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1、 谈示波管的教学 示波器是常用的电子测量仪器，它可以显示电信号随时间变化的波形。若配以各种传感器，还可以用于各种非电量（压力、声光信号等）的测量，是一种用途极为广泛的测量与观测仪器，在器件检修方面起着重要的作用，近几年来，在高考中的考查有升温趋势。而示波管是示波器的核心部件，它的作用是将电信号转换为光信号。示波管是怎样把电信号转换为光信号的呢？一、示波管的工作原理示波管主要由电子枪、两对偏转电极和荧光屏三部分组成。电子枪加热后产生电子，电子在加速电场加速，再经偏转电场偏转后，打在荧光屏上。YY偏转电极和偏转电极的作用是让飞行的电子束分别在竖直方向和水平方向上产生偏转。偏转电极和YY偏转电极其实
2、就是两个偏转电场，待显示的信号电压是加在YY偏转电极上的，由带电粒子在电场中的偏转知识可知，侧向偏移量h=at2=。由于电子通过极板的时间极短，电子经过偏转电极的电压可视为不变，则打在屏上的偏移量正比于两极板的的瞬间电压，即YUY，所以信号电压变化会使电子束的偏移量随之变化。只是，若偏转电极不加电压，电子束只能在Y轴上下振动，由于振动频率很高，电子束上下振动很快，我们在屏上只能看到一道亮线，根本无法判断信号电压的真实情形。这时，偏转电极的作用就很重要了，它的作用是把信号电压所产生的Y轴方向的上下振动沿X轴横向拉开。它是如何实现这样的功能呢？同YY偏转电极偏转原理一样，XUX，偏转电极加的机器自
3、身产生的锯齿波电压，扫描电压线性变化（如图），则电子束在水平方向的位移线性变化，这样就实现了电子束一边沿Y轴随信号电压上下振动，一边沿X轴水平移动，即电子束同时参与了X轴和Y轴方向上的运动，于是，待测信号就被如实显示在屏上了。正因为如此，偏转电极加的机器自身产生的锯齿波电压才叫扫描电压。如同沙漏一样，扫描电压的作用正如那条匀速移动的纸带。只是扫描电压的周期和信号电压的周期相同时，才可以在荧光屏上得到待测信号一个周期内随时间变化的稳定图像。二、应用例：如图所示的示波管，如果在YY之间加如图所示的交变电压，同时在XX之间加如图所示的锯齿形电压，使X的电势比X高，在荧光屏上会看到什么图形？解析：扫描
4、电压UX且线性变化，则由XUX知水平位移在轴右方均匀变化，即图形只能在轴右方。由于信号电压的周期是扫描电压周期的两倍，经历一个扫描周期，信号电压只有半个波形，下一个扫描周期，信号电压的下半个波形才会出现。只是由于频率很高，从屏上看到的就是图的模样了。当扫描电压的周期小于信号电压的周期，屏上显示的信号会失真，所以要如实显示信号，要求扫描电压的周期大于信号电压的周期，故：在0-t1时间内，荧光屏上显示如图；在t1-t2时间内，荧光屏上显示如图；在0-t2时间内，荧光屏上显示如图。这个例子也充分说明了只有扫描电压的周期和信号电压的周期相同时，屏上才能得到待测信号一个周期内随时间变化的稳定图像。当扫描电压的周期大于信号电压的周期时，屏上显示的是几个周期内信号电压的波形，而示波器面板上的“扫描范围”及“扫描微调”旋钮就是用来调节扫描电压的频率的。 -全文完-
