；51xs。
3．相位差测量
相位差：水平差值(度)x水平刻度校准值(度／度)。
例如：水平差值为0．6度，每度校准到45度，将给定值代人公式：相位差：0．6x45：27。
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