资源简介

学习情境 示波器 授课章节 任务2 模拟示波器的面板 学时 4
授课班级 授课日期 授课地点
教 学 目 标 知识 目标 1. 熟悉示波器面板的功能
技能 目标 1. 掌握示波器面板的功能。
社会 能力目标 1. 培养学生对于示波器的兴趣 2. 培养学生运用知识来分析与解决问题的能力 3. 培养学生良好的职业素养与职业品质
教学内容 1. 显示调节 2. 标准信号源 3. 水平扫描控制 4. 垂直扫描控制 5. 触发选择
教学重点 水平扫描控制
教学难点 触发选择
教学方法 讲授法，演示法，案例教学
教 学 过 程 设 计 教学环节 教学内容 教学
方式 时间
新 课导 入 示波器型号众多，但一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等差异外，其使用方法等方面基本相同。下面以MOS620CH型模拟双踪示波器为例介绍示波器的使用方法。 MOS620CH型双踪示波器的面板分为示波管屏幕、显示调节、水平扫描控制、垂直扫描控制、触发选择、标准信号源6个部分，如图3-7所示。 图3-7 示波器面板 演示
提问 5’
新课讲 授 1．显示调节 显示调节部分在屏幕的下方，如图3-8所示。 图3-8 显示调节 电源开关：自锁开关，开关按下，电源接通；再按一下，开关弹起，断开电源。 电源指示灯：接通电源，指示灯点亮；切断电源，指示灯熄灭。 亮度旋钮（INTEN）：调整光点亮度。顺时针旋转旋钮，亮度增加；逆时针旋转旋钮，亮度减小。 聚焦（FOCUS）：调整电子束的聚焦，使光点最小或波形线最细。 光迹旋转（TRACE ROTATION）：在正常情况下，屏幕上显示的水平光迹应与水平刻度线平行，但由于地球磁场与其他因素的影响，会使水平光迹线倾斜，如图3-9所示，给观察和测量造成不便。调整此旋钮，可以改变水平线的倾角，使光迹与水平刻度平行。 图3-9 水平光迹线倾斜 2．标准信号源 输出频率为1kHz、幅度为1V（峰峰值为2V）的方波校准信号，以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。 讲授 25’
分组讨 论 一、分组讨论 分组讨论，示波器显示调节由哪几部分组成？ 二、学生实践 调节示波器 分组讨论 20’
新课讲 授 3．水平扫描控制 该部分的面板如图3-10所示，其顶端英文“HORIZONTAL”的中文含义是“水平”。 图3-10 水平扫描控制 （1）POSITION：水平位置调整。 旋转此旋钮，屏幕上的图形在水平方向左右移动。 （2）×10 MAG：水平扩大10倍。 按下此按钮，图形在水平方向被放大10倍。 （3）SWP.VAR.：水平扫描微调。 旋转此旋钮，可以连续地改变电子束水平方向上从左到右扫描的时间。此旋钮顺时针旋转到底（CAL位置）为校准位置，可以由“TIME/DIV”旋钮的位置读出波形的周期。 （4）TIME/DIV：时间/格旋钮。 为了便于读取数据，在示波器的屏幕上刻有水平线和垂直线组成的方格，此旋钮表示一个方格代表的时间。数出某波形一个周期占几个方格，就可以得出该波形的周期。 例如，将“时间/格”旋钮旋转至图3-10所示位置，即0.5ms/格，得到如图3-11所示波形图，从图中可以看出3个周期占8.5个格。则一个周期的时间是： T=8.5/3×0.5ms=1.42ms 波形的频率是： f=1/T=1/1.42ms=704Hz。 图3-11 波形图
分组讨 论 一、分组讨论 分组讨论，示波器水平扫描的计算方法 二、学生实践 测量信号的周期和频率
新课讲 授 4．垂直扫描控制 该部分的面板如图3-12所示，其顶端英文“VERTICAL”的中文含义是“垂直”。它有两路输入，CH1（通道1）和CH2（通道2），可以同时测量两路信号。两路输入旋钮的大部分功能是一样的。 图3-12 垂直扫描控制 （1）CH1和CH2：输入信号插座。 插座采用BNC接口，示波器的探头一端为BNC母头，如图3-13所示。BNC接口体积小、传输频率高。使用时将示波器探头BNC母头端接CH1或CH2接口，待测信号通过探头、信号插座输入到示波器的通道1或通道2。 图3-13 BNC母头 （2）AC GND DC：输入耦合方式。 用于选择输入信号与示波器的耦合方式。 AC：交流耦合，信号中的交流成分输入到示波器，信号中的直流成分被隔断，只显示信号的交流信息。 GND：该通道的显示输入端接地，外部信号不能输入到示波器中，只显示一条水平线。 DC：直流耦合，信号的直流和交流成分均输入到示波器，显示信号的所有信息。 （3）ALT /CHOP：交替/断续选择。 ALT：交替扫描方式，扫描完通道1后再扫描通道2，即屏幕上显示一遍通道1的完整图形，再显示通道2的图形。 CHOP：断续扫描方式，先扫描通道1的一部分，再扫描通道2的一部分，再扫描通道1的一部分……两个通道轮换扫描，显示两个通道的波形，主要用于观察频率比较低的扫描波形。如图3-14所示为交替和断续两种扫描方式形成的波形图。 图3-14 交替和断续扫描波形图 （4）POSITION：垂直位置调整。 旋转此旋钮，屏幕上的图形在垂直方向上下移动。 （5）DC BAL：直流平衡调整。 在没有信号输入时，水平扫描线应在屏幕的中间。如果扫描线向上或向下发生偏移，使用此旋钮进行调整。将需要调整通道的输入耦合开关拨动到GND，触发方式为自动，调整此旋钮，将水平线调到屏幕中间位置。此旋钮无须经常调整。 （6）VOLTS/DIV：电压/格。 屏幕垂直方向上一小格代表的电压值。例如，将“电压/格”旋钮旋转至50mV挡，得到如图3-11所示波形图，从图中可以看出波形的峰峰值占4个格。则波形的峰峰值电压是： Vpp=4×50mV=200mV 最大值为： Vp=Vpp/2=200/2=100mV 向数值小的方向旋转，波形幅度变大；反之，波形幅度变小。 （7）VOLTS/DIV微调：电压/格微调。 在VOLTS/DIV旋钮的上面有一个微调旋钮，旋转此旋钮可以微调波形的幅度。当计算波形电压数值时应将此旋钮顺时针旋到锁定位置。 （8）MODE：通道模式选择。 CH1：只显示通道1的波形，不显示通道2的波形。 CH2：只显示通道2的波形，不显示通道1的波形。 DUAL：同时显示通道1和通道2的波形。 ADD：将通道1和通道2的波形相加，再送屏幕上进行显示。 （9）CH2 INV：通道2反相。 按下此键，通道2的信号被反相。如果通道模式“MODE”选择为“ADD”，再按下此按钮，将显示通道1的信号减去通道2的信号之后的波形。
分组讨 论 一、分组讨论 分组讨论，波形幅度的计算方法 二、学生实践 测量信号的幅度
新课讲 授 5．触发选择 触发面板如图3-15所示，其中顶端英文“TRIGGER”的中文含义是“触发”。在信号测量中，触发电路的作用是使水平扫描电路在波形的同一个位置开始扫描，以获得稳定的波形。示波器提供了多种触发选项。 图3-15 触发选择 （1）TRIG.ALT：交替触发按钮。 此键不按下，显示两个通道的信号时，由通道1或通道2的信号产生触发脉冲，从而得到该通道的稳定波形，如果另一个通道的信号与触发脉冲产生通道的信号成比例关系，也可以得到该通道的稳定波形；如果两个通道的信号不相关，则得到一个稳定的波形和一个不稳定的波形。 按下此键，显示两个通道的信号时，触发信号交替来自于两个通道。即显示通道1的波形时，由通道1的信号产生触发脉冲，在屏幕上显示通道1稳定的波形；切换到通道2时，由通道2的信号产生触发脉冲，显示通道2稳定的波形。这样即使两个信号不相关，也能在屏幕上得到两个稳定的波形。 （2）LEVEL：触发电平旋钮。 旋转此旋钮，调节触发电平的高低。触发电平太高，波形可能永远达不到设定的触发电平，处于自由扫描状态，不能得到稳定的波形；触发电平太低，对于复杂的波形一个周期内有多个点超过触发电平。如图3-16所示，在第一个周期内的a和b点均能产生触发脉冲并开始扫描，显示一个不稳定的波形，如图3-17所示。设定合适的触发电平，能够得到稳定的信号波形，如图3-18所示。 图3-16 多点产生触发 图3-17 不稳定的波形 图3-18 稳定的信号波形 （3）MODE：触发模式。 AUTO：自动触发。有输入信号时，示波器正常扫描、显示；没有输入信号，示波器中的定时器自动触发扫描，屏幕上显示水平基线。 NORM：正常。没有输入信号或输入信号太弱不能满足触发条件，示波器不扫描，屏幕上没有任何显示；有输入信号并满足设置的触发条件时，示波器才进行扫描，显示相应波形。 TV-V：场同步触发。用于观察视频信号中一场的波形。外部输入的电视信号送到示波器内，由示波器内的场同步分离电路分离出场同步信号，将场同步信号送至触发电路，触发电路产生与场同步信号同步的触发信号，可以得到稳定的一场视频信号波形。如图3-19所示为电视灰度图像一场视频信号的波形图。 图3-19 电视灰度图像一场视频信号波形图 TV-H：行同步触发。用于观察视频信号中一行的波形。外部输入的电视信号送到示波器内，由示波器内的行同步分离电路分离出行同步信号，将行同步信号送至触发电路，触发电路产生与行同步信号同步的触发信号，可以得到一行稳定的视频信号波形。如图3-20所示为电视灰度图像一行视频信号的波形图。 （4）SLOPE：触发沿选择。 此按钮选择信号的哪个边沿触发扫描，按钮弹起时信号的上升沿触发扫描电路；按钮按下时信号的下降沿触发扫描电路。 图3-20 电视灰度图像一行视频信号波形图 （5）SOURCE：触发源。 CH1：通道1的信号为触发源。可以得到通道1的稳定波形，通道2的波形可能不稳定。 CH2：通道2的信号为触发源。可以得到通道2的稳定波形，通道1的波形可能不稳定。 LINE：电源触发。使用50Hz的市电作为触发信号，主要应用于测量与交流电源有关的信号。例如，在音频功放电路中检查市电的干扰情况。 EXT：外部触发源。触发信号由外部信号源提供，外部触发信号通过“TRIG IN”接口输入。 TRIG IN：外部触发信号输入接口。为BNC接口，接示波器探头。当使用外部信号作为触发源时，外部触发信号通过此接口输入到示波器内部。
分组讨 论 一、分组讨论 分组讨论，示波器有几种触发方式 二、学生实践 更换触发方式，观察波形
实训任务 实训任务：示波器 1．示波器电源指示灯亮，但在屏幕上看不见光点或光线，将亮度调到最大依然无效，还应该调节哪两个旋钮？ 2．读出图3-21所示波形的周期、频率和幅度。“TIME/DIV”旋钮放在2ms位置，“VOLTS/DIV”旋钮放在50mV位置，“SWP.VAR”旋钮放在CAL位置。 图3-21 波形图 3．使用示波器能否测量一节干电池的端电压？应如何操作？ 4．示波器显示的波形太密，应调整哪一个旋钮？如何调整？示波器不能显示一个完整的波形，应调整哪一个旋钮？如何调整？ 5．示波器显示的波形幅度太低，应调整哪一个旋钮？如何调整？ 6．某同学测量一个信号时，将SOURCE（触发源）选择开关拨到了“EXT”（外部触发源），其他选择开关均正确，请问他能观察到什么现象？ 分组实训 40’
课 堂 小 结 本章主要介绍示波器的工作原理，学生需掌握以下内容： 显示调节 标准信号源 水平扫描控制 垂直扫描控制 触发选择 归纳 总结 5’
总计 180’
拓 展提 升 模拟示波器无法记录波形，数字示波器可以记录波形
教学 后记 本次课教学情况总结

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