大学物理实验报告示波器的原理和使用

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大学物理实验报告示波器的原理和使用

1、原理：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。 2、使用：示波器可以测量各种波形的电压幅度，既可以测量直流电压和正弦电压，又可以测量脉冲或非正弦电压的幅度。更有用的是它可以测量一个脉冲电压波形各部分的电压幅值，如上冲量或顶部下降量等。这是其他任何电压测量仪器都不能比拟的。 1、原理：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）。在被测打在涂有荧光材料的屏幕上，可以产生小光斑（这是传统模拟示波器的工作原理）。 在被测信号的作用下，电子束就像笔尖，可以在屏幕上绘制被测信号瞬时值的曲线。示波器可以观察各种信号振幅随时间变化的波形曲线，也可以测试各种电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅等。 2、使用：示波器可以测量各种波形的电压幅度，既可以测量直流电压和正弦电压，更有用的是它可以测量脉冲电压波形的各个部分的电压幅值，如脉冲或顶部压降。这是任何其他电压测量仪器都无法比拟的。 扩展资料： 示波器的优势： 1、体积小、重量轻，便于携带，液晶显示器。 2、可以长期贮存波形，并可以对存储的波形进行放大等多种操作和分析。 3、特别适合测量单次和低频信号，测量低频信号时没有模拟示波器的闪烁现象。 4、更多的触发方式，除了模拟示波器不具备的预触发，还有逻辑触发、脉冲宽度触发等。 参考资料来源：百度百科-示波器 参考资料来源：百度百科-数字示波器

使用示波器时的注意事项有哪些

在示波器通道口附近，写有ALL INPUTS 1MΩ//14pF 300Vrms CAT I 他的含义是所有通道输入阻抗是1MΩ，输入电容是14pF，最大输入电压有效值为300V，CAT是安全等级分类，根据国际电子电工委员会IEC1010-1的定义，把工业工作的区域分为四个等级，分别是CATI，CATII ，CATIII ，CATIV，每个等级定义不同。 测量类别 CAT I 电子设备负载 CAT II 单项接收的负载，电气设备负载 CAT III 三相电的配电，分配端，包括单项照明电 CAT IV 三相电落地的总输入/接入端口，任何在户外的导体 在CAT I，CAT II区域里，最高受到600V的电压冲击，仪器不会对人体安全产生威胁。 300Vrms也意味着在 IEC 类别 I 安装条件下，可以将输入终端连接到其线电压最大值为 300Vrms 的电路接线端。为避免电击的危险，请不要将输入端连接到线电压超过 300Vrms 的电路。 何为IEC 类别 I设备？ 这类设备具有金属外壳，但它除靠一层基本绝缘来防电击外还另有补充措施，即它具有经PE线接地的手段。这样当基本绝缘损坏带电导体碰设备金属外壳时，外壳电位因接地而大大降低，同时经PE线构成的接地通路也可使产生的接地故障电流返回电源，这时回路上的防护电器即可检测出故障电流而及时切断电源。这类设备具有机械强度高的金属外壳和简单有效的防电击措施，它有较大的适用范围，额定功率不受限制，得到广泛应用。 实际上，示波器能测多大电压往往取决于用什么探头，如下图示波器配合标配的10X探头最高可以测600V pk，选配的100X高压探头T3100C, 耐压可达2KV pk。600V的电压经过10倍衰减输入示波器后，只剩60V，因此不会对示波器造成伤害。 所以，在测试的时候，还要检查探头衰减与示波器通道衰减倍数设置是否一致，否则会引起读数错误。 除了在进行测试前，应估算被测信号的幅度大小之外，我们也应确认示波器的量程范围和示波器的基线是否对齐零点。如图可知，在1X档位下，最大垂直档位是10V，示波器纵坐标上一共是10格，所以此时最大量程是100V，其他档位下同理。而如果示波器的基线没有对齐零点，则需要对示波器进行自校准，这种情况一般出现在长时间没有使用示波器，或者所处环境温度、海拔高度出现了比较大的变化时候。 示波器可在没有直接连接到主电源市电的电路上进行测量。例如，没有从主电源引出的电路， 或者虽然从市电引出，但经过了特殊保护（内部）的电路。在后一种情况下，瞬间应力会发生变化；因此，用户应了解设备的瞬间承受能力。瞬间过电压在与主电源隔离的电路中存在。麦科信STO系列数字示波器的设计可安全地承受偶发的最大1000Vpk的瞬间过电压。不要使用示波器在瞬间过电压超过这个值的电路中测量。 采用示波器测试高压电路时，要特别注意安全。要站在绝缘物上，单手操作，不要触及设备和其他接地物体，更不要接触高压测试点。接探头时，先切断高压测试电路电源，接好后，再进行测试。示波器安全使用中最重要的一点毫无疑问当属可靠的接地，可靠接地可以有效避免示波器外壳金属部分带电（如BNC接口），同时在测量时也更加安全。 示波器通道的探头地，从安全考虑，最好只接一个，因为示波器通道之间往往不是隔离的，示波器内部通道往往共地，并且接在地电平上。如测量高频信号的时候如果确实需使用两个地线夹，则一定要保证两个地线夹连的都是地电平。 如下图所示测量市电的时候，就会造成对地线的短路，从而引发跳闸等问题。 有些工程师在测量高压信号时，往往习惯性地把电源插头的保护地断开，然后使用普通无源探头直接进行测量，也就是我们所说的浮地测量方式。但这种测量方式其实存在安全隐患，可能会使得示波器外壳金属部分带电，人体不小心触碰到有触电危险。如果要用示波器探头测量浮地信号，最好当然是是采用差分探头，如果没有条件可以用两探头信号相减的办法。而示波器探头不接地可能会导致电路错误或短路。 如下图通道一（黄色）和通道二（蓝色）分别测量的是零线和火线，通道三（粉色）是直接采用差分探头测出的市电波形，通过示波器数学通道（红色）相减后也可以得出市电波形。

数字示波器的操作步骤

数字示波器的基本操作和使用方法

示波器使用时的一般注意事项和方法？

使用示波器注意事项【注意事项】　　1．示波器使用不当容易损坏或影响使用寿命。每次开机前，要把辉度调节旋钮逆时针转到底后，再闭合电源开关。然后缓慢转动增大光点或扫描线的亮度，一般只要看得清楚即可。注意不宜让经过聚焦的小亮点停在屏上不动，防止屏上荧光物质被电子束烧坏而形成暗斑。　　2．在观察过程中，应避免经常启闭电源。示波器暂时不用时不必断开电源，只需调节辉度旋钮使亮点消失，到下次使用时再调节亮。因为每次电源接通时，示波管的灯丝尚处于冷态，电阻很小，通过的电流很大，会缩短示波管寿命。　　3．电源电压应限制在220伏±10％的范围内才能使用。此外，操作面板上各旋钮动作要轻。当旋到极限位置时，只能往回旋转，不能硬扳。　　4．有的J2459型示波器的扫描是反向进行的，即亮点先是从右到左，然后很快从左回到右。这在观察交流电波形上没有多大关系。 另外：示波器因具有波形触发、存储、显示、测量、波形数据分析处理等独特优点，其使用日益普及。由于虚拟示波器与模拟示波器之间存在较大的性能差异，如果使用不当，会产生较大的测量误差，从而影响测试任务。 区分模拟带宽和数字实时带宽 带宽是示波器最重要的指标之一。模拟示波器的带宽是一个固定的值，而虚拟示波器的带宽有模拟带宽和数字实时带宽两种。虚拟示波器对重复信号采用顺序采样或随机采样技术所能达到的最高带宽为示波器的数字实时带宽，数字实时带宽与最高数字化频率和波形重建技术因子K相关（数字实时带宽=最高数字化速率/K），一般并不作为一项指标直接给出。从两种带宽的定义可以看出，模拟带宽只适合重复周期信号的测量，而数字实时带宽则同时适合重复信号和单次信号的测量。厂家声称示波器的带宽能达到多少兆，实际上指的是模拟带宽，数字实时带宽是要低于这个值的。例如说TEK公司的TES520B的带宽为500MHz，实际上是指其模拟带宽为500MHz，而最高数字实时带宽只能达到400MHz远低于模拟带宽。所以在测量单次信号时，一定要参考虚拟示波器的数字实时带宽，否则会给测量带来意想不到的误差。 有关采样速率 采样速率也称为数字化速率，是指单位时间内，对模拟输入信号的采样次数，常以MS/s表示。采样速率是虚拟示波器的一项重要指标。 1.如果采样速率不够，容易出现混迭现象 如果示波器的输人信号为一个100KHz的正弦信号，示波器显示的信号频率却是50KHz，这是怎么回事呢？这是因为示波器的采样速率太慢，产生了混迭现象。混迭就是屏幕上显示的波形频率低于信号的实际频率，或者即使示波器上的触发指示灯已经亮了，而显示的波形仍不稳定。混迭的产生如图1所示。那么，对于一个未知频率的波形，如何判断所显示的波形是否已经产生混迭呢？可以通过慢慢改变扫速t/div到较快的时基档，看波形的频率参数是否急剧改变，如果是，说明波形混迭已经发生；或者晃动的波形在某个较快的时基档稳定下来，也说明波形混迭已经发生。根据奈奎斯特定理，采样速率至少高于信号高频成分的2倍才不会发生混迭，如一个500MHz的信号，至少需要1GS/s的采样速率。有如下几种方法可以简单地防止混迭发生： •调整扫速； •采用自动设置（Autoset）； •试着将收集方式切换到包络方式或峰值检测方式，因为包络方式是在多个收集记录中寻找极值，而峰值检测方式则是在单个收集记录中寻找最大最小值，这两种方法都能检测到较快的信号变化。 •如果示波器有InstaVu采集方式，可以选用，因为这种方式采集波形速度快，用这种方法显示的波形类似于用模拟示波器显示的波形。 2.采样速率与t/div的关系 每台虚拟示波器的最大采样速率是一个定值。但是，在任意一个扫描时间t/div，采样速率fs由下式给出： fs=N/(t/div)N为每格采样点 当采样点数N为一定值时，fs与t/div成反比，扫速越大，采样速率越低。下面是TDS520B的一组扫速与采样速率的数据： 表1扫速与采样速率 t/div（ns）1252550100200fs（GS/s）502510210.50.25 综上所述，使用虚拟示波器时，为了避免混迭，扫速档最好置于扫速较快的位置。如果想要捕捉到瞬息即逝的毛刺，扫速档则最好置于主扫速较慢的位置。 虚拟示波器的上升时间 在模拟示波器中，上升时间是示波器的一项极其重要的指标。而在虚拟示波器中，上升时间甚至都不作为指标明确给出。由于虚拟示波器测量方法的原因，以致于自动测量出的上升时间不仅与采样点的位置相关，如图2中a表示上升沿恰好落在两采样点中间，这时上升时间为数字化间隔的0.8倍。图2中的b的上升沿的中部有一采样点，则同样的波形，上升时间为数字化间隔的1.6倍。另外，上升时间还与扫速有关，下面是TDS520B测量同一波形时的一组扫速与上升时间的数据： 表2扫速与上升时间 t/div（ms）502010521tr(μs)800320160803216 由上面这组数据可以看出，虽然波形的上升时间是一个定值，而用虚拟示波器测量出来的结果却因为扫速不同而相差甚远。模拟示波器的上升时间与扫速无关，而虚拟示波器的上升时间不仅与扫速有关，还与采样点的位置有关，使用虚拟示波器时，我们不能象用模拟示波器那样，根据测出的时间来反推出信号的上升时间。 下图为EZDSO2041W虚拟示波器采集一方波时的上升时间波形 从示图可以看出，此波形的上升时间为3.2uS。 EZDSO虚拟示波器还具有以下特点： 1．体积小巧，携带方便。 2．功能丰富。集成时波器，信号发生器，逻辑分析仪。 3．512K采样点（单通道），256K采样点（双通道）。 4．触发方式：上边沿触发，下边沿触发，电平触发，眼图触发。 5．光标测量电压，时间。 6．自动测量频率，周期，最大值，最小值，峰峰值，有效值。 7．加，减，X-Y，FFT等多种波形运算功能。 8．无**存储波形，数据，图片方便查看，分析，处理。 9．具有二次开发包，可用于matlab，labview，VB，VC调用开发。 10．可当数据采集卡，集成2路8位数据采集器，14路数字IO，1路10位DA虚拟信号源。

汽车示波器是干嘛用的

简述示波器的功能与使用方法

示波器的使用内容及步骤

本视频详细讲解了如何使用示波器，什么是示波器以及示波器教程。

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