Y偏转板加被测信号电压Uy 则在荧光屏上显示被测信号波形。
• 同步
要在荧光屏上显示n个稳定波形(同步)的条件：
1）待测信号Uy为频率fy稳定的周期性信号。 2）扫描信号Ux为频率fx稳定的锯齿波电压。 3）fx=nfy (n为正整数)
• 扫描过程中的增辉与消隐
在实际示波显示中，在扫描回程电压与被测信号 电压的共同作用下会对显示波形产生影响。
聚焦
辅助聚焦 +E
• 1.电子枪
（1）作用：发射电子并形成很细的高速电子束。
（2）组成：灯丝F、阴极K、栅极G和阳极A1、A2。
1）灯丝F、阴极K
当电流流过灯丝后对阴极加热，阴极产生大量电子，并 在后续电场作用下轰击荧光屏发光。 2）控制栅极G 用来控制射向荧光屏的电流密度，从而改变荧光屏亮点的 辉度。 3）第一阳极A1、第二阳极A2
能对周期性信号进行观测外，还能对单次瞬变过程、 非周期现象、低重复频率的信号进行观测。
• 特种示波器是指满足特殊用途或有特殊装置的示波
器，如电视示波器、矢量示波器、晶体管特性图示 仪及逻辑分析性等。
二、示波测量的基本原理
• 示波管
示波管是示波器观测电信号波形的关键器件，通常采用具 有静电偏转的阴极射线示波管（CRT）
• 阴极射线示波管
CRT主要由电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成
• 其工作原理是：
由电子枪产生的高速电子束轰击荧光屏的相应部位使 荧光屏发光，而偏转系统则能使电子束发生偏转，从而改 变荧光屏上光点的位置。
• CRT内部结构如下图：
电子枪
G K F
A1
A2
偏转系统
荧光屏
Y偏转板
X偏转板
荧 光 屏
–E 辉度
1）正是利用荧光屏的余辉，在电子束随信号电压偏转时， 才能观察到由光点的移动轨迹而形成的整个信号波形。
2）当高速电子束轰击荧光屏时，其动能除转变为光外， 也将产生热。在使用示波器时不应当使光点长时间停留在 一个位置上。
3）荧光屏的中间平整部分称为有效面积。使用示波器， 应尽量将波形呈现在有效面积内。
A1和A2对电子束进行聚焦并加速，使到达荧光屏的电子 形成很细的一束并具有很高速度。
• 偏转系统
（1）作用：使电子束发生偏转。
（2）组成：垂直偏转板(Y1、Y2)和水平偏转板(X1、X2)
1） X偏转板控制电子束水平方向的偏转，Y偏转板控制 电子束垂直方向的偏转。电子束在垂直偏转和水平偏转电 场的共同作用下，射向荧光屏上的指定位置，并形成光点。
2）如果在两对偏转板上各加一稳定直流电压、光点会停 留在荧光屏上的某一位置；如果都加交流电压，光点会随 交流电压的变化而作上下左右的运动。
3）电子束在荧光屏上的垂直偏转距离y为：
y=SyUy Sy为垂直偏转因数(cm/V) Uy为加在两垂直偏转板上的电压
• 荧光屏
（1）作用：将电信号变为光信号。
（2）组成：荧光屏的内管壁上涂有一层磷光物质， 由磷光物质构成荧光膜在受到高速电子轰击后， 将电子的动能转化为光能，形成光点，并能持续 一定时间(称为余辉时间)。
信号示波测量技术
波形显示原理
一、概述
• 示波器是将人眼看不见的电号转换
成可见图像显示出来。
• X轴代表时间，Y轴代表电压，可以直
接观测到被测信号瞬时电压随时间变 化的规律。
• 示波器是典型的时域测量仪器。
• 从示波器对信号的处理方式出发可分为：
模拟示波器 数字示波器
进一步可分为： 通用示波器 取样示波器 存储示波器 专用示波器
三、波形显示的基本原理
• 扫描
（1）定义：光点在扫描电压作用下扫动的过程。 （2）扫描电压波形：锯齿波
Ux
t
0
Ts
Tb Tw
Ts:扫描正程时间，电子束从左到右运动； Tb:扫描逆程时间或扫描回程时间，电子束从右到左
运动； Tw:扫描休止时间。 ∴扫描电压周期Tx=Ts+Tb+Tw。 理想状态下：Tb=Tw=0，Tx=Ts。 （3）X偏转板加扫描电压Ux
• 通用示波器是采用单束示波管的示波器，如单踪示
波器、多踪示波器、高灵敏示波器、慢灵敏示波器 等。它们运用基本显示原理，可对电信号进行定性、 定量测量。
• 取样示波器通常采用取样技术把高频信号转换为低
频信号，再运用通用示波器的基本原理观测信号。 一般用于观测频率高、速度快的脉冲信号。
• 存储示波器是具有存储信息功能的示波器，它除了
为使扫描回程时间产生波形不在荧光屏上显示，可以设法 在扫描正程时间使电子枪发射更多电子，即示波器增辉；
或在扫描回程时间使电子枪发射电子减少，即示波器消隐。
练习
• 如果扫描正程时间是扫描回程时间的4倍，
要观察2000Hz的正弦波电压的4个周期，连 续扫描的频率应该是多少？