im 錢包下載地址|示波管示意圖

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• 2024-03-16 15:34:53

示波管_百度百科

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2021-05-19 15:40:22

未經(jīng)作者授權(quán)，禁止轉(zhuǎn)載68156763有一種電子儀器叫示波器，可以用來觀察電信號隨時間變化的情況。示波器的核心部件是示波管。它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。電子槍的作用是產(chǎn)生高速飛行的一束電子。如果在偏轉(zhuǎn)電極之間加上電壓，則電子會在電場中受到靜電力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電子最終打到熒光屏上顯示出來。知識分享官知識科學(xué)科普物理實驗科普物理高中物理示波管原理電子

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示波器的原理和使用方法 - 知乎切換模式寫文章登錄/注冊示波器的原理和使用方法泰勤科技致力于測試測量領(lǐng)域的綜合服務(wù)商在數(shù)字電路實驗中，需要使用若干儀器、儀表觀察實驗現(xiàn)象和結(jié)果。常用的電子測量儀器有萬用表、邏輯筆、普通示波器、存儲示波器、邏輯分析儀等。萬用 表和邏輯筆使用方法比較簡單，而邏輯分析儀和存儲示波器目前在數(shù)字電路教學(xué)實驗中應(yīng)用還不十分普遍。示波器是一種使用非常廣泛，且使用相對復(fù)雜的儀器。本 章從使用的角度介紹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電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。它是觀察數(shù)字電路實驗現(xiàn)象、分析實驗中 的問題、測量實驗結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號源組成。1.1、示波管陰極射線管(CRT)簡稱示波管，是示波器的核心。它將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。正如圖1所示，電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分密封在一個真空玻璃殼內(nèi)，構(gòu)成了一個完整的示波管。圖1示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和供電圖示1.熒光屏現(xiàn)在的示波管屏面通常是矩形平面，內(nèi)表面沉積一層磷光材料構(gòu)成熒光膜。在熒光膜上常又增加一層蒸發(fā)鋁膜。高速電子穿過鋁膜，撞擊熒光粉而發(fā)光形成亮點。鋁膜具有內(nèi)反射作用，有利于提高亮點的輝度。鋁膜還有散熱等其他作用。當(dāng)電子停止轟擊后，亮點不能立即消失而要保留一段時間。亮點輝度下降到原始值的10％所經(jīng)過的時間叫做“余輝時間”。余輝時間短于10μs為極短余 輝，10μs—1ms為短余輝，1ms—0.1s為中余輝，0.1s-1s為長余輝，大于1s為極長余輝。一般的示波器配備中余輝示波管，高頻示波器選用 短余輝，低頻示波器選用長余輝。由于所用磷光材料不同，熒光屏上能發(fā)出不同顏色的光。一般示波器多采用發(fā)綠光的示波管，以保護(hù)人的眼睛。2.電子槍及聚焦電子槍由燈絲(F)、陰極(K)、柵極(G1)、前加速極(G2)(或稱第二柵極)、第一陽極(A1)和第二陽極(A2)組成。它的作用是發(fā)射電子并形成很 細(xì)的高速電子束。燈絲通電加熱陰極，陰極受熱發(fā)射電子。柵極是一個頂部有小孔的金屬園筒，套在陰極外面。由于柵極電位比陰極低，對陰極發(fā)射的電子起控制作 用，一般只有運動初速度大的少量電子，在陽極電壓的作用下能穿過柵極小孔，奔向熒光屏。初速度小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過低，則全部電子返回陰 極，即管子截止。調(diào)節(jié)電路中的W1電位器，可以改變柵極電位，控制射向熒光屏的電子流密度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)亮點的輝度。第一陽極、第二陽極和前加速極都是與 陰極在同一條軸線上的三個金屬圓筒。前加速極G2與A2相連，所加電位比A1高。G2的正電位對陰極電子奔向熒光屏起加速作用。電子束從 陰極奔向熒光屏的過程中，經(jīng)過兩次聚焦過程。第一次聚焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2叫做示波管的第一電子透鏡。第二次聚焦發(fā)生在G2、 A1、A2區(qū)域，調(diào)節(jié)第二陽極A2的電位，能使電子束正好會聚于熒光屏上的一點，這是第二次聚焦。A1上的電壓叫做聚焦電壓，A1又被叫做聚焦極。有時調(diào) 節(jié)A1電壓仍不能滿足良好聚焦，需微調(diào)第二陽極A2的電壓，A2又叫做輔助聚焦極。3.偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子射線方向，使熒 光屏上的光點隨外加信號的變化描繪出被測信號的波形。圖8.1中，Y1、Y2和Xl、X2兩對互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。Y軸偏轉(zhuǎn)板在前，X軸偏轉(zhuǎn)板 在后，因此Y軸靈敏度高(被測信號經(jīng)處理后加到Y(jié)軸)。兩對偏轉(zhuǎn)板分別加上電壓，使兩對偏轉(zhuǎn)板間各自形成電場，分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉(zhuǎn)。4.示波管的電源為使示波管正常工作，對電源供給有一定要求。規(guī)定第二陽極與偏轉(zhuǎn)板之間電位相近，偏轉(zhuǎn)板的平均電位為零或接近為零。陰極必須工作在負(fù)電位上。柵極G1相對陰 極為負(fù)電位(—30V~—100V)，而且可調(diào)，以實現(xiàn)輝度調(diào)節(jié)。第一陽極為正電位(約+100V~+600V)，也應(yīng)可調(diào)，用作聚焦調(diào)節(jié)。第二陽極與前 加速極相連，對陰極為正高壓(約+1000V)，相對于地電位的可調(diào)范圍為±50V。由于示波管各電極電流很小，可以用公共高壓經(jīng)電阻分壓器供電。1.2示波器的基本組成從上一小節(jié)可以看出，只要控制X軸偏轉(zhuǎn)板和Y軸偏轉(zhuǎn)板上的電壓，就能控制示波管顯示的圖形形狀。我們知道，一個電子信號是時間的函數(shù)f(t)，它隨時間的變 化而變化。因此，只要在示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上加一個與時間變量成正比的電壓，在y軸加上被測信號(經(jīng)過比例放大或者縮小)，示波管屏幕上就會顯示出被測信 號隨時間變化的圖形。電信號中，在一段時間內(nèi)與時間變量成正比的信號是鋸齒波。示波器的基本組成框圖如圖2所示。它由示波管、Y軸系統(tǒng)、X軸系統(tǒng)、Z軸系統(tǒng)和電源等五部分組成。圖2示波器基本組成框圖被測信號①接到“Y"輸入端，經(jīng)Y軸衰減器適當(dāng)衰減后送至Y1放大器(前置放大)，推挽輸出信號②和③。經(jīng)延遲級延遲Г1時間，到Y(jié)2放大器。放大后產(chǎn)生足 夠大的信號④和⑤，加到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上。為了在屏幕上顯示出完整的穩(wěn)定波形，將Y軸的被測信號③引入X軸系統(tǒng)的觸發(fā)電路，在引入信號的正(或者負(fù)) 極性的某一電平值產(chǎn)生觸發(fā)脈沖⑥，啟動鋸齒波掃描電路(時基發(fā)生器)，產(chǎn)生掃描電壓⑦。由于從觸發(fā)到啟動掃描有一時間延遲Г2，為保證Y軸信號到達(dá)熒光屏 之前X軸開始掃描，Y軸的延遲時間Г1應(yīng)稍大于X軸的延遲時間Г2。掃描電壓⑦經(jīng)X軸放大器放大，產(chǎn)生推挽輸出⑨和⑩，加到示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板上。z軸系 統(tǒng)用于放大掃描電壓正程，并且變成正向矩形波，送到示波管柵極。這使得在掃描正程顯示的波形有某一固定輝度，而在掃描回程進(jìn)行抹跡。以上是示波器的基本工作原理。雙蹤顯示則是利用電子開關(guān)將Y軸輸入的兩個不同的被測信號分別顯示在熒光屏上。由于人眼的視覺暫留作用，當(dāng)轉(zhuǎn)換頻率高到一定程度后，看到的是兩個穩(wěn)定的、清晰的信號波形。示波器中往往有一個精確穩(wěn)定的方波信號發(fā)生器，供校驗示波器用。2、示波器使用本節(jié)介紹示波器的使用方法。示波器種類、型號很多，功能也不同。數(shù)字電路實驗中使用較多的是20MHz或者40MHz的雙蹤示波器。這些示波器用法大同小異。本節(jié)不針對某一型號的示波器，只是從概念上介紹示波器在數(shù)字電路實驗中的常用功能。2.1熒光屏熒光屏是示波管的顯示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多條刻度線，指示出信號波形的電壓和時間之間的關(guān)系。水平方向指示時間，垂直方向指示電壓。水平方向 分為10格，垂直方向分為8格，每格又分為5份。垂直方向標(biāo)有0％，10％，90％，100％等標(biāo)志，水平方向標(biāo)有10％，90％標(biāo)志，供測直流電平、交 流信號幅度、延遲時間等參數(shù)使用。根據(jù)被測信號在屏幕上占的格數(shù)乘以適當(dāng)?shù)谋壤?shù)(V／DIV，TIME／DIV)能得出電壓值與時間值。2.2示波管和電源系統(tǒng)1.電源(Power)示波器主電源開關(guān)。當(dāng)此開關(guān)按下時，電源指示燈亮，表示電源接通。2.輝度(Intensity)旋轉(zhuǎn)此旋鈕能改變光點和掃描線的亮度。觀察低頻信號時可小些，高頻信號時大些。一般不應(yīng)太亮，以保護(hù)熒光屏。3.聚焦(Focus)聚焦旋鈕調(diào)節(jié)電子束截面大小，將掃描線聚焦成最清晰狀態(tài)。4.標(biāo)尺亮度(Illuminance)此旋鈕調(diào)節(jié)熒光屏后面的照明燈亮度。正常室內(nèi)光線下，照明燈暗一些好。室內(nèi)光線不足的環(huán)境中，可適當(dāng)調(diào)亮照明燈。2.3垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)和水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)1.垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇(VOLTS／DIV)和微調(diào)在 單位輸入信號作用下，光點在屏幕上偏移的距離稱為偏移靈敏度，這一定義對X軸和Y軸都適用。靈敏度的倒數(shù)稱為偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直靈敏度的單位是為 cm/V，cm／mV或者DIV／mV，DIV／V，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)的單位是V／cm，mV／cm或者V／DIV，mV／DIV。實際上因習(xí)慣用法和測量電 壓讀數(shù)的方便，有時也把偏轉(zhuǎn)因數(shù)當(dāng)靈敏度。蹤示波器中每個通道各有一個垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇波段開關(guān)。一般按1，2，5方式從5mV／DIV到5V／DIV分為10檔。波段開關(guān)指示的值代表熒光屏上垂直方向一格的電壓值。例如波段開關(guān)置于1V／DIV檔時，如果屏幕上信號光點移動一格，則代表輸入信號電壓變化1V。每個波段開關(guān)上往往還有一個小旋鈕，微調(diào)每檔垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。將它沿順時針方向旋到底，處于“校準(zhǔn)”位置，此時垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)值與波段開關(guān)所指示的值一致。逆時 針旋轉(zhuǎn)此旋鈕，能夠微調(diào)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)微調(diào)后，會造成與波段開關(guān)的指示值不一致，這點應(yīng)引起注意。許多示波器具有垂直擴(kuò)展功能，當(dāng)微調(diào)旋鈕被 拉出時，垂直靈敏度擴(kuò)大若干倍(偏轉(zhuǎn)因數(shù)縮小若干倍)。例如，如果波段開關(guān)指示的偏轉(zhuǎn)因數(shù)是1V/DIV，采用×5擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)時，垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)是 0.2V／DIV。在做數(shù)字電路實驗時，在屏幕上被測信號的垂直移動距離與+5V信號的垂直移動距離之比常被用于判斷被測信號的電壓值。2.時基選擇(TIME／DIV)和微調(diào)時基選擇和微調(diào)的使用方法與垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇和微調(diào)類似。時基選擇也通過一個波段開關(guān)實現(xiàn)，按1、2、5方式把時基分為若干檔。波段開關(guān)的指示值代表光點在水平方向移動一個格的時間值。例如在1μS／DIV檔，光點在屏上移動一格代表時間值1μS?！拔⒄{(diào)”旋鈕用于時基校準(zhǔn)和微調(diào)。沿順時針方向旋到底處于校準(zhǔn)位置時，屏幕上顯示的時基值與波段開關(guān)所示的標(biāo)稱值一致。逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，則對時基微調(diào)。旋鈕拔 出后處于掃描擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)。通常為×10擴(kuò)展，即水平靈敏度擴(kuò)大10倍，時基縮小到1／10。例如在2μS/DIV檔，掃描擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)下熒光屏上水平一格代表的 時間值等于2μS×(1/10)=0.2μSTDS實驗臺上有10MHz、1MHz、500kHz、100kHz的時鐘信號，由石英晶體振蕩器和分頻器產(chǎn)生，準(zhǔn)確度很高，可用來校準(zhǔn)示波器的時基。示波器的標(biāo)準(zhǔn)信號源CAL，專門用于校準(zhǔn)示波器的時基和垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)。例如COS5041型示波器標(biāo)準(zhǔn)信號源提供一個VP-P=2V,f=1kHz的方波信號。示波器前面板上的位移(Position)旋鈕調(diào)節(jié)信號波形在熒光屏上的位置。旋轉(zhuǎn)水平位移旋鈕(標(biāo)有水平雙向箭頭)左右移動信號波形，旋轉(zhuǎn)垂直位移旋鈕(標(biāo)有垂直雙向箭頭)上下移動信號波形。2.4輸入通道和輸入耦合選擇1.輸入通道選擇輸入通道至少有三種選擇方式：通道1(CH1)、通道2(CH2)、雙通道(DUAL)。選擇通道1時，示波器僅顯示通道1的信號。選擇通道2時，示波器僅 顯示通道2的信號。選擇雙通道時，示波器同時顯示通道1信號和通道2信號。測試信號時，首先要將示波器的地與被測電路的地連接在一起。根據(jù)輸入通道的選 擇，將示波器探頭插到相應(yīng)通道插座上，示波器探頭上的地與被測電路的地連接在一起，示波器探頭接觸被測點。示波器探頭上有一雙位開關(guān)。此開關(guān)撥到“×1” 位置時，被測信號無衰減送到示波器，從熒光屏上讀出的電壓值是信號的實際電壓值。此開關(guān)撥到“×10"位置時，被測信號衰減為1／10，然后送往示波器， 從熒光屏上讀出的電壓值乘以10才是信號的實際電壓值。2.輸入耦合方式輸入耦合方式有三種選擇：交流(AC)、地(GND)、 直流(DC)。當(dāng)選擇“地”時，掃描線顯示出“示波器地”在熒光屏上的位置。直流耦合用于測定信號直流絕對值和觀測極低頻信號。交流耦合用于觀測交流和含 有直流成分的交流信號。在數(shù)字電路實驗中，一般選擇“直流”方式，以便觀測信號的絕對電壓值。2.5觸發(fā)第一節(jié)指出，被測信號從 Y軸輸入后，一部分送到示波管的Y軸偏轉(zhuǎn)板上，驅(qū)動光點在熒光屏上按比例沿垂直方向移動；另一部分分流到x軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，觸發(fā)掃描發(fā)生器，產(chǎn)生 重復(fù)的鋸齒波電壓加到示波管的X偏轉(zhuǎn)板上，使光點沿水平方向移動，兩者合一，光點在熒光屏上描繪出的圖形就是被測信號圖形。由此可知，正確的觸發(fā)方式直接 影響到示波器的有效操作。為了在熒光屏上得到穩(wěn)定的、清晰的信號波形，掌握基本的觸發(fā)功能及其操作方法是十分重要的。1.觸發(fā)源(Source)選擇要使屏幕上顯示穩(wěn)定的波形，則需將被測信號本身或者與被測信號有一定時間關(guān)系的觸發(fā)信號加到觸發(fā)電路。觸發(fā)源選擇確定觸發(fā)信號由何處供給。通常有三種觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)(INT)、電源觸發(fā)(LINE)、外觸發(fā)EXT)。內(nèi)觸發(fā)使用被測信號作為觸發(fā)信號，是經(jīng)常使用的一種觸發(fā)方式。由于觸發(fā)信號本身是被測信號的一部分，在屏幕上可以顯示出非常穩(wěn)定的波形。雙蹤示波器中通道1或者通道2都可以選作觸發(fā)信號。電源觸發(fā)使用交流電源頻率信號作為觸發(fā)信號。這種方法在測量與交流電源頻率有關(guān)的信號時是有效的。特別在測量音頻電路、閘流管的低電平交流噪音時更為有效。外觸發(fā)使用外加信號作為觸發(fā)信號，外加信號從外觸發(fā)輸入端輸入。外觸發(fā)信號與被測信號間應(yīng)具有周期性的關(guān)系。由于被測信號沒有用作觸發(fā)信號，所以何時開始掃描與被測信號無關(guān)。正確選擇觸發(fā)信號對波形顯示的穩(wěn)定、清晰有很大關(guān)系。例如在數(shù)字電路的測量中，對一個簡單的周期信號而言，選擇內(nèi)觸發(fā)可能好一些，而對于一個具有復(fù)雜周期的信號，且存在一個與它有周期關(guān)系的信號時，選用外觸發(fā)可能更好。2.觸發(fā)耦合(Coupling)方式選擇觸發(fā)信號到觸發(fā)電路的耦合方式有多種，目的是為了觸發(fā)信號的穩(wěn)定、可靠。這里介紹常用的幾種。AC耦合又稱電容耦合。它只允許用觸發(fā)信號的交流分量觸發(fā)，觸發(fā)信號的直流分量被隔斷。通常在不考慮DC分量時使用這種耦合方式，以形成穩(wěn)定觸發(fā)。但是如果觸發(fā)信號的頻率小于10Hz，會造成觸發(fā)困難。直流耦合(DC)不隔斷觸發(fā)信號的直流分量。當(dāng)觸發(fā)信號的頻率較低或者觸發(fā)信號的占空比很大時，使用直流耦合較好。低 頻抑制(LFR)觸發(fā)時觸發(fā)信號經(jīng)過高通濾波器加到觸發(fā)電路，觸發(fā)信號的低頻成分被抑制；高頻抑制(HFR)觸發(fā)時，觸發(fā)信號通過低通濾波器加到觸發(fā)電 路，觸發(fā)信號的高頻成分被抑制。此外還有用于電視維修的電視同步(TV)觸發(fā)。這些觸發(fā)耦合方式各有自己的適用范圍，需在使用中去體會。3.觸發(fā)電平(Level)和觸發(fā)極性(Slope)觸發(fā)電平調(diào)節(jié)又叫同步調(diào)節(jié)，它使得掃描與被測信號同步。電平調(diào)節(jié)旋鈕調(diào)節(jié)觸發(fā)信號的觸發(fā)電平。一旦觸發(fā)信號超過由旋鈕設(shè)定的觸發(fā)電平時，掃描即被觸發(fā)。順時 針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平上升；逆時針旋轉(zhuǎn)旋鈕，觸發(fā)電平下降。當(dāng)電平旋鈕調(diào)到電平鎖定位置時，觸發(fā)電平自動保持在觸發(fā)信號的幅度之內(nèi)，不需要電平調(diào)節(jié)就能產(chǎn) 生一個穩(wěn)定的觸發(fā)。當(dāng)信號波形復(fù)雜，用電平旋鈕不能穩(wěn)定觸發(fā)時，用釋抑(HoldOff)旋鈕調(diào)節(jié)波形的釋抑時間(掃描暫停時間)，能使掃描與波形穩(wěn)定同 步。極性開關(guān)用來選擇觸發(fā)信號的極性。撥在“+”位置上時，在信號增加的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號超過觸發(fā)電平時就產(chǎn)生觸發(fā)。撥在“-”位置上時，在信號減少的方向上，當(dāng)觸發(fā)信號超過觸發(fā)電平時就產(chǎn)生觸發(fā)。觸發(fā)極性和觸發(fā)電平共同決定觸發(fā)信號的觸發(fā)點。2.6掃描方式(SweepMode)掃描有自動(Auto)、常態(tài)(Norm)和單次(Single)三種掃描方式。自動：當(dāng)無觸發(fā)信號輸入，或者觸發(fā)信號頻率低于50Hz時，掃描為自激方式。常態(tài)：當(dāng)無觸發(fā)信號輸入時，掃描處于準(zhǔn)備狀態(tài)，沒有掃描線。觸發(fā)信號到來后，觸發(fā)掃描。單次：單次按鈕類似復(fù)位開關(guān)。單次掃描方式下，按單次按鈕時掃描電路復(fù)位，此時準(zhǔn)備好(Ready)燈亮。觸發(fā)信號到來后產(chǎn)生一次掃描。單次掃描結(jié)束后，準(zhǔn)備燈滅。單次掃描用于觀測非周期信號或者單次瞬變信號，往往需要對波形拍照。上面扼要介紹了示波器的基本功能及操作。示波器還有一些更復(fù)雜的功能，如延遲掃描、觸發(fā)延遲、X-Y工作方式等，這里就不介紹了。示波器入門操作是容易的， 真正熟練則要在應(yīng)用中掌握。值得指出的是，示波器雖然功能較多，但許多情況下用其他儀器、儀表更好。例如，在數(shù)字電路實驗中，判斷一個脈寬較窄的單脈沖是 否發(fā)生時，用邏輯筆就簡單的多；測量單脈沖脈寬時，用邏輯分析儀更好一些。數(shù)字示波器使用必須注意問題前言數(shù)字示波器因具有波形觸發(fā)、存儲、顯示、測量、波形數(shù)據(jù)分析處理等獨特優(yōu)點，其使用日益普及。由于數(shù)字示波器與模擬示波器之間存在較大的性能差異，如果使用不當(dāng)，會產(chǎn)生較大的測量誤差，從而影響測試任務(wù)。區(qū)分模擬帶寬和數(shù)字實時帶寬帶寬是最重要的指標(biāo)之一。模擬示波器的帶寬是一個固定的值，而數(shù)字示波器的帶寬有模擬帶寬和數(shù)字實時帶寬兩種。數(shù)字示波器對重復(fù)信號采用順序采樣或隨 機(jī)采樣技術(shù)所能達(dá)到的最高帶寬為示波器的數(shù)字實時帶寬，數(shù)字實時帶寬與最高數(shù)字化頻率和波形重建技術(shù)因子K相關(guān)（數(shù)字實時帶寬=最高數(shù)字化速率/K），一 般并不作為一項指標(biāo)直接給出。從兩種帶寬的定義可以看出，模擬帶寬只適合重復(fù)周期信號的測量，而數(shù)字實時帶寬則同時適合重復(fù)信號和單次信號的測量。廠家聲 稱示波器的帶寬能達(dá)到多少兆，實際上指的是模擬帶寬，數(shù)字實時帶寬是要低于這個值的。例如說TEK公司的TES520B的帶寬為500MHz，實際上是指 其模擬帶寬為500MHz，而最高數(shù)字實時帶寬只能達(dá)到400MHz遠(yuǎn)低于模擬帶寬。所以在測量單次信號時，一定要參考數(shù)字示波器的數(shù)字實時帶寬，否則會 給測量帶來意想不到的誤差。有關(guān)采樣速率采樣速率也稱為數(shù)字化速率，是指單位時間內(nèi)，對模擬輸入信號的采樣次數(shù)，常以MS/s表示。采樣速率是數(shù)字示波器的一項重要指標(biāo)。1.如果采樣速率不夠，容易出現(xiàn)混迭現(xiàn)象如果示波器的輸人信號為一個100KHz的正弦信號，示波器顯示的信號頻率卻是50KHz，這是怎么回事呢？這是因為示波器的采樣速率太慢，產(chǎn)生了混迭現(xiàn) 象?；斓褪瞧聊簧巷@示的波形頻率低于信號的實際頻率，或者即使示波器上的觸發(fā)指示燈已經(jīng)亮了，而顯示的波形仍不穩(wěn)定。混迭的產(chǎn)生如圖1所示。那么，對于 一個未知頻率的波形，如何判斷所顯示的波形是否已經(jīng)產(chǎn)生混迭呢？可以通過慢慢改變掃速t/div到較快的時基檔，看波形的頻率參數(shù)是否急劇改變，如果是， 說明波形混迭已經(jīng)發(fā)生；或者晃動的波形在某個較快的時基檔穩(wěn)定下來，也說明波形混迭已經(jīng)發(fā)生。根據(jù)奈奎斯特定理，采樣速率至少高于信號高頻成分的2倍才不 會發(fā)生混迭，如一個500MHz的信號，至少需要1GS/s的采樣速率。有如下幾種方法可以簡單地防止混迭發(fā)生：·調(diào)整掃速；·采用自動設(shè)置（Autoset）；·試著將收集方式切換到包絡(luò)方式或峰值檢測方式，因為包絡(luò)方式是在多個收集記錄中尋找極值，而峰值檢測方式則是在單個收集記錄中尋找最大最小值，這兩種方法都能檢測到較快的信號變化。·如果示波器有InstaVu采集方式，可以選用，因為這種方式采集波形速度快，用這種方法顯示的波形類似于用模擬示波器顯示的波形。2.采樣速率與t/div的關(guān)系每臺數(shù)字示波器的最大采樣速率是一個定值。但是，在任意一個掃描時間t/div，采樣速率fs由下式給出：fs=N/(t/div)N為每格采樣點當(dāng)采樣點數(shù)N為一定值時，fs與t/div成反比，掃速越大，采樣速率越低。下面是TDS520B的一組掃速與采樣速率的數(shù)據(jù)：表1掃速與采樣速率t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25綜上所述，使用數(shù)字示波器時，為了避免混迭，掃速檔最好置于掃速較快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，掃速檔則最好置于主掃速較慢的位置。數(shù)字示波器的上升時間在模擬示波器中，上升時間是的一項極其重要的指標(biāo)。而在數(shù)字示波器中，上升時間甚至都不作為指標(biāo)明確給出。由于數(shù)字示波器測量方法的原因，以致于自動 測量出的上升時間不僅與采樣點的位置相關(guān)，如圖2中a表示上升沿恰好落在兩采樣點中間，這時上升時間為數(shù)字化間隔的0.8倍。圖2中的b的上升沿的中部有 一采樣點，則同樣的波形，上升時間為數(shù)字化間隔的1.6倍。另外，上升時間還與掃速有關(guān)，下面是TDS520B測量同一波形時的一組掃速與上升時間的數(shù) 據(jù)：表2掃速與上升時間t/div（ms）502010521tr(μs)800320160803216由上面這組數(shù)據(jù)可以看 出，雖然波形的上升時間是一個定值，而用數(shù)字示波器測量出來的結(jié)果卻因為掃速不同而相差甚遠(yuǎn)。模擬示波器的上升時間與掃速無關(guān)，而數(shù)字示波器的上升時間不 僅與掃速有關(guān)，還與采樣點的位置有關(guān)，使用數(shù)字示波器時，我們不能象用模擬示波器那樣，根據(jù)測出的時間來反推出信號的上升時間。廣東泰測電子有限公司（簡稱：廣東泰測）成立于2021年，是深圳市泰勤科技有限公司的子公司，公司立身于測試測量儀器行、工業(yè)與制造行業(yè)，與多家國內(nèi)外業(yè)界著名儀器廠商有著長遠(yuǎn)而穩(wěn)固的戰(zhàn)略合作關(guān)系，公司成立至今，緊跟世界工業(yè)與制造業(yè)發(fā)展趨勢，為廣大的客戶提供了多元化的服務(wù)，產(chǎn)品用于研發(fā)、生產(chǎn)、測試、檢測、高校實驗室等，涉及領(lǐng)域有： 5G、人工智能、新基建、智能制造、智慧城市、光伏、新能源、電源、電池、半導(dǎo)體、儲能等引領(lǐng)未來科技的新行業(yè)，在多個領(lǐng)域提供了具有競爭力的綜合性測試服務(wù)和解決方案，滿足客戶各類需求。主營：數(shù)字示波器、探頭、交直流電源、交直流電子負(fù)載、萬用表、數(shù)據(jù)采集器、功率分析儀、信號發(fā)生器、熱像儀、示波記錄儀、安規(guī)測試儀等產(chǎn)品代理品牌：RIGOL普源精電,ITECH艾德克斯,CYBERTK知用電子,EEC華儀,FLUKE福祿克,KHC北京科環(huán),Tektronix泰克,KEITHLEY吉時利,KEYSIGHT是德科技,HIOKL日置等品牌廠家編輯于 2022-04-15 14:28數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計數(shù)字信號示波器?贊同 13??添加評論?分享?喜歡?收藏?申請

高中物理教案｜借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)直觀講解《示波管的原理》 - 知乎

高中物理教案｜借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)直觀講解《示波管的原理》 - 知乎首發(fā)于【教學(xué)設(shè)計】專欄切換模式寫文章登錄/注冊高中物理教案｜借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)直觀講解《示波管的原理》矩道科技?已認(rèn)證賬號《示波管的原理》，節(jié)選自高中必修三《帶電粒子在電場中的運動》的第二課時。本課借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將示波管內(nèi)部的原理構(gòu)造轉(zhuǎn)換成可交互的3D模型，直觀動態(tài)的呈現(xiàn)深奧、抽象的物理原理，讓大家在自主探究中完成知識的探索。一、教學(xué)目標(biāo)1. 認(rèn)識示波管的結(jié)構(gòu)，知道示波管的基本原理。2. 理解帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運動規(guī)律，分析解決加速偏轉(zhuǎn)方面的問題。3. 分析示波管得到正弦圖像的條件。二、重難點1.教學(xué)重點：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律。2.教學(xué)難點：綜合運用電學(xué)和力學(xué)知識處理偏轉(zhuǎn)問題。三、教學(xué)過程1、新課導(dǎo)入上一節(jié)我們已經(jīng)講過了電場對帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)的作用。它的一個實際應(yīng)用就是示波器，示波器的核心部件叫示波管，能夠用來觀察電信號隨時間的波形，這種波形是如何產(chǎn)生的呢？今天的這節(jié)課我們就一起來探究示波管的工作原理。2、示波管的結(jié)構(gòu)介紹示波器的組成，重點介紹核心部件——示波管。通過介紹電子槍、加速電極、相互垂直的偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏，讓學(xué)生初步形成對示波管結(jié)構(gòu)的認(rèn)識?！綱R觀察環(huán)節(jié)】教師借助播控系統(tǒng)統(tǒng)一下發(fā)課件，讓學(xué)生戴上VR設(shè)備進(jìn)行沉浸式觀察示波管的結(jié)構(gòu)。3、示波管的工作原理【VR探究環(huán)節(jié)】讓學(xué)生在VR下操作體驗帶電粒子在加速電壓及偏轉(zhuǎn)電壓下的加速和偏轉(zhuǎn)過程，并探究以下問題：（1）閉合電源開關(guān)，只調(diào)節(jié)加速電壓大小，你觀察到什么？為什么？（2）兩偏轉(zhuǎn)電極均不施加電壓，電子打在何處？（3）在YY’電極上施加電壓，電子打在何處？分析電子的受力，電子在電場中作何種運動？增大電壓后電子打在何處？（4）同時在兩偏轉(zhuǎn)電極上施加電壓，電子打在何處？【過程分析】電子在示波管中的三段運動示意圖：加速電場：電子在加速電場中做勻加速直線運動。偏轉(zhuǎn)電場：電子在偏轉(zhuǎn)電場中做類平拋運動。電子在平行于電場方向的偏轉(zhuǎn)距離y：電子射出偏轉(zhuǎn)電場時速度與水平方向的夾角φ:熒光屏：電子射出偏轉(zhuǎn)電場后做勻速直線運動。電子打在熒光屏上的位置距中心點的距離y’：4、各種圖像的形成01.分析電子隨電壓變化時的位置變化在學(xué)生了解了示波管的基本工作原理后，向?qū)W生提問：（1）如果在YY’或XX’偏轉(zhuǎn)電極上施加正弦交變電壓，能在熒光屏上能看到什么？（2）如果一組偏轉(zhuǎn)電極上施加正弦交變電壓，另一組將電壓調(diào)至某一定值，熒光屏上的圖像如何變化？學(xué)生先自己猜想，然后在VR下操作驗證是否正確，最后分析原因。【VR探究環(huán)節(jié)】在YY’偏轉(zhuǎn)電極上施加正弦交變電壓：在XX’偏轉(zhuǎn)電極上施加一定的電壓值：【分析】熒光屏上的亮斑會隨著電子的移動在豎直方向或水平方向做簡諧運動。由于電壓變化快，亮斑移動速度快，加上人眼視覺暫留的影響，看起來就形成了一條豎直亮線或水平亮線。02.正弦圖像的形成教師：如果在YY’偏轉(zhuǎn)電極上施加正弦電壓，在XX’偏轉(zhuǎn)電極上施加同周期的掃描電壓，能在熒光屏上得到什么圖像？如果改變正弦電壓初始相位（正弦電壓的初始值），圖像發(fā)生什么變化？為什么？【VR探究環(huán)節(jié)】在YY’偏轉(zhuǎn)電極上施加正弦電壓，在XX’偏轉(zhuǎn)電極上施加同周期的掃描電壓，能在熒光屏上得到在一個周期內(nèi)隨時間變化的穩(wěn)定圖像：改變正弦電壓初始相位后得到的波形：【分析】在一個周期內(nèi)，Ux∝t，說明電子在水平方向做勻速運動；而Uy是正弦變化，說明電子在豎直方向做簡諧運動。水平方向和豎直方向的運動合成，形成如上圖所示的正弦波。改變正弦電壓的相位后，熒光屏上的圖像也發(fā)生相應(yīng)的變化。03.【拓展】圓或橢圓圖像的形成教師：如果將XX’偏轉(zhuǎn)電極上的掃描電壓更改為正弦電壓，能在熒光屏上得到什么圖像？如果改變正弦電壓的初始相位，圖像會發(fā)生什么變化？為什么？【VR探究環(huán)節(jié)】將XX’偏轉(zhuǎn)電極上的掃描電壓更改為正弦電壓后得到的圖像：改變正弦電壓的初始相位后得到的圖像：【分析】從數(shù)學(xué)角度看，圓的方程為：可改寫為：因此，如果在x方向輸入正弦電壓，y方向輸入余弦電壓，則電子在熒光屏上的軌跡是一個圓。如果改變電壓的初始值，軌跡則為橢圓。04.【拓展】不同周期的電壓教師：如果在兩偏轉(zhuǎn)電極上施加不同周期的電壓，將會得到什么樣的圖像？這個問題留待課后供學(xué)生探討。四、點評通過VR自主探究的教學(xué)方式，既降低了老師的講解難度，又促進(jìn)了學(xué)生的理解吸收；同時，突出了將學(xué)生作為主體、以學(xué)生為本的教育理念，符合新課標(biāo)中“引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、積極參與、樂于探究、促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展”的基本理念。發(fā)布于 2023-10-07 17:30?IP 屬地上海虛擬現(xiàn)實（VR）VR虛擬課堂物理教案?贊同??1 條評論?分享?喜歡?收藏?申請轉(zhuǎn)載?文章被以下專欄收錄【教學(xué)設(shè)計

簡述示波管的結(jié)構(gòu)組成及各部分的作用 - 百度文庫

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簡述示波管的結(jié)構(gòu)組成及各部分的作用?

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示波管是一種電子元件，常用于電子測量、通訊和顯示等領(lǐng)域。它的主要作用是將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為可視化的圖像，以便于人們觀察和分析。下面我們來詳細(xì)了解一下示波管的結(jié)構(gòu)組成及各部分的作用。??

一、示波管的結(jié)構(gòu)組成??

1.?真空管：示波管內(nèi)部需要保持真空狀態(tài)，因此采用了真空管結(jié)構(gòu)。??

2.?電子槍：電子槍是示波管中最重要的部分之一，它由陰極、網(wǎng)格和陽極組成。陰極通過加熱發(fā)射出電子，網(wǎng)格控制電子流的方向和數(shù)量，陽極接收并放大電子信號。??

3.?驅(qū)動線圈：驅(qū)動線圈是控制電子束在屏幕上移動的部件。它通過改變磁場強(qiáng)度和方向來控制電子束在屏幕上繪制出不同形狀的圖案。??

4.?屏幕：屏幕是示波管顯示信號的地方，通常采用熒光屏或者熒光粉涂覆在玻璃表面上。??

5.?真空封裝：為了保證真空度和穩(wěn)定性，示波管需要進(jìn)行真空封裝。通常采用玻璃或者金屬殼體進(jìn)行封裝。?

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