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示波器
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示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。在被測信號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。
詳(xiang)細(xi)介紹(shao) PROFILE +

簡介

示波(bo)器(qi)(qi)(qi)是一種(zhong)用來測(ce)量交流(liu)電(dian)(dian)或(huo)脈沖電(dian)(dian)流(liu)波(bo)的形狀的儀器(qi)(qi)(qi),由電(dian)(dian)子管放(fang)大器(qi)(qi)(qi)、掃描振(zhen)蕩器(qi)(qi)(qi)、陰(yin)極(ji)射線管等組(zu)成。除觀(guan)測(ce)電(dian)(dian)流(liu)的波(bo)形外,還可(ke)以測(ce)定頻率、電(dian)(dian)壓強度等。凡(fan)可(ke)以變為電(dian)(dian)效應(ying)的周期性物理過(guo)程都(dou)可(ke)以用示波(bo)器(qi)(qi)(qi)進(jin)行觀(guan)測(ce)。

分類

按照信號的不同分類

模擬示波器采用的(de)是模擬電路(示波管,其(qi)基礎是電子(zi)(zi)槍)電子(zi)(zi)槍向(xiang)屏(ping)幕(mu)發射(she)電子(zi)(zi),發射(she)的(de)電子(zi)(zi)經聚焦形成電子(zi)(zi)束(shu),并打到屏(ping)幕(mu)上。屏(ping)幕(mu)的(de)內表面涂有熒(ying)光(guang)物質,這樣電子(zi)(zi)束(shu)打中(zhong)的(de)點就會發出光(guang)來。

數字示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)則(ze)是(shi)數據采集,A/D轉(zhuan)(zhuan)換(huan),軟件編程等一(yi)系列的技(ji)術(shu)制造出來的高性能示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)。數字示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)的工作方式是(shi)通過模(mo)擬轉(zhuan)(zhuan)換(huan)器(qi)(qi)(ADC)把(ba)被測電(dian)壓轉(zhuan)(zhuan)換(huan)為(wei)數字信息(xi)。數字示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)捕獲(huo)的是(shi)波(bo)(bo)(bo)形(xing)的一(yi)系列樣(yang)值,并對樣(yang)值進(jin)行存儲,存儲限度(du)是(shi)判斷累計的樣(yang)值是(shi)否能描(miao)繪出波(bo)(bo)(bo)形(xing)為(wei)止,隨后(hou),數字示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)重(zhong)構波(bo)(bo)(bo)形(xing)。數字示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)可以分(fen)為(wei)數字存儲示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(DSO),數字熒光示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(DPO)和采樣(yang)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)。

模擬示(shi)(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)要(yao)提高(gao)帶寬(kuan),需要(yao)示(shi)(shi)(shi)(shi)波(bo)管、垂直放(fang)大(da)和(he)水(shui)平掃描全(quan)面(mian)推進。數(shu)(shu)字示(shi)(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)要(yao)改善帶寬(kuan)只需要(yao)提高(gao)前端的(de)A/D轉換器(qi)的(de)性能(neng)(neng),對示(shi)(shi)(shi)(shi)波(bo)管和(he)掃描電路沒有特殊(shu)要(yao)求。加上(shang)數(shu)(shu)字示(shi)(shi)(shi)(shi)波(bo)管能(neng)(neng)充分(fen)利用記憶、存儲和(he)處理(li),以及多(duo)種觸發和(he)超前觸發能(neng)(neng)力(li)。廿世紀八十年代數(shu)(shu)字示(shi)(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)異軍(jun)突起(qi),成果累(lei)累(lei),大(da)有全(quan)面(mian)取代模擬示(shi)(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)之勢,模擬示(shi)(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)的(de)確從(cong)前臺退到后臺。

按照結構和性能不同分類

①普通(tong)示波器。電(dian)路結(jie)構簡單(dan),頻帶較窄,掃描線性差,僅(jin)用于觀察(cha)波形。

②多(duo)用(yong)示波器。頻帶較寬,掃描線性好,能對直流、低頻、高頻、超高頻信號和(he)脈(mo)沖信號進行定量測試(shi)。借助(zhu)幅度校(xiao)準器和(he)時間校(xiao)準器,測量的準確度可達(da)±5%。

③多線示(shi)波器。采(cai)用多束示(shi)波管(guan),能在熒光屏上同(tong)(tong)時顯示(shi)兩個(ge)以上同(tong)(tong)頻信號的波形,沒有時差(cha),時序(xu)關系準確。

④多蹤示波器。具有電子開關和門(men)控電路(lu)的(de)結構,可在(zai)單束示波管的(de)熒光屏上同(tong)時顯示兩個以上同(tong)頻信號的(de)波形(xing)。但存在(zai)時差(cha),時序關系(xi)不準確。

⑤取樣(yang)(yang)示波(bo)器。采用取樣(yang)(yang)技術將高頻信(xin)號轉(zhuan)換(huan)成模(mo)擬低頻信(xin)號進行顯示,有效頻帶可達GHz級。

⑥記憶示波(bo)器。采用存(cun)(cun)儲示波(bo)管(guan)(guan)或數字存(cun)(cun)儲技術(shu),將(jiang)單次(ci)電(dian)信(xin)號(hao)瞬變過程、非(fei)周(zhou)期現象和(he)超低頻信(xin)號(hao)長時間保留(liu)在示波(bo)管(guan)(guan)的熒光屏上或存(cun)(cun)儲在電(dian)路中,以供重復測試。

⑦數(shu)字示(shi)(shi)波(bo)器。內部帶有微處理(li)器,外(wai)部裝有數(shu)字顯(xian)示(shi)(shi)器,有的(de)(de)產(chan)品在示(shi)(shi)波(bo)管熒光(guang)屏上(shang)既可顯(xian)示(shi)(shi)波(bo)形,又(you)可顯(xian)示(shi)(shi)字符。被測信號經模一數(shu)變換器(A/D變換器)送(song)入數(shu)據(ju)存儲器,通過鍵盤操作,可對捕(bu)獲的(de)(de)波(bo)形參數(shu)的(de)(de)數(shu)據(ju),進行加、減、乘、除、求平均(jun)值(zhi)、求平方根值(zhi)、求均(jun)方根值(zhi)等(deng)的(de)(de)運算,并顯(xian)示(shi)(shi)出(chu)答案(an)數(shu)字。

基本構成

顯示電路

顯(xian)示電路(lu)包括示波管(guan)及其控制電路(lu)兩(liang)個部分。示波管(guan)是(shi)一種(zhong)特殊(shu)的電子(zi)管(guan),是(shi)示波器一個重要組(zu)成(cheng)部分。示波管(guan)由電子(zi)槍、偏轉系統和(he)熒(ying)光屏3個部分組(zu)成(cheng)。

(1)電子槍

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子槍(qiang)用于產(chan)生并形成高速、聚(ju)束(shu)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子流,去(qu)轟(hong)擊熒光(guang)(guang)屏(ping)使之發(fa)光(guang)(guang)。它主要由燈絲F、陰(yin)極(ji)K、控制(zhi)極(ji)G、第一(yi)陽(yang)(yang)極(ji)A1、第二陽(yang)(yang)極(ji)A2組成。除燈絲外,其余電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)結構都為(wei)金屬圓筒,且它們的(de)軸心都保持(chi)在同一(yi)軸線上。陰(yin)極(ji)被(bei)加熱后(hou),可(ke)(ke)沿軸向發(fa)射電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子;控制(zhi)極(ji)相對陰(yin)極(ji)來說(shuo)是負電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位,改(gai)變電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位可(ke)(ke)以(yi)改(gai)變通過控制(zhi)極(ji)小孔的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子數目,也(ye)就是控制(zhi)熒光(guang)(guang)屏(ping)上光(guang)(guang)點的(de)亮度。為(wei)了提高屏(ping)上光(guang)(guang)點亮度,又(you)不降低對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子束(shu)偏轉(zhuan)的(de)靈敏度,現代示波(bo)管中,在偏轉(zhuan)系統和熒光(guang)(guang)屏(ping)之間(jian)還加上一(yi)個后(hou)加速電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)A3。

第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)對陰極(ji)(ji)(ji)(ji)而(er)言加(jia)有(you)約幾百伏的(de)(de)正(zheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。在第(di)(di)(di)(di)二(er)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)上加(jia)有(you)一(yi)(yi)(yi)個比(bi)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)更高的(de)(de)正(zheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。穿(chuan)過控制(zhi)極(ji)(ji)(ji)(ji)小孔(kong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu),在第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)和第(di)(di)(di)(di)二(er)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)作用(yong)下,得到(dao)加(jia)速,向熒光屏(ping)方向作高速運動(dong)。由于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)的(de)(de)同性相斥,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)會逐漸散開。通過第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)、第(di)(di)(di)(di)二(er)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)之間電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)聚焦(jiao)作用(yong),使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)重新(xin)聚集起來并交匯于(yu)一(yi)(yi)(yi)點(dian)(dian)。適當(dang)控制(zhi)第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)和第(di)(di)(di)(di)二(er)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)之間電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)差的(de)(de)大小,便能使(shi)焦(jiao)點(dian)(dian)剛(gang)好落在熒光屏(ping)上,顯現一(yi)(yi)(yi)個光亮細小的(de)(de)圓(yuan)點(dian)(dian)。改變第(di)(di)(di)(di)一(yi)(yi)(yi)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)和第(di)(di)(di)(di)二(er)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)之間的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)差,可起調節光點(dian)(dian)聚焦(jiao)的(de)(de)作用(yong),這(zhe)就是示(shi)波器的(de)(de)“聚焦(jiao)”和“輔助(zhu)聚焦(jiao)”調節的(de)(de)原理(li)。第(di)(di)(di)(di)三(san)陽(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)(ji)是示(shi)波管錐體(ti)內部涂上一(yi)(yi)(yi)層石墨形(xing)成的(de)(de),通常加(jia)有(you)很高的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya),它(ta)有(you)三(san)個作用(yong):①使(shi)穿(chuan)過偏轉(zhuan)系統(tong)以后的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)進一(yi)(yi)(yi)步加(jia)速,使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)有(you)足(zu)夠的(de)(de)能量去轟擊(ji)熒光屏(ping),以獲(huo)得足(zu)夠的(de)(de)亮度(du);②石墨層涂在整個錐體(ti)上,能起到(dao)屏(ping)蔽作用(yong);③電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)轟擊(ji)熒光屏(ping)會產(chan)生二(er)次電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi),處于(yu)高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)A3可吸收(shou)這(zhe)些電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)。

(2)偏轉系統

示波(bo)管的(de)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系統大(da)都是靜(jing)電(dian)(dian)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)式,它由兩對相互垂(chui)直(zhi)的(de)平(ping)行金屬板(ban)組成(cheng),分別(bie)稱(cheng)為水平(ping)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)和(he)垂(chui)直(zhi)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)。分別(bie)控制電(dian)(dian)子(zi)束在水平(ping)方(fang)向(xiang)和(he)垂(chui)直(zhi)方(fang)向(xiang)的(de)運動。當電(dian)(dian)子(zi)在偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)之(zhi)間運動時,如(ru)果偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)上沒有(you)加電(dian)(dian)壓(ya),偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)之(zhi)間無(wu)電(dian)(dian)場,離開第二陽極(ji)后進(jin)入(ru)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系統的(de)電(dian)(dian)子(zi)將沿軸向(xiang)運動,射(she)向(xiang)屏(ping)幕的(de)中心。如(ru)果偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)上有(you)電(dian)(dian)壓(ya),偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)之(zhi)間則有(you)電(dian)(dian)場,進(jin)入(ru)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系統的(de)電(dian)(dian)子(zi)會在偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)電(dian)(dian)場的(de)作用下射(she)向(xiang)熒光屏(ping)的(de)指定(ding)位置(zhi)。

如(ru)果兩塊偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)互(hu)相平行(xing),并(bing)且它(ta)們的電位差(cha)等于(yu)零,那么通過偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)空(kong)間(jian)(jian)的,具有(you)(you)速度υ的電子(zi)束就會(hui)沿(yan)(yan)著(zhu)(zhu)(zhu)原方(fang)向(設為軸線(xian)方(fang)向)運動(dong),并(bing)打(da)在(zai)(zai)熒光(guang)(guang)屏的坐標原點(dian)上(shang)。如(ru)果兩塊偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)之(zhi)間(jian)(jian)存在(zai)(zai)著(zhu)(zhu)(zhu)恒(heng)定的電位差(cha),則偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)間(jian)(jian)就形成一個(ge)電場,這個(ge)電場與(yu)電子(zi)的運動(dong)方(fang)向相垂直,于(yu)是電子(zi)就朝著(zhu)(zhu)(zhu)電位比(bi)較(jiao)高(gao)的偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。這樣,在(zai)(zai)兩偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)之(zhi)間(jian)(jian)的空(kong)間(jian)(jian),電子(zi)就沿(yan)(yan)著(zhu)(zhu)(zhu)拋物線(xian)在(zai)(zai)這一點(dian)上(shang)做(zuo)切線(xian)運動(dong)。最后(hou),電子(zi)降(jiang)落(luo)在(zai)(zai)熒光(guang)(guang)屏上(shang)的A點(dian),這個(ge)A點(dian)距(ju)離(li)熒光(guang)(guang)屏原點(dian)(0)有(you)(you)一段距(ju)離(li),這段距(ju)離(li)稱(cheng)為偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)量(liang),用y表(biao)示。偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)量(liang)y與(yu)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)所(suo)加(jia)的電壓Vy成正比(bi)。同理,在(zai)(zai)水平偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)加(jia)有(you)(you)直流電壓時,也發生(sheng)類似情況(kuang),只(zhi)是光(guang)(guang)點(dian)在(zai)(zai)水平方(fang)向上(shang)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。

(3)熒光屏

熒(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)屏位于示(shi)波(bo)管的(de)(de)終端(duan),它(ta)的(de)(de)作用是將(jiang)偏轉后的(de)(de)電(dian)子束(shu)顯(xian)示(shi)出來,以便觀察。在示(shi)波(bo)器的(de)(de)熒(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)屏內壁(bi)涂(tu)有(you)一層發光(guang)(guang)物(wu)質,因(yin)而(er),熒(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)屏上(shang)(shang)受到高速電(dian)子沖擊(ji)的(de)(de)地點(dian)(dian)就顯(xian)現出熒(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)。此時光(guang)(guang)點(dian)(dian)的(de)(de)亮(liang)度決定(ding)于電(dian)子束(shu)的(de)(de)數目(mu)、密度及其速度。改變(bian)控制極的(de)(de)電(dian)壓時,電(dian)子束(shu)中電(dian)子的(de)(de)數目(mu)將(jiang)隨之改變(bian),光(guang)(guang)點(dian)(dian)亮(liang)度也(ye)就改變(bian)。在使(shi)用示(shi)波(bo)器時,不宜讓很亮(liang)的(de)(de)光(guang)(guang)點(dian)(dian)固定(ding)出現在示(shi)波(bo)管熒(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)屏一個(ge)位置(zhi)上(shang)(shang),否(fou)則該點(dian)(dian)熒(ying)(ying)(ying)光(guang)(guang)物(wu)質將(jiang)因(yin)長期受電(dian)子沖擊(ji)而(er)燒壞,從而(er)失去發光(guang)(guang)能力。

涂有不(bu)同(tong)熒光物質(zhi)的(de)(de)(de)熒光屏,在受電子(zi)沖擊時將顯示出不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)顏色(se)和不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)余(yu)(yu)輝(hui)時間,通常供觀(guan)察一般信(xin)號(hao)波(bo)(bo)(bo)形(xing)用(yong)的(de)(de)(de)是發(fa)綠光的(de)(de)(de),屬中(zhong)余(yu)(yu)輝(hui)示波(bo)(bo)(bo)管(guan)(guan),供觀(guan)察非(fei)周期性及低頻信(xin)號(hao)用(yong)的(de)(de)(de)是發(fa)橙(cheng)黃(huang)色(se)光的(de)(de)(de),屬長余(yu)(yu)輝(hui)示波(bo)(bo)(bo)管(guan)(guan);供照相用(yong)的(de)(de)(de)示波(bo)(bo)(bo)器中(zhong),一般都采用(yong)發(fa)藍(lan)色(se)的(de)(de)(de)短余(yu)(yu)輝(hui)示波(bo)(bo)(bo)管(guan)(guan)。

Y軸放大電路

由于示波(bo)管(guan)的偏轉(zhuan)靈敏度甚低,例如常用(yong)的示波(bo)管(guan)13SJ38J型,其垂(chui)直(zhi)偏轉(zhuan)靈敏度為0.86mm/V(約12V電(dian)壓(ya)產生1cm的偏轉(zhuan)量),所(suo)以一般的被測信號電(dian)壓(ya)都(dou)要(yao)先經(jing)過垂(chui)直(zhi)放(fang)大電(dian)路的放(fang)大,再加(jia)到(dao)(dao)示波(bo)管(guan)的垂(chui)直(zhi)偏轉(zhuan)板上,以得到(dao)(dao)垂(chui)直(zhi)方向的適當大小的圖形。

X軸放大電路

由于示(shi)波管水平(ping)(ping)(ping)方向的(de)偏轉(zhuan)靈敏(min)度也(ye)很低,所以接入(ru)示(shi)波管水平(ping)(ping)(ping)偏轉(zhuan)板的(de)電(dian)(dian)壓(ya)(鋸(ju)齒(chi)波電(dian)(dian)壓(ya)或其它電(dian)(dian)壓(ya))也(ye)要先經過(guo)水平(ping)(ping)(ping)放大電(dian)(dian)路的(de)放大以后(hou),再加到(dao)示(shi)波管的(de)水平(ping)(ping)(ping)偏轉(zhuan)板上(shang),以得到(dao)水平(ping)(ping)(ping)方向適當大小的(de)圖形。

掃描同步電路

掃(sao)描(miao)電(dian)(dian)(dian)路產生(sheng)一(yi)個(ge)鋸(ju)齒波(bo)電(dian)(dian)(dian)壓。該鋸(ju)齒波(bo)電(dian)(dian)(dian)壓的(de)頻率能(neng)在一(yi)定的(de)范圍內連續可調。鋸(ju)齒波(bo)電(dian)(dian)(dian)壓的(de)作(zuo)用是使示(shi)波(bo)管陰極發出的(de)電(dian)(dian)(dian)子束在熒(ying)(ying)光屏上形成周期性的(de)、與時間(jian)成正比的(de)水平(ping)位移,即(ji)形成時間(jian)基(ji)線(xian)。這樣(yang),才能(neng)把加(jia)在垂直(zhi)方向的(de)被(bei)測信號按時間(jian)的(de)變化波(bo)形展現在熒(ying)(ying)光屏上。

電源供給電路

電(dian)源(yuan)供給(gei)電(dian)路(lu):供給(gei)垂直(zhi)與(yu)水平放大(da)電(dian)路(lu)、掃描與(yu)同步電(dian)路(lu)以及示波管與(yu)控制電(dian)路(lu)所需的負(fu)高壓(ya)、燈絲電(dian)壓(ya)等。

由示(shi)波(bo)器(qi)的(de)(de)(de)原(yuan)理功能可見,被測信(xin)號電(dian)(dian)壓(ya)加(jia)(jia)到示(shi)波(bo)器(qi)的(de)(de)(de)Y軸輸入(ru)端(duan),經垂直放大電(dian)(dian)路加(jia)(jia)于(yu)(yu)示(shi)波(bo)管的(de)(de)(de)垂直偏轉板。示(shi)波(bo)管的(de)(de)(de)水(shui)平偏轉電(dian)(dian)壓(ya),雖然多數情況都采(cai)用(yong)(yong)(yong)鋸齒(chi)電(dian)(dian)壓(ya)(用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)觀察波(bo)形時(shi)),但有時(shi)也采(cai)用(yong)(yong)(yong)其(qi)它(ta)(ta)的(de)(de)(de)外加(jia)(jia)電(dian)(dian)壓(ya)(用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)測量頻率、相位差(cha)等時(shi)),因此在水(shui)平放大電(dian)(dian)路輸入(ru)端(duan)有一個水(shui)平信(xin)號選擇開關,以便按照需要選用(yong)(yong)(yong)示(shi)波(bo)器(qi)內部的(de)(de)(de)鋸齒(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya),或選用(yong)(yong)(yong)外加(jia)(jia)在X軸輸入(ru)端(duan)上的(de)(de)(de)其(qi)它(ta)(ta)電(dian)(dian)壓(ya)來作為水(shui)平偏轉電(dian)(dian)壓(ya)。

此外,為(wei)了使熒(ying)光屏上(shang)顯示(shi)(shi)的(de)(de)圖形保持(chi)穩(wen)定,要(yao)求鋸(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)壓信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)頻(pin)率和被測信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)頻(pin)率保持(chi)同(tong)(tong)(tong)步(bu)。這樣(yang),不僅要(yao)求鋸(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo)電(dian)(dian)壓的(de)(de)頻(pin)率能(neng)連(lian)續調節,而(er)且(qie)在產(chan)(chan)生(sheng)鋸(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)電(dian)(dian)路(lu)上(shang)還要(yao)輸(shu)入一(yi)(yi)個(ge)同(tong)(tong)(tong)步(bu)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)。這樣(yang),對于(yu)只能(neng)產(chan)(chan)生(sheng)連(lian)續掃(sao)描(miao)(即產(chan)(chan)生(sheng)周而(er)復始、連(lian)續不斷的(de)(de)鋸(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo))一(yi)(yi)種(zhong)(zhong)狀態的(de)(de)簡易(yi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(如國產(chan)(chan)SB10型(xing)(xing)等(deng)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi))而(er)言(yan),需要(yao)在其掃(sao)描(miao)電(dian)(dian)路(lu)上(shang)輸(shu)入一(yi)(yi)個(ge)與被觀察信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)頻(pin)率相關(guan)(guan)的(de)(de)同(tong)(tong)(tong)步(bu)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao),以牽制(zhi)鋸(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)振蕩頻(pin)率。對于(yu)具(ju)有等(deng)待(dai)掃(sao)描(miao)功(gong)能(neng)(即平時不產(chan)(chan)生(sheng)鋸(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo),當被測信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)來(lai)到(dao)時才產(chan)(chan)生(sheng)一(yi)(yi)個(ge)鋸(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo),進(jin)行一(yi)(yi)次掃(sao)描(miao))的(de)(de)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(如國產(chan)(chan)ST-16型(xing)(xing)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)、SR-8型(xing)(xing)雙蹤示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)等(deng))為(wei)了適(shi)應各種(zhong)(zhong)需要(yao),同(tong)(tong)(tong)步(bu)(或觸發)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)可通過同(tong)(tong)(tong)步(bu)或觸發信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)選(xuan)擇(ze)開關(guan)(guan)來(lai)選(xuan)擇(ze),通常來(lai)源有3個(ge):

①從垂直放大(da)電路引來被測信(xin)號作(zuo)為同(tong)步(bu)(或觸(chu)(chu)發(fa)(fa))信(xin)號,此(ci)信(xin)號稱(cheng)為“內同(tong)步(bu)”(或“內觸(chu)(chu)發(fa)(fa)”)信(xin)號;

②引入(ru)某種相關的外(wai)(wai)加信(xin)號(hao)(hao)為(wei)(wei)同(tong)步(或觸發)信(xin)號(hao)(hao),此(ci)信(xin)號(hao)(hao)稱為(wei)(wei)“外(wai)(wai)同(tong)步”(或“外(wai)(wai)觸發”)信(xin)號(hao)(hao),該信(xin)號(hao)(hao)加在外(wai)(wai)同(tong)步(或外(wai)(wai)觸發)輸入(ru)端(duan);

③有些(xie)示波器的同(tong)(tong)(tong)步信(xin)號選擇開關還有一檔“電源同(tong)(tong)(tong)步”,是由(you)220V,50Hz電源電壓(ya),通過(guo)變壓(ya)器次級降(jiang)壓(ya)后作為(wei)同(tong)(tong)(tong)步信(xin)號。

基本原理

波形顯示

由(you)示波管的原理可(ke)知,一(yi)個(ge)(ge)(ge)直流(liu)電壓加(jia)到(dao)一(yi)對(dui)偏(pian)轉板(ban)上時,將使光點在熒(ying)光屏上產生(sheng)一(yi)個(ge)(ge)(ge)固定位移,該位移的大(da)小與所加(jia)直流(liu)電壓成正比。如果分(fen)別(bie)將兩個(ge)(ge)(ge)直流(liu)電壓同時加(jia)到(dao)垂直和水(shui)平兩對(dui)偏(pian)轉板(ban)上,則熒(ying)光屏上的光點位置(zhi)就由(you)兩個(ge)(ge)(ge)方向的位移所共同決定。

如(ru)果(guo)將一個正(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)加(jia)(jia)(jia)到一對(dui)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)時(shi),光(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)將隨電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化而移(yi)(yi)動(dong)。當垂直(zhi)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)加(jia)(jia)(jia)一個正(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)時(shi),在(zai)(zai)(zai)時(shi)間(jian)(jian)t=0的(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)(jian),電(dian)(dian)壓(ya)為Vo(零值(zhi)(zhi)(zhi)),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)置在(zai)(zai)(zai)坐(zuo)(zuo)(zuo)標原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)0上(shang)(shang)(shang),在(zai)(zai)(zai)時(shi)間(jian)(jian)t=1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)(jian),電(dian)(dian)壓(ya)為V1(正(zheng)(zheng)(zheng)值(zhi)(zhi)(zhi)),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)坐(zuo)(zuo)(zuo)標原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)0點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)1上(shang)(shang)(shang),位(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小正(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)于(yu)電(dian)(dian)壓(ya)V1;在(zai)(zai)(zai)時(shi)間(jian)(jian)t=2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)(jian),電(dian)(dian)壓(ya)為V2(最(zui)大正(zheng)(zheng)(zheng)值(zhi)(zhi)(zhi)),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)坐(zuo)(zuo)(zuo)標原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)0點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang),位(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離(li)正(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)于(yu)電(dian)(dian)壓(ya)V2;以(yi)此類推(tui),在(zai)(zai)(zai)時(shi)間(jian)(jian)t=3,t=4,…,t=8的(de)(de)(de)(de)(de)(de)各個瞬(shun)間(jian)(jian),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)置分別為3、4、…、8點(dian)(dian)(dian)(dian)。在(zai)(zai)(zai)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第(di)二個周(zhou)期、第(di)三個周(zhou)期……都(dou)將重復第(di)一個周(zhou)期的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)。如(ru)果(guo)此時(shi)加(jia)(jia)(jia)在(zai)(zai)(zai)垂直(zhi)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)之頻(pin)(pin)率很低,僅(jin)為lHz~2Hz,那么,在(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)便會看(kan)見一個上(shang)(shang)(shang)下移(yi)(yi)動(dong)著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)。這光(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)距離(li)坐(zuo)(zuo)(zuo)標原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)時(shi)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)值(zhi)(zhi)(zhi)將與加(jia)(jia)(jia)在(zai)(zai)(zai)垂直(zhi)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)瞬(shun)時(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)成正(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)。如(ru)果(guo)加(jia)(jia)(jia)在(zai)(zai)(zai)垂直(zhi)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)頻(pin)(pin)率在(zai)(zai)(zai)10Hz~20Hz以(yi)上(shang)(shang)(shang),則由于(yu)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)余(yu)輝現象和人眼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)覺暫留現象,在(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)看(kan)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)就(jiu)不(bu)是(shi)一個上(shang)(shang)(shang)下移(yi)(yi)動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian),而是(shi)一根(gen)垂直(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮(liang)線了。該亮(liang)線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)長短在(zai)(zai)(zai)示波器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)放大增益一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang)下決定于(yu)正(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)峰(feng)一峰(feng)值(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大小。如(ru)果(guo)在(zai)(zai)(zai)水平偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)加(jia)(jia)(jia)一個正(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)壓(ya),則會產(chan)生(sheng)相類似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)(kuang),只(zhi)是(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)水平軸上(shang)(shang)(shang)移(yi)(yi)動(dong)罷了。

如果將一(yi)(yi)隨(sui)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)線(xian)(xian)性(xing)變化的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(如鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya))加(jia)到一(yi)(yi)對偏(pian)轉(zhuan)板上(shang)(shang)(shang)(shang),則(ze)(ze)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)又(you)會怎(zen)樣移(yi)(yi)動呢?當水平(ping)(ping)偏(pian)轉(zhuan)板上(shang)(shang)(shang)(shang)有鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)t=0瞬間(jian)(jian),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)為(wei)Vo(最(zui)(zui)大負(fu)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)坐(zuo)標(biao)原點(dian)(dian)(dian)(dian)左(zuo)(zuo)側的(de)(de)(de)(de)(de)起(qi)始(shi)(shi)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)(shang)),位(wei)(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離正比于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)Vo;在(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)t=1的(de)(de)(de)(de)(de)瞬間(jian)(jian),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)為(wei)V1(負(fu)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)坐(zuo)標(biao)原點(dian)(dian)(dian)(dian)左(zuo)(zuo)方的(de)(de)(de)(de)(de)1點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)(shang),位(wei)(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)離正比于電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)V1;以此(ci)(ci)(ci)類推,在(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)t=2,t=3,...,t=8的(de)(de)(de)(de)(de)各個(ge)(ge)(ge)(ge)瞬間(jian)(jian),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)對應位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)是(shi)2、3、…、8各點(dian)(dian)(dian)(dian)。在(zai)(zai)(zai)t=8這(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)瞬間(jian)(jian),鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)由最(zui)(zui)大正值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)V8躍變到最(zui)(zui)大負(fu)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)Vo,則(ze)(ze)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)從8點(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)其迅速(su)(su)地(di)(di)向(xiang)左(zuo)(zuo)移(yi)(yi)到起(qi)始(shi)(shi)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)。如果鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)是(shi)周期(qi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de),則(ze)(ze)在(zai)(zai)(zai)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)第二個(ge)(ge)(ge)(ge)周期(qi)、第三個(ge)(ge)(ge)(ge)周期(qi)、……都(dou)將重(zhong)復第一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)周期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)情形。如果此(ci)(ci)(ci)時(shi)(shi)(shi)加(jia)在(zai)(zai)(zai)水平(ping)(ping)偏(pian)轉(zhuan)板上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)頻率(lv)很低(di),僅為(wei)1Hz~2Hz,在(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)便會看(kan)(kan)見光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)自左(zuo)(zuo)邊起(qi)始(shi)(shi)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)向(xiang)右邊8點(dian)(dian)(dian)(dian)處(chu)勻速(su)(su)地(di)(di)移(yi)(yi)動,隨(sui)后光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)又(you)從右邊8點(dian)(dian)(dian)(dian)處(chu)極(ji)其迅速(su)(su)地(di)(di)移(yi)(yi)動到左(zuo)(zuo)邊起(qi)始(shi)(shi)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)。上(shang)(shang)(shang)(shang)述這(zhe)個(ge)(ge)(ge)(ge)過程稱(cheng)為(wei)掃(sao)描。在(zai)(zai)(zai)水平(ping)(ping)軸加(jia)有周期(qi)性(xing)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi),掃(sao)描將周而(er)復始(shi)(shi)地(di)(di)進行下去。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)距(ju)離起(qi)始(shi)(shi)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)瞬時(shi)(shi)(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),將與(yu)加(jia)在(zai)(zai)(zai)偏(pian)轉(zhuan)板上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)瞬時(shi)(shi)(shi)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)成正比。如果加(jia)在(zai)(zai)(zai)偏(pian)轉(zhuan)板上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)頻率(lv)在(zai)(zai)(zai)10Hz~20Hz以上(shang)(shang)(shang)(shang),則(ze)(ze)由于熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏的(de)(de)(de)(de)(de)余輝現(xian)(xian)象和人眼的(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)覺暫留(liu)現(xian)(xian)象,就(jiu)看(kan)(kan)到一(yi)(yi)根水平(ping)(ping)亮(liang)線(xian)(xian),該水平(ping)(ping)亮(liang)線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)長度,在(zai)(zai)(zai)示波(bo)(bo)器水平(ping)(ping)放大增(zeng)益(yi)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下決(jue)定(ding)于鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),鋸(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)與(yu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)變化成正比的(de)(de)(de)(de)(de),而(er)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)移(yi)(yi)又(you)是(shi)與(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)成正比的(de)(de)(de)(de)(de),因此(ci)(ci)(ci)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)水平(ping)(ping)亮(liang)線(xian)(xian)可以代(dai)表時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)軸。在(zai)(zai)(zai)此(ci)(ci)(ci)亮(liang)線(xian)(xian)上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)任何(he)相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)段都(dou)代(dai)表相(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)段時(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)。

如果將被測(ce)信(xin)(xin)(xin)號電壓(ya)加到垂(chui)直(zhi)偏轉板(ban)上(shang),鋸齒波(bo)(bo)掃(sao)描(miao)電壓(ya)加到水平偏轉板(ban)上(shang),而且被測(ce)信(xin)(xin)(xin)號電壓(ya)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)等于鋸齒波(bo)(bo)掃(sao)描(miao)電壓(ya)的(de)(de)(de)(de)頻率(lv),則熒(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)將顯示出(chu)一(yi)個周(zhou)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)被測(ce)信(xin)(xin)(xin)號電壓(ya)隨時間(jian)變(bian)化的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)形曲線。在被測(ce)周(zhou)期(qi)(qi)信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)(de)(de)第二(er)個周(zhou)期(qi)(qi)、第三個周(zhou)期(qi)(qi)……都重(zhong)復第一(yi)個周(zhou)期(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)情形,光(guang)點(dian)在熒(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)描(miao)出(chu)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)跡也都重(zhong)疊在第一(yi)次描(miao)出(chu)的(de)(de)(de)(de)軌(gui)跡上(shang)。所(suo)以(yi),熒(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)顯示出(chu)來的(de)(de)(de)(de)被測(ce)信(xin)(xin)(xin)號電壓(ya)是(shi)隨時間(jian)變(bian)化的(de)(de)(de)(de)穩定波(bo)(bo)形曲線。

為使(shi)(shi)(shi)熒光屏上(shang)(shang)的(de)(de)(de)圖形(xing)穩定,被(bei)測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)應與(yu)(yu)鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)保持(chi)整數(shu)(shu)比的(de)(de)(de)關系,即同(tong)(tong)步(bu)(bu)關系。為了實現這一(yi)(yi)(yi)(yi)點(dian),就要(yao)(yao)(yao)求(qiu)鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)連(lian)續可(ke)(ke)調,以便適應觀(guan)察(cha)各種不(bu)(bu)同(tong)(tong)頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)周(zhou)期(qi)信(xin)(xin)號(hao)(hao)。其次,由于(yu)被(bei)測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)和鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)振(zhen)蕩信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)相(xiang)對不(bu)(bu)穩定性,即使(shi)(shi)(shi)把(ba)鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)電(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)臨(lin)時(shi)調到(dao)與(yu)(yu)被(bei)測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)成整倍數(shu)(shu)關系,也不(bu)(bu)能(neng)使(shi)(shi)(shi)圖形(xing)一(yi)(yi)(yi)(yi)直保持(chi)穩定。因(yin)此,示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)中都設有同(tong)(tong)步(bu)(bu)裝置。也就是在(zai)鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)電(dian)路的(de)(de)(de)某部分加上(shang)(shang)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)同(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)來促使(shi)(shi)(shi)掃(sao)描(miao)(miao)的(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)(bu),對于(yu)只能(neng)產(chan)(chan)生連(lian)續掃(sao)描(miao)(miao)(即產(chan)(chan)生周(zhou)而復始連(lian)續不(bu)(bu)斷的(de)(de)(de)鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo))一(yi)(yi)(yi)(yi)種狀(zhuang)態的(de)(de)(de)簡易示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(如(ru)國(guo)(guo)產(chan)(chan)SB-10型(xing)示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)等(deng))而言(yan)(yan),需(xu)(xu)要(yao)(yao)(yao)在(zai)其掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)路上(shang)(shang)輸(shu)入(ru)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)與(yu)(yu)被(bei)觀(guan)察(cha)信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)相(xiang)關的(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)(hao),當(dang)所加同(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)接近鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)自主振(zhen)蕩頻(pin)(pin)率(lv)(或接近其整數(shu)(shu)倍)時(shi),就可(ke)(ke)以把(ba)鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)率(lv)“拖入(ru)同(tong)(tong)步(bu)(bu)”或“鎖住(zhu)”。對于(yu)具有等(deng)待掃(sao)描(miao)(miao)(即平時(shi)不(bu)(bu)產(chan)(chan)生鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo),當(dang)被(bei)測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)來到(dao)時(shi)才產(chan)(chan)生一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)進行一(yi)(yi)(yi)(yi)次掃(sao)描(miao)(miao))功能(neng)的(de)(de)(de)示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(如(ru)國(guo)(guo)產(chan)(chan)ST-16型(xing)示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、SBT-5型(xing)同(tong)(tong)步(bu)(bu)示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、SR-8型(xing)雙蹤(zong)示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)等(deng)等(deng))而言(yan)(yan),需(xu)(xu)要(yao)(yao)(yao)在(zai)其掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)路上(shang)(shang)輸(shu)入(ru)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)與(yu)(yu)被(bei)測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)相(xiang)關的(de)(de)(de)觸發信(xin)(xin)號(hao)(hao),使(shi)(shi)(shi)掃(sao)描(miao)(miao)過(guo)程與(yu)(yu)被(bei)測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)密切配合。這樣,只要(yao)(yao)(yao)按(an)照需(xu)(xu)要(yao)(yao)(yao)來選擇(ze)適當(dang)的(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)或觸發信(xin)(xin)號(hao)(hao),便可(ke)(ke)使(shi)(shi)(shi)任何(he)欲研究的(de)(de)(de)過(guo)程與(yu)(yu)鋸齒(chi)波(bo)(bo)(bo)掃(sao)描(miao)(miao)頻(pin)(pin)率(lv)保持(chi)同(tong)(tong)步(bu)(bu)。

雙線示波

在(zai)電(dian)(dian)子實(shi)踐技術過(guo)程中,常常需(xu)要(yao)同時(shi)觀察(cha)兩(liang)種(zhong)(或(huo)兩(liang)種(zhong)以(yi)上)信(xin)號隨時(shi)間變化的(de)過(guo)程。并對這(zhe)些不(bu)同信(xin)號進(jin)行電(dian)(dian)量(liang)的(de)測試和(he)比較。為了(le)達到這(zhe)個目的(de),人(ren)們在(zai)應(ying)用(yong)(yong)普(pu)通示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)原理的(de)基(ji)礎上,采用(yong)(yong)了(le)以(yi)下兩(liang)種(zhong)同時(shi)顯示(shi)(shi)(shi)多(duo)個波(bo)(bo)形的(de)方(fang)法(fa):一種(zhong)是雙(shuang)線(xian)(或(huo)多(duo)線(xian))示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)法(fa);另一種(zhong)是雙(shuang)蹤(zong)(或(huo)多(duo)蹤(zong))示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)法(fa)。應(ying)用(yong)(yong)這(zhe)兩(liang)種(zhong)方(fang)法(fa)制造(zao)出來(lai)的(de)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)分別稱為雙(shuang)線(xian)(或(huo)多(duo)線(xian))示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)和(he)雙(shuang)蹤(zong)(或(huo)多(duo)蹤(zong))示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)。

雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)線(或(huo)(huo)多(duo)線)示(shi)波器是(shi)采用(yong)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)槍(qiang)(qiang)(或(huo)(huo)多(duo)槍(qiang)(qiang))示(shi)波管(guan)來實(shi)現的(de)。下面以(yi)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)槍(qiang)(qiang)示(shi)波管(guan)為例加以(yi)簡單說明。雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)槍(qiang)(qiang)示(shi)波管(guan)有(you)兩個互(hu)相獨(du)立的(de)電(dian)子(zi)槍(qiang)(qiang)產生(sheng)兩束電(dian)子(zi)。另有(you)兩組互(hu)相獨(du)立的(de)偏轉(zhuan)系統,它們各自(zi)控制一束電(dian)子(zi)作上下、左(zuo)右的(de)運(yun)動。熒(ying)光(guang)屏是(shi)共用(yong)的(de),因(yin)而屏上可(ke)(ke)以(yi)同(tong)時(shi)顯示(shi)出兩種(zhong)不同(tong)的(de)電(dian)信(xin)號波形(xing),雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)線示(shi)波也(ye)可(ke)(ke)以(yi)采用(yong)單槍(qiang)(qiang)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)線示(shi)波管(guan)來實(shi)現。這(zhe)種(zhong)示(shi)波管(guan)只有(you)一個電(dian)子(zi)槍(qiang)(qiang),在工作時(shi)是(shi)依靠特(te)殊的(de)電(dian)極(ji)把電(dian)子(zi)分成兩束。然后,由管(guan)內(nei)的(de)兩組互(hu)相獨(du)立的(de)偏轉(zhuan)系統,分別控制兩束電(dian)子(zi)上下、左(zuo)右運(yun)動。熒(ying)光(guang)屏是(shi)共用(yong)的(de),能同(tong)時(shi)顯示(shi)出兩種(zhong)不同(tong)的(de)電(dian)信(xin)號波形(xing)。由于(yu)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)線示(shi)波管(guan)的(de)制造(zao)工藝要求高,成本也(ye)高,所以(yi)應用(yong)并不十分普遍。

雙蹤示波

雙(shuang)蹤(zong)(zong)(zong)(或(huo)多蹤(zong)(zong)(zong))示(shi)(shi)(shi)波(bo)是在(zai)單線示(shi)(shi)(shi)波(bo)器的(de)基礎上,增(zeng)設一(yi)個專用電子開關(guan),用它來實現(xian)兩種(或(huo)多種)波(bo)形的(de)分別顯示(shi)(shi)(shi)。由于(yu)實現(xian)雙(shuang)蹤(zong)(zong)(zong)(或(huo)多蹤(zong)(zong)(zong))示(shi)(shi)(shi)波(bo)比實現(xian)雙(shuang)線(或(huo)多線)示(shi)(shi)(shi)波(bo)來得(de)簡單,不需要使用結構復雜、價格昂貴的(de)“雙(shuang)腔”或(huo)“多腔”示(shi)(shi)(shi)波(bo)管,所以雙(shuang)蹤(zong)(zong)(zong)(或(huo)多蹤(zong)(zong)(zong))示(shi)(shi)(shi)波(bo)獲(huo)得(de)了(le)普遍的(de)應用。

為了保(bao)持熒(ying)光屏顯示(shi)出來的兩(liang)種(zhong)信號(hao)波形(xing)穩(wen)定(ding),則(ze)要(yao)求被測信號(hao)頻(pin)率(lv)、掃描信號(hao)頻(pin)率(lv)與(yu)電子開關的轉換頻(pin)率(lv)三者之間(jian)必須滿足(zu)一定(ding)的關系。

首先,兩(liang)個(ge)被測信(xin)(xin)號(hao)頻率(lv)與(yu)(yu)掃描信(xin)(xin)號(hao)頻率(lv)之間應(ying)該是(shi)成整數(shu)比的(de)關系,也(ye)就(jiu)是(shi)要(yao)(yao)求“同步”。這一(yi)點與(yu)(yu)單線(xian)示波器的(de)原理(li)是(shi)相同的(de),區別在(zai)(zai)于被測信(xin)(xin)號(hao)是(shi)兩(liang)個(ge),而掃描電壓(ya)是(shi)一(yi)個(ge)。在(zai)(zai)實際應(ying)用中,需要(yao)(yao)觀察和比較的(de)兩(liang)個(ge)信(xin)(xin)號(hao)常常是(shi)互相有(you)內在(zai)(zai)聯系的(de),所以上述的(de)同步要(yao)(yao)求一(yi)般是(shi)容易滿足的(de)。

為了使熒(ying)光屏(ping)上(shang)顯(xian)(xian)示的兩個(ge)被測(ce)信號波形都穩定,除滿足上(shang)述要(yao)求(qiu)外(wai),還必須合(he)理(li)地選擇電(dian)子(zi)(zi)開(kai)關(guan)的轉換(huan)頻率,使得在示波器(qi)上(shang)所顯(xian)(xian)示的波形個(ge)數(shu)合(he)適(shi),以便于觀察。下面談談電(dian)子(zi)(zi)開(kai)關(guan)的工作方式問題(ti),這個(ge)問題(ti)與電(dian)子(zi)(zi)開(kai)關(guan)的轉換(huan)頻率有關(guan)。電(dian)子(zi)(zi)開(kai)關(guan)的工作方式有“交替(ti)”轉換(huan)和“斷續”轉換(huan)兩種(zhong)。

采(cai)(cai)(cai)用交(jiao)(jiao)替(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換工(gong)(gong)作方(fang)式的(de)(de)顯(xian)示(shi)的(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)與雙線示(shi)波(bo)(bo)法所(suo)顯(xian)示(shi)的(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)非常相似(si),它(ta)們都(dou)(dou)沒有(you)間(jian)(jian)斷點。但由于被(bei)(bei)測(ce)(ce)信(xin)號UA、UB的(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)是依次(ci)交(jiao)(jiao)替(ti)地出現(xian)(xian)(xian)在(zai)熒光(guang)屏上(shang)的(de)(de),所(suo)以,如果(guo)交(jiao)(jiao)替(ti)的(de)(de)間(jian)(jian)隙時(shi)(shi)間(jian)(jian)超過(guo)了(le)人眼的(de)(de)視覺暫留時(shi)(shi)間(jian)(jian)和熒光(guang)屏的(de)(de)余(yu)輝時(shi)(shi)間(jian)(jian),則人們所(suo)看到的(de)(de)熒光(guang)屏上(shang)的(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)就(jiu)(jiu)會有(you)閃爍(shuo)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)。為了(le)避免這種情況的(de)(de)出現(xian)(xian)(xian),就(jiu)(jiu)要求電子(zi)開關(guan)有(you)足夠(gou)高的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換頻率(lv)。這就(jiu)(jiu)是說當被(bei)(bei)測(ce)(ce)信(xin)號的(de)(de)頻率(lv)較低時(shi)(shi),不宜采(cai)(cai)(cai)用交(jiao)(jiao)替(ti)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換工(gong)(gong)作方(fang)式,而應采(cai)(cai)(cai)用斷續轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換工(gong)(gong)作方(fang)式。當電子(zi)開關(guan)用斷續轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換工(gong)(gong)作方(fang)式時(shi)(shi),在(zai)X軸掃描的(de)(de)每(mei)一個(ge)(ge)過(guo)程中,電子(zi)開關(guan)都(dou)(dou)以足夠(gou)高的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)換頻率(lv),分別(bie)對(dui)所(suo)顯(xian)示(shi)的(de)(de)每(mei)個(ge)(ge)被(bei)(bei)測(ce)(ce)信(xin)號進行多次(ci)取樣。這樣,即使(shi)被(bei)(bei)測(ce)(ce)信(xin)號頻率(lv)較低,也可避免出現(xian)(xian)(xian)波(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)閃爍(shuo)現(xian)(xian)(xian)象(xiang)。

雙蹤示(shi)波(bo)器的(de)主要是由(you)兩(liang)個(ge)通道的(de)Y軸(zhou)前置(zhi)(zhi)放(fang)大電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、門控電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、電(dian)(dian)(dian)(dian)子開關(guan)、混合電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、延遲電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、Y軸(zhou)后置(zhi)(zhi)放(fang)大電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、觸發電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、掃描電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、X軸(zhou)放(fang)大電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、Z軸(zhou)放(fang)大電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、校準信號電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)、示(shi)波(bo)管和高(gao)低壓電(dian)(dian)(dian)(dian)源供給電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)等(deng)組成。

當顯示方式開關置(zhi)于交替位置(zhi)時(shi),電(dian)子開關為(wei)一雙穩態(tai)電(dian)路。它受由掃(sao)描(miao)(miao)(miao)電(dian)路來(lai)的閘門信(xin)號控制(zhi),使得Y軸兩個前置(zhi)通(tong)道隨著掃(sao)描(miao)(miao)(miao)電(dian)路門信(xin)號的變化而(er)交替地工作。每秒鐘交替轉換次數(shu)與由掃(sao)描(miao)(miao)(miao)電(dian)路產生的掃(sao)描(miao)(miao)(miao)信(xin)號的重復頻(pin)率(lv)(lv)有關。交替工作狀態(tai)適用(yong)于觀察頻(pin)率(lv)(lv)不太低的被(bei)測信(xin)號。

為了(le)觀(guan)察被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)隨時(shi)間變(bian)化的(de)波形,示波管的(de)水平偏(pian)轉板(ban)上必須加(jia)(jia)以線性(xing)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)電壓(ya)(鋸齒波電壓(ya))。這個掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)電壓(ya)是由掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)電路產生的(de)。當(dang)觸(chu)發信(xin)號(hao)加(jia)(jia)到觸(chu)發電路時(shi),觸(chu)發了(le)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)電路,掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)電路就產生相應的(de)掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)信(xin)號(hao);當(dang)不加(jia)(jia)觸(chu)發信(xin)號(hao)時(shi),掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)電路就不產生掃(sao)描(miao)(miao)(miao)(miao)信(xin)號(hao)。

觸(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)有內觸(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)、外觸(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)兩種,由(you)觸(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)選(xuan)擇開(kai)(kai)(kai)關來選(xuan)擇。當該開(kai)(kai)(kai)關置(zhi)于(yu)內的(de)位置(zhi)時,觸(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)信號(hao)來自經(jing)Y軸通道送入(ru)的(de)被測(ce)信號(hao)。當該開(kai)(kai)(kai)關置(zhi)于(yu)外的(de)位置(zhi)時,觸(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)信號(hao)是由(you)外部送入(ru)的(de)。這(zhe)個信號(hao)應與(yu)被測(ce)信號(hao)的(de)頻率成整(zheng)數(shu)比的(de)關系。示波器在使用中,多數(shu)采用內觸(chu)(chu)(chu)發(fa)(fa)工作方(fang)式(shi)。

高、低(di)(di)壓電源(yuan)供給(gei)電路中的低(di)(di)壓是供給(gei)示波器(qi)各級所需(xu)的低(di)(di)壓電源(yuan)的,高壓是供給(gei)示波管顯示系(xi)統電源(yuan)的。

儀器分類

示(shi)波器(qi)(qi)(qi)可以(yi)分為(wei)模擬(ni)示(shi)波器(qi)(qi)(qi)和(he)數(shu)字示(shi)波器(qi)(qi)(qi),對于(yu)(yu)大多數(shu)的(de)電子應用,無論(lun)模擬(ni)示(shi)波器(qi)(qi)(qi)和(he)數(shu)字示(shi)波器(qi)(qi)(qi)都是可以(yi)勝任的(de),只是對于(yu)(yu)一(yi)些特(te)定的(de)應用,由于(yu)(yu)模擬(ni)示(shi)波器(qi)(qi)(qi)和(he)數(shu)字示(shi)波器(qi)(qi)(qi)所(suo)具備(bei)的(de)不(bu)同特(te)性,才會出現適合和(he)不(bu)適合的(de)地方。

模擬式

模擬示波器的工作方式(shi)是直接測量信(xin)號電壓,并且(qie)通過(guo)從左(zuo)到右穿(chuan)過(guo)示波器屏(ping)幕的電子束在垂直方向描繪電壓。

數字式

數字(zi)(zi)示波(bo)(bo)器的(de)工作方(fang)式(shi)是通(tong)過模擬轉換(huan)器(ADC)把被測(ce)電壓轉換(huan)為(wei)數字(zi)(zi)信息。數字(zi)(zi)示波(bo)(bo)器捕(bu)獲的(de)是波(bo)(bo)形(xing)的(de)一(yi)系列樣值,并對樣值進行存儲,存儲限度是判斷累計的(de)樣值是否(fou)能(neng)描繪出(chu)波(bo)(bo)形(xing)為(wei)止,隨(sui)后,數字(zi)(zi)示波(bo)(bo)器重(zhong)構波(bo)(bo)形(xing)。

數字(zi)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)可以分為(wei)數字(zi)存儲示(shi)波(bo)器(qi)(qi)(DSO),數字(zi)熒光示(shi)波(bo)器(qi)(qi)(DPO)和采樣(yang)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)。

模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)要(yao)提高帶寬,需要(yao)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)、垂直放大(da)(da)和(he)水平掃(sao)描全面(mian)推進。數(shu)字(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)要(yao)改善帶寬只(zhi)需要(yao)提高前端的A/D轉換器(qi)的性能,對示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)和(he)掃(sao)描電路沒有特殊要(yao)求。加上數(shu)字(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)能充分利用(yong)記憶、存(cun)儲和(he)處理,以及多種觸發和(he)超前觸發能力(li)。廿世紀(ji)八十年代數(shu)字(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)異軍突起,成果累(lei)累(lei),大(da)(da)有全面(mian)取代模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)之勢,模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)的確從(cong)前臺(tai)退到后臺(tai)。

參數特征

通道數分類

通(tong)常無論(lun)是模擬示(shi)(shi)波(bo)器還是數字示(shi)(shi)波(bo)器,可以根據(ju)其(qi)通(tong)道(dao)數分為:單(dan)通(tong)道(dao)/單(dan)蹤示(shi)(shi)波(bo)器;雙通(tong)道(dao)/雙蹤示(shi)(shi)波(bo)器;2+1通(tong)道(dao)(1外部觸發)/三蹤示(shi)(shi)波(bo)器;四(si)通(tong)道(dao)/四(si)蹤示(shi)(shi)波(bo)器。

帶寬分類

帶寬是根據示(shi)波器測試要求來定,5M/10M/20M/40M/60M/100M/1G......等(deng)分(fen)類選型。

使用方法

示波(bo)器(qi)雖然分成好幾類(lei),各類(lei)又有(you)許多種型(xing)號,但是一般的(de)示波(bo)器(qi)除頻(pin)帶寬度、輸入靈(ling)敏度等不(bu)完全相同外,在(zai)使用方法的(de)基本(ben)方面都是相同的(de)。以SR-8型(xing)雙蹤示波(bo)器(qi)為例(li)介(jie)紹。

(一)模擬示波器面板裝置

SR-8型雙蹤示波器的面(mian)(mian)板圖(tu)如上圖(tu)所示。其面(mian)(mian)板裝置按(an)其位置和(he)功能(neng)通常(chang)可劃分為3大部分:顯(xian)示、垂直(Y軸)、水平(X軸)。現分別介紹(shao)這3個部分控制裝置的作用。

1.顯示部分主要控制(zhi)件為:

(1)電源開關。

(2)電(dian)源指(zhi)示燈。

(3)輝度(du)調整光點亮(liang)度(du)。

(4)聚(ju)焦調整(zheng)光點(dian)或波形清晰度。

(5)輔助聚焦(jiao)配合“聚焦(jiao)”旋(xuan)鈕調節清晰度。

(6)標尺亮度調(diao)節坐標片上刻(ke)度線亮度。

(7)尋(xun)跡當按(an)鍵向下按(an)時,使(shi)偏離熒(ying)光(guang)屏的光(guang)點(dian)回到(dao)顯示區域,而尋(xun)到(dao)光(guang)點(dian)位置。

(8)標準信號(hao)(hao)輸(shu)出(chu)1kHz、1V方波校準信號(hao)(hao)由此引(yin)出(chu)。加到Y軸(zhou)輸(shu)入端,用(yong)以校準Y軸(zhou)輸(shu)入靈(ling)敏度和X軸(zhou)掃描速度。

2.Y軸插件部分

(1)顯(xian)示方式(shi)選擇開關(guan)用以(yi)轉換兩個Y軸前置放(fang)大器(qi)YA與(yu)YB工作(zuo)狀態的控制件,具有(you)五種(zhong)不同作(zuo)用的顯(xian)示方式(shi):

“交(jiao)替(ti)”:當顯示方式開關置(zhi)于“交(jiao)替(ti)”時,電子開關受掃描信號(hao)(hao)控制(zhi)轉(zhuan)換,每次掃描都輪流(liu)接通YA或(huo)YB信號(hao)(hao)。當被(bei)測信號(hao)(hao)的頻率越高,掃描信號(hao)(hao)頻率也越高。電

子開關轉換速率(lv)也越快,不會有閃(shan)爍現(xian)象(xiang)。這種工(gong)作(zuo)狀態適用于(yu)觀察(cha)兩個工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)較(jiao)高的信號(hao)。

“斷(duan)續(xu)(xu)”:當顯(xian)(xian)示方式(shi)開關置于(yu)“斷(duan)續(xu)(xu)”時,電(dian)子(zi)(zi)開關不受掃描信(xin)號(hao)(hao)控(kong)制,產生頻率(lv)(lv)固定為200kHz方波信(xin)號(hao)(hao),使電(dian)子(zi)(zi)開關快(kuai)速交替接通YA和YB。由(you)于(yu)開關動作(zuo)頻率(lv)(lv)高于(yu)被(bei)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)(hao)頻率(lv)(lv),因此屏幕上(shang)顯(xian)(xian)示的兩個通道信(xin)號(hao)(hao)波形是斷(duan)續(xu)(xu)的。當被(bei)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)(hao)頻率(lv)(lv)較高時,斷(duan)續(xu)(xu)現(xian)象十分(fen)明(ming)顯(xian)(xian),甚至(zhi)無(wu)法觀(guan)測(ce)(ce);當被(bei)測(ce)(ce)信(xin)號(hao)(hao)頻率(lv)(lv)較低時,斷(duan)續(xu)(xu)現(xian)象被(bei)掩蓋。因此,這種工作(zuo)狀態適合于(yu)觀(guan)察兩個工作(zuo)頻率(lv)(lv)較低的信(xin)號(hao)(hao)。

“YA”、“YB”:顯示(shi)(shi)方式(shi)開(kai)關置于(yu)“YA”或(huo)(huo)者(zhe)“YB”時,表示(shi)(shi)示(shi)(shi)波(bo)器處于(yu)單(dan)通(tong)(tong)道工(gong)(gong)作,此時示(shi)(shi)波(bo)器的(de)工(gong)(gong)作方式(shi)相當(dang)于(yu)單(dan)蹤示(shi)(shi)波(bo)器,即只能單(dan)獨顯示(shi)(shi)“YA”或(huo)(huo)“YB”通(tong)(tong)道的(de)信(xin)號波(bo)形。

“YA+YB”:顯示方式(shi)開(kai)(kai)關置(zhi)于(yu)“YA+YB”時,電(dian)子(zi)開(kai)(kai)關不(bu)工作,YA與YB兩路信號均通過(guo)放(fang)大器和門電(dian)路,示波器將顯示出兩路信號疊加的波形(xing)。

(2)“DC-⊥-AC”Y軸(zhou)輸(shu)入(ru)選擇開關,用以選擇被測(ce)(ce)信號接(jie)至輸(shu)入(ru)端的(de)耦(ou)合方式。置于“DC”是直接(jie)耦(ou)合,能輸(shu)入(ru)含有(you)直流(liu)(liu)分量的(de)交流(liu)(liu)信號;置于“AC”位置,實現(xian)交流(liu)(liu)耦(ou)合,只能輸(shu)入(ru)交流(liu)(liu)分量;置于“⊥”位置時,Y軸(zhou)輸(shu)入(ru)端接(jie)地(di),這時顯示(shi)的(de)時基(ji)線一般用來作為測(ce)(ce)試直流(liu)(liu)電壓零電平(ping)的(de)參(can)考基(ji)準線。

(3)“微(wei)調(diao)(diao)V/div”靈敏(min)度(du)選擇開(kai)關(guan)及微(wei)調(diao)(diao)裝(zhuang)置(zhi)。靈敏(min)度(du)選擇開(kai)關(guan)系(xi)套軸結構,黑色旋(xuan)(xuan)(xuan)鈕是Y軸靈敏(min)度(du)粗調(diao)(diao)裝(zhuang)置(zhi),自10mv/div~20v/div分(fen)11檔。紅色旋(xuan)(xuan)(xuan)鈕為(wei)細(xi)調(diao)(diao)裝(zhuang)置(zhi),順(shun)時針(zhen)(zhen)方向(xiang)增加到滿度(du)時為(wei)校準(zhun)位置(zhi),可按(an)粗調(diao)(diao)旋(xuan)(xuan)(xuan)鈕所(suo)指(zhi)示的(de)數值(zhi),讀取被測信號的(de)幅度(du)。當此旋(xuan)(xuan)(xuan)鈕反時針(zhen)(zhen)轉到滿度(du)時,其變化(hua)范圍應(ying)大于2.5倍(bei),連(lian)續調(diao)(diao)節“微(wei)調(diao)(diao)”電位器,可實現(xian)各檔級之間的(de)靈敏(min)度(du)覆(fu)蓋,在(zai)作定(ding)量(liang)測量(liang)時,此旋(xuan)(xuan)(xuan)鈕應(ying)置(zhi)于順(shun)時針(zhen)(zhen)滿度(du)的(de)“校準(zhun)”位置(zhi)。

(4)“平(ping)衡(heng)”當Y軸放大器輸入電路(lu)出現(xian)不平(ping)衡(heng)時,顯示的(de)光(guang)點或波形就會(hui)隨(sui)“V/div”開關的(de)“微調”旋轉而(er)出現(xian)Y軸方向的(de)位(wei)移,調節(jie)“平(ping)衡(heng)”電位(wei)器能將這種位(wei)移減至最(zui)小。

(5)“↑↓”Y軸位移(yi)電位器(qi),用以調(diao)節波(bo)形的垂直位置。

(6)“極性、拉(la)YA”YA通(tong)道的極性轉換按(an)拉(la)式開(kai)關。拉(la)出時(shi)YA通(tong)道信號倒相顯(xian)(xian)示(shi),即顯(xian)(xian)示(shi)方式(YA+YB)時(shi),顯(xian)(xian)示(shi)圖(tu)像為YB-YA。

(7)“內觸(chu)發(fa)、拉YB”觸(chu)發(fa)源選擇開關。在按的(de)(de)位置上(常態)掃描(miao)觸(chu)發(fa)信(xin)(xin)號分別取自(zi)YA及(ji)YB通道的(de)(de)輸入信(xin)(xin)號,適應(ying)于單(dan)蹤(zong)(zong)或雙蹤(zong)(zong)顯示(shi),但不(bu)能夠對(dui)雙蹤(zong)(zong)波形(xing)作時間比較。當把開關拉出時,掃描(miao)的(de)(de)觸(chu)發(fa)信(xin)(xin)號只取自(zi)于YB通道的(de)(de)輸入信(xin)(xin)號,因而(er)它(ta)適合于雙蹤(zong)(zong)顯示(shi)時對(dui)比兩個(ge)波形(xing)的(de)(de)時間和相位差。

(8)Y軸輸(shu)入(ru)(ru)插座(zuo)(zuo)采用BNC型(xing)插座(zuo)(zuo),被測信號由此直(zhi)接或經探頭輸(shu)入(ru)(ru)。

3.X軸插件(jian)部分

(1)“t/div”掃(sao)描速(su)(su)度選擇開(kai)(kai)關(guan)及微調旋(xuan)鈕。X軸的(de)光點移動(dong)速(su)(su)度由(you)其(qi)決(jue)定,從0.2μs~1s共分21檔級(ji)。當該開(kai)(kai)關(guan)“微調”電位器順(shun)時(shi)針方向旋(xuan)轉到(dao)底(di)并接上開(kai)(kai)關(guan)后,即(ji)為“校準(zhun)”位置(zhi),此時(shi)“t/div”的(de)指示值,即(ji)為掃(sao)描速(su)(su)度的(de)實(shi)際值。

(2)“擴展、拉(la)(la)×10”掃描速度(du)擴展裝置。是按(an)拉(la)(la)式(shi)開關,在按(an)的(de)狀態作正(zheng)常使(shi)用,拉(la)(la)的(de)位置掃描速度(du)增加(jia)10倍(bei)。“t/div”的(de)指示值,也(ye)應相應計取。采用“擴展拉(la)(la)×10”適于觀(guan)察波(bo)形細(xi)節。

(3)“→←”X軸(zhou)位置(zhi)調(diao)(diao)(diao)(diao)節旋(xuan)鈕(niu)(niu)。系X軸(zhou)光跡的水(shui)平位置(zhi)調(diao)(diao)(diao)(diao)節電位器(qi),是套軸(zhou)結構。外圈旋(xuan)鈕(niu)(niu)為(wei)粗調(diao)(diao)(diao)(diao)裝置(zhi),順(shun)時(shi)針方向(xiang)旋(xuan)轉基線右移(yi),反時(shi)針方向(xiang)旋(xuan)轉則基線左移(yi)。置(zhi)于(yu)套軸(zhou)上的小旋(xuan)鈕(niu)(niu)為(wei)細調(diao)(diao)(diao)(diao)裝置(zhi),適用于(yu)經(jing)擴展后信號的調(diao)(diao)(diao)(diao)節。

(4)“外(wai)觸(chu)發、X外(wai)接(jie)(jie)”插(cha)座(zuo)采用(yong)BNC型插(cha)座(zuo)。在使用(yong)外(wai)觸(chu)發時(shi),作為連接(jie)(jie)外(wai)觸(chu)發信號的插(cha)座(zuo)。也(ye)可以作為X軸放大(da)器外(wai)接(jie)(jie)時(shi)信號輸(shu)入(ru)插(cha)座(zuo)。其輸(shu)入(ru)阻抗約為1MΩ。外(wai)接(jie)(jie)使用(yong)時(shi),輸(shu)入(ru)信號的峰值應小于12V。

(5)“觸(chu)發(fa)電(dian)平”旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)觸(chu)發(fa)電(dian)平調節電(dian)位器旋(xuan)(xuan)鈕(niu)(niu)。用(yong)于選(xuan)擇輸入信(xin)(xin)號(hao)波形(xing)的(de)觸(chu)發(fa)點(dian)(dian)。具(ju)體地(di)說(shuo),就是調節開始掃描(miao)的(de)時(shi)間,決定掃描(miao)在觸(chu)發(fa)信(xin)(xin)號(hao)波形(xing)的(de)哪一點(dian)(dian)上被觸(chu)發(fa)。順時(shi)針方向旋(xuan)(xuan)動(dong)時(shi),觸(chu)發(fa)點(dian)(dian)趨向信(xin)(xin)號(hao)波形(xing)的(de)正向部(bu)分,逆時(shi)針方向旋(xuan)(xuan)動(dong)時(shi),觸(chu)發(fa)點(dian)(dian)趨向信(xin)(xin)號(hao)波形(xing)的(de)負向部(bu)分。

(6)“穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)”觸(chu)發(fa)(fa)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)微調(diao)旋(xuan)鈕。用以(yi)改變掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)電路(lu)(lu)的(de)(de)工(gong)作狀態,一般應處(chu)于(yu)待觸(chu)發(fa)(fa)狀態。調(diao)整方(fang)(fang)法是將Y軸輸入耦合方(fang)(fang)式選擇(ze)(AC-地-DC)開關置于(yu)地檔,將V/div開關置于(yu)最高(gao)靈(ling)敏(min)度(du)(du)的(de)(de)檔級,在(zai)電平旋(xuan)鈕調(diao)離(li)自激狀態的(de)(de)情(qing)況下(xia),用小螺絲刀(dao)將穩(wen)(wen)定(ding)度(du)(du)電位器(qi)順時(shi)針(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)旋(xuan)到底,則(ze)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)電路(lu)(lu)產生自激掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao),此時(shi)屏幕(mu)上(shang)(shang)出現(xian)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)線(xian);然后逆時(shi)針(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)慢慢旋(xuan)動,使掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)線(xian)剛消失(shi)。此時(shi)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)電路(lu)(lu)即(ji)處(chu)于(yu)待觸(chu)發(fa)(fa)狀態。在(zai)這種狀態下(xia),用示(shi)波(bo)(bo)器(qi)進行測量時(shi),只要(yao)調(diao)節電平旋(xuan)鈕,即(ji)能在(zai)屏幕(mu)上(shang)(shang)獲(huo)得穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)波(bo)(bo)形,并能隨(sui)意調(diao)節選擇(ze)屏幕(mu)上(shang)(shang)波(bo)(bo)形的(de)(de)起始(shi)點位置。少數示(shi)波(bo)(bo)器(qi),當(dang)穩(wen)(wen)定(ding)度(du)(du)電位器(qi)逆時(shi)針(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)旋(xuan)到底時(shi),屏幕(mu)上(shang)(shang)出現(xian)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)線(xian);然后順時(shi)針(zhen)方(fang)(fang)向(xiang)慢慢旋(xuan)動,使屏幕(mu)上(shang)(shang)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)線(xian)剛消失(shi),此時(shi)掃(sao)(sao)(sao)(sao)描(miao)電路(lu)(lu)即(ji)處(chu)于(yu)待觸(chu)發(fa)(fa)狀態。

(7)“內、外”觸(chu)發(fa)源選擇開關。置于(yu)“內”位(wei)置時,掃描觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)(hao)取自Y軸(zhou)通道(dao)的被測(ce)信(xin)號(hao)(hao);置于(yu)“外”位(wei)置時,觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)(hao)取自“外觸(chu)發(fa)X外接”輸(shu)入端引入的外觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)(hao)。

(8)“AC”“AC(H)”“DC”觸(chu)發(fa)耦合(he)(he)方式開關。“DC”檔,是(shi)直流(liu)(liu)藕合(he)(he)狀(zhuang)態,適合(he)(he)于變化(hua)緩慢(man)或頻(pin)(pin)(pin)率甚低(di)(如低(di)于100Hz)的(de)觸(chu)發(fa)信(xin)號。“AC”檔,是(shi)交(jiao)流(liu)(liu)藕合(he)(he)狀(zhuang)態,由于隔(ge)斷了(le)觸(chu)發(fa)中的(de)直流(liu)(liu)分(fen)(fen)量(liang),因此觸(chu)發(fa)性能不(bu)受直流(liu)(liu)分(fen)(fen)量(liang)影(ying)響(xiang)。“AC(H)”檔,是(shi)低(di)頻(pin)(pin)(pin)抑制的(de)交(jiao)流(liu)(liu)耦合(he)(he)狀(zhuang)態,在觀察包含低(di)頻(pin)(pin)(pin)分(fen)(fen)量(liang)的(de)高頻(pin)(pin)(pin)復(fu)合(he)(he)波時,觸(chu)發(fa)信(xin)號通過(guo)高通濾(lv)波器進行耦合(he)(he),抑制了(le)低(di)頻(pin)(pin)(pin)噪聲和低(di)頻(pin)(pin)(pin)觸(chu)發(fa)信(xin)號(2MHz以下的(de)低(di)頻(pin)(pin)(pin)分(fen)(fen)量(liang)),免除因誤觸(chu)發(fa)而(er)造成的(de)波形幌動。

(9)“高頻(pin)、常(chang)(chang)態、自動(dong)”觸(chu)發方(fang)式開關。用以(yi)選擇不(bu)同(tong)的(de)(de)觸(chu)發方(fang)式,以(yi)適應不(bu)同(tong)的(de)(de)被測(ce)信號(hao)與(yu)測(ce)試(shi)目的(de)(de)。“高頻(pin)”檔,頻(pin)率甚高時(如高于(yu)5MHz),且無足夠的(de)(de)幅度使觸(chu)發穩定(ding)時,選該(gai)檔。此時掃(sao)描(miao)處(chu)于(yu)高頻(pin)觸(chu)發狀態,由示波器自身(shen)產生的(de)(de)高頻(pin)信號(hao)(200kHz信號(hao)),對被測(ce)信號(hao)進行(xing)(xing)同(tong)步。不(bu)必經常(chang)(chang)調整(zheng)電平旋鈕,屏幕上(shang)即(ji)能顯示穩定(ding)的(de)(de)波形,操作方(fang)便,有利(li)于(yu)觀察高頻(pin)信號(hao)波形。“常(chang)(chang)態”檔,采用來自Y軸或外(wai)接觸(chu)發源的(de)(de)輸入信號(hao)進行(xing)(xing)觸(chu)發掃(sao)描(miao),是常(chang)(chang)用的(de)(de)觸(chu)發掃(sao)描(miao)方(fang)式。“自動(dong)”擋,掃(sao)描(miao)處(chu)于(yu)自動(dong)狀態(與(yu)高頻(pin)觸(chu)發方(fang)式相仿(fang)),但不(bu)必調整(zheng)電平旋鈕,也能觀察到穩定(ding)的(de)(de)波形,操作方(fang)便,有利(li)于(yu)觀察較低頻(pin)率的(de)(de)信號(hao)。

(10)“+、-”觸發極性(xing)開關。在(zai)“+”位(wei)置(zhi)時選(xuan)用觸發信號的上(shang)升部(bu)分(fen),在(zai)“-”位(wei)置(zhi)時選(xuan)用觸發信號的下降部(bu)分(fen)對掃描電路進行觸發。

(二)使用前的檢查

示波器(qi)初次(ci)使(shi)用前或久藏復(fu)用時(shi),有必要進行(xing)一(yi)次(ci)能否工(gong)作的(de)(de)(de)簡單檢查(cha)(cha)和(he)(he)進行(xing)掃描電路(lu)穩(wen)定(ding)(ding)度(du)、垂直放大電路(lu)直流(liu)平(ping)衡的(de)(de)(de)調整(zheng)。示波器(qi)在進行(xing)電壓和(he)(he)時(shi)間的(de)(de)(de)定(ding)(ding)量測試時(shi),還必須進行(xing)垂直放大電路(lu)增(zeng)益(yi)和(he)(he)水平(ping)掃描速(su)度(du)的(de)(de)(de)校(xiao)準。示波器(qi)能否正常工(gong)作的(de)(de)(de)檢查(cha)(cha)方法、垂直放大電路(lu)增(zeng)益(yi)和(he)(he)水平(ping)掃描速(su)度(du)的(de)(de)(de)校(xiao)準方法,由于各種(zhong)型號(hao)示波器(qi)的(de)(de)(de)校(xiao)準信號(hao)的(de)(de)(de)幅度(du)、頻率等參數不一(yi)樣,因而檢查(cha)(cha)、校(xiao)準方法略有差異。

(三)使用步驟

用示波(bo)器(qi)能觀(guan)(guan)察各種(zhong)不同電信號幅度隨時間變化(hua)的波(bo)形(xing)曲線,在這個基(ji)礎上示波(bo)器(qi)可以(yi)應用于測量(liang)電壓、時間、頻率、相(xiang)位(wei)差(cha)和調幅度等電參數。下面(mian)介紹用示波(bo)器(qi)觀(guan)(guan)察電信號波(bo)形(xing)的使用步(bu)驟(zou)。

1.選(xuan)擇Y軸耦合方(fang)式

根據被測信(xin)號頻率的高低,將Y軸輸入耦合方(fang)式選(xuan)擇“AC-地-DC”開關置于AC或(huo)DC。

2.選擇Y軸靈(ling)敏(min)度

根據被測信號的(de)大約峰(feng)-峰(feng)值(如果采用衰(shuai)減探頭,應除以衰(shuai)減倍(bei)數;在耦合方式取DC檔(dang)時,還要考(kao)慮疊加的(de)直流電壓值),將Y軸(zhou)靈(ling)敏度(du)選擇V/div開關(或(huo)Y軸(zhou)衰(shuai)減開關)置于適(shi)(shi)當(dang)檔(dang)級。實際使用中(zhong)如不需(xu)讀測電壓值,則可(ke)適(shi)(shi)當(dang)調(diao)節(jie)Y軸(zhou)靈(ling)敏度(du)微(wei)調(diao)(或(huo)Y軸(zhou)增益)旋鈕,使屏幕上(shang)顯現所需(xu)要高度(du)的(de)波形。

3.選擇(ze)觸(chu)發(或同步)信號來源(yuan)與極性

通常將觸發(或(huo)同(tong)步)信號極性開關(guan)置于(yu)“+”或(huo)“-”檔(dang)。

4.選擇掃描速度

根據被測信號周期(qi)(或(huo)頻(pin)率)的大約值(zhi),將X軸掃(sao)(sao)描(miao)速(su)度t/div(或(huo)掃(sao)(sao)描(miao)范圍(wei))開關(guan)置于適(shi)當(dang)檔(dang)級(ji)。實際使用中(zhong)如(ru)不需(xu)讀測時(shi)間值(zhi),則(ze)可適(shi)當(dang)調節掃(sao)(sao)速(su)t/div微調(或(huo)掃(sao)(sao)描(miao)微調)旋鈕,使屏幕上顯示測試所需(xu)周期(qi)數的波形。如(ru)果需(xu)要觀察(cha)的是(shi)信號的邊沿部分(fen),則(ze)掃(sao)(sao)速(su)t/div開關(guan)應置于最快掃(sao)(sao)速(su)檔(dang)。

5.輸入被測信號

被測信號由(you)探頭衰減(jian)(jian)后(hou)(或由(you)同(tong)軸(zhou)電纜不(bu)衰減(jian)(jian)直(zhi)接輸入(ru)(ru)(ru),但此時的(de)輸入(ru)(ru)(ru)阻(zu)抗降低、輸入(ru)(ru)(ru)電容增(zeng)大(da)),通過Y軸(zhou)輸入(ru)(ru)(ru)端輸入(ru)(ru)(ru)示波器。

常見故障現象及原因

沒有光點或波形電源(yuan)未接通(tong)。

輝度旋鈕未調節好。

X,Y軸移位(wei)旋(xuan)鈕位(wei)置(zhi)調(diao)偏。

Y軸平(ping)衡(heng)電位器(qi)調整不(bu)當(dang),造成(cheng)直流放大(da)電路嚴重失衡(heng)。

水平方向展不開觸發(fa)源(yuan)選擇開關(guan)置于外(wai)(wai)檔,且無外(wai)(wai)觸發(fa)信號輸(shu)入,則無鋸齒波產生。

電(dian)平旋鈕調節(jie)不當。

穩定度電(dian)位器沒有調整(zheng)在使掃描電(dian)路處(chu)于待觸發的(de)臨界(jie)狀態。

X軸選擇(ze)誤置于X外(wai)接位置,且外(wai)接插座上又無信號(hao)輸入。

兩蹤示波(bo)器如果只使用A通道(B通道無輸(shu)入信(xin)號),而(er)內觸發(fa)開關置(zhi)于拉YB位置(zhi),則無鋸齒波(bo)產生(sheng)。

垂直方向無展示輸入耦合方式(shi)DC-接地(di)-AC開(kai)關誤(wu)置于接地(di)位置。

輸入(ru)端的高、低(di)電位(wei)端與被測電路的高、低(di)電位(wei)端接反。

輸入信(xin)號較小,而V/div誤置于低(di)靈敏度檔。

波形不穩定穩定度電(dian)位器順(shun)時針(zhen)旋轉過度,致使掃(sao)描(miao)電(dian)路處于自激掃(sao)描(miao)狀(zhuang)態(tai)(未(wei)處于待觸發(fa)的(de)臨界狀(zhuang)態(tai))。

觸發(fa)耦合方(fang)式AC、AC(H)、DC開關(guan)未能按照不(bu)同觸發(fa)信號頻(pin)率正確選擇相應檔(dang)級。

選(xuan)擇高頻(pin)觸發狀態(tai)時,觸發源選(xuan)擇開(kai)關誤置于外檔(應置于內檔。)

部分示波器掃描處于自動檔(dang)(連續掃描)時,波形不穩定。

垂直線條密集或呈現一矩形t/div開關選擇不當,致使f掃描<水(shui)平(ping)線條(tiao)密(mi)集或呈(cheng)一條(tiao)傾斜水(shui)平(ping)線t/div關選擇不當(dang),致(zhi)使f掃描>>f信號。垂直方向(xiang)的電壓讀數不準(zhun)未進行垂(chui)直(zhi)方向的偏轉(zhuan)靈敏度(v/div)校準。

進行(xing)v/div校(xiao)準時,v/div微調旋鈕未置于校(xiao)正位置(即順時針方(fang)向未旋足)。

進(jin)行測試時,v/div微調(diao)旋鈕調(diao)離了(le)校(xiao)正位置(zhi)(即調(diao)離了(le)順時針方向旋足的位置(zhi))。

使用(yong)10:1衰減探頭,計算電壓(ya)時未乘以10倍。

被測信(xin)號頻率(lv)超過示波(bo)器的最高使用(yong)頻率(lv),示波(bo)器讀數比(bi)實(shi)際值偏小。

測(ce)得的是峰-峰值,正弦(xian)有(you)效(xiao)值需換(huan)算(suan)求得。

水平方向的讀數不準未進行水平方向的偏轉(zhuan)靈敏度(t/div)校準。

進行(xing)t/div校(xiao)準(zhun)時(shi),t/div微(wei)調旋鈕未置于校(xiao)準(zhun)位(wei)置(即(ji)順時(shi)針方向未旋足)。

進行(xing)測試時(shi)(shi),t/div微調旋(xuan)鈕調離(li)了(le)校正位置(即調離(li)了(le)順時(shi)(shi)針方(fang)向旋(xuan)足(zu)的位置)。

掃(sao)速擴展(zhan)開關(guan)(guan)置(zhi)于拉(la)(×10)位置(zhi)時,測試未按t/div開關(guan)(guan)指示值(zhi)提高(gao)靈(ling)敏度10倍(bei)計算(suan)。

交直流疊加信號的直流電壓值分辨不清Y軸輸(shu)入(ru)耦合選擇DC-接地-AC開關誤置(zhi)于(yu)AC檔(dang)(應(ying)置(zhi)于(yu)DC檔(dang))。

測試前未(wei)將DC-接地-AC開關置于接地檔進行直流電平(ping)參考點(dian)校正(zheng)。

Y軸平衡(heng)電位器未調整好。

測不(bu)出兩個信(xin)號(hao)間的(de)相位(wei)差;

測(ce)不出兩個信號間的相位差(波形顯示法);

雙蹤示波器(qi)誤把(ba)(ba)內觸發(拉(la)YB)開關置(zhi)(zhi)于(yu)按(an)(常(chang)態)位置(zhi)(zhi)應把(ba)(ba)該開關置(zhi)(zhi)于(yu)拉(la)YB位置(zhi)(zhi)。

雙蹤示波器沒有(you)正(zheng)確(que)選擇顯示方式(shi)開關的交(jiao)替和斷續檔。

單(dan)線示(shi)波器觸(chu)發選擇開關誤置于(yu)內檔。

單線(xian)示波(bo)器觸發選擇開關雖置于外檔,但兩(liang)次外觸發未采用同一信號。

調(diao)幅波(bo)形失常t/div開關選擇(ze)不當,掃描(miao)頻率(lv)誤按調(diao)幅波(bo)載波(bo)頻率(lv)選擇(ze)(應按音頻調(diao)幅信號(hao)頻率(lv)選擇(ze))。

波形調不到要求的(de)起始時間和部位(wei)穩定度電位(wei)器(qi)未調整(zheng)在(zai)待觸(chu)發的(de)臨(lin)界觸(chu)發點上。

觸發極性(+、-)與觸發電平(+、-)配合(he)不當。

觸發方式開關誤置(zhi)于自動檔(應置(zhi)于常態檔)。

觸發或同步掃描(miao)緩緩調節(jie)觸發電平(ping)(或同步)旋鈕,屏幕上(shang)顯現穩定的波形,根據(ju)觀察(cha)需要,適當調節(jie)電平(ping)旋鈕,以(yi)顯示相應(ying)起始位置(zhi)的波形。

如果用雙蹤示(shi)波器觀察(cha)波形,作單蹤顯(xian)(xian)示(shi)時(shi),顯(xian)(xian)示(shi)方式開關(guan)(guan)置(zhi)于YA或YB。被測信號通過(guo)YA或YB輸(shu)入端(duan)輸(shu)入示(shi)波器。Y軸的(de)觸(chu)發(fa)源選擇“內觸(chu)發(fa)一拉YB”開關(guan)(guan)置(zhi)于按(常態(tai))位(wei)置(zhi)。若示(shi)波器作兩蹤顯(xian)(xian)示(shi)時(shi),顯(xian)(xian)示(shi)方式開關(guan)(guan)置(zhi)于交替(ti)檔(適用于觀察(cha)頻率不太低的(de)信號),或斷續檔(適用于觀察(cha)頻率不太高的(de)信號),此時(shi)Y軸的(de)觸(chu)發(fa)源選擇“內觸(chu)發(fa)-拉YB”開關(guan)(guan)置(zhi)“拉YB”檔。

使用(yong)不(bu)當(dang)造成的異(yi)常現(xian)象示波(bo)(bo)(bo)器在(zai)使用(yong)過程中,往往由(you)于操(cao)作者對(dui)于示波(bo)(bo)(bo)原理不(bu)甚(shen)理解(jie)和對(dui)示波(bo)(bo)(bo)器面(mian)板(ban)控制(zhi)裝置(zhi)的作用(yong)不(bu)熟悉,會出現(xian)由(you)于調節不(bu)當(dang)而造成異(yi)常現(xian)象。

測試應用

電壓的測量

利用示波(bo)器(qi)所做的任何(he)(he)測(ce)量,都是(shi)歸結為對電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的測(ce)量。示波(bo)器(qi)可(ke)以(yi)測(ce)量各種波(bo)形的電(dian)(dian)壓(ya)(ya)幅度(du),既可(ke)以(yi)測(ce)量直流(liu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)和正弦電(dian)(dian)壓(ya)(ya),又可(ke)以(yi)測(ce)量脈(mo)沖或非正弦電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的幅度(du)。更有用的是(shi)它(ta)可(ke)以(yi)測(ce)量一個脈(mo)沖電(dian)(dian)壓(ya)(ya)波(bo)形各部分的電(dian)(dian)壓(ya)(ya)幅值,如上沖量或頂部下(xia)降量等。這是(shi)其他任何(he)(he)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)測(ce)量儀器(qi)都不能(neng)比(bi)擬的。

1.直接測量法

所謂直(zhi)接(jie)測(ce)(ce)(ce)量(liang)法,就是直(zhi)接(jie)從屏幕(mu)上量(liang)出被測(ce)(ce)(ce)電(dian)(dian)壓(ya)波形的(de)高度,然后換(huan)算成電(dian)(dian)壓(ya)值。定量(liang)測(ce)(ce)(ce)試電(dian)(dian)壓(ya)時(shi),一(yi)般把Y軸(zhou)靈(ling)敏度開關的(de)微(wei)調旋鈕轉(zhuan)至“校準”位(wei)置上,這樣,就可(ke)以從“V/div”的(de)指示(shi)值和被測(ce)(ce)(ce)信號(hao)占(zhan)取(qu)的(de)縱(zong)軸(zhou)坐標值直(zhi)接(jie)計(ji)算被測(ce)(ce)(ce)電(dian)(dian)壓(ya)值。所以,直(zhi)接(jie)測(ce)(ce)(ce)量(liang)法又稱為標尺(chi)法。

(1)交流電壓(ya)的(de)測量(liang)

將Y軸輸(shu)入耦合開關(guan)置于(yu)“AC”位(wei)置,顯示(shi)出(chu)輸(shu)入波形(xing)的(de)交流成分。如交流信號的(de)頻率(lv)很低時,則應將Y軸輸(shu)入耦合開關(guan)置于(yu)“DC”位(wei)置。

將(jiang)(jiang)被(bei)(bei)測波(bo)形移至示波(bo)管屏(ping)幕的(de)(de)中心位置,用(yong)“V/div”開(kai)關將(jiang)(jiang)被(bei)(bei)測波(bo)形控制(zhi)在屏(ping)幕有效工作面積的(de)(de)范(fan)圍內,按坐標刻度片的(de)(de)分(fen)度讀取整個(ge)波(bo)形所占(zhan)Y軸方向的(de)(de)度數(shu)(shu)H,則(ze)被(bei)(bei)測電壓(ya)的(de)(de)峰-峰值(zhi)VP-P可等于“V/div”開(kai)關指(zhi)示值(zhi)與H的(de)(de)乘(cheng)積。如果使用(yong)探(tan)(tan)頭測量時,應把(ba)(ba)探(tan)(tan)頭的(de)(de)衰減量計(ji)(ji)算(suan)在內,即把(ba)(ba)上述計(ji)(ji)算(suan)數(shu)(shu)值(zhi)乘(cheng)10。

例如示波器的(de)(de)Y軸(zhou)靈敏(min)度開關(guan)“V/div”位于(yu)0.2檔級,被(bei)測波形占Y軸(zhou)的(de)(de)坐標幅度H為(wei)5div,則此信(xin)號電壓的(de)(de)峰(feng)-峰(feng)值(zhi)為(wei)1V。如是經探(tan)頭測量,仍指示上(shang)述(shu)數值(zhi),則被(bei)測信(xin)號電壓的(de)(de)峰(feng)-峰(feng)值(zhi)就(jiu)為(wei)10V。

(2)直流電(dian)壓的測量

將(jiang)Y軸輸(shu)入耦合開(kai)關置于“地”位(wei)置,觸發方式開(kai)關置“自動”位(wei)置,使屏幕顯(xian)示一水平(ping)掃描(miao)線,此(ci)掃描(miao)線便為零電平(ping)線。

將Y軸(zhou)輸入耦合開(kai)關(guan)置“DC”位(wei)置,加入被(bei)測(ce)電(dian)壓,此時,掃描線在Y軸(zhou)方向(xiang)產生(sheng)跳變位(wei)移H,被(bei)測(ce)電(dian)壓即為“V/div”開(kai)關(guan)指示值(zhi)與H的乘積(ji)。

直接測量法(fa)簡單(dan)易行(xing),但誤差(cha)較大。產生誤差(cha)的(de)因素有讀(du)數誤差(cha)、視差(cha)和示波器(qi)的(de)系統(tong)(tong)誤差(cha)(衰減器(qi)、偏(pian)轉系統(tong)(tong)、示波管(guan)邊緣效應(ying))等。

2.比較測量法

比(bi)較測(ce)量法就(jiu)是用一已知的標準電(dian)壓波形與被(bei)(bei)測(ce)電(dian)壓波形進(jin)行比(bi)較求(qiu)得被(bei)(bei)測(ce)電(dian)壓值。

將被(bei)測(ce)(ce)電(dian)(dian)壓(ya)Vx輸(shu)入示(shi)波器(qi)的(de)(de)Y軸通道(dao),調節Y軸靈敏(min)度(du)(du)選擇(ze)開關“V/div”及其微調旋鈕(niu),使熒光(guang)屏(ping)顯(xian)(xian)示(shi)出(chu)便于(yu)測(ce)(ce)量(liang)的(de)(de)高(gao)度(du)(du)Hx并(bing)做(zuo)好記錄,且(qie)“V/div”開關及微調旋鈕(niu)位置保(bao)持(chi)不變(bian)。去掉被(bei)測(ce)(ce)電(dian)(dian)壓(ya),把一(yi)個已知的(de)(de)可調標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)壓(ya)Vs輸(shu)入Y軸,調節標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)輸(shu)出(chu)幅(fu)(fu)度(du)(du),使它顯(xian)(xian)示(shi)與(yu)被(bei)測(ce)(ce)電(dian)(dian)壓(ya)相同的(de)(de)幅(fu)(fu)度(du)(du)。此時,標(biao)準(zhun)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)輸(shu)出(chu)幅(fu)(fu)度(du)(du)等于(yu)被(bei)測(ce)(ce)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)幅(fu)(fu)度(du)(du)。比較法測(ce)(ce)量(liang)電(dian)(dian)壓(ya)可避免垂(chui)直系統引起和誤差,因而提高(gao)了測(ce)(ce)量(liang)精度(du)(du)。

時間的測量

示波器時(shi)(shi)(shi)基能產生與時(shi)(shi)(shi)間(jian)呈線(xian)性(xing)關系的(de)掃(sao)描線(xian),因而(er)可以用(yong)熒(ying)光屏的(de)水平刻度來測(ce)量波形的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)參數,如周期性(xing)信號(hao)(hao)的(de)重復周期、脈沖信號(hao)(hao)的(de)寬度、時(shi)(shi)(shi)間(jian)間(jian)隔、上升時(shi)(shi)(shi)間(jian)(前沿)和下(xia)降時(shi)(shi)(shi)間(jian)(后沿)、兩個信號(hao)(hao)的(de)時(shi)(shi)(shi)間(jian)差等(deng)等(deng)。

將示波(bo)器的掃速開關“t/div”的“微調”裝置(zhi)轉至校準位置(zhi)時(shi),顯示的波(bo)形在水平(ping)方向刻度所代表的時(shi)間可按(an)“t/div”開關的指示值(zhi)直讀計算,從而(er)較(jiao)準確地求出被測(ce)信號的時(shi)間參數。

相位的測量

利用示(shi)波器測(ce)(ce)(ce)量兩(liang)個(ge)正弦電(dian)壓之間的相(xiang)位(wei)差具有實(shi)用意義,用計數器可以測(ce)(ce)(ce)量頻率和時間,但不能(neng)直接測(ce)(ce)(ce)量正弦電(dian)壓之間的相(xiang)位(wei)關(guan)系(xi)。利用示(shi)波器測(ce)(ce)(ce)量相(xiang)位(wei)的方法(fa)很(hen)多,下面,僅介(jie)紹(shao)幾(ji)種常用的簡(jian)單方法(fa)。

1.雙蹤法

雙蹤法是用雙蹤示(shi)波器在熒光(guang)屏上直(zhi)接(jie)比較兩(liang)個被(bei)測電壓的(de)波形(xing)來測量其(qi)相(xiang)位(wei)(wei)關系。測量時,將相(xiang)位(wei)(wei)超(chao)前的(de)信(xin)(xin)號(hao)接(jie)入YB通道(dao),另一(yi)個信(xin)(xin)號(hao)接(jie)入YA通道(dao)。選(xuan)用YB觸(chu)發。調節“t/div”開關,使被(bei)測波形(xing)的(de)一(yi)個周(zhou)期(qi)在水平標尺(chi)上準確地占滿(man)8div,這(zhe)樣,一(yi)個周(zhou)期(qi)的(de)相(xiang)角(jiao)360°被(bei)8等分,每1div相(xiang)當于45°。讀出超(chao)前波與滯后波在水平軸的(de)差距T,按(an)下式計算相(xiang)位(wei)(wei)差φ:

φ=45°/div×T(div)如T==1.5div,則φ=45°/div×1.5div=67.5°

2.圖形法測相位

將(jiang)示(shi)波器(qi)(qi)的(de)X軸選(xuan)擇置(zhi)于X軸輸入位置(zhi),將(jiang)信(xin)號u1接入示(shi)波器(qi)(qi)的(de)Y軸輸入端,信(xin)號u2接入示(shi)波器(qi)(qi)的(de)X軸輸入端。適(shi)當調節示(shi)波器(qi)(qi)面板上相(xiang)關旋鈕(niu),使熒光屏上顯現一個大小(xiao)適(shi)宜的(de)橢圓(在特殊情況下,可能是一個正圓或一根(gen)斜(xie)線)。

設(she)(she)Y軸偏轉(zhuan)(zhuan)板上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)(hao)u1導前于(yu)(yu)(yu)X軸偏轉(zhuan)(zhuan)板上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)(hao)u21/8周期,設(she)(she)u2的(de)(de)(de)(de)初相為零(ling),即φ2=0,因此當u2為零(ling)時(shi),u1為一(yi)個(ge)(ge)較大的(de)(de)(de)(de)值(zhi)。如(ru)圖(tu)中的(de)(de)(de)(de)“0”點(dian)(dian)(dian)。此時(shi),熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)也相應地位(wei)(wei)(wei)(wei)于(yu)(yu)(yu)“0”點(dian)(dian)(dian)。隨(sui)著時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)變化,u1上(shang)(shang)(shang)(shang)升,u2也上(shang)(shang)(shang)(shang)升,則熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)向右上(shang)(shang)(shang)(shang)方(fang)移動。當經1/8周期后,u1、u2分別到達“1”點(dian)(dian)(dian),此時(shi)u1到達最大值(zhi),u2為一(yi)個(ge)(ge)較大的(de)(de)(de)(de)值(zhi),熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)(wei)(wei)于(yu)(yu)(yu)相應的(de)(de)(de)(de)“1”。如(ru)此繼(ji)續下去,熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)將(jiang)描出一(yi)個(ge)(ge)順(shun)時(shi)針旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)橢(tuo)圓(yuan)(yuan)。如(ru)果u1滯后于(yu)(yu)(yu)u2則形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)逆時(shi)針旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)橢(tuo)圓(yuan)(yuan)。當然,這(zhe)只有在(zai)信(xin)號(hao)(hao)(hao)頻率很(hen)低時(shi)(如(ru)幾(ji)赫(he)茲),且在(zai)短余輝的(de)(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)便會清(qing)楚地看到熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)順(shun)時(shi)針或(huo)逆時(shi)針旋轉(zhuan)(zhuan)的(de)(de)(de)(de)現象。由(you)上(shang)(shang)(shang)(shang)述可見橢(tuo)圓(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀是(shi)隨(sui)兩個(ge)(ge)正(zheng)弦信(xin)號(hao)(hao)(hao)電(dian)壓(ya)u1、u2相位(wei)(wei)(wei)(wei)差(cha)的(de)(de)(de)(de)不(bu)同而不(bu)同。因此可以根(gen)據(ju)橢(tuo)圓(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)形(xing)狀確(que)定(ding)兩個(ge)(ge)正(zheng)弦信(xin)號(hao)(hao)(hao)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)相位(wei)(wei)(wei)(wei)差(cha)Δφ。設(she)(she)A是(shi)橢(tuo)圓(yuan)(yuan)與Y軸交點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)縱坐標(biao),B是(shi)橢(tuo)圓(yuan)(yuan)上(shang)(shang)(shang)(shang)各點(dian)(dian)(dian)坐標(biao)的(de)(de)(de)(de)最大值(zhi)。由(you)圖(tu)可見,A是(shi)對(dui)應于(yu)(yu)(yu)t=0時(shi)u1的(de)(de)(de)(de)瞬時(shi)電(dian)壓(ya),即A=Um1sinφ1B是(shi)對(dui)應于(yu)(yu)(yu)u1的(de)(de)(de)(de)幅值(zhi),即B=Um1于(yu)(yu)(yu)是(shi)A/B=(Um1sinφ1)/Um1=sinφ1來表(biao)示。在(zai)實際測試中為讀數方(fang)便,常讀取2A,2B(或(huo)2C,2D),按(an)式Δφ=arcsin(2A/2B)或(huo)Δφ=arcsin(2C/2D)來計算相位(wei)(wei)(wei)(wei)差(cha)。

如果(guo)橢圓的主(zhu)軸在(zai)第1和第3象限內(nei),則相位差(cha)在(zai)0°~90°或(huo)(huo)270°~360°之間;如果(guo)主(zhu)軸在(zai)第2和第4象限內(nei),相位差(cha)在(zai)90°~180°或(huo)(huo)180°~270°之間。

頻率的測量

用(yong)(yong)示波器測(ce)量信號頻率的方法(fa)很(hen)多,下面介紹(shao)常用(yong)(yong)的兩種基本(ben)方法(fa)。

1.周期法

對于(yu)任何周期(qi)信號,可用前述的時間間隔的測量方法,先測定其每個周期(qi)的時間T,再用下式求出頻率(lv)f:f=1/T

例如(ru)示波器上(shang)顯示的(de)被測波形,一周期(qi)為8div,“t/div”開關置(zhi)“1μs”位置(zhi),其“微調”置(zhi)“校(xiao)準”位置(zhi)。則其周期(qi)和頻率計算如(ru)下:

T=1us/div×8div=8usf=1/8us=125kHz所以(yi),被測波形的頻率為125kHz。

2.圖形法測頻率

將示(shi)波器置X-Y工作方式,被測信(xin)號(hao)輸入Y軸(zhou),標準頻率信(xin)號(hao)輸入“X外接”,慢慢改變標準頻率,使這兩個信(xin)號(hao)頻率成整數倍時,例如fx:

fy=1:2,則在熒光屏上會形(xing)成(cheng)穩定的(de)圖(tu)形(xing)。

圖(tu)的(de)(de)形狀不但與(yu)兩個偏轉電壓的(de)(de)相位(wei)有關,而且與(yu)兩個偏轉電壓的(de)(de)頻(pin)率也(ye)有關。用(yong)描跡(ji)法可以(yi)畫出ux與(yu)uy的(de)(de)各種頻(pin)率比、不同(tong)相位(wei)差時的(de)(de)圖(tu)形。

利用(yong)圖形(xing)與(yu)頻(pin)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)關系,可進行準確的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)比較(jiao)來測定被測信號(hao)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)。其方法是分別通過圖形(xing)引水平線(xian)和垂(chui)直(zhi)線(xian),所引的(de)(de)(de)(de)水平線(xian)垂(chui)直(zhi)線(xian)不要通過圖形(xing)的(de)(de)(de)(de)交叉點或與(yu)其相切。若水平線(xian)與(yu)圖形(xing)的(de)(de)(de)(de)交點數(shu)為m,垂(chui)直(zhi)線(xian)與(yu)圖形(xing)的(de)(de)(de)(de)交點數(shu)n,則

fy/fx=m/n

當標準頻率(lv)fx(或fy)為(wei)已(yi)(yi)知(zhi)時(shi),由上式可(ke)以求(qiu)出被測(ce)信(xin)號(hao)頻率(lv)fy(或fx)。顯然(ran),在實(shi)際測(ce)試工作中,用李沙育圖形進行頻率(lv)測(ce)試時(shi),為(wei)了使測(ce)試簡便正確(que),在條件許可(ke)的情(qing)況(kuang)下,通常盡可(ke)能調節已(yi)(yi)知(zhi)頻率(lv)信(xin)號(hao)的頻率(lv),使熒光屏(ping)上顯示的圖形為(wei)圓或橢圓。這時(shi)被測(ce)信(xin)號(hao)頻率(lv)等(deng)于已(yi)(yi)知(zhi)信(xin)號(hao)頻率(lv)。

由于(yu)加到示波器上的兩個電壓相位(wei)不同,熒光(guang)屏上圖形會(hui)有不同的形狀,但這對(dui)確(que)定未知頻(pin)率并無影響。

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注意事項

儀器(qi)操作(zuo)人員的安(an)全(quan)和儀器(qi)安(an)全(quan),儀器(qi)在安(an)全(quan)范圍內正常工作(zuo),保證測量波形(xing)準(zhun)確、數據可靠,應注意:

1.通(tong)(tong)用示波(bo)器通(tong)(tong)過調節(jie)亮度(du)和聚焦(jiao)旋鈕(niu)使(shi)光點直徑最小以使(shi)波(bo)形清晰,減小測試誤差(cha);不要(yao)使(shi)光點停留在一點不動,否則(ze)電子束(shu)轟擊一點宜在熒光屏上形成暗斑,損壞熒光屏。

2.測量系統(tong)-例(li)如示波器、信號源;打印機(ji)、計算機(ji)等(deng)設(she)備(bei)等(deng)。被測電子設(she)備(bei)-例(li)如儀(yi)器、電子部件、電路板(ban)、被測設(she)備(bei)供(gong)電電源等(deng)設(she)備(bei)接地(di)線必須(xu)與(yu)公共地(di)(大地(di))相連。

3.TDS200/TDS1000/TDS2000系列數字(zi)示波器(qi)配合(he)探頭使用(yong)時,只能(neng)(neng)(neng)測(ce)(ce)量(被測(ce)(ce)信號-信號地就是(shi)大地,信號端輸出幅度小于300VCATII)信號的波形。絕(jue)對不能(neng)(neng)(neng)測(ce)(ce)量市(shi)電(dian)(dian)(dian)AC220V或(huo)與市(shi)電(dian)(dian)(dian)AC220V不能(neng)(neng)(neng)隔離的電(dian)(dian)(dian)子設(she)備的浮(fu)地信號。(浮(fu)地是(shi)不能(neng)(neng)(neng)接大地的,否則造成儀(yi)器(qi)損壞,如(ru)測(ce)(ce)試電(dian)(dian)(dian)磁(ci)爐。)

4.通用(yong)(yong)示波(bo)器(qi)的(de)外殼,信(xin)號(hao)輸入(ru)端BNC插座金屬外圈,探頭接(jie)地(di)線,AC220V電源插座接(jie)地(di)線端都(dou)是(shi)相通的(de)。如(ru)儀器(qi)使(shi)用(yong)(yong)時不接(jie)大地(di)線,直(zhi)接(jie)用(yong)(yong)探頭對(dui)(dui)浮地(di)信(xin)號(hao)測(ce)量,則(ze)儀器(qi)相對(dui)(dui)大地(di)會產生(sheng)電位差;電壓值等(deng)于探頭接(jie)地(di)線接(jie)觸被(bei)測(ce)設(she)備(bei)點與大地(di)之間的(de)電位差。這(zhe)將對(dui)(dui)儀器(qi)操(cao)作人員、示波(bo)器(qi)、被(bei)測(ce)電子設(she)備(bei)帶(dai)來(lai)嚴重安(an)全(quan)危險(xian)。

5.用(yong)戶如須要測(ce)量開(kai)(kai)關電(dian)(dian)源(yuan)(開(kai)(kai)關電(dian)(dian)源(yuan)初級,控制電(dian)(dian)路)、UPS(不(bu)間斷電(dian)(dian)源(yuan))、電(dian)(dian)子整流器(qi)、節能燈、變頻器(qi)等類型產品或其它與(yu)市(shi)電(dian)(dian)AC220V不(bu)能隔(ge)離的電(dian)(dian)子設備進行浮地信號測(ce)試時,必使用(yong)DP100高(gao)壓隔(ge)離差(cha)分探頭。

示波(bo)器使用中(zhong)的(de)其(qi)他(ta)注(zhu)意事項:

(1)熱(re)電(dian)子(zi)儀(yi)器一般要避(bi)免頻繁開機(ji)、關機(ji),示波器也是這樣。

(2)如(ru)果發(fa)現波(bo)形受外界(jie)干擾(rao),可將(jiang)示波(bo)器外殼接地。

(3)“Y輸入”的電(dian)壓(ya)不可太高,以免(mian)損(sun)壞儀器,在最(zui)大(da)衰減時也(ye)不能超過(guo)400V.“Y輸入”導(dao)線懸空時,受外界電(dian)磁干擾出現(xian)干擾波形(xing),應避免(mian)出現(xian)這種(zhong)現(xian)象。

(4)關機(ji)前先將輝度調(diao)節旋鈕沿逆(ni)時針方向轉到底,使亮(liang)度減到最小,然后再斷開電源開關。

(5)在(zai)觀察熒屏上的亮(liang)斑(ban)并進行調節(jie)時,亮(liang)斑(ban)的亮(liang)度要適中(zhong),不能過亮(liang)。

示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)分為萬用(yong)示(shi)(shi)波(bo)(bo)表,數(shu)(shu)字(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi),模擬示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi),虛擬示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi),任意波(bo)(bo)形示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi),手持示(shi)(shi)波(bo)(bo)表,數(shu)(shu)字(zi)熒光示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi),數(shu)(shu)據采集示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)。

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