示波器基础知识

示波器探头基础知识示波器探头原理---示波器探头工作原理示波器探头不仅仅是把测试信号判定以示波器输入端的一段导线，而且是测量系统的重要组成部分。

探头有很多种类型号各有其特性，以适应各种不同的专门工作的需要，其中一类称为有源探头，探头内包含有源电子元件可以提供放大能力，不含有源元件的探头称为无源探头，其中只包含无源元件如电阻和电容。

这种探头通常对输入信号进行衰减。

我们将首先集中讨论通用无源探头，说明共主要技术指标以及探头对被测电路和被测信号的影响，接着简单介绍几种专用探头及其附近。

屏蔽示波器探头的一个重要任务是确保只有希望观测的信号才在示波器上出现，如果我们仅仅使用一普通导线来代替探头，那么它的作用就好象是一根天线，可以从无线电台、荧光灯，电机、50或60Hz的电源的交流声甚至当地业余无线电爱好者那里接收到很多不希望的干扰信号，这类噪声甚至还能注入到被测电路中去所以我们首先需要的是屏蔽的电缆，示波器探头的屏蔽电缆通过探头尖端的接地线和被测电路连接，从而保证了很好的屏蔽。

一．探头构造图：4. 一个探头，就算它只是简单的一条电线，它也可能是一个很复杂的电路。

a）对于DC 信号( 0 Hz 频率)，探头作为一对导线与一系列电阻，就向一个终端电阻一样。

b) AC 信号的特性变化是因为：电线具有分布电感(L)，电线具有分布电容(C)。

分布电感反作用于AC信号，在信号频率增加时，阻止AC信号通过。

分布电容反作用于AC信号，在信号频率增加时，减小 AC信号电流通过的阻抗。

这些反作用元件(L 和 C )的交互作用，与电阻元件(R)一起，成为随信号频率不同而变化的探头阻抗。

示波器选型（探头技术指标参数的意义）自从示波器问世以来，它一直是最重要，最常见的电子测试仪器之一，由于电子技术的发展，示波器的功能在不断上升完善，其它性能和价格也是五花八门主，其探头也是从单一到复杂。

一。

频宽和示波器一们，探头也具有其允许的有限带宽。

示波器的原理和使用示波器是一种用途广泛的基本电子测量仪器，用它能观察电信号的波形、幅度和频率等电参数。

用双踪示波器还可以测量两个信号之间的时间差，一些性能较好的示波器甚至可以将输入的电信号存储起来以备分析和比较。

在实际应用中凡是能转化为电压信号的电学量和非电学量都可以用示波器来观测。

【实验目的】1．了解示波器的基本结构和工作原理，掌握使用示波器和信号发生器的基本方法。

2．学会使用示波器观测电信号波形和电压幅值以及频率。

3．学会使用示波器观察李萨如图并测频率。

图1-1 示波器结构图【实验原理】不论何种型号和规格的示波器都包括了如图1-1所示的几个基本组成部分：示波管（又称阴极射线管，cathode ray tube，简称CRT）、垂直放大电路（Y放大）、水平放大电路（X放大）、扫描信号发生电路（锯齿波发生器）、自检标准信号发生电路（自检信号）、触发同步电路、电源等。

1．示波管的基本结构示波管的基本结构如图1-2所示。

主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成，全都密封在玻璃壳体内，里面抽成高真空。

(1)电子枪：由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极和第二阳极五部分组成。

灯丝通电后加热阴极。

阴极是一个表面涂有氧化物的金属圆筒，被加热后发射电子。

控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。

它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起控制作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。

示波器面板上的“辉度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。

阳极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。

当控制栅极、第一阳极与第二阳极电位之间电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚集作用，所以，H-灯丝；K-阴极；G1，G2- 控制栅极；A1-第一阳极；A2-第二阳极；Y-竖直偏转板；X-水平偏转板图1-2 示波管结构图第一阳极也称聚集阳极。

第二阳极电位更高，又称加速阳极。

示波器的使用原理
示波器是一种专门用于测量和显示电信号波形的仪器。

它通过将电信号转换为可见的图形，使得人们能够直观地观察和分析电信号的各种特征和参数。

示波器的基本组成部分包括：输入端口、垂直放大器、水平放大器、时间基准、触发电路和显示屏幕。

首先，电信号从输入端口进入示波器。

输入端口通常是一个电缆插孔，用于连接待测电路或设备的信号输出。

接下来，信号经过垂直放大器进行放大。

垂直放大器的作用是将输入信号幅度调整到适合示波器的显示范围内。

放大器通常采用可变增益的形式，使得用户可以根据需要调整信号的显示大小。

然后，信号经过水平放大器进行水平方向上的放大。

水平放大器用于调整信号在水平方向上的显示速率，以便让用户能够清晰地观察到信号的波形特征。

时间基准是示波器中的一个重要组成部分，用于提供水平方向上的时间参考。

通过调整时间基准，用户可以改变示波器屏幕上信号波形的显示速率。

触发电路的作用是确定显示屏上显示的信号波形的起始位置。

触发电路通过对输入信号进行比较和判断，当满足用户设定的触发条件时，触发电路会发出触发信号，告诉示波器从何处开
始显示。

最后，通过电子束在显示屏上绘制图形，将输入信号的波形显示出来。

通常示波器的显示屏是一个阴极射线管，通过控制电子束的位置和强度，可以在屏幕上绘制出各种波形形状。

总之，示波器通过将电信号转换为可见的图形，帮助用户直观地观察和分析信号波形。

它的工作原理是通过放大、调整显示速率、触发和绘制图形等步骤来实现。

示波器及探头使用公司目前使用的示波器以数字示波器为主，分为两类，一类是福禄克（FLUKE）数字示波器，另一类是泰克（Tektronix ）,另外还有一台建伍（KENWO0D）模拟示波器。

示波器在生产和研发中都是非常重要的一种仪器，而且也是非常昂贵的一种仪器，所以正确使用示波器不仅能提高工作效率，也能减小对示波器的不合理损耗。

一、示波器基础知识♦什么叫示波器？示波器本质上是一种图形显示设备，它描绘电信号的图形曲线。

在大多数应用中，呈现的图形能够表明信号随时间的变化过程：垂直（Y）轴表示电压，水平（X）轴表示时间。

有时称亮度为Z轴。

这一简单的图形能够说明信号的许多特性，例如：信号的时间和电压值振荡信号的频率信号所代表电路的“变化部分” 信号的特定部分相对于其他部分的发生频率是否存在故障部件使信号产生失真信号的直流值（DC）和交流值（AC）信号的噪声值和噪声是否随时间变化。

♦波形测量频率和周期不断重复的信号具有频率特性。

频率的单位是赫兹（Hz）,表示一秒时间内信号重复的次数。

成为周期每秒。

重复信号也具有周期特性，即信号完成一个循环所需要的时间量。

周期和频率互为倒数关系，即1/ 周期等于频率，同理1/ 频率等于周期。

电压电压是电路两点间的电势能或信号强度。

有时把地线或零电压作为参考点。

如果测量的是波形从最高峰值到最低峰值的电压值，则称为电压的峰值- 峰值。

幅度幅度是指电路两点间电压量。

幅度通常指被测信号以地或零电压为参考时的最大电压。

其他有些示波器还提供了测量相位、占空比、延时、上升时间等的功能。

♦示波器的分类模拟示波器本质上，模拟示波器工作方式是直接测量信号电压，并通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压。

示波器屏幕通常是阴极射线管（CRT。

电子束投到荧幕的某处，屏幕后面总会有明亮的荧光物质。

当电子束水平扫过显示器时，信号的电压是电子束发生上下偏转，跟踪波形直接反映到屏幕上。

在屏幕同一位置电子束投射频度越大，显示得也越亮。

示波器使用基础知识示波器（Oscilloscope）是一种用于观测和测量电信号波形的仪器，是电子实验室和工程师常用的工具之一、它能够显示电压随时间变化的波形图，并可以用于分析信号的频率、幅度、相位等特性。

本文将介绍示波器的基础知识，包括工作原理、种类、操作方法等内容。

一、示波器的工作原理示波器的工作原理基于信号的采样和显示。

当被测信号通过示波器的输入通道时，示波器会对信号进行采样，并将采样结果通过电子束扫描的方式显示在屏幕上，形成波形图。

示波器的核心部件是电子束管，它是一种真空管，内部包含有阴极、聚焦剂、水平和垂直偏转板等。

当示波器接收到信号后，会对电子束施加水平和垂直的偏转电压，使电子束在屏幕上形成波形图。

二、示波器的种类示波器根据使用范围、性能特点等因素可以分为不同的种类。

常见的示波器包括：1.模拟示波器：采用电子束管显示波形图，具有较高的输入动态范围和带宽，适用于高频、高速的信号测量。

2.数字示波器：采用数字方式对信号进行采样和处理，并通过液晶显示屏显示波形图。

数字示波器可以对波形进行数学运算、存储、触发等操作，适用于对信号进行更复杂的分析和处理。

3.存储示波器：能够将波形数据存储在内部存储器中，并可以通过接口输出到计算机进行进一步分析和处理。

4.扫描示波器：通过扫描方式显示多个信号的波形图，适用于多通道信号的观测和比较。

三、示波器的操作方法1.连接电源和信号源：示波器通常需要连接外部电源，并通过输入通道接收被测信号。

在连接信号源时，需要注意信号源的适配性和匹配阻抗。

2.调节水平和垂直控制：示波器的水平和垂直控制可以调节波形图的位置和大小。

水平控制可以调整波形图的水平偏移和触发位置，垂直控制可以调整波形图的幅度和灵敏度。

3.设置触发模式：示波器可以设置触发模式以稳定地显示波形图。

触发模式可以根据信号的上升沿、下降沿、脉冲宽度等进行设置。

4.进行波形显示和分析：根据需要可以选择采样率和时间基准进行波形显示。

示波器原理与使用
示波器是一种用来观测、测量电信号的仪器。

它能够将电信号转换为对应的图形波形，并将其显示在示波器的屏幕上。

示波器的基本原理是利用电子束在示波管内偏转，从而在屏幕上显示电信号的波形。

其中，电子束的运动是由垂直和水平偏转系统控制的。

垂直偏转系统负责控制电子束在屏幕上的垂直位置，从而显示电信号的振幅。

水平偏转系统则控制电子束的水平位置，表示时间。

示波器的使用通常包括以下几个步骤：
1. 连接电源和信号源：将示波器与电源和待测电路连接。

确保电源电压和信号源频率符合示波器的规格要求。

2. 调整示波器参数：根据需要，设置示波器的垂直灵敏度、水平扫描速度等参数，以确保波形可见且适合观测。

3. 观察波形：打开示波器的电源，将待测信号输入示波器。

在屏幕上可以看到电信号的波形。

根据需要，可以调整显示的时间和垂直位置。

4. 测量信号参数：示波器还可以提供一些测量功能，如测量波形的频率、幅值、周期等。

可以根据需要使用相应的测量功能。

5. 记录和分析数据：如果需要记录和分析波形数据，可以将示波器与计算机或存储设备连接，并使用相应的软件进行数据处
理。

总之，示波器是一种重要的测试工具，能够帮助工程师观测和测量电信号，用于故障排查、信号分析等工作。

正确使用示波器，可以提高工作效率，确保电路和设备的正常运行。

示波器基础（一）——示波器基础知识之一1．1 说明和功能我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。

普通的电压表是在其度盘上移动的指针或者数字显示来给出信号电压的测量读数。

而示波器则与共不同。

示波器具有屏幕，它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间的变化，即波形。

示波器和电压表之间的主要区别是：1.电压表可以给出祥测信号的数值，这通常是有效值即RMS值。

但是电压表不能给出有关信号形状的信息。

有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率。

然而，示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况。

2.电压表通常只能对一个信号进行测量，而示波器则能同时显示两个或多个信号。

显示系统示波器的显示器件是阴极射线管，缩写为CRT，见图1。

阴极射线管的基础是一个能产生电子的系统，称为电子枪。

电子枪向屏幕发射电子。

电子枪发射的电子经聚焦形成电子束，并打在屏幕中心的一点上。

屏幕的内表面涂有荧光物质，这样电子束打中的点就发出光来。

图1 阴极射线管图电子在从电子枪到屏幕的途中要经过偏转系统。

在偏转系统上施加电压就可以使光点在屏幕上移动。

偏转系统由水平（X）偏转板和垂直（Y）偏转板组成。

这种偏转方式称为静电偏转。

在屏幕的内表面用刻划或腐蚀的方法作出许多水平和垂直的直线形成网络，称为标尺。

标尺通常在垂直方向有8个，水平方向有10个，每个格为1cm。

有的标尺线又进一步分成小格，并且还有标明0％和100％的特别线。

这些特别的线和标明10％和90％的标尺配合使用以进行上升时间的测量。

我们后面会讨论这个问题。

如上所述，受到电子轰击后，CRT上的荧光物质就会发光。

当电子束移开后，荧光物质在一个短的时间内还会继续发光。

这个时间称为余辉时间。

余辉时间的长短随荧光物质的不同而变化。

最常用的荧光物质是P31，其余辉时间小于一毫秒(ms).而荧光物质P7的余辉时间则较长，约为300ms，这对于观察较慢的信号非常有用。

P31材料发射绿光，而P7材料发光的颜色为黄绿色。

您必须掌握的示波器触发基础知识——示波器触发的前世今生为了解信号世界提供了一个窗口。

早期示波器只能显示重复的大事或延续的电气大事，限制了示波器的应用范围。

之后在1947年，HowardVollum及其新成立的公司—公司推出了第一个商用触发扫描示波器。

第一台触发扫描示波器带有校准后的格线，把示波器从查看电子脉冲整体特点的定性工具转化成定量测量设备，这种设备变革了囫囵电子行业。

工程师第一次能够捕捉瞬态大事，在各类信号上举行精确的和定时测量。

自其推出最早的示波器型号以来，泰克的触发创新技术向来率先于市场。

触发大事定义了一个时点，在这个时点上，一个由波形信息组成的重复“窗口”将稳定下来，以举行查看。

想象一下您正在驾车旅游。

您必须在最少的时光内到达目的地。

但是，您还必须在沿途拍下特定的风景照片。

您知道自己可以快速到达目的地，因此您的车速十分快，但您会实行什么策略在关怀的点拍照？一种挑选是在开车时随机抓拍照片，希翼能够捕捉到风景图像。

很显然，这太多地依靠于运气。

比较符合规律的办法是告知司机在哪里停车能够得到清楚的感爱好点的照片。

许多示波器应用中的波形数据与您根本不关怀的景物类似。

在高速调试应用中，可能会在99.999%或(通常)更高的时光内正常工作，而惟独0.001%的时光导致系统瘫痪，或者这部分才是您需要更具体地举行分析的波形。

示波器可能会有许多主打指标(带宽、采样率、记录长度)，快速完成这一过程，但假如不能捕捉关怀的数据，那么这种调试和分析工具将十分有限。

泰克DPO7000和MSO/DPO/DSA70000示波器系列中的Pinpoint 触发系统提供了业内最完美的高性能触发系统。

固然，Pinpoint触发系统包括常用的一系列门限和定时相关触发。

同样重要的是，它还提供了A 大事和B大事双触发、规律限定、窗口触发和复位触发功能，在定义触发大事时提供了几乎无限的灵便性。

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示波器及使用方法
示波器是一种比较复杂的电子测试仪器，使用方法如下：
1.连接电源：确保示波器处于关闭状态，然后将电源线插入示波器相应的接口，再将电源插头插入电源插
座。

2.连接信号源：将信号源输出端的信号线插入示波器的输入通道，移动示波器的x-y模式选择开关到内部
位置。

3.打开示波器：打开电源开关，在示波器屏幕上出现图像后，能观察到情况。

4.调节垂直灵敏度：示波器的垂直轴分为两个轴，可以调节轴的灵敏度。

通常在观察波形前先调节好垂直
轴的灵敏度。

5.调节水平灵敏度：调节水平轴的灵敏度，以使输入波形的重复性较好。

6.调节触发模式：触发模式是指示波器在屏幕上显示输入波形的方式的设置。

在使用示波器的时候，触发
模式是一个重要的设置，它可以使波形的显示更加准确。

7.调节扫描速度：示波器的扫描速度可以控制波形的显示速度。

1。

示波器是一种用于显示电压信号波形的仪器，广泛应用于电子、通信和电力等领域。

以下是示波器的正确使用方法的总结：
连接电源和信号：
将示波器正确连接到电源，并使用探头将信号源连接到示波器的输入端口。

设置电压范围：
根据测量信号的幅值范围，设置示波器的垂直电压刻度，确保波形在屏幕上适当可视。

设置时间基准：
根据测量信号的频率，设置示波器的水平时间刻度，以确保波形在屏幕上有足够的时间分辨率。

触发设置：
设置触发条件，以确保波形在屏幕上稳定显示。

可以设置触发电平、触发边沿和触发通道等参数。

垂直位置调整：
如果需要，调整信号在屏幕上的垂直位置，以便更好地查看波形的细节。

水平位置调整：
调整信号在屏幕上的水平位置，以便更好地查看波形的相位或时间关系。

选择触发通道：
如果测量信号需要外部触发，则选择正确的触发通道，并确保触发条件正确设置。

测量和分析：
使用示波器上的测量工具，如峰峰值、频率、周期等，对信号进行测量和分析。

存储和导出：
如果需要保存或导出波形，使用示波器的存储和导出功能，以便将数据用于后续分析或文档记录。

校准：
定期进行示波器的校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。

保持设备安全：
遵循示波器和信号源的规范和安全要求，以防止设备损坏或安全风险。

了解示波器功能：
熟悉示波器的各种功能和选项，以充分利用其功能，例如FFT（快速傅里叶变换）、存储和回放等。

以上总结提供了使用示波器的一般指导，具体的步骤可能因示波器型号和厂商而有所不同。

在使用示波器之前，建议查阅相应的用户手册以获取详细的操作说明。

数字示波器的基本原理数字示波器（Digital Oscilloscope，简称DSO）是一种用于测量和显示电压信号随时间变化的仪器。

它将输入的模拟电压信号经过采样和转换，转化为数字信号进行处理和显示。

数字示波器的基本原理是首先将输入的模拟信号经过模拟前端，包括放大、滤波等处理，然后将模拟信号转换为数字信号。

这个过程是通过采样和量化来实现的。

采样是指周期性地对输入信号进行测量，将连续的模拟信号转化为离散的样本，即在固定的时间间隔内获取一串离散的电压值。

量化则是指将采样得到的连续电压值转化为离散的数值，将其映射到一个特定的数字编码上，这个数字编码代表了该采样时刻的电压值。

采样定理是数字示波器采样过程的基础。

根据采样定理，对于输入信号具有的最高频率f_max，需要以大于其两倍的采样频率f_s进行采样，即f_s>2*f_max。

这是为了避免采样过程中出现混叠现象，保证采样后的数字信号能够准确地还原输入信号的频率特性。

数字示波器还包括一块内存区域，用于存储连续的采样值。

当一次采样完成后，数字信号会按照一定的速率（采样率）传递到内存中，然后在显示屏上逐点绘制出电压随时间变化的图形。

为了实现快速的显示更新，数字示波器通常使用硬件加速技术和缓存机制来提高显示帧率和响应速度。

除了基本的波形显示功能，数字示波器还常常具备触发功能，用于捕捉特定的波形事件。

通过设置合适的触发条件，可以指定在特定电压、时间等条件下进行采样和显示。

触发功能可以帮助用户抓取并显示稳定的波形信号，从而更好地进行信号分析和故障诊断。

综上所述，数字示波器的基本原理包括模拟信号处理、采样和量化、存储和显示等过程，使得用户能够通过数字形式直观地观察和分析电压信号的变化。