3.2.2用示波器测量时间(本文内容选自高等教育出版社《大学物理实验》)示波器是利用示波管内电子束在电场(或磁场)中的偏转,显示随时间变化的电信号的一种观测仪器。它不仅可以定性观察电路(或元件)的动态过程,而且可以定量测各种电学量,如电压、电流、周期、波形的宽度及上升时间(或下降时间)等。还可以用来做其他显示设备,如晶体管特性曲线、雷达信号等。配上各种传感器,还可以用于各种非电量测量,如压力、声光信号、生物体的物理量(心电、脑电、血压等)。自1931年美国研制出第一台示波器至今已有70年,它在各个研究领域都获得了广泛的应用,示波器本身也发展成多种类型,例如慢扫描示波器、各种频率范围的示波器、取样示波器记忆示波器等,已成为科学研究、实验教学、医药卫生、电工电子和仪器仪表等各个研究领域和行业最常用的仪器之一。本实验的目的是了解示波器的基本原理和结构,学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数。实验原理1.示波器的基本结构示波器的结构如图3.2.2-1所示,由示波管(又称阴极射线管)、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。为了适用于多种量程,对于不同大小的信号,经衰减器分压后,得到大小相同的信号,经放大器放大后产生最大约20V左右的电压送至示波管的偏转板。示波管是示波器的基本构件,它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成,被封装在高真空的玻璃管内,其结构如图3.2.2-2所示。电子枪是示波管的核心部分,它由阴极、栅极和阳极构成。(1)阴极——阴极的射线源:由灯丝(F)和阴极(K)构成,阴极表面涂有脱出功较低的钡、锶氧化物,灯丝通电后,阴极被加热,大量的电子从阴极表面逸出,在真空中自由运动从而实现电子发射。(2)栅极——辉度控制:由第一栅极G1(又称控制级)和第二栅极G2(又称前加速级)构成,栅极1是一个顶部有小孔的金属圆筒,它的电位低于阴极,具有反推电子的作用,只有少量电子能通过栅极,调节栅极电压可控制通过栅极的电子束的强弱,从而实现辉度调节。在G1的控制下,只有少量电子通过栅极,G2与A2相连,所加电位比A1高,G2的正电位对阴极发射的电子奔向荧光屏起加速作用。(3)第一阳极——聚焦:第一阳极(A1)呈圆柱形(或圆形),有好几个间壁,第一阳极上加有几百伏的电压,形成一个聚焦的电场,当电子束通过此聚焦电场时,在电场力的作用下,电子汇合于一点,结果在荧光屏上得到一个又小又亮的光点,调节加在A1上的电压可以达...