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示波器为什么能显示被测信号的波形
柠檬 2022-11-20 来源: 互联网综合
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因为示波器显示波形的原理如果只在竖直偏转板上加一交变的正弦电压,则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动,如果电压频率较高,则看到的是一条竖直亮线,要能显示波形,必须同时在水平偏转板上加一扫描电压,使电子束的亮点沿水平方向拉开。

示波器为什么能显示被测信号波形?

因为在示波器在水平偏转板上加入了锯齿波形电压。由于在x轴上的偏转量和U成正比,U在一个周期内又是匀速增大的,所以电子会均匀地打在x轴上,留下荧光,看起来就像是荧光在做匀速直线运动,当锯齿波重复出现时,亮点就不断地在荧光屏上往复,就好像t的时间轴被展开。这时候再在y轴加上想要观测的电压,电压就会被在x轴上展开。

示波器的波形显示原理

示波器是依靠示波管和电路配合来显示各种信号波形的。示波管显示信号波形的过程是:首先让阴极发射电子,然后进行加速和聚焦,再给垂直和水平偏转板加一定的电压,让电子束产生偏转并对荧光屏进行扫描,这样就会在荧光屏上显示信号波形。下面从几个方面来说明示波器的波形显示原理。

1.X轴和Y轴偏转板都不加电压

如图(a)所示,X轴和Y轴偏转板都不加电压时,阴极发射的电子束不会发生偏转,而是做直线运动轰击荧光屏中心。在屏幕中心会出现一个亮点。

2. X轴偏转板加锯齿波电压,Y轴不加电压

由于Y轴偏转板不加电压,所以电子束在垂直方向不受电场力,而X轴偏转板加锯齿波电压,电子束在水平方向受到电场力作用而会产生偏转,在屏幕上扫出水平一条亮线,如图(b)所示。

具体过程说明如下:

当0~t1期间的锯齿波电压加到X轴偏转板时,偏转板产生电场,让电子束由荧光屏的中心扫到荧光屏的左端。

当t1~t2期间的锯齿波电压加到X轴偏转板时,偏转板产生电场,让电子束由荧光屏左端扫到中心。

当t2~t3期间的锯齿波电压加到X轴偏转板时,偏转板产生电场,让电子束由荧光屏中心扫到右端。

当t3~t4期间的锯齿波电压加到X轴偏转板时,偏转板产生电场,让电子束由荧光屏右端扫到中心。

t4是可以后,下一个周期的锯齿波电压到来,电子束又重复上述扫描过程,结果在荧光屏上出现一条亮线。

同样的道理,如果Y轴偏转板加锯齿波电压,X轴偏转板不加电压,电子束只受Y轴偏转板产生的电场力作用,会在荧光屏上扫出垂直的一条亮线。

3.Y轴偏转板加正弦波电压,X轴偏转板加锯齿波电压

当Y轴偏转板加正弦波电压,X轴偏转板加锯齿波电压时,电子束在垂直和水平方向都受电场力作用,电子束就会在荧光屏上扫出正弦波。如图(c)所示。

具体过程说明如下:

在0~t1期间,锯齿波电压加到X轴偏转板,Y轴偏转板无电压,X轴偏转板产生电场,让电子束由荧光屏的中心点直接扫到左端。此期间为逆程,阴极不发射电子,故不会出现亮线。

在t1~t2期间,逐渐下降的锯齿波电压加到X轴偏转板,先上升后下降的正弦波电压加到Y轴偏转板,电子束在这两个电场力的作用下在荧光屏上扫出正弦波的正半周

在t2~t3期间,反方向逐渐增大的锯齿波电压加到X轴偏转板,反方向先上升后下降的正弦波电压加到Y轴偏转板,电子束在这两个电场力的作用下在荧光屏上扫出正弦波的负半周。

在t3~t4期间,反方向逐渐增大的锯齿波电压加到X轴偏转板,Y轴偏转板无电压,X轴偏转板产生电场,让电子束由荧光屏的右端直接扫到中心点,此期间为逆程,阴极不发射电子,故不会产生亮线。

讲过上述四个过程,电子束就在荧光屏上扫出一个周期的正弦波信号波形,如果正弦波频率提高一倍,那么在荧光屏上就会出现两个周期的正弦波信号波形。

从上面的分析可以得到结论:当给示波管的X轴偏转板加锯齿波电压、Y轴偏转板加某个信号电压时,通过电子束的扫描,在屏幕上就会显示出Y轴偏转板上的信号波形。

示波器的波形显示原理是这样的:由示波器内部的扫描电路产生锯齿波电压送到X轴偏转板,然后将被测信号送到Y轴偏转板,在X、Y轴偏转板产生的电场作用下,电子束就会在荧光屏上扫出被测信号的波形。

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