【上海】在线课程建设视频微课脚本—示波器

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 示波器的诞生背景

在示波器出现以前，人们很难观测到电的快速波动。

1869年，Johann Hittorf (约翰.希托夫)发现了阴极射线。后续的研究发现，阴极射线是电子束，可以在电场和磁场的作用下发生偏转。 在这些研究的基础上，德国科学家Karl Ferdinand Braun(卡尔.费尔南德.布劳恩)于1897年发明了世界上*台阴极射线管示波器。它能够将电信号随时间的变化显示在屏幕上，将看不见的电信号变成看得见的波形，便于我们观察和测量。 Karl Ferdinand Braun(卡尔.费尔南德.布劳恩)，1850年出生于德国的Fulda(富尔达)，1872年在柏林大学获得博士学位，1895年起，担任斯特拉斯堡大学物理系的主任。除了发明阴极射线管示波器，Braun(布劳恩)教授还在无线电通信领域取得了杰出成就，和发明无线电报的Marconi（马可尼）共同获得了1909年的诺贝尔物理学奖。

 示波器的演变

阴极射线管示波器出现之后，人们对它进行了不断的改进，例如采用了高真空阴极射线管，加入扫描、同步、触发控制等。 1946年，Charles Howard Vollum (查尔斯.霍华德.沃勒姆)和Jack Murdock(杰克.默多克)成立了世界上*家生产校准示波器的公司--“Tektronix”(泰克)。 后来，随着数字技术的发展，又出现了更加轻便、功能也更多的数字存储示波器。

在众多创业者中 人们把示波器 万用表 电脑 作为创业初期的必备设备。

 示波器的种类

从工作原理上，示波器可主要分为模拟示波器和数字示波器2种： 其中，模拟示波器是用接收到的模拟电压信号控制示波管中电子束的偏转，进而影响显示屏上光点的位置。 数字示波器则是先将接收到的模拟电信号用模/数转换设备转化为数字信号，经过进一步处理之后，再显示在液晶显示屏上。 

 图解工作原理

模拟示波器主要包括示波管和控制电路。 示波管由电子枪，偏转极，和荧光屏组成，封装在高真空的玻璃泡中。 示波器工作时，灯丝通入电流后发热，使阴极发射电子。栅极控制电子流的强度；阳极令电子流加速并聚焦，形成电子束。两对互相垂直的偏转板控制电子束的偏转。电子束打到荧光屏上，使荧光物质发光，产生亮点。 将电压信号加到垂直偏转板上，光点就根据电压的瞬时值作上下移动；如果在水平偏转板上，加上与时间成正比变化的锯齿波形电压信号，光点就匀速地从左到右扫描。这样，在荧光屏上，光点就描绘出电压信号随时间变化的曲线。 数字存储示波器的工作原理： 信号进入示波器后，高速 模/数 转换器将模拟信号快速采样，存储其数字化信号。并利用数字信号处理技术对所存储的数据进行实时快速处理，得到信号的波形及其参数，再由显示器显示，从而实现模拟示波器功能。数字示波器测量精度高，还可以存储和调用显示特定时刻信号。

 规范使用

示波器的前面板通常由显示屏和若干按钮、旋钮组成。信号就显示在显示屏上。 以Rigo DS2000（瑞狗DS两千）数字示波器为例。 主显示屏：显示波形和相关信息控制部分，主要有三个部分： 垂直控制区：分别调节2个通道的电压放大率和垂直方向平移。 时基控制区：调节时间轴的缩放和平移。 触发控制区：调节触发源、触发电平等。

 加深重点

示波器一种电子仪器，用来观察和测量随时间变化的电压信号。在连接电路时，需要将信号输入端和待测部分并联。 示波器可分为模拟示波器和数字示波器2类。高端的模拟示波器频带宽、失真小，用于高要求的科研场合；数字示波器轻便、功能多，广泛用于工业、医疗、科研、教学等多种场合。 示波器的基本用法包括正确使用时间、电压、和触发调节功能。通常有电压-时间模式和X-Y显示模式。 

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