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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。
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簡介

示波(bo)器是(shi)一種用來(lai)測量交流電(dian)或脈沖電(dian)流波(bo)的(de)形狀(zhuang)的(de)儀(yi)器,由電(dian)子管放大(da)器、掃描(miao)振蕩器、陰極射(she)線管等(deng)組成。除觀測電(dian)流的(de)波(bo)形外,還可(ke)以(yi)測定頻率、電(dian)壓強度等(deng)。凡可(ke)以(yi)變(bian)為電(dian)效(xiao)應(ying)的(de)周期性(xing)物理(li)過程都可(ke)以(yi)用示波(bo)器進行觀測。

分類

按照信號的不同分類

模擬示(shi)波(bo)器采(cai)用的(de)(de)是模擬電(dian)路(lu)(示(shi)波(bo)管,其基(ji)礎是電(dian)子槍(qiang))電(dian)子槍(qiang)向屏幕發射電(dian)子,發射的(de)(de)電(dian)子經聚(ju)焦(jiao)形(xing)成電(dian)子束,并打到屏幕上。屏幕的(de)(de)內表面(mian)涂(tu)有熒光物質(zhi),這樣(yang)電(dian)子束打中的(de)(de)點就會發出光來。

數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)則(ze)是數(shu)(shu)(shu)據(ju)采集,A/D轉換,軟件編程等一系列的(de)(de)技術制造出(chu)來的(de)(de)高性能示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)。數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)的(de)(de)工(gong)作方(fang)式(shi)是通過模擬轉換器(qi)(qi)(ADC)把被測電壓轉換為(wei)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)信息(xi)。數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)捕獲的(de)(de)是波(bo)(bo)形的(de)(de)一系列樣值(zhi)(zhi),并對樣值(zhi)(zhi)進(jin)行(xing)存(cun)儲(chu),存(cun)儲(chu)限度是判斷累(lei)計(ji)的(de)(de)樣值(zhi)(zhi)是否能描繪出(chu)波(bo)(bo)形為(wei)止(zhi),隨后(hou),數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)重構波(bo)(bo)形。數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)可以(yi)分為(wei)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)存(cun)儲(chu)示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(DSO),數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)熒光示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(DPO)和(he)采樣示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)。

模(mo)(mo)擬示(shi)(shi)波(bo)器(qi)要(yao)提高(gao)帶寬(kuan),需(xu)要(yao)示(shi)(shi)波(bo)管(guan)、垂直放大和(he)水平掃描(miao)全面(mian)推進(jin)。數字示(shi)(shi)波(bo)器(qi)要(yao)改善帶寬(kuan)只(zhi)需(xu)要(yao)提高(gao)前端的(de)A/D轉(zhuan)換器(qi)的(de)性能,對示(shi)(shi)波(bo)管(guan)和(he)掃描(miao)電路沒有特殊要(yao)求。加上數字示(shi)(shi)波(bo)管(guan)能充分利用記憶、存儲(chu)和(he)處理,以及多(duo)種觸(chu)發和(he)超前觸(chu)發能力。廿世紀八(ba)十(shi)年代數字示(shi)(shi)波(bo)器(qi)異軍突起,成(cheng)果累(lei)累(lei),大有全面(mian)取代模(mo)(mo)擬示(shi)(shi)波(bo)器(qi)之勢,模(mo)(mo)擬示(shi)(shi)波(bo)器(qi)的(de)確從前臺(tai)退到后臺(tai)。

按照結構和性能不同分類

①普通示波器。電(dian)路結構(gou)簡單,頻(pin)帶較窄,掃(sao)描(miao)線(xian)性(xing)差,僅用于觀(guan)察(cha)波形。

②多(duo)用示波器(qi)。頻帶較寬,掃(sao)描線(xian)性好,能對(dui)直流、低頻、高(gao)(gao)頻、超高(gao)(gao)頻信號和(he)脈沖信號進行定量(liang)測試。借助幅度(du)校準器(qi)和(he)時間校準器(qi),測量(liang)的準確度(du)可(ke)達(da)±5%。

③多線示波器。采用多束示波管(guan),能在熒光屏上同(tong)時(shi)顯示兩個以上同(tong)頻信號(hao)的波形,沒有(you)時(shi)差,時(shi)序關系(xi)準確。

④多蹤示波(bo)(bo)器。具有(you)電子開關和門控電路的(de)結構,可在單束示波(bo)(bo)管的(de)熒(ying)光屏上同時顯(xian)示兩(liang)個以上同頻信號(hao)的(de)波(bo)(bo)形。但存在時差,時序關系(xi)不(bu)準(zhun)確(que)。

⑤取樣示波器(qi)。采(cai)用取樣技術(shu)將高(gao)頻(pin)信號轉(zhuan)換成模擬低頻(pin)信號進行顯示,有(you)效(xiao)頻(pin)帶可達GHz級。

⑥記(ji)憶示波器(qi)。采用(yong)存(cun)儲示波管或數(shu)字存(cun)儲技術,將單次(ci)電信(xin)號瞬變(bian)過程、非周期現(xian)象(xiang)和超低(di)頻信(xin)號長時(shi)間保留在(zai)示波管的熒光屏上或存(cun)儲在(zai)電路中,以供重復測(ce)試。

⑦數(shu)(shu)(shu)字(zi)示波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)。內部帶(dai)有微處理器(qi)(qi)(qi),外部裝有數(shu)(shu)(shu)字(zi)顯(xian)(xian)示器(qi)(qi)(qi),有的產品在示波(bo)(bo)管熒光屏上既可顯(xian)(xian)示波(bo)(bo)形(xing),又可顯(xian)(xian)示字(zi)符。被測信號經模(mo)一數(shu)(shu)(shu)變換(huan)器(qi)(qi)(qi)(A/D變換(huan)器(qi)(qi)(qi))送入數(shu)(shu)(shu)據存(cun)儲(chu)器(qi)(qi)(qi),通過鍵(jian)盤(pan)操作,可對捕獲的波(bo)(bo)形(xing)參數(shu)(shu)(shu)的數(shu)(shu)(shu)據,進行加、減、乘、除、求平(ping)均值、求平(ping)方(fang)根(gen)值、求均方(fang)根(gen)值等的運算,并顯(xian)(xian)示出答案數(shu)(shu)(shu)字(zi)。

基本構成

顯示電路

顯(xian)示電路包括(kuo)示波管(guan)(guan)(guan)及其控制電路兩(liang)個(ge)部分。示波管(guan)(guan)(guan)是(shi)一(yi)種特殊的電子管(guan)(guan)(guan),是(shi)示波器一(yi)個(ge)重要組成(cheng)部分。示波管(guan)(guan)(guan)由電子槍、偏轉(zhuan)系統和熒光屏3個(ge)部分組成(cheng)。

(1)電子槍

電(dian)子槍用于產生并形成高速、聚束的(de)電(dian)子流,去轟(hong)擊熒光(guang)屏(ping)使(shi)之發(fa)光(guang)。它主要由燈絲F、陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)K、控(kong)制(zhi)極(ji)(ji)(ji)(ji)G、第一(yi)陽極(ji)(ji)(ji)(ji)A1、第二陽極(ji)(ji)(ji)(ji)A2組成。除(chu)燈絲外(wai),其(qi)余電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)結構都(dou)為金屬(shu)圓筒,且它們(men)的(de)軸(zhou)心都(dou)保(bao)持在(zai)同一(yi)軸(zhou)線上。陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)被加(jia)熱(re)后(hou),可沿(yan)軸(zhou)向發(fa)射(she)電(dian)子;控(kong)制(zhi)極(ji)(ji)(ji)(ji)相對(dui)(dui)陰(yin)極(ji)(ji)(ji)(ji)來說(shuo)是負電(dian)位(wei),改變(bian)(bian)電(dian)位(wei)可以改變(bian)(bian)通(tong)過(guo)控(kong)制(zhi)極(ji)(ji)(ji)(ji)小孔的(de)電(dian)子數(shu)目,也(ye)就是控(kong)制(zhi)熒光(guang)屏(ping)上光(guang)點的(de)亮(liang)度(du)(du)。為了提高屏(ping)上光(guang)點亮(liang)度(du)(du),又不降低對(dui)(dui)電(dian)子束偏(pian)轉的(de)靈敏度(du)(du),現代示波(bo)管(guan)中,在(zai)偏(pian)轉系(xi)統(tong)和熒光(guang)屏(ping)之間(jian)還加(jia)上一(yi)個后(hou)加(jia)速電(dian)極(ji)(ji)(ji)(ji)A3。

第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)對陰極(ji)(ji)(ji)而(er)言加(jia)有(you)(you)約幾百伏的(de)(de)(de)(de)正電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。在(zai)第(di)(di)二陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)上(shang)加(jia)有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)比第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)更高(gao)的(de)(de)(de)(de)正電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。穿過控制(zhi)(zhi)極(ji)(ji)(ji)小孔(kong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu),在(zai)第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)和(he)第(di)(di)二陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)高(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用下,得到(dao)加(jia)速(su)(su)(su),向熒光(guang)(guang)屏(ping)方向作(zuo)高(gao)速(su)(su)(su)運(yun)動。由于電(dian)(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)(de)同性相斥(chi),電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)會逐漸散開。通過第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)、第(di)(di)二陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)之間電(dian)(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)(de)(de)聚焦作(zuo)用,使電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)重新聚集起來并交匯于一(yi)點。適當控制(zhi)(zhi)第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)和(he)第(di)(di)二陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)之間電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)差(cha)的(de)(de)(de)(de)大(da)小,便能使焦點剛好落在(zai)熒光(guang)(guang)屏(ping)上(shang),顯現一(yi)個(ge)(ge)光(guang)(guang)亮(liang)細小的(de)(de)(de)(de)圓點。改變第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)和(he)第(di)(di)二陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)之間的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)差(cha),可起調(diao)節光(guang)(guang)點聚焦的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用,這就是示波器的(de)(de)(de)(de)“聚焦”和(he)“輔助聚焦”調(diao)節的(de)(de)(de)(de)原理。第(di)(di)三陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)(ji)是示波管錐體內部涂上(shang)一(yi)層石墨(mo)形成的(de)(de)(de)(de),通常(chang)加(jia)有(you)(you)很高(gao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya),它有(you)(you)三個(ge)(ge)作(zuo)用:①使穿過偏(pian)轉(zhuan)系統(tong)以后的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)進一(yi)步加(jia)速(su)(su)(su),使電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)有(you)(you)足夠的(de)(de)(de)(de)能量去轟擊(ji)熒光(guang)(guang)屏(ping),以獲得足夠的(de)(de)(de)(de)亮(liang)度;②石墨(mo)層涂在(zai)整個(ge)(ge)錐體上(shang),能起到(dao)屏(ping)蔽作(zuo)用;③電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束(shu)轟擊(ji)熒光(guang)(guang)屏(ping)會產生(sheng)二次(ci)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi),處(chu)于高(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)A3可吸收這些電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)。

(2)偏轉系統

示波(bo)管(guan)的偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統(tong)(tong)大都是靜電(dian)(dian)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)式(shi),它由兩對(dui)相(xiang)互垂直(zhi)的平(ping)(ping)行金屬板(ban)(ban)組成,分(fen)別稱為(wei)水平(ping)(ping)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)和(he)垂直(zhi)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)。分(fen)別控制電(dian)(dian)子束在水平(ping)(ping)方向和(he)垂直(zhi)方向的運(yun)動。當電(dian)(dian)子在偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)之(zhi)間(jian)運(yun)動時,如(ru)果偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)沒有(you)加電(dian)(dian)壓,偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)之(zhi)間(jian)無電(dian)(dian)場,離開第(di)二陽極后進(jin)入(ru)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統(tong)(tong)的電(dian)(dian)子將沿(yan)軸向運(yun)動,射向屏幕的中心。如(ru)果偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)有(you)電(dian)(dian)壓,偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)之(zhi)間(jian)則有(you)電(dian)(dian)場,進(jin)入(ru)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統(tong)(tong)的電(dian)(dian)子會在偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)電(dian)(dian)場的作用下(xia)射向熒光屏的指(zhi)定(ding)位置。

如果(guo)兩(liang)塊(kuai)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)互相平(ping)行,并(bing)且它們的(de)(de)(de)電(dian)位差等(deng)于(yu)零,那么通(tong)過偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)空(kong)間(jian)(jian)的(de)(de)(de),具有速度υ的(de)(de)(de)電(dian)子束就(jiu)(jiu)會沿(yan)著(zhu)(zhu)原方向(設為軸線方向)運動(dong),并(bing)打(da)在熒光(guang)(guang)屏(ping)的(de)(de)(de)坐(zuo)標原點(dian)(dian)上(shang)(shang)。如果(guo)兩(liang)塊(kuai)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)之(zhi)間(jian)(jian)存在著(zhu)(zhu)恒定的(de)(de)(de)電(dian)位差,則(ze)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)間(jian)(jian)就(jiu)(jiu)形成一個(ge)電(dian)場(chang),這個(ge)電(dian)場(chang)與(yu)電(dian)子的(de)(de)(de)運動(dong)方向相垂直,于(yu)是電(dian)子就(jiu)(jiu)朝著(zhu)(zhu)電(dian)位比(bi)較(jiao)高的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)。這樣,在兩(liang)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)空(kong)間(jian)(jian),電(dian)子就(jiu)(jiu)沿(yan)著(zhu)(zhu)拋物線在這一點(dian)(dian)上(shang)(shang)做切(qie)線運動(dong)。最后,電(dian)子降(jiang)落(luo)在熒光(guang)(guang)屏(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)A點(dian)(dian),這個(ge)A點(dian)(dian)距(ju)離熒光(guang)(guang)屏(ping)原點(dian)(dian)(0)有一段距(ju)離,這段距(ju)離稱為偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)量(liang),用y表示。偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)量(liang)y與(yu)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)所(suo)加的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)Vy成正(zheng)比(bi)。同理,在水平(ping)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)加有直流電(dian)壓(ya)時,也發生類(lei)似(si)情(qing)況(kuang),只(zhi)是光(guang)(guang)點(dian)(dian)在水平(ping)方向上(shang)(shang)偏(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)。

(3)熒光屏

熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)位于示(shi)波管的(de)(de)(de)終端,它的(de)(de)(de)作用是將(jiang)(jiang)偏轉(zhuan)后的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)束顯示(shi)出(chu)來,以便觀察。在(zai)示(shi)波器的(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)內壁涂有一層發光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)物質,因而,熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)上受到(dao)高速電(dian)子(zi)(zi)沖(chong)擊(ji)(ji)的(de)(de)(de)地點(dian)就顯現出(chu)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)。此時(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)的(de)(de)(de)亮度(du)決定于電(dian)子(zi)(zi)束的(de)(de)(de)數目(mu)、密度(du)及其速度(du)。改變控制(zhi)極的(de)(de)(de)電(dian)壓時(shi),電(dian)子(zi)(zi)束中電(dian)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)數目(mu)將(jiang)(jiang)隨之(zhi)改變,光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)亮度(du)也就改變。在(zai)使(shi)用示(shi)波器時(shi),不宜(yi)讓很亮的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)點(dian)固定出(chu)現在(zai)示(shi)波管熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)屏(ping)一個(ge)位置上,否則(ze)該點(dian)熒光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)物質將(jiang)(jiang)因長期受電(dian)子(zi)(zi)沖(chong)擊(ji)(ji)而燒壞,從而失去發光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)能力。

涂有不(bu)同熒光(guang)物質(zhi)的(de)熒光(guang)屏,在受電(dian)子沖擊(ji)時將顯示出不(bu)同的(de)顏色(se)和不(bu)同的(de)余(yu)輝時間,通常(chang)供(gong)(gong)觀察(cha)一(yi)般(ban)(ban)信號波形(xing)用(yong)的(de)是發(fa)綠光(guang)的(de),屬中(zhong)余(yu)輝示波管,供(gong)(gong)觀察(cha)非周期性及低頻信號用(yong)的(de)是發(fa)橙(cheng)黃(huang)色(se)光(guang)的(de),屬長余(yu)輝示波管;供(gong)(gong)照相(xiang)用(yong)的(de)示波器中(zhong),一(yi)般(ban)(ban)都采用(yong)發(fa)藍色(se)的(de)短余(yu)輝示波管。

Y軸放大電路

由(you)于示(shi)波管(guan)(guan)的(de)偏轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)靈(ling)敏度(du)(du)甚低,例如常用的(de)示(shi)波管(guan)(guan)13SJ38J型,其垂直(zhi)(zhi)偏轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)靈(ling)敏度(du)(du)為(wei)0.86mm/V(約12V電(dian)壓產生1cm的(de)偏轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)量),所以一般的(de)被測信號電(dian)壓都要先經(jing)過垂直(zhi)(zhi)放大(da)電(dian)路的(de)放大(da),再加到(dao)示(shi)波管(guan)(guan)的(de)垂直(zhi)(zhi)偏轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板上(shang),以得(de)到(dao)垂直(zhi)(zhi)方(fang)向的(de)適當(dang)大(da)小的(de)圖形(xing)。

X軸放大電路

由于示(shi)波管水(shui)平(ping)方向的(de)(de)偏轉(zhuan)(zhuan)靈敏(min)度(du)也很(hen)低(di),所以接入示(shi)波管水(shui)平(ping)偏轉(zhuan)(zhuan)板的(de)(de)電(dian)壓(鋸齒波電(dian)壓或其它電(dian)壓)也要(yao)先經過水(shui)平(ping)放(fang)大電(dian)路(lu)的(de)(de)放(fang)大以后(hou),再加(jia)到示(shi)波管的(de)(de)水(shui)平(ping)偏轉(zhuan)(zhuan)板上,以得到水(shui)平(ping)方向適當(dang)大小(xiao)的(de)(de)圖形。

掃描同步電路

掃描電(dian)(dian)路產生一個(ge)鋸齒(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓。該鋸齒(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)頻率(lv)能在(zai)(zai)一定(ding)的(de)(de)(de)范圍內連續可調。鋸齒(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)作用是使示波(bo)(bo)管陰極發出的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子束在(zai)(zai)熒(ying)光屏上形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)周期性(xing)的(de)(de)(de)、與時(shi)間成(cheng)(cheng)正比的(de)(de)(de)水(shui)平位(wei)移,即形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)時(shi)間基線(xian)。這樣,才能把加在(zai)(zai)垂直方向的(de)(de)(de)被測信號按時(shi)間的(de)(de)(de)變(bian)化波(bo)(bo)形(xing)(xing)展現(xian)在(zai)(zai)熒(ying)光屏上。

電源供給電路

電(dian)源供給電(dian)路:供給垂直與(yu)水平放大電(dian)路、掃(sao)描與(yu)同步電(dian)路以及示波管與(yu)控制電(dian)路所需(xu)的負(fu)高(gao)壓、燈絲電(dian)壓等(deng)。

由示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)原理(li)功能可見,被測信(xin)號電(dian)壓加到示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)Y軸輸(shu)入(ru)端(duan),經垂直(zhi)放大電(dian)路加于(yu)示(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan)的(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)偏(pian)轉板(ban)。示(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan)的(de)(de)(de)(de)水(shui)平(ping)(ping)偏(pian)轉電(dian)壓,雖然多(duo)數情況都(dou)采(cai)用(yong)(yong)(yong)鋸齒電(dian)壓(用(yong)(yong)(yong)于(yu)觀察波(bo)(bo)形時(shi)),但有時(shi)也采(cai)用(yong)(yong)(yong)其(qi)它的(de)(de)(de)(de)外加電(dian)壓(用(yong)(yong)(yong)于(yu)測量(liang)頻率、相位差等時(shi)),因此在(zai)水(shui)平(ping)(ping)放大電(dian)路輸(shu)入(ru)端(duan)有一個水(shui)平(ping)(ping)信(xin)號選擇開關,以便按照需要選用(yong)(yong)(yong)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)內部的(de)(de)(de)(de)鋸齒波(bo)(bo)電(dian)壓,或(huo)選用(yong)(yong)(yong)外加在(zai)X軸輸(shu)入(ru)端(duan)上的(de)(de)(de)(de)其(qi)它電(dian)壓來作為(wei)水(shui)平(ping)(ping)偏(pian)轉電(dian)壓。

此外(wai),為(wei)了使熒光屏上(shang)(shang)顯示的(de)(de)圖形保(bao)持(chi)穩定(ding),要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo)電(dian)壓(ya)(ya)信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)頻率(lv)和被(bei)(bei)測信(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)頻率(lv)保(bao)持(chi)同步(bu)(bu)。這(zhe)樣,不(bu)(bu)僅要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo)電(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)頻率(lv)能連續(xu)調節,而(er)(er)(er)且(qie)在產(chan)生鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)電(dian)路(lu)上(shang)(shang)還(huan)要(yao)(yao)輸(shu)入一個(ge)同步(bu)(bu)信(xin)號(hao)(hao)(hao)。這(zhe)樣,對于只能產(chan)生連續(xu)掃描(miao)(miao)(即產(chan)生周而(er)(er)(er)復始、連續(xu)不(bu)(bu)斷的(de)(de)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo))一種(zhong)狀(zhuang)態的(de)(de)簡易示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(如國產(chan)SB10型(xing)等(deng)示波(bo)(bo)(bo)器(qi))而(er)(er)(er)言,需(xu)要(yao)(yao)在其掃描(miao)(miao)電(dian)路(lu)上(shang)(shang)輸(shu)入一個(ge)與被(bei)(bei)觀察信(xin)號(hao)(hao)(hao)頻率(lv)相(xiang)關(guan)的(de)(de)同步(bu)(bu)信(xin)號(hao)(hao)(hao),以牽制鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)振蕩頻率(lv)。對于具有等(deng)待掃描(miao)(miao)功能(即平時(shi)不(bu)(bu)產(chan)生鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo),當被(bei)(bei)測信(xin)號(hao)(hao)(hao)來到(dao)時(shi)才產(chan)生一個(ge)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)波(bo)(bo)(bo),進行一次掃描(miao)(miao))的(de)(de)示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(如國產(chan)ST-16型(xing)示波(bo)(bo)(bo)器(qi)、SR-8型(xing)雙(shuang)蹤(zong)示波(bo)(bo)(bo)器(qi)等(deng))為(wei)了適應各種(zhong)需(xu)要(yao)(yao),同步(bu)(bu)(或觸發(fa))信(xin)號(hao)(hao)(hao)可通(tong)過(guo)同步(bu)(bu)或觸發(fa)信(xin)號(hao)(hao)(hao)選擇開(kai)關(guan)來選擇,通(tong)常(chang)來源有3個(ge):

①從垂直放(fang)大電路引來(lai)被測信號(hao)作為同步(或觸發(fa))信號(hao),此信號(hao)稱(cheng)為“內(nei)同步”(或“內(nei)觸發(fa)”)信號(hao);

②引入(ru)某(mou)種相關的外加信(xin)號(hao)為同步(bu)(bu)(或觸發(fa))信(xin)號(hao),此信(xin)號(hao)稱為“外同步(bu)(bu)”(或“外觸發(fa)”)信(xin)號(hao),該信(xin)號(hao)加在(zai)外同步(bu)(bu)(或外觸發(fa))輸(shu)入(ru)端;

③有(you)些(xie)示波(bo)器(qi)的同步(bu)(bu)信(xin)號選擇(ze)開關還(huan)有(you)一檔“電源同步(bu)(bu)”,是由220V,50Hz電源電壓,通(tong)過變壓器(qi)次級降壓后作為同步(bu)(bu)信(xin)號。

基本原理

波形顯示

由(you)示波管的(de)原理可知,一(yi)個直(zhi)流電(dian)壓加(jia)到(dao)一(yi)對(dui)偏轉(zhuan)板上時(shi),將使光點在熒光屏(ping)上產生(sheng)一(yi)個固定(ding)(ding)位(wei)(wei)移(yi),該位(wei)(wei)移(yi)的(de)大小與所加(jia)直(zhi)流電(dian)壓成正比。如果分別將兩(liang)個直(zhi)流電(dian)壓同時(shi)加(jia)到(dao)垂直(zhi)和水平兩(liang)對(dui)偏轉(zhuan)板上,則(ze)熒光屏(ping)上的(de)光點位(wei)(wei)置就由(you)兩(liang)個方(fang)向(xiang)的(de)位(wei)(wei)移(yi)所共同決定(ding)(ding)。

如果將一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓加(jia)到一(yi)(yi)對偏(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)上(shang)(shang)(shang)時(shi)(shi),光(guang)點(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)熒光(guang)屏上(shang)(shang)(shang)將隨電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)變化而(er)移(yi)(yi)(yi)(yi)動。當垂(chui)直偏(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)上(shang)(shang)(shang)加(jia)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓時(shi)(shi),在(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)間(jian)t=0的(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian),電(dian)(dian)(dian)壓為Vo(零(ling)值(zhi)(zhi)),熒光(guang)屏上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)光(guang)點(dian)(dian)位(wei)置在(zai)(zai)(zai)坐標(biao)原點(dian)(dian)0上(shang)(shang)(shang),在(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)間(jian)t=1的(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian),電(dian)(dian)(dian)壓為V1(正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)值(zhi)(zhi)),熒光(guang)屏上(shang)(shang)(shang)光(guang)點(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)坐標(biao)原點(dian)(dian)0點(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)方(fang)的(de)(de)(de)1上(shang)(shang)(shang),位(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)大(da)(da)小正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)壓V1;在(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)間(jian)t=2的(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian),電(dian)(dian)(dian)壓為V2(最大(da)(da)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)值(zhi)(zhi)),熒光(guang)屏上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)光(guang)點(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)坐標(biao)原點(dian)(dian)0點(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)方(fang)的(de)(de)(de)2點(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang),位(wei)移(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)距離正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)壓V2;以(yi)此類推,在(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)間(jian)t=3,t=4,…,t=8的(de)(de)(de)各(ge)個(ge)(ge)(ge)瞬(shun)間(jian),熒光(guang)屏上(shang)(shang)(shang)光(guang)點(dian)(dian)位(wei)置分別為3、4、…、8點(dian)(dian)。在(zai)(zai)(zai)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)(de)第二個(ge)(ge)(ge)周(zhou)期、第三個(ge)(ge)(ge)周(zhou)期……都將重復(fu)第一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)周(zhou)期的(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)。如果此時(shi)(shi)加(jia)在(zai)(zai)(zai)垂(chui)直偏(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓之頻(pin)率(lv)很低(di),僅為lHz~2Hz,那么,在(zai)(zai)(zai)熒光(guang)屏上(shang)(shang)(shang)便(bian)會(hui)看見一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)上(shang)(shang)(shang)下(xia)(xia)移(yi)(yi)(yi)(yi)動著的(de)(de)(de)光(guang)點(dian)(dian)。這光(guang)點(dian)(dian)距離坐標(biao)原點(dian)(dian)的(de)(de)(de)瞬(shun)時(shi)(shi)偏(pian)(pian)轉(zhuan)值(zhi)(zhi)將與加(jia)在(zai)(zai)(zai)垂(chui)直偏(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓瞬(shun)時(shi)(shi)值(zhi)(zhi)成正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)。如果加(jia)在(zai)(zai)(zai)垂(chui)直偏(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓頻(pin)率(lv)在(zai)(zai)(zai)10Hz~20Hz以(yi)上(shang)(shang)(shang),則由于(yu)(yu)熒光(guang)屏的(de)(de)(de)余輝現象(xiang)和(he)人(ren)眼的(de)(de)(de)視覺暫留現象(xiang),在(zai)(zai)(zai)熒光(guang)屏上(shang)(shang)(shang)看到的(de)(de)(de)就(jiu)不是(shi)(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)上(shang)(shang)(shang)下(xia)(xia)移(yi)(yi)(yi)(yi)動的(de)(de)(de)點(dian)(dian),而(er)是(shi)(shi)一(yi)(yi)根垂(chui)直的(de)(de)(de)亮線了(le)。該亮線的(de)(de)(de)長短在(zai)(zai)(zai)示(shi)波器的(de)(de)(de)垂(chui)直放大(da)(da)增(zeng)益一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang)下(xia)(xia)決定于(yu)(yu)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓峰一(yi)(yi)峰值(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)大(da)(da)小。如果在(zai)(zai)(zai)水平偏(pian)(pian)轉(zhuan)板(ban)上(shang)(shang)(shang)加(jia)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓,則會(hui)產生相類似的(de)(de)(de)情(qing)(qing)況(kuang),只(zhi)是(shi)(shi)光(guang)點(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)水平軸上(shang)(shang)(shang)移(yi)(yi)(yi)(yi)動罷了(le)。

如(ru)果將一隨時(shi)(shi)(shi)間(jian)線(xian)(xian)性(xing)變(bian)化的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(如(ru)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya))加(jia)(jia)到(dao)(dao)一對偏(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang),則(ze)(ze)光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)又(you)(you)會(hui)怎樣(yang)移(yi)(yi)動(dong)(dong)呢(ni)?當水(shui)(shui)平(ping)偏(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)有(you)(you)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)間(jian)t=0瞬(shun)間(jian),電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)為Vo(最大(da)負值(zhi)(zhi)),熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)坐(zuo)標(biao)原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)左(zuo)側的(de)(de)(de)(de)(de)起始位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(零(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)),位(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)(ju)離(li)正比(bi)于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)Vo;在(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)間(jian)t=1的(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian),電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)為V1(負值(zhi)(zhi)),熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)坐(zuo)標(biao)原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)左(zuo)方的(de)(de)(de)(de)(de)1點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang),位(wei)移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)距(ju)(ju)離(li)正比(bi)于(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)V1;以此(ci)類推,在(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)間(jian)t=2,t=3,...,t=8的(de)(de)(de)(de)(de)各個(ge)(ge)瞬(shun)間(jian),熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)對應位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)是2、3、…、8各點(dian)(dian)(dian)(dian)。在(zai)(zai)(zai)(zai)t=8這(zhe)個(ge)(ge)瞬(shun)間(jian),鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)由(you)最大(da)正值(zhi)(zhi)V8躍(yue)變(bian)到(dao)(dao)最大(da)負值(zhi)(zhi)Vo,則(ze)(ze)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)從8點(dian)(dian)(dian)(dian)極其迅(xun)速(su)地向(xiang)左(zuo)移(yi)(yi)到(dao)(dao)起始位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)零(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)。如(ru)果鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)是周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de),則(ze)(ze)在(zai)(zai)(zai)(zai)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)第二個(ge)(ge)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)、第三個(ge)(ge)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)、……都將重復第一個(ge)(ge)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)形。如(ru)果此(ci)時(shi)(shi)(shi)加(jia)(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)水(shui)(shui)平(ping)偏(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)頻率很低,僅為1Hz~2Hz,在(zai)(zai)(zai)(zai)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)便會(hui)看見光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)自左(zuo)邊起始位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)零(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)向(xiang)右邊8點(dian)(dian)(dian)(dian)處勻速(su)地移(yi)(yi)動(dong)(dong),隨后光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)又(you)(you)從右邊8點(dian)(dian)(dian)(dian)處極其迅(xun)速(su)地移(yi)(yi)動(dong)(dong)到(dao)(dao)左(zuo)邊起始位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)零(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)。上(shang)(shang)(shang)述這(zhe)個(ge)(ge)過程稱(cheng)為掃(sao)描(miao)。在(zai)(zai)(zai)(zai)水(shui)(shui)平(ping)軸加(jia)(jia)有(you)(you)周(zhou)(zhou)(zhou)期(qi)性(xing)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi),掃(sao)描(miao)將周(zhou)(zhou)(zhou)而(er)復始地進(jin)行下去。光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)距(ju)(ju)離(li)起始位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)零(ling)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)時(shi)(shi)(shi)值(zhi)(zhi),將與(yu)(yu)加(jia)(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)偏(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)瞬(shun)時(shi)(shi)(shi)值(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)正比(bi)。如(ru)果加(jia)(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)偏(pian)轉(zhuan)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)頻率在(zai)(zai)(zai)(zai)10Hz~20Hz以上(shang)(shang)(shang),則(ze)(ze)由(you)于(yu)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)的(de)(de)(de)(de)(de)余輝現象和(he)人眼的(de)(de)(de)(de)(de)視(shi)覺暫留現象,就看到(dao)(dao)一根(gen)水(shui)(shui)平(ping)亮線(xian)(xian),該(gai)水(shui)(shui)平(ping)亮線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)度,在(zai)(zai)(zai)(zai)示波(bo)器水(shui)(shui)平(ping)放大(da)增益一定的(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下決定于(yu)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)值(zhi)(zhi),鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)值(zhi)(zhi)是與(yu)(yu)時(shi)(shi)(shi)間(jian)變(bian)化成(cheng)(cheng)正比(bi)的(de)(de)(de)(de)(de),而(er)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)位(wei)移(yi)(yi)又(you)(you)是與(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)值(zhi)(zhi)成(cheng)(cheng)正比(bi)的(de)(de)(de)(de)(de),因此(ci)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)平(ping)亮線(xian)(xian)可以代表時(shi)(shi)(shi)間(jian)軸。在(zai)(zai)(zai)(zai)此(ci)亮線(xian)(xian)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)任何相等的(de)(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)段都代表相等的(de)(de)(de)(de)(de)一段時(shi)(shi)(shi)間(jian)。

如果將被(bei)測(ce)信號(hao)電(dian)(dian)壓(ya)加(jia)到垂直偏轉板上(shang)(shang)(shang)(shang),鋸(ju)齒波(bo)(bo)掃描(miao)電(dian)(dian)壓(ya)加(jia)到水(shui)平偏轉板上(shang)(shang)(shang)(shang),而且(qie)被(bei)測(ce)信號(hao)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)等于鋸(ju)齒波(bo)(bo)掃描(miao)電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)頻(pin)率(lv),則熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)將顯示出(chu)一(yi)個周期(qi)(qi)的(de)(de)(de)被(bei)測(ce)信號(hao)電(dian)(dian)壓(ya)隨(sui)時間變化的(de)(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)曲(qu)線(xian)。在被(bei)測(ce)周期(qi)(qi)信號(hao)的(de)(de)(de)第二個周期(qi)(qi)、第三個周期(qi)(qi)……都(dou)重復第一(yi)個周期(qi)(qi)的(de)(de)(de)情形(xing),光(guang)(guang)(guang)點在熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)描(miao)出(chu)的(de)(de)(de)軌(gui)跡也都(dou)重疊在第一(yi)次(ci)描(miao)出(chu)的(de)(de)(de)軌(gui)跡上(shang)(shang)(shang)(shang)。所(suo)以,熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)顯示出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)被(bei)測(ce)信號(hao)電(dian)(dian)壓(ya)是隨(sui)時間變化的(de)(de)(de)穩定波(bo)(bo)形(xing)曲(qu)線(xian)。

為使熒光屏(ping)上(shang)的(de)(de)(de)(de)圖形穩(wen)(wen)定,被測信(xin)(xin)(xin)號電壓(ya)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)應與(yu)(yu)(yu)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)電壓(ya)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)保(bao)持(chi)整數比的(de)(de)(de)(de)關(guan)(guan)系(xi),即(ji)同(tong)(tong)步(bu)(bu)關(guan)(guan)系(xi)。為了實現(xian)這一點,就要(yao)(yao)求鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)電壓(ya)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)連續(xu)可(ke)調,以(yi)便適應觀察各種(zhong)不(bu)同(tong)(tong)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)周期信(xin)(xin)(xin)號。其(qi)次,由于(yu)被測信(xin)(xin)(xin)號頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)和(he)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)振蕩信(xin)(xin)(xin)號頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)相對(dui)不(bu)穩(wen)(wen)定性,即(ji)使把(ba)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)電壓(ya)的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)臨(lin)時(shi)(shi)調到(dao)與(yu)(yu)(yu)被測信(xin)(xin)(xin)號頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)成整倍數關(guan)(guan)系(xi),也不(bu)能(neng)使圖形一直保(bao)持(chi)穩(wen)(wen)定。因此(ci),示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)都設有(you)(you)同(tong)(tong)步(bu)(bu)裝(zhuang)置。也就是(shi)在(zai)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)電路(lu)的(de)(de)(de)(de)某部(bu)分加上(shang)一個(ge)同(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)(xin)號來促(cu)使掃(sao)描(miao)(miao)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)(bu),對(dui)于(yu)只能(neng)產(chan)(chan)(chan)生連續(xu)掃(sao)描(miao)(miao)(即(ji)產(chan)(chan)(chan)生周而復始連續(xu)不(bu)斷的(de)(de)(de)(de)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo))一種(zhong)狀態(tai)的(de)(de)(de)(de)簡易示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(如國產(chan)(chan)(chan)SB-10型(xing)示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)等)而言(yan)(yan),需(xu)(xu)要(yao)(yao)在(zai)其(qi)掃(sao)描(miao)(miao)電路(lu)上(shang)輸入一個(ge)與(yu)(yu)(yu)被觀察信(xin)(xin)(xin)號頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)相關(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)(xin)號,當(dang)所加同(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)接(jie)近鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)自主振蕩頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(或(huo)接(jie)近其(qi)整數倍)時(shi)(shi),就可(ke)以(yi)把(ba)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)“拖入同(tong)(tong)步(bu)(bu)”或(huo)“鎖住”。對(dui)于(yu)具(ju)有(you)(you)等待掃(sao)描(miao)(miao)(即(ji)平時(shi)(shi)不(bu)產(chan)(chan)(chan)生鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo),當(dang)被測信(xin)(xin)(xin)號來到(dao)時(shi)(shi)才(cai)產(chan)(chan)(chan)生一個(ge)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)進行一次掃(sao)描(miao)(miao))功能(neng)的(de)(de)(de)(de)示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(如國產(chan)(chan)(chan)ST-16型(xing)示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、SBT-5型(xing)同(tong)(tong)步(bu)(bu)示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、SR-8型(xing)雙蹤示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)等等)而言(yan)(yan),需(xu)(xu)要(yao)(yao)在(zai)其(qi)掃(sao)描(miao)(miao)電路(lu)上(shang)輸入一個(ge)與(yu)(yu)(yu)被測信(xin)(xin)(xin)號相關(guan)(guan)的(de)(de)(de)(de)觸(chu)發信(xin)(xin)(xin)號,使掃(sao)描(miao)(miao)過程與(yu)(yu)(yu)被測信(xin)(xin)(xin)號密切配合。這樣,只要(yao)(yao)按(an)照需(xu)(xu)要(yao)(yao)來選擇(ze)適當(dang)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)(xin)號或(huo)觸(chu)發信(xin)(xin)(xin)號,便可(ke)使任何欲研究的(de)(de)(de)(de)過程與(yu)(yu)(yu)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)掃(sao)描(miao)(miao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)保(bao)持(chi)同(tong)(tong)步(bu)(bu)。

雙線示波

在(zai)電子實(shi)踐技術過程中,常常需要(yao)同(tong)時(shi)觀察兩種(或(huo)(huo)兩種以(yi)(yi)上(shang))信號(hao)(hao)隨時(shi)間變化的(de)(de)過程。并對這(zhe)些不(bu)同(tong)信號(hao)(hao)進(jin)行電量的(de)(de)測試(shi)和(he)比(bi)較(jiao)。為了達到這(zhe)個目的(de)(de),人們在(zai)應用(yong)普通示波(bo)(bo)器(qi)原(yuan)理的(de)(de)基礎上(shang),采用(yong)了以(yi)(yi)下(xia)兩種同(tong)時(shi)顯示多個波(bo)(bo)形的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa):一(yi)(yi)種是(shi)雙(shuang)線(或(huo)(huo)多線)示波(bo)(bo)法(fa);另一(yi)(yi)種是(shi)雙(shuang)蹤(zong)(或(huo)(huo)多蹤(zong))示波(bo)(bo)法(fa)。應用(yong)這(zhe)兩種方(fang)(fang)法(fa)制(zhi)造出來(lai)的(de)(de)示波(bo)(bo)器(qi)分別稱為雙(shuang)線(或(huo)(huo)多線)示波(bo)(bo)器(qi)和(he)雙(shuang)蹤(zong)(或(huo)(huo)多蹤(zong))示波(bo)(bo)器(qi)。

雙(shuang)線(xian)(xian)(或(huo)多線(xian)(xian))示(shi)波(bo)(bo)器是(shi)(shi)采(cai)用雙(shuang)槍(qiang)(qiang)(或(huo)多槍(qiang)(qiang))示(shi)波(bo)(bo)管(guan)來(lai)(lai)實現(xian)的(de)(de)。下(xia)面以雙(shuang)槍(qiang)(qiang)示(shi)波(bo)(bo)管(guan)為例加以簡(jian)單(dan)說明。雙(shuang)槍(qiang)(qiang)示(shi)波(bo)(bo)管(guan)有兩(liang)個(ge)互相獨立的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子槍(qiang)(qiang)產(chan)生(sheng)兩(liang)束電(dian)(dian)(dian)子。另有兩(liang)組互相獨立的(de)(de)偏轉(zhuan)(zhuan)系(xi)(xi)統,它們各自(zi)控制(zhi)一束電(dian)(dian)(dian)子作(zuo)上(shang)下(xia)、左右的(de)(de)運動。熒光屏是(shi)(shi)共用的(de)(de),因(yin)而屏上(shang)可以同時顯(xian)示(shi)出(chu)兩(liang)種(zhong)不同的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)信號波(bo)(bo)形,雙(shuang)線(xian)(xian)示(shi)波(bo)(bo)也可以采(cai)用單(dan)槍(qiang)(qiang)雙(shuang)線(xian)(xian)示(shi)波(bo)(bo)管(guan)來(lai)(lai)實現(xian)。這(zhe)種(zhong)示(shi)波(bo)(bo)管(guan)只有一個(ge)電(dian)(dian)(dian)子槍(qiang)(qiang),在工(gong)作(zuo)時是(shi)(shi)依靠特殊的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極把電(dian)(dian)(dian)子分成兩(liang)束。然后(hou),由管(guan)內(nei)的(de)(de)兩(liang)組互相獨立的(de)(de)偏轉(zhuan)(zhuan)系(xi)(xi)統,分別控制(zhi)兩(liang)束電(dian)(dian)(dian)子上(shang)下(xia)、左右運動。熒光屏是(shi)(shi)共用的(de)(de),能同時顯(xian)示(shi)出(chu)兩(liang)種(zhong)不同的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)信號波(bo)(bo)形。由于雙(shuang)線(xian)(xian)示(shi)波(bo)(bo)管(guan)的(de)(de)制(zhi)造工(gong)藝要求高,成本也高,所以應用并不十(shi)分普遍。

雙蹤示波

雙(shuang)蹤(或(huo)(huo)多(duo)蹤)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)是在(zai)單線(xian)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器的(de)基礎上,增設一(yi)個專用(yong)電子開關,用(yong)它來(lai)實現兩(liang)種(或(huo)(huo)多(duo)種)波(bo)(bo)形的(de)分(fen)別(bie)顯示(shi)(shi)(shi)。由(you)于實現雙(shuang)蹤(或(huo)(huo)多(duo)蹤)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)比實現雙(shuang)線(xian)(或(huo)(huo)多(duo)線(xian))示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)來(lai)得簡單,不需要使用(yong)結(jie)構復雜(za)、價格昂貴(gui)的(de)“雙(shuang)腔(qiang)”或(huo)(huo)“多(duo)腔(qiang)”示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan),所以(yi)雙(shuang)蹤(或(huo)(huo)多(duo)蹤)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)獲得了普遍的(de)應用(yong)。

為了保持熒光屏顯示出來的(de)(de)兩(liang)種(zhong)信號(hao)波形(xing)穩定(ding),則(ze)要(yao)求被測(ce)信號(hao)頻率(lv)(lv)、掃描信號(hao)頻率(lv)(lv)與電子開關(guan)的(de)(de)轉換頻率(lv)(lv)三者之間必須滿足一定(ding)的(de)(de)關(guan)系。

首先(xian),兩個(ge)(ge)(ge)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)頻率(lv)與(yu)掃描信(xin)號(hao)頻率(lv)之間應該是(shi)(shi)(shi)成整數比的(de)關系,也就是(shi)(shi)(shi)要求“同步”。這一(yi)點與(yu)單線示波器的(de)原理是(shi)(shi)(shi)相同的(de),區別在于被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)是(shi)(shi)(shi)兩個(ge)(ge)(ge),而掃描電壓是(shi)(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)(ge)。在實際應用中,需(xu)要觀察和比較的(de)兩個(ge)(ge)(ge)信(xin)號(hao)常(chang)常(chang)是(shi)(shi)(shi)互相有內在聯系的(de),所以上述的(de)同步要求一(yi)般是(shi)(shi)(shi)容(rong)易(yi)滿足的(de)。

為了使(shi)熒光(guang)屏上顯示(shi)的(de)兩個(ge)被測信號波(bo)形都穩(wen)定,除(chu)滿足上述要求外,還必須合(he)理地選擇電(dian)(dian)子開關的(de)轉(zhuan)(zhuan)換頻(pin)率(lv),使(shi)得(de)在示(shi)波(bo)器上所顯示(shi)的(de)波(bo)形個(ge)數(shu)合(he)適,以(yi)便(bian)于觀察。下面談談電(dian)(dian)子開關的(de)工作(zuo)方(fang)式(shi)問(wen)題,這(zhe)個(ge)問(wen)題與電(dian)(dian)子開關的(de)轉(zhuan)(zhuan)換頻(pin)率(lv)有(you)關。電(dian)(dian)子開關的(de)工作(zuo)方(fang)式(shi)有(you)“交替(ti)”轉(zhuan)(zhuan)換和“斷續”轉(zhuan)(zhuan)換兩種。

采用交(jiao)(jiao)替(ti)轉換(huan)工(gong)作(zuo)(zuo)方(fang)式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)顯示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波形(xing)(xing)與雙線示波法所(suo)(suo)顯示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波形(xing)(xing)非常相似,它們都沒有(you)間(jian)(jian)斷點。但由(you)于被(bei)(bei)測信(xin)(xin)(xin)號UA、UB的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波形(xing)(xing)是(shi)依(yi)次(ci)交(jiao)(jiao)替(ti)地出(chu)現在(zai)熒光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),所(suo)(suo)以,如果交(jiao)(jiao)替(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)(jian)隙(xi)時(shi)(shi)間(jian)(jian)超過(guo)了人眼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)視覺暫留時(shi)(shi)間(jian)(jian)和熒光(guang)(guang)屏(ping)(ping)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)余輝時(shi)(shi)間(jian)(jian),則人們所(suo)(suo)看到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熒光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)波形(xing)(xing)就(jiu)會有(you)閃爍現象(xiang)。為了避免(mian)(mian)這(zhe)(zhe)種情(qing)況(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)現,就(jiu)要求(qiu)電(dian)子開(kai)關(guan)有(you)足夠高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)頻(pin)率。這(zhe)(zhe)就(jiu)是(shi)說當被(bei)(bei)測信(xin)(xin)(xin)號的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)率較低時(shi)(shi),不(bu)宜采用交(jiao)(jiao)替(ti)轉換(huan)工(gong)作(zuo)(zuo)方(fang)式,而應采用斷續轉換(huan)工(gong)作(zuo)(zuo)方(fang)式。當電(dian)子開(kai)關(guan)用斷續轉換(huan)工(gong)作(zuo)(zuo)方(fang)式時(shi)(shi),在(zai)X軸(zhou)掃描的(de)(de)(de)(de)(de)(de)每(mei)(mei)一個(ge)過(guo)程中,電(dian)子開(kai)關(guan)都以足夠高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉換(huan)頻(pin)率,分別對所(suo)(suo)顯示的(de)(de)(de)(de)(de)(de)每(mei)(mei)個(ge)被(bei)(bei)測信(xin)(xin)(xin)號進行多次(ci)取樣。這(zhe)(zhe)樣,即使被(bei)(bei)測信(xin)(xin)(xin)號頻(pin)率較低,也可避免(mian)(mian)出(chu)現波形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)閃爍現象(xiang)。

雙蹤示(shi)波器的(de)主(zhu)要是由(you)兩個通道的(de)Y軸前置放(fang)(fang)大(da)(da)(da)電(dian)(dian)路(lu)(lu)、門控電(dian)(dian)路(lu)(lu)、電(dian)(dian)子開關、混合電(dian)(dian)路(lu)(lu)、延(yan)遲電(dian)(dian)路(lu)(lu)、Y軸后置放(fang)(fang)大(da)(da)(da)電(dian)(dian)路(lu)(lu)、觸發電(dian)(dian)路(lu)(lu)、掃描電(dian)(dian)路(lu)(lu)、X軸放(fang)(fang)大(da)(da)(da)電(dian)(dian)路(lu)(lu)、Z軸放(fang)(fang)大(da)(da)(da)電(dian)(dian)路(lu)(lu)、校(xiao)準信號電(dian)(dian)路(lu)(lu)、示(shi)波管(guan)和高低壓電(dian)(dian)源供給電(dian)(dian)路(lu)(lu)等組成。

當(dang)顯示方(fang)式開關置于交替位置時,電(dian)(dian)子開關為一雙穩態電(dian)(dian)路。它受由掃描(miao)電(dian)(dian)路來(lai)的(de)(de)閘門信號控制(zhi),使得Y軸兩(liang)個前置通道隨(sui)著掃描(miao)電(dian)(dian)路門信號的(de)(de)變(bian)化而交替地工作。每秒鐘交替轉換次數與由掃描(miao)電(dian)(dian)路產(chan)生的(de)(de)掃描(miao)信號的(de)(de)重復頻率有關。交替工作狀態適用(yong)于觀察頻率不(bu)太低的(de)(de)被測(ce)信號。

為了觀察(cha)被(bei)測信(xin)號隨時間變化的(de)波形,示波管的(de)水平(ping)偏轉板(ban)上必須(xu)加(jia)以線性掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)壓(ya)(鋸(ju)齒波電(dian)(dian)壓(ya))。這個掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)壓(ya)是(shi)由掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)產(chan)生的(de)。當觸(chu)發信(xin)號加(jia)到(dao)觸(chu)發電(dian)(dian)路(lu)(lu)時,觸(chu)發了掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu),掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)就(jiu)產(chan)生相應的(de)掃(sao)描(miao)(miao)信(xin)號;當不(bu)加(jia)觸(chu)發信(xin)號時,掃(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)就(jiu)不(bu)產(chan)生掃(sao)描(miao)(miao)信(xin)號。

觸(chu)發(fa)(fa)有內(nei)觸(chu)發(fa)(fa)、外(wai)觸(chu)發(fa)(fa)兩種,由觸(chu)發(fa)(fa)選擇(ze)開關(guan)來選擇(ze)。當(dang)該(gai)開關(guan)置(zhi)(zhi)于(yu)內(nei)的(de)位置(zhi)(zhi)時(shi),觸(chu)發(fa)(fa)信號來自經(jing)Y軸通道(dao)送(song)入(ru)的(de)被(bei)測信號。當(dang)該(gai)開關(guan)置(zhi)(zhi)于(yu)外(wai)的(de)位置(zhi)(zhi)時(shi),觸(chu)發(fa)(fa)信號是由外(wai)部送(song)入(ru)的(de)。這個信號應(ying)與(yu)被(bei)測信號的(de)頻率成整數(shu)比的(de)關(guan)系。示波器在使用中,多(duo)數(shu)采用內(nei)觸(chu)發(fa)(fa)工作方式。

高、低(di)(di)壓(ya)電(dian)源供給電(dian)路中的(de)低(di)(di)壓(ya)是(shi)供給示(shi)波(bo)器(qi)各級所需的(de)低(di)(di)壓(ya)電(dian)源的(de),高壓(ya)是(shi)供給示(shi)波(bo)管(guan)顯示(shi)系統電(dian)源的(de)。

儀器分類

示波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)可(ke)以分為模(mo)擬示波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)和數(shu)字(zi)(zi)(zi)示波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi),對于(yu)大多數(shu)的(de)電子應用(yong),無論模(mo)擬示波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)和數(shu)字(zi)(zi)(zi)示波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)都(dou)是可(ke)以勝任的(de),只是對于(yu)一些(xie)特定的(de)應用(yong),由于(yu)模(mo)擬示波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)和數(shu)字(zi)(zi)(zi)示波(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)所(suo)具備的(de)不同特性,才會出現適合(he)和不適合(he)的(de)地(di)方(fang)。

模擬式

模(mo)擬(ni)示波器的(de)工作方式是直接測(ce)量信號(hao)電(dian)壓(ya),并且通(tong)過從左(zuo)到右穿過示波器屏幕的(de)電(dian)子束在垂(chui)直方向描繪(hui)電(dian)壓(ya)。

數字式

數(shu)(shu)(shu)字示波(bo)(bo)器(qi)(qi)的(de)(de)工作方式(shi)是(shi)通過模擬轉(zhuan)換(huan)器(qi)(qi)(ADC)把被(bei)測電(dian)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)為數(shu)(shu)(shu)字信息。數(shu)(shu)(shu)字示波(bo)(bo)器(qi)(qi)捕獲的(de)(de)是(shi)波(bo)(bo)形的(de)(de)一(yi)系列樣(yang)(yang)值(zhi),并對樣(yang)(yang)值(zhi)進行存(cun)儲,存(cun)儲限度是(shi)判斷累計的(de)(de)樣(yang)(yang)值(zhi)是(shi)否(fou)能(neng)描繪(hui)出波(bo)(bo)形為止,隨后,數(shu)(shu)(shu)字示波(bo)(bo)器(qi)(qi)重構波(bo)(bo)形。

數字示(shi)波(bo)器(qi)(qi)可以分(fen)為數字存儲示(shi)波(bo)器(qi)(qi)(DSO),數字熒光(guang)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)(DPO)和采(cai)樣示(shi)波(bo)器(qi)(qi)。

模擬示(shi)波器(qi)要提高(gao)帶(dai)寬(kuan),需(xu)要示(shi)波管、垂直放大和水平掃描全(quan)面(mian)推進。數(shu)(shu)字示(shi)波器(qi)要改善(shan)帶(dai)寬(kuan)只(zhi)需(xu)要提高(gao)前端的(de)A/D轉換器(qi)的(de)性能,對示(shi)波管和掃描電路沒有特殊要求。加上數(shu)(shu)字示(shi)波管能充(chong)分利用(yong)記憶(yi)、存(cun)儲和處理,以(yi)及多種觸發和超前觸發能力(li)。廿世紀八十年代(dai)數(shu)(shu)字示(shi)波器(qi)異軍突起,成果累(lei)累(lei),大有全(quan)面(mian)取代(dai)模擬示(shi)波器(qi)之(zhi)勢,模擬示(shi)波器(qi)的(de)確從前臺(tai)退到后臺(tai)。

參數特征

通道數分類

通常無論是(shi)模擬示波(bo)器還是(shi)數字示波(bo)器,可以根據其(qi)通道數分(fen)為:單通道/單蹤(zong)(zong)示波(bo)器;雙(shuang)通道/雙(shuang)蹤(zong)(zong)示波(bo)器;2+1通道(1外部觸發)/三蹤(zong)(zong)示波(bo)器;四(si)通道/四(si)蹤(zong)(zong)示波(bo)器。

帶寬分類

帶(dai)寬(kuan)是根據示波器測試要求來定(ding),5M/10M/20M/40M/60M/100M/1G......等分類選(xuan)型。

使用方法

示(shi)波器(qi)(qi)雖(sui)然分成好幾類(lei),各類(lei)又有許多種型(xing)號,但是(shi)一般的(de)示(shi)波器(qi)(qi)除(chu)頻(pin)帶寬度、輸(shu)入靈敏度等(deng)不完全(quan)相同外,在使用方(fang)法的(de)基本(ben)方(fang)面都是(shi)相同的(de)。以SR-8型(xing)雙蹤示(shi)波器(qi)(qi)為例介紹。

(一)模擬示波器面板裝置

SR-8型雙蹤示波器的(de)(de)面板圖(tu)如上圖(tu)所示。其面板裝置(zhi)按其位置(zhi)和功能通常(chang)可劃(hua)分(fen)(fen)為3大部分(fen)(fen):顯示、垂(chui)直(Y軸)、水平(X軸)。現分(fen)(fen)別介紹這3個部分(fen)(fen)控(kong)制(zhi)裝置(zhi)的(de)(de)作用。

1.顯示部分(fen)主(zhu)要控(kong)制(zhi)件為(wei):

(1)電源開關。

(2)電(dian)源指示燈。

(3)輝度(du)調整(zheng)光點(dian)亮度(du)。

(4)聚焦調整光點(dian)或波形清(qing)晰度。

(5)輔助(zhu)聚焦(jiao)配(pei)合“聚焦(jiao)”旋鈕調節清晰度。

(6)標尺(chi)亮度調節坐標片上刻度線亮度。

(7)尋(xun)跡當按(an)鍵向下按(an)時,使偏離(li)熒光(guang)(guang)屏的光(guang)(guang)點(dian)回到顯示區域,而尋(xun)到光(guang)(guang)點(dian)位置。

(8)標準信(xin)號輸出1kHz、1V方波校(xiao)準信(xin)號由此引出。加(jia)到Y軸(zhou)輸入(ru)(ru)端,用(yong)以校(xiao)準Y軸(zhou)輸入(ru)(ru)靈敏度(du)和X軸(zhou)掃描(miao)速(su)度(du)。

2.Y軸插件部分

(1)顯示方式選擇開關用以轉換兩(liang)個Y軸(zhou)前(qian)置放(fang)大器YA與YB工作(zuo)狀態(tai)的控制件,具有(you)五種不(bu)同作(zuo)用的顯示方式:

“交(jiao)替”:當顯(xian)示方式開關置于“交(jiao)替”時,電子開關受(shou)掃(sao)描信(xin)(xin)號(hao)(hao)控制(zhi)轉(zhuan)換,每(mei)次掃(sao)描都(dou)輪流接通YA或YB信(xin)(xin)號(hao)(hao)。當被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的頻率越高,掃(sao)描信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻率也越高。電

子開關轉換(huan)速率(lv)也(ye)越快(kuai),不會有閃爍現象。這種工作狀態適用于觀察兩個工作頻率(lv)較高的信號。

“斷(duan)(duan)續(xu)”:當(dang)顯示方(fang)式開(kai)(kai)關(guan)置(zhi)于(yu)(yu)“斷(duan)(duan)續(xu)”時,電子開(kai)(kai)關(guan)不受掃描信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)控制,產生頻率(lv)固定(ding)為200kHz方(fang)波(bo)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao),使(shi)電子開(kai)(kai)關(guan)快速交替接通(tong)YA和YB。由于(yu)(yu)開(kai)(kai)關(guan)動作頻率(lv)高于(yu)(yu)被(bei)(bei)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)頻率(lv),因此(ci)屏幕上顯示的兩個(ge)通(tong)道信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)波(bo)形是斷(duan)(duan)續(xu)的。當(dang)被(bei)(bei)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)頻率(lv)較(jiao)高時,斷(duan)(duan)續(xu)現(xian)象(xiang)(xiang)十(shi)分明顯,甚至(zhi)無法觀測(ce)(ce);當(dang)被(bei)(bei)測(ce)(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)頻率(lv)較(jiao)低時,斷(duan)(duan)續(xu)現(xian)象(xiang)(xiang)被(bei)(bei)掩蓋。因此(ci),這種工作狀態適合于(yu)(yu)觀察兩個(ge)工作頻率(lv)較(jiao)低的信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)。

“YA”、“YB”:顯(xian)示方式開關置于“YA”或(huo)者“YB”時,表示示波器處于單通(tong)道工(gong)作(zuo),此時示波器的(de)工(gong)作(zuo)方式相當于單蹤示波器,即只能單獨顯(xian)示“YA”或(huo)“YB”通(tong)道的(de)信號波形。

“YA+YB”:顯(xian)示(shi)方式開關(guan)置于“YA+YB”時,電(dian)(dian)子開關(guan)不工(gong)作,YA與YB兩路(lu)信(xin)號均通過放大器(qi)和(he)門(men)電(dian)(dian)路(lu),示(shi)波器(qi)將顯(xian)示(shi)出兩路(lu)信(xin)號疊加的波形。

(2)“DC-⊥-AC”Y軸(zhou)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)選擇開關,用以選擇被(bei)測信(xin)號接至(zhi)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)端的(de)耦合(he)方式(shi)。置(zhi)于“DC”是直接耦合(he),能輸(shu)入(ru)(ru)(ru)含有(you)直流分量(liang)的(de)交流信(xin)號;置(zhi)于“AC”位(wei)置(zhi),實現交流耦合(he),只能輸(shu)入(ru)(ru)(ru)交流分量(liang);置(zhi)于“⊥”位(wei)置(zhi)時,Y軸(zhou)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)端接地,這時顯示的(de)時基線一(yi)般(ban)用來(lai)作為測試直流電(dian)壓零電(dian)平的(de)參考基準線。

(3)“微(wei)調(diao)(diao)V/div”靈敏度(du)(du)選擇開關及微(wei)調(diao)(diao)裝(zhuang)置(zhi)。靈敏度(du)(du)選擇開關系套軸(zhou)結構,黑(hei)色旋(xuan)(xuan)鈕(niu)是(shi)Y軸(zhou)靈敏度(du)(du)粗(cu)調(diao)(diao)裝(zhuang)置(zhi),自10mv/div~20v/div分11檔。紅色旋(xuan)(xuan)鈕(niu)為(wei)細(xi)調(diao)(diao)裝(zhuang)置(zhi),順時(shi)針方(fang)向增加(jia)到滿(man)(man)度(du)(du)時(shi)為(wei)校(xiao)準位(wei)置(zhi),可按粗(cu)調(diao)(diao)旋(xuan)(xuan)鈕(niu)所指示(shi)的(de)數值,讀取(qu)被(bei)測信號的(de)幅度(du)(du)。當此旋(xuan)(xuan)鈕(niu)反時(shi)針轉到滿(man)(man)度(du)(du)時(shi),其變化范圍應大(da)于2.5倍(bei),連(lian)續調(diao)(diao)節“微(wei)調(diao)(diao)”電位(wei)器,可實現各檔級之間(jian)的(de)靈敏度(du)(du)覆蓋,在作定量測量時(shi),此旋(xuan)(xuan)鈕(niu)應置(zhi)于順時(shi)針滿(man)(man)度(du)(du)的(de)“校(xiao)準”位(wei)置(zhi)。

(4)“平(ping)衡”當Y軸放(fang)大(da)器輸入(ru)電路出現(xian)(xian)不(bu)平(ping)衡時,顯示的光點(dian)或波形就會隨“V/div”開關的“微調”旋(xuan)轉而(er)出現(xian)(xian)Y軸方向(xiang)的位(wei)移(yi),調節“平(ping)衡”電位(wei)器能將這種位(wei)移(yi)減(jian)至最(zui)小。

(5)“↑↓”Y軸位移電(dian)位器,用(yong)以調節波形(xing)的垂直位置。

(6)“極(ji)性(xing)、拉YA”YA通道(dao)的極(ji)性(xing)轉換(huan)按拉式開關。拉出(chu)時YA通道(dao)信號(hao)倒(dao)相(xiang)顯(xian)示(shi),即顯(xian)示(shi)方式(YA+YB)時,顯(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(wei)置上(常態)掃描觸(chu)發(fa)信(xin)號分別取(qu)自(zi)(zi)YA及(ji)YB通(tong)道的(de)(de)輸入(ru)信(xin)號,適應于(yu)(yu)單蹤(zong)或(huo)雙(shuang)蹤(zong)顯示(shi),但不能夠對(dui)雙(shuang)蹤(zong)波形作時間(jian)比(bi)較。當把開關拉出時,掃描的(de)(de)觸(chu)發(fa)信(xin)號只取(qu)自(zi)(zi)于(yu)(yu)YB通(tong)道的(de)(de)輸入(ru)信(xin)號,因而(er)它適合(he)于(yu)(yu)雙(shuang)蹤(zong)顯示(shi)時對(dui)比(bi)兩個波形的(de)(de)時間(jian)和相位(wei)差(cha)。

(8)Y軸輸(shu)入(ru)插座采用BNC型插座,被測(ce)信號由此直接或(huo)經探頭(tou)輸(shu)入(ru)。

3.X軸插件(jian)部分

(1)“t/div”掃描(miao)速度(du)選擇開關及(ji)微調(diao)(diao)旋(xuan)鈕。X軸的(de)光(guang)點移動速度(du)由其決(jue)定,從0.2μs~1s共分21檔級。當該開關“微調(diao)(diao)”電位(wei)器順(shun)時針(zhen)方向旋(xuan)轉(zhuan)到(dao)底并接(jie)上開關后,即為“校準(zhun)”位(wei)置,此時“t/div”的(de)指示(shi)值,即為掃描(miao)速度(du)的(de)實際值。

(2)“擴展、拉(la)×10”掃描速度擴展裝置(zhi)。是按拉(la)式開關,在按的狀態作正常使(shi)用,拉(la)的位置(zhi)掃描速度增(zeng)加(jia)10倍。“t/div”的指示值,也應相應計取(qu)。采用“擴展拉(la)×10”適于觀察波形(xing)細(xi)節。

(3)“→←”X軸位(wei)(wei)置調節旋鈕。系X軸光(guang)跡的水平位(wei)(wei)置調節電位(wei)(wei)器,是套(tao)軸結(jie)構。外圈旋鈕為粗調裝(zhuang)置,順時(shi)針方(fang)向旋轉基(ji)線右移(yi),反時(shi)針方(fang)向旋轉則(ze)基(ji)線左移(yi)。置于套(tao)軸上的小旋鈕為細調裝(zhuang)置,適用于經擴展后信號(hao)的調節。

(4)“外(wai)觸發、X外(wai)接”插(cha)座采用BNC型插(cha)座。在使用外(wai)觸發時(shi),作為(wei)連接外(wai)觸發信(xin)號的插(cha)座。也可以作為(wei)X軸放大器外(wai)接時(shi)信(xin)號輸入插(cha)座。其輸入阻抗約為(wei)1MΩ。外(wai)接使用時(shi),輸入信(xin)號的峰值應小于12V。

(5)“觸(chu)發電平”旋鈕觸(chu)發電平調節(jie)電位器旋鈕。用于(yu)選擇輸入(ru)信號波形的(de)(de)觸(chu)發點。具體地說(shuo),就(jiu)是調節(jie)開始掃(sao)(sao)描的(de)(de)時(shi)間,決定掃(sao)(sao)描在觸(chu)發信號波形的(de)(de)哪(na)一點上被觸(chu)發。順(shun)時(shi)針方向旋動(dong)時(shi),觸(chu)發點趨向信號波形的(de)(de)正向部分,逆時(shi)針方向旋動(dong)時(shi),觸(chu)發點趨向信號波形的(de)(de)負向部分。

(6)“穩(wen)(wen)定(ding)性”觸(chu)發穩(wen)(wen)定(ding)性微調(diao)(diao)旋(xuan)(xuan)鈕。用以改變掃描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)的工作狀態(tai),一般應處(chu)(chu)于待觸(chu)發狀態(tai)。調(diao)(diao)整方法(fa)是將(jiang)Y軸輸入耦合(he)方式選擇(AC-地-DC)開(kai)關(guan)(guan)置于地檔,將(jiang)V/div開(kai)關(guan)(guan)置于最高靈敏度(du)的檔級,在(zai)電(dian)(dian)平旋(xuan)(xuan)鈕調(diao)(diao)離自激(ji)狀態(tai)的情況下,用小(xiao)螺(luo)絲刀將(jiang)穩(wen)(wen)定(ding)度(du)電(dian)(dian)位器(qi)順時(shi)針(zhen)方向(xiang)旋(xuan)(xuan)到(dao)底(di),則掃描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)產生自激(ji)掃描(miao)(miao),此時(shi)屏幕(mu)上(shang)出現(xian)掃描(miao)(miao)線(xian);然后(hou)逆時(shi)針(zhen)方向(xiang)慢慢旋(xuan)(xuan)動(dong),使掃描(miao)(miao)線(xian)剛(gang)消失(shi)。此時(shi)掃描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)即(ji)(ji)處(chu)(chu)于待觸(chu)發狀態(tai)。在(zai)這(zhe)種(zhong)狀態(tai)下,用示波(bo)(bo)器(qi)進行測量時(shi),只(zhi)要調(diao)(diao)節電(dian)(dian)平旋(xuan)(xuan)鈕,即(ji)(ji)能在(zai)屏幕(mu)上(shang)獲得穩(wen)(wen)定(ding)的波(bo)(bo)形(xing),并能隨意調(diao)(diao)節選擇屏幕(mu)上(shang)波(bo)(bo)形(xing)的起始點位置。少數示波(bo)(bo)器(qi),當(dang)穩(wen)(wen)定(ding)度(du)電(dian)(dian)位器(qi)逆時(shi)針(zhen)方向(xiang)旋(xuan)(xuan)到(dao)底(di)時(shi),屏幕(mu)上(shang)出現(xian)掃描(miao)(miao)線(xian);然后(hou)順時(shi)針(zhen)方向(xiang)慢慢旋(xuan)(xuan)動(dong),使屏幕(mu)上(shang)掃描(miao)(miao)線(xian)剛(gang)消失(shi),此時(shi)掃描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)即(ji)(ji)處(chu)(chu)于待觸(chu)發狀態(tai)。

(7)“內(nei)、外(wai)”觸(chu)發(fa)(fa)源(yuan)選擇開(kai)關。置(zhi)于“內(nei)”位(wei)置(zhi)時,掃描觸(chu)發(fa)(fa)信號(hao)取(qu)(qu)自Y軸(zhou)通道的(de)被測(ce)信號(hao);置(zhi)于“外(wai)”位(wei)置(zhi)時,觸(chu)發(fa)(fa)信號(hao)取(qu)(qu)自“外(wai)觸(chu)發(fa)(fa)X外(wai)接”輸(shu)入端引(yin)入的(de)外(wai)觸(chu)發(fa)(fa)信號(hao)。

(8)“AC”“AC(H)”“DC”觸(chu)(chu)發耦(ou)合(he)方(fang)式開關。“DC”檔(dang),是(shi)直流(liu)(liu)藕合(he)狀(zhuang)態,適(shi)合(he)于變(bian)化(hua)緩慢或頻率(lv)甚低(di)(di)(如低(di)(di)于100Hz)的觸(chu)(chu)發信號。“AC”檔(dang),是(shi)交流(liu)(liu)藕合(he)狀(zhuang)態,由于隔斷了(le)觸(chu)(chu)發中的直流(liu)(liu)分(fen)量,因(yin)此觸(chu)(chu)發性能不受直流(liu)(liu)分(fen)量影響。“AC(H)”檔(dang),是(shi)低(di)(di)頻抑(yi)制的交流(liu)(liu)耦(ou)合(he)狀(zhuang)態,在(zai)觀察(cha)包含低(di)(di)頻分(fen)量的高(gao)頻復(fu)合(he)波(bo)(bo)時(shi),觸(chu)(chu)發信號通(tong)過高(gao)通(tong)濾波(bo)(bo)器進(jin)行耦(ou)合(he),抑(yi)制了(le)低(di)(di)頻噪聲和低(di)(di)頻觸(chu)(chu)發信號(2MHz以下的低(di)(di)頻分(fen)量),免除因(yin)誤(wu)觸(chu)(chu)發而造(zao)成(cheng)的波(bo)(bo)形幌(huang)動。

(9)“高(gao)頻(pin)、常態(tai)、自(zi)動(dong)(dong)”觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)方(fang)(fang)式(shi)開關。用(yong)以選擇(ze)不同的(de)(de)(de)(de)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)方(fang)(fang)式(shi),以適應(ying)不同的(de)(de)(de)(de)被(bei)測(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號(hao)與測(ce)(ce)試目的(de)(de)(de)(de)。“高(gao)頻(pin)”檔(dang),頻(pin)率甚高(gao)時(如高(gao)于5MHz),且無(wu)足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)(de)幅度使觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)穩(wen)定時,選該(gai)檔(dang)。此時掃(sao)描(miao)(miao)處(chu)(chu)于高(gao)頻(pin)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)狀(zhuang)態(tai),由示波(bo)器自(zi)身產生的(de)(de)(de)(de)高(gao)頻(pin)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(200kHz信(xin)(xin)(xin)號(hao)),對(dui)被(bei)測(ce)(ce)信(xin)(xin)(xin)號(hao)進行(xing)同步。不必經常調(diao)(diao)整電平旋鈕(niu),屏幕(mu)上(shang)即能顯示穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)波(bo)形(xing),操(cao)作方(fang)(fang)便(bian),有利于觀察(cha)高(gao)頻(pin)信(xin)(xin)(xin)號(hao)波(bo)形(xing)。“常態(tai)”檔(dang),采用(yong)來自(zi)Y軸或(huo)外接(jie)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)源的(de)(de)(de)(de)輸入信(xin)(xin)(xin)號(hao)進行(xing)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)掃(sao)描(miao)(miao),是常用(yong)的(de)(de)(de)(de)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)掃(sao)描(miao)(miao)方(fang)(fang)式(shi)。“自(zi)動(dong)(dong)”擋,掃(sao)描(miao)(miao)處(chu)(chu)于自(zi)動(dong)(dong)狀(zhuang)態(tai)(與高(gao)頻(pin)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)方(fang)(fang)式(shi)相仿(fang)),但不必調(diao)(diao)整電平旋鈕(niu),也能觀察(cha)到穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)波(bo)形(xing),操(cao)作方(fang)(fang)便(bian),有利于觀察(cha)較低頻(pin)率的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)(xin)號(hao)。

(10)“+、-”觸發(fa)極性開關。在“+”位(wei)置(zhi)時選用觸發(fa)信號(hao)的上升部分,在“-”位(wei)置(zhi)時選用觸發(fa)信號(hao)的下降部分對掃描電路進行觸發(fa)。

(二)使用前的檢查

示波器初次使(shi)用前(qian)或久藏復用時,有(you)必要(yao)進行(xing)一次能否工作的(de)(de)簡單檢(jian)查(cha)和(he)進行(xing)掃(sao)描電(dian)路(lu)穩(wen)定(ding)度、垂直(zhi)放(fang)大電(dian)路(lu)直(zhi)流(liu)平(ping)衡的(de)(de)調整(zheng)。示波器在進行(xing)電(dian)壓和(he)時間(jian)的(de)(de)定(ding)量測試時,還必須進行(xing)垂直(zhi)放(fang)大電(dian)路(lu)增益和(he)水平(ping)掃(sao)描速度的(de)(de)校(xiao)準(zhun)。示波器能否正常(chang)工作的(de)(de)檢(jian)查(cha)方法(fa)、垂直(zhi)放(fang)大電(dian)路(lu)增益和(he)水平(ping)掃(sao)描速度的(de)(de)校(xiao)準(zhun)方法(fa),由于各種型(xing)號示波器的(de)(de)校(xiao)準(zhun)信號的(de)(de)幅度、頻率(lv)等參數(shu)不一樣,因(yin)而檢(jian)查(cha)、校(xiao)準(zhun)方法(fa)略有(you)差(cha)異。

(三)使用步驟

用(yong)(yong)示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)能觀(guan)察(cha)各種不(bu)同(tong)電(dian)(dian)信(xin)號(hao)幅度隨時間變化的(de)波(bo)(bo)(bo)形曲線,在這個(ge)基礎上示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)可(ke)以(yi)應(ying)用(yong)(yong)于測量電(dian)(dian)壓(ya)、時間、頻率、相位(wei)差和調幅度等電(dian)(dian)參(can)數(shu)。下(xia)面介紹(shao)用(yong)(yong)示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)觀(guan)察(cha)電(dian)(dian)信(xin)號(hao)波(bo)(bo)(bo)形的(de)使用(yong)(yong)步(bu)驟。

1.選擇(ze)Y軸耦合方式

根據被(bei)測信號頻(pin)率的高低,將Y軸輸入耦(ou)合方(fang)式(shi)選(xuan)擇“AC-地-DC”開關置于AC或(huo)DC。

2.選擇Y軸靈敏度

根據被測信號的(de)大約(yue)峰(feng)(feng)-峰(feng)(feng)值(如果采用(yong)衰(shuai)(shuai)減(jian)探頭,應除以衰(shuai)(shuai)減(jian)倍數;在耦合方式取(qu)DC檔(dang)時,還要(yao)考慮疊加的(de)直流電壓(ya)值),將(jiang)Y軸靈(ling)敏度(du)選擇V/div開(kai)關(guan)(或Y軸衰(shuai)(shuai)減(jian)開(kai)關(guan))置于(yu)適(shi)當(dang)(dang)檔(dang)級。實際使用(yong)中如不(bu)需(xu)讀(du)測電壓(ya)值,則可(ke)適(shi)當(dang)(dang)調(diao)節(jie)Y軸靈(ling)敏度(du)微調(diao)(或Y軸增益)旋鈕,使屏幕上顯現所需(xu)要(yao)高度(du)的(de)波形(xing)。

3.選擇觸發(或同(tong)步)信號來源(yuan)與極性

通常將觸發(或同步)信號極性開關置于“+”或“-”檔。

4.選擇掃(sao)描速度

根據被測(ce)信號(hao)周(zhou)期(qi)(或(huo)(huo)頻(pin)率)的大約值,將X軸掃描速(su)度t/div(或(huo)(huo)掃描范圍(wei))開關置于適當檔(dang)(dang)級(ji)。實(shi)際使用中(zhong)如不(bu)需(xu)讀測(ce)時間值,則(ze)可適當調(diao)節掃速(su)t/div微(wei)調(diao)(或(huo)(huo)掃描微(wei)調(diao))旋鈕(niu),使屏幕上顯示測(ce)試(shi)所(suo)需(xu)周(zhou)期(qi)數的波形。如果需(xu)要(yao)觀察的是信號(hao)的邊(bian)沿(yan)部分,則(ze)掃速(su)t/div開關應置于最快掃速(su)檔(dang)(dang)。

5.輸入被測(ce)信號

被測信號由探頭衰減(jian)后(或(huo)由同軸電纜不衰減(jian)直接輸入(ru),但此時的輸入(ru)阻抗降低、輸入(ru)電容增大(da)),通過Y軸輸入(ru)端輸入(ru)示波器。

常見故障現象及原因

沒有光點或波形電源未接(jie)通。

輝度(du)旋鈕未調節(jie)好。

X,Y軸移位旋(xuan)鈕位置(zhi)調偏。

Y軸平(ping)衡電位器(qi)調整不(bu)當,造成直流放大電路嚴重失(shi)衡。

水平方向展不開觸發源選擇開關(guan)置(zhi)于外(wai)檔,且無(wu)外(wai)觸發信號輸入(ru),則(ze)無(wu)鋸齒(chi)波產(chan)生(sheng)。

電平旋鈕調(diao)節不當。

穩定度電(dian)位器(qi)沒有調整在(zai)使掃描(miao)電(dian)路處(chu)于待(dai)觸(chu)發的臨界狀(zhuang)態。

X軸選擇誤置(zhi)于X外接位置(zhi),且外接插座上又無信號輸入。

兩蹤示波(bo)器如(ru)果只使用(yong)A通(tong)道(dao)(dao)(B通(tong)道(dao)(dao)無輸入信(xin)號),而內觸發開關置(zhi)于拉YB位(wei)置(zhi),則(ze)無鋸齒波(bo)產生。

垂直方向無展示輸入耦合方式(shi)DC-接地(di)-AC開關誤置(zhi)于接地(di)位(wei)置(zhi)。

輸入端(duan)的高、低(di)電位(wei)端(duan)與被測電路的高、低(di)電位(wei)端(duan)接反。

輸入信(xin)號(hao)較小,而V/div誤(wu)置于(yu)低靈敏度檔。

波形不穩定穩定度(du)電(dian)位器(qi)順時針旋(xuan)轉過(guo)度(du),致使掃描(miao)電(dian)路處(chu)(chu)于(yu)(yu)自(zi)激掃描(miao)狀態(未(wei)處(chu)(chu)于(yu)(yu)待觸發的臨界狀態)。

觸發耦合方式AC、AC(H)、DC開關未能按照不同(tong)觸發信(xin)號(hao)頻率正確選擇相應檔級。

選擇高頻觸發(fa)狀(zhuang)態時,觸發(fa)源選擇開關誤置(zhi)于(yu)外(wai)檔(應置(zhi)于(yu)內(nei)檔。)

部分示波(bo)器掃(sao)描處于自動檔(連續掃(sao)描)時,波(bo)形(xing)不(bu)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<水平(ping)線條密集(ji)或呈一條傾斜水平(ping)線t/div關(guan)選擇不(bu)當(dang),致使f掃描>>f信號。垂直方向(xiang)的電壓讀數(shu)不準未進行垂直方向的偏轉靈敏度(v/div)校準。

進行v/div校(xiao)準時,v/div微調旋(xuan)鈕未置于校(xiao)正位置(即(ji)順時針方(fang)向未旋(xuan)足)。

進(jin)行測試時,v/div微調(diao)旋鈕調(diao)離了校正位置(即調(diao)離了順時針(zhen)方向旋足(zu)的(de)位置)。

使用10:1衰減探頭,計算(suan)電(dian)壓(ya)時未乘(cheng)以10倍。

被測(ce)信號(hao)頻率超過示波(bo)器(qi)的最(zui)高使用頻率,示波(bo)器(qi)讀數比實際值偏小。

測(ce)得的是峰(feng)-峰(feng)值,正弦有(you)效值需換(huan)算求得。

水平方向的讀數不準未(wei)進(jin)行(xing)水平方向的偏轉靈(ling)敏(min)度(t/div)校準(zhun)。

進(jin)行t/div校準時,t/div微調旋鈕未(wei)置于校準位(wei)置(即順時針(zhen)方(fang)向(xiang)未(wei)旋足)。

進行測試時,t/div微調(diao)旋鈕調(diao)離(li)了(le)(le)校正位置(zhi)(即(ji)調(diao)離(li)了(le)(le)順時針方向旋足的(de)位置(zhi))。

掃(sao)速擴(kuo)展開關(guan)置(zhi)(zhi)于拉(la)(×10)位置(zhi)(zhi)時(shi),測試未(wei)按t/div開關(guan)指示值提高靈敏度10倍計算(suan)。

交直流疊加信號的直流電壓值分辨不清Y軸輸入耦合(he)選(xuan)擇DC-接(jie)地(di)-AC開關誤(wu)置于AC檔(應置于DC檔)。

測試前未將DC-接地-AC開關(guan)置于接地檔進行(xing)直流(liu)電平(ping)參考(kao)點(dian)校正(zheng)。

Y軸平衡電位(wei)器(qi)未調整好。

測不出(chu)兩(liang)個(ge)信號(hao)間的相位(wei)差;

測不出兩(liang)個信號間的相(xiang)位差(波形顯示法);

雙蹤示(shi)波器誤把內觸(chu)發(拉YB)開關(guan)置(zhi)于按(an)(常態)位置(zhi)應(ying)把該開關(guan)置(zhi)于拉YB位置(zhi)。

雙蹤(zong)示波器(qi)沒有(you)正確選擇顯示方式開(kai)關的交替和斷續檔。

單線示波器觸發選擇開關誤置于內(nei)檔。

單(dan)線(xian)示波器觸發選(xuan)擇開(kai)關雖置于外檔,但兩次外觸發未采用同一信號(hao)。

調幅波(bo)形失常t/div開關(guan)選擇不(bu)當,掃描頻率誤(wu)按調幅波(bo)載(zai)波(bo)頻率選擇(應按音頻調幅信(xin)號頻率選擇)。

波形調不到要求的起(qi)始時間(jian)和部位(wei)(wei)穩定度電位(wei)(wei)器未調整在待觸發的臨界觸發點上。

觸發極(ji)性(+、-)與觸發電平(+、-)配合不(bu)當。

觸(chu)發方式(shi)開關誤置于(yu)自動檔(dang)(dang)(應置于(yu)常(chang)態檔(dang)(dang))。

觸發或同(tong)步掃(sao)描(miao)緩緩調(diao)節(jie)(jie)觸發電平(或同(tong)步)旋鈕,屏幕(mu)上顯現穩定(ding)的(de)波(bo)形,根(gen)據(ju)觀察需要,適(shi)當調(diao)節(jie)(jie)電平旋鈕,以(yi)顯示相應起(qi)始位置的(de)波(bo)形。

如果用(yong)(yong)雙蹤(zong)示(shi)(shi)波器(qi)(qi)觀察(cha)波形,作單蹤(zong)顯示(shi)(shi)時(shi),顯示(shi)(shi)方(fang)式開關(guan)置(zhi)(zhi)于YA或(huo)(huo)YB。被測信號通過(guo)YA或(huo)(huo)YB輸(shu)(shu)入端輸(shu)(shu)入示(shi)(shi)波器(qi)(qi)。Y軸的(de)(de)觸發源(yuan)選擇“內(nei)觸發一拉YB”開關(guan)置(zhi)(zhi)于按(常態(tai))位置(zhi)(zhi)。若示(shi)(shi)波器(qi)(qi)作兩蹤(zong)顯示(shi)(shi)時(shi),顯示(shi)(shi)方(fang)式開關(guan)置(zhi)(zhi)于交替(ti)檔(dang)(dang)(適用(yong)(yong)于觀察(cha)頻率(lv)不(bu)太低(di)的(de)(de)信號),或(huo)(huo)斷續檔(dang)(dang)(適用(yong)(yong)于觀察(cha)頻率(lv)不(bu)太高的(de)(de)信號),此時(shi)Y軸的(de)(de)觸發源(yuan)選擇“內(nei)觸發-拉YB”開關(guan)置(zhi)(zhi)“拉YB”檔(dang)(dang)。

使用不(bu)當造成的異(yi)常(chang)現(xian)(xian)象示波(bo)器在使用過程(cheng)中(zhong),往(wang)往(wang)由于操作(zuo)者對(dui)于示波(bo)原理不(bu)甚理解和對(dui)示波(bo)器面板控制裝置的作(zuo)用不(bu)熟悉,會出現(xian)(xian)由于調節不(bu)當而造成異(yi)常(chang)現(xian)(xian)象。

測試應用

電壓的測量

利用示波(bo)器(qi)所(suo)做的任(ren)何測量(liang),都(dou)是歸結(jie)為對電(dian)壓(ya)(ya)的測量(liang)。示波(bo)器(qi)可(ke)以測量(liang)各(ge)種波(bo)形(xing)的電(dian)壓(ya)(ya)幅度,既可(ke)以測量(liang)直流電(dian)壓(ya)(ya)和正(zheng)(zheng)弦電(dian)壓(ya)(ya),又可(ke)以測量(liang)脈沖或非(fei)正(zheng)(zheng)弦電(dian)壓(ya)(ya)的幅度。更有(you)用的是它可(ke)以測量(liang)一(yi)個(ge)脈沖電(dian)壓(ya)(ya)波(bo)形(xing)各(ge)部分的電(dian)壓(ya)(ya)幅值(zhi),如上沖量(liang)或頂部下降量(liang)等(deng)。這是其他(ta)任(ren)何電(dian)壓(ya)(ya)測量(liang)儀器(qi)都(dou)不能比擬的。

1.直接測量法

所(suo)謂直(zhi)接測(ce)量(liang)法(fa),就是直(zhi)接從屏幕上量(liang)出(chu)被測(ce)電(dian)壓波形的(de)高度(du),然(ran)后換算成電(dian)壓值。定量(liang)測(ce)試電(dian)壓時(shi),一般把Y軸(zhou)靈敏(min)度(du)開(kai)關的(de)微調旋(xuan)鈕轉至(zhi)“校準”位置上,這樣(yang),就可以從“V/div”的(de)指示值和(he)被測(ce)信號占取(qu)的(de)縱軸(zhou)坐標(biao)(biao)值直(zhi)接計算被測(ce)電(dian)壓值。所(suo)以,直(zhi)接測(ce)量(liang)法(fa)又稱為標(biao)(biao)尺(chi)法(fa)。

(1)交(jiao)流電壓的測(ce)量

將Y軸輸入(ru)耦合開關置(zhi)(zhi)于“AC”位置(zhi)(zhi),顯示出輸入(ru)波(bo)形的交流成分。如交流信號的頻率(lv)很(hen)低(di)時,則應將Y軸輸入(ru)耦合開關置(zhi)(zhi)于“DC”位置(zhi)(zhi)。

將被測波形移至示(shi)(shi)波管屏幕的中(zhong)心位置(zhi),用(yong)“V/div”開關(guan)將被測波形控制在屏幕有(you)效(xiao)工作(zuo)面積(ji)的范圍內,按坐標刻度片的分度讀取整個波形所占Y軸(zhou)方(fang)向的度數H,則被測電壓的峰-峰值(zhi)VP-P可等(deng)于(yu)“V/div”開關(guan)指示(shi)(shi)值(zhi)與(yu)H的乘積(ji)。如果使用(yong)探頭測量時,應把探頭的衰減(jian)量計(ji)算(suan)在內,即(ji)把上述計(ji)算(suan)數值(zhi)乘10。

例如(ru)示波器的(de)Y軸(zhou)靈(ling)敏度開(kai)關“V/div”位于0.2檔級,被測波形占Y軸(zhou)的(de)坐(zuo)標幅度H為5div,則(ze)此信號(hao)電壓的(de)峰(feng)-峰(feng)值為1V。如(ru)是(shi)經探頭測量(liang),仍(reng)指示上述數(shu)值,則(ze)被測信號(hao)電壓的(de)峰(feng)-峰(feng)值就為10V。

(2)直(zhi)流(liu)電壓的測量

將(jiang)Y軸輸入耦合開關置于“地”位置,觸(chu)發方式開關置“自動”位置,使屏幕顯示一水平掃(sao)描(miao)線,此掃(sao)描(miao)線便為零電平線。

將Y軸(zhou)輸入(ru)耦(ou)合(he)開關(guan)置“DC”位置,加入(ru)被(bei)測電(dian)壓(ya),此時,掃描線在Y軸(zhou)方向產生跳變位移H,被(bei)測電(dian)壓(ya)即為“V/div”開關(guan)指示值與H的乘積(ji)。

直接測(ce)量法(fa)簡單易行(xing),但誤(wu)差(cha)較大。產生誤(wu)差(cha)的(de)因素有讀(du)數誤(wu)差(cha)、視差(cha)和示(shi)波(bo)器的(de)系統誤(wu)差(cha)(衰減器、偏轉系統、示(shi)波(bo)管邊緣效應)等。

2.比較測量法

比較(jiao)(jiao)測(ce)量法就是(shi)用一已知的(de)標準電(dian)(dian)壓波(bo)形與(yu)被(bei)測(ce)電(dian)(dian)壓波(bo)形進行比較(jiao)(jiao)求得被(bei)測(ce)電(dian)(dian)壓值。

將被測(ce)電壓(ya)Vx輸(shu)入示(shi)波(bo)器的(de)(de)Y軸(zhou)(zhou)通道(dao),調節Y軸(zhou)(zhou)靈敏度(du)(du)(du)(du)選(xuan)擇開關(guan)“V/div”及其微調旋鈕,使(shi)熒光屏顯(xian)示(shi)出(chu)(chu)便于測(ce)量(liang)的(de)(de)高度(du)(du)(du)(du)Hx并(bing)做好記錄,且“V/div”開關(guan)及微調旋鈕位(wei)置保持(chi)不變。去掉被測(ce)電壓(ya),把一個已知的(de)(de)可調標(biao)準(zhun)(zhun)電壓(ya)Vs輸(shu)入Y軸(zhou)(zhou),調節標(biao)準(zhun)(zhun)電壓(ya)的(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)幅度(du)(du)(du)(du),使(shi)它顯(xian)示(shi)與被測(ce)電壓(ya)相同(tong)的(de)(de)幅度(du)(du)(du)(du)。此時,標(biao)準(zhun)(zhun)電壓(ya)的(de)(de)輸(shu)出(chu)(chu)幅度(du)(du)(du)(du)等于被測(ce)電壓(ya)的(de)(de)幅度(du)(du)(du)(du)。比較(jiao)法(fa)測(ce)量(liang)電壓(ya)可避免垂直(zhi)系統引起(qi)和(he)誤差,因而(er)提高了測(ce)量(liang)精度(du)(du)(du)(du)。

時間的測量

示波器時(shi)基能產生與(yu)時(shi)間(jian)(jian)呈線(xian)性關系(xi)的掃描線(xian),因而可以用(yong)熒光屏的水平刻度來測量(liang)波形(xing)的時(shi)間(jian)(jian)參(can)數,如(ru)周期(qi)性信(xin)號(hao)的重復(fu)周期(qi)、脈沖(chong)信(xin)號(hao)的寬度、時(shi)間(jian)(jian)間(jian)(jian)隔、上升時(shi)間(jian)(jian)(前沿(yan))和下降時(shi)間(jian)(jian)(后沿(yan))、兩個信(xin)號(hao)的時(shi)間(jian)(jian)差(cha)等(deng)等(deng)。

將示波器的(de)掃速開關(guan)(guan)“t/div”的(de)“微調”裝置轉至校準(zhun)位置時(shi),顯示的(de)波形在水平方向刻度所代表的(de)時(shi)間(jian)可(ke)按(an)“t/div”開關(guan)(guan)的(de)指(zhi)示值直讀(du)計算,從(cong)而較準(zhun)確地求出(chu)被(bei)測信號的(de)時(shi)間(jian)參數。

相位的測量

利(li)用(yong)(yong)示波器測(ce)(ce)量兩(liang)個正弦電壓之間的相(xiang)(xiang)(xiang)位差具有實用(yong)(yong)意(yi)義(yi),用(yong)(yong)計數器可以測(ce)(ce)量頻率和時間,但(dan)不能直接測(ce)(ce)量正弦電壓之間的相(xiang)(xiang)(xiang)位關系。利(li)用(yong)(yong)示波器測(ce)(ce)量相(xiang)(xiang)(xiang)位的方法很(hen)多,下面,僅介紹幾種常用(yong)(yong)的簡單方法。

1.雙蹤法

雙(shuang)蹤法是用雙(shuang)蹤示波(bo)器在(zai)熒光屏上(shang)直接(jie)(jie)比較兩個被測(ce)電(dian)壓的(de)波(bo)形(xing)來測(ce)量其相位關(guan)系(xi)。測(ce)量時,將相位超前的(de)信號(hao)接(jie)(jie)入YB通(tong)道,另(ling)一個信號(hao)接(jie)(jie)入YA通(tong)道。選(xuan)用YB觸發。調節(jie)“t/div”開關(guan),使(shi)被測(ce)波(bo)形(xing)的(de)一個周期在(zai)水(shui)平標尺上(shang)準確地占滿8div,這樣,一個周期的(de)相角360°被8等分(fen),每1div相當于45°。讀(du)出超前波(bo)與滯后波(bo)在(zai)水(shui)平軸的(de)差距(ju)T,按下式計算相位差φ:

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

2.圖形法測相位

將示(shi)波(bo)器(qi)(qi)的(de)X軸(zhou)(zhou)(zhou)選(xuan)擇置(zhi)于X軸(zhou)(zhou)(zhou)輸入(ru)(ru)位置(zhi),將信號u1接入(ru)(ru)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)的(de)Y軸(zhou)(zhou)(zhou)輸入(ru)(ru)端(duan),信號u2接入(ru)(ru)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)的(de)X軸(zhou)(zhou)(zhou)輸入(ru)(ru)端(duan)。適(shi)當調節示(shi)波(bo)器(qi)(qi)面板上相關旋鈕(niu),使熒光屏(ping)上顯(xian)現一(yi)(yi)個(ge)大(da)小適(shi)宜的(de)橢圓(在特(te)殊情況下,可能(neng)是一(yi)(yi)個(ge)正(zheng)圓或(huo)一(yi)(yi)根斜線(xian))。

設(she)Y軸偏轉(zhuan)板(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)信號(hao)(hao)u1導(dao)前(qian)于X軸偏轉(zhuan)板(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)信號(hao)(hao)u21/8周期(qi),設(she)u2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)初相(xiang)為(wei)零,即φ2=0,因此(ci)當u2為(wei)零時(shi)(shi)(shi),u1為(wei)一個較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi)。如(ru)(ru)圖中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“0”點(dian)。此(ci)時(shi)(shi)(shi),熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)點(dian)也(ye)相(xiang)應地位(wei)于“0”點(dian)。隨(sui)著時(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua),u1上(shang)(shang)(shang)升,u2也(ye)上(shang)(shang)(shang)升,則(ze)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)點(dian)向右上(shang)(shang)(shang)方移動。當經1/8周期(qi)后(hou),u1、u2分別到達“1”點(dian),此(ci)時(shi)(shi)(shi)u1到達最(zui)(zui)大(da)值(zhi),u2為(wei)一個較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)值(zhi),熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)點(dian)位(wei)于相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“1”。如(ru)(ru)此(ci)繼(ji)續下去,熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)點(dian)將(jiang)描出一個順時(shi)(shi)(shi)針(zhen)(zhen)(zhen)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)橢圓(yuan)。如(ru)(ru)果(guo)u1滯后(hou)于u2則(ze)形成一個逆(ni)時(shi)(shi)(shi)針(zhen)(zhen)(zhen)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)橢圓(yuan)。當然(ran),這只有在信號(hao)(hao)頻率很低時(shi)(shi)(shi)(如(ru)(ru)幾(ji)赫(he)茲),且在短余輝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)便會(hui)清(qing)楚地看到熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)點(dian)順時(shi)(shi)(shi)針(zhen)(zhen)(zhen)或(huo)逆(ni)時(shi)(shi)(shi)針(zhen)(zhen)(zhen)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現象(xiang)。由(you)上(shang)(shang)(shang)述可(ke)見橢圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形狀(zhuang)是(shi)隨(sui)兩個正弦(xian)信號(hao)(hao)電壓(ya)(ya)u1、u2相(xiang)位(wei)差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同而不(bu)同。因此(ci)可(ke)以根據(ju)橢圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形狀(zhuang)確定兩個正弦(xian)信號(hao)(hao)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)位(wei)差Δφ。設(she)A是(shi)橢圓(yuan)與Y軸交點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)縱坐標,B是(shi)橢圓(yuan)上(shang)(shang)(shang)各點(dian)坐標的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)大(da)值(zhi)。由(you)圖可(ke)見,A是(shi)對應于t=0時(shi)(shi)(shi)u1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬時(shi)(shi)(shi)電壓(ya)(ya),即A=Um1sinφ1B是(shi)對應于u1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幅值(zhi),即B=Um1于是(shi)A/B=(Um1sinφ1)/Um1=sinφ1來表示。在實際測試中為(wei)讀(du)數方便,常讀(du)取2A,2B(或(huo)2C,2D),按(an)式Δφ=arcsin(2A/2B)或(huo)Δφ=arcsin(2C/2D)來計算相(xiang)位(wei)差。

如(ru)果橢(tuo)圓的(de)主軸(zhou)(zhou)在第(di)1和第(di)3象(xiang)(xiang)限(xian)內,則相位差(cha)在0°~90°或270°~360°之間;如(ru)果主軸(zhou)(zhou)在第(di)2和第(di)4象(xiang)(xiang)限(xian)內,相位差(cha)在90°~180°或180°~270°之間。

頻率的測量

用示波(bo)器測量(liang)信號頻率的方法很多,下面(mian)介紹常用的兩種基本方法。

1.周期法

對于任何(he)周(zhou)期(qi)信號,可用前述的時間間隔的測(ce)量方(fang)法,先(xian)測(ce)定其每個(ge)周(zhou)期(qi)的時間T,再(zai)用下式求出頻率f:f=1/T

例如示波(bo)器上顯示的被測波(bo)形,一周期為8div,“t/div”開(kai)關(guan)置“1μs”位(wei)置,其(qi)“微(wei)調”置“校(xiao)準”位(wei)置。則其(qi)周期和頻率計算如下:

T=1us/div×8div=8usf=1/8us=125kHz所(suo)以,被測波形(xing)的頻率為125kHz。

2.圖形法測頻率

將示(shi)波器置(zhi)X-Y工作方式,被(bei)測信號輸(shu)入Y軸(zhou),標(biao)準頻(pin)率(lv)信號輸(shu)入“X外接”,慢(man)慢(man)改變標(biao)準頻(pin)率(lv),使這(zhe)兩(liang)個信號頻(pin)率(lv)成整數(shu)倍時,例(li)如fx:

fy=1:2,則在熒(ying)光屏上會形(xing)成穩定的圖形(xing)。

圖的(de)形狀不但與(yu)(yu)兩個偏(pian)轉(zhuan)電壓的(de)相位有關(guan),而且與(yu)(yu)兩個偏(pian)轉(zhuan)電壓的(de)頻率也(ye)有關(guan)。用描(miao)跡法可以畫出ux與(yu)(yu)uy的(de)各種頻率比(bi)、不同(tong)相位差時的(de)圖形。

利用圖(tu)(tu)形(xing)(xing)與(yu)頻率(lv)的(de)(de)關系,可(ke)進行準確的(de)(de)頻率(lv)比較(jiao)來測定(ding)被測信號(hao)的(de)(de)頻率(lv)。其方法是分別通過圖(tu)(tu)形(xing)(xing)引(yin)水平線(xian)和垂直(zhi)線(xian),所引(yin)的(de)(de)水平線(xian)垂直(zhi)線(xian)不要通過圖(tu)(tu)形(xing)(xing)的(de)(de)交(jiao)叉點或(huo)與(yu)其相切。若水平線(xian)與(yu)圖(tu)(tu)形(xing)(xing)的(de)(de)交(jiao)點數為m,垂直(zhi)線(xian)與(yu)圖(tu)(tu)形(xing)(xing)的(de)(de)交(jiao)點數n,則

fy/fx=m/n

當(dang)標準頻(pin)(pin)率(lv)fx(或fy)為已知時(shi)(shi),由上式可以(yi)求出被測(ce)(ce)信(xin)號頻(pin)(pin)率(lv)fy(或fx)。顯然,在(zai)實際(ji)測(ce)(ce)試(shi)工作中,用李沙育圖形(xing)進行頻(pin)(pin)率(lv)測(ce)(ce)試(shi)時(shi)(shi),為了使(shi)測(ce)(ce)試(shi)簡(jian)便(bian)正確,在(zai)條件許(xu)可的情況下,通常(chang)盡可能(neng)調節已知頻(pin)(pin)率(lv)信(xin)號的頻(pin)(pin)率(lv),使(shi)熒(ying)光屏上顯示(shi)的圖形(xing)為圓或橢圓。這時(shi)(shi)被測(ce)(ce)信(xin)號頻(pin)(pin)率(lv)等于(yu)已知信(xin)號頻(pin)(pin)率(lv)。

由于加到示波(bo)器上的(de)兩(liang)個電壓(ya)相位不同(tong),熒光(guang)屏上圖形(xing)會有(you)不同(tong)的(de)形(xing)狀,但這對確定未知頻率(lv)并無影(ying)響。

其他相關

注意事項

儀(yi)器操(cao)作(zuo)人(ren)員的安(an)(an)全(quan)和儀(yi)器安(an)(an)全(quan),儀(yi)器在安(an)(an)全(quan)范圍內正常(chang)工作(zuo),保證(zheng)測量波(bo)形準確(que)、數據可(ke)靠,應注意:

1.通(tong)用示波器通(tong)過調節(jie)亮度和聚焦(jiao)旋鈕(niu)使(shi)光(guang)點(dian)直徑最小以使(shi)波形(xing)(xing)清(qing)晰,減小測試誤差;不要使(shi)光(guang)點(dian)停留在(zai)一點(dian)不動(dong),否則(ze)電子(zi)束轟(hong)擊一點(dian)宜(yi)在(zai)熒光(guang)屏上形(xing)(xing)成暗(an)斑,損(sun)壞熒光(guang)屏。

2.測量系統-例如示波器(qi)、信號源(yuan);打(da)印(yin)機(ji)、計算機(ji)等(deng)設(she)備等(deng)。被(bei)測電(dian)子設(she)備-例如儀(yi)器(qi)、電(dian)子部件、電(dian)路板、被(bei)測設(she)備供電(dian)電(dian)源(yuan)等(deng)設(she)備接地線必須與公共地(大地)相連。

3.TDS200/TDS1000/TDS2000系列數字示(shi)波器配(pei)合探頭使用時,只能(neng)測量(被(bei)測信(xin)號(hao)-信(xin)號(hao)地(di)就(jiu)是(shi)大(da)地(di),信(xin)號(hao)端輸(shu)出(chu)幅度小于300VCATII)信(xin)號(hao)的(de)(de)波形。絕對不能(neng)測量市電(dian)AC220V或與市電(dian)AC220V不能(neng)隔(ge)離的(de)(de)電(dian)子設(she)備的(de)(de)浮地(di)信(xin)號(hao)。(浮地(di)是(shi)不能(neng)接大(da)地(di)的(de)(de),否(fou)則造成儀器損壞,如測試電(dian)磁爐。)

4.通(tong)用示(shi)(shi)波器的外殼,信號(hao)輸入(ru)端BNC插(cha)座(zuo)金屬(shu)外圈,探(tan)頭(tou)接(jie)地線,AC220V電(dian)(dian)源插(cha)座(zuo)接(jie)地線端都是相(xiang)通(tong)的。如(ru)儀器使用時不接(jie)大地線,直接(jie)用探(tan)頭(tou)對浮地信號(hao)測(ce)量,則(ze)儀器相(xiang)對大地會(hui)產生電(dian)(dian)位差;電(dian)(dian)壓值等(deng)于探(tan)頭(tou)接(jie)地線接(jie)觸被(bei)測(ce)設備點與大地之間(jian)的電(dian)(dian)位差。這將對儀器操作人(ren)員、示(shi)(shi)波器、被(bei)測(ce)電(dian)(dian)子設備帶來嚴(yan)重(zhong)安全危險。

5.用戶如須(xu)要測量開關電(dian)(dian)源(yuan)(開關電(dian)(dian)源(yuan)初級(ji),控制電(dian)(dian)路)、UPS(不間斷(duan)電(dian)(dian)源(yuan))、電(dian)(dian)子(zi)整(zheng)流器、節(jie)能(neng)燈、變(bian)頻(pin)器等類型產品或其(qi)它與市電(dian)(dian)AC220V不能(neng)隔離(li)的(de)電(dian)(dian)子(zi)設(she)備進行浮地(di)信號(hao)測試時(shi),必使用DP100高壓隔離(li)差分探頭。

示波器(qi)使用中的其他注(zhu)意事項(xiang):

(1)熱電子儀器(qi)一般要避免頻繁(fan)開機、關機,示波器(qi)也是這樣(yang)。

(2)如果發現波形受外(wai)(wai)界干(gan)擾,可將示波器外(wai)(wai)殼接地。

(3)“Y輸入(ru)”的電壓不(bu)(bu)可太高,以免損壞儀器,在最大衰(shuai)減(jian)時也(ye)不(bu)(bu)能超過400V.“Y輸入(ru)”導線懸(xuan)空時,受外界電磁干擾(rao)出(chu)現干擾(rao)波形,應避免出(chu)現這(zhe)種現象。

(4)關(guan)機(ji)前先將(jiang)輝(hui)度(du)調節旋鈕(niu)沿逆(ni)時針(zhen)方(fang)向轉(zhuan)到底,使亮度(du)減到最小,然后再(zai)斷(duan)開電(dian)源開關(guan)。

(5)在觀察熒屏上的亮斑(ban)并進行調節(jie)時,亮斑(ban)的亮度要適中,不能過亮。

示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器分為萬用示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)表,數(shu)字示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器,模擬示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器,虛擬示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器,任意(yi)波(bo)(bo)形示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器,手(shou)持示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)表,數(shu)字熒(ying)光示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器,數(shu)據采集示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器。

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