示波器(qi)是一(yi)種用來測(ce)量(liang)交流電(dian)或脈沖電(dian)流波的(de)(de)形狀的(de)(de)儀器(qi),由電(dian)子管放大(da)器(qi)、掃描振蕩(dang)器(qi)、陰極(ji)射線管等(deng)組成。除觀(guan)測(ce)電(dian)流的(de)(de)波形外,還(huan)可以測(ce)定頻率、電(dian)壓強度(du)等(deng)。凡可以變為(wei)電(dian)效應(ying)的(de)(de)周(zhou)期性(xing)物(wu)理(li)過程(cheng)都(dou)可以用示波器(qi)進行觀(guan)測(ce)。
模(mo)擬(ni)示波器采用的(de)是(shi)模(mo)擬(ni)電路(示波管,其(qi)基礎(chu)是(shi)電子(zi)槍)電子(zi)槍向屏幕發(fa)射電子(zi),發(fa)射的(de)電子(zi)經聚焦形(xing)成電子(zi)束(shu),并打到屏幕上。屏幕的(de)內(nei)表面(mian)涂有(you)熒光物質,這樣(yang)電子(zi)束(shu)打中的(de)點就會發(fa)出光來(lai)。
數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)則(ze)是(shi)數據采集,A/D轉換,軟件編程等一系列(lie)(lie)的(de)(de)(de)技術制造出來的(de)(de)(de)高性(xing)能示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)。數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)工作(zuo)方式是(shi)通過模擬轉換器(qi)(qi)(ADC)把被(bei)測電壓轉換為數字(zi)信(xin)息。數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)捕獲的(de)(de)(de)是(shi)波(bo)(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)(de)一系列(lie)(lie)樣(yang)值(zhi),并對樣(yang)值(zhi)進行存(cun)儲,存(cun)儲限度是(shi)判斷累(lei)計的(de)(de)(de)樣(yang)值(zhi)是(shi)否能描(miao)繪出波(bo)(bo)(bo)形(xing)為止,隨后,數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)重構波(bo)(bo)(bo)形(xing)。數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)可以分為數字(zi)存(cun)儲示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(DSO),數字(zi)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)波(bo)器要(yao)(yao)提高帶寬,需(xu)要(yao)(yao)示(shi)(shi)波(bo)管(guan)、垂直放大和(he)水平掃描全(quan)面(mian)推進。數字(zi)示(shi)(shi)波(bo)器要(yao)(yao)改(gai)善帶寬只需(xu)要(yao)(yao)提高前端的A/D轉換器的性能,對示(shi)(shi)波(bo)管(guan)和(he)掃描電路沒有特殊要(yao)(yao)求。加(jia)上數字(zi)示(shi)(shi)波(bo)管(guan)能充分利用記憶、存儲和(he)處理,以及(ji)多(duo)種觸(chu)發和(he)超前觸(chu)發能力(li)。廿世紀八(ba)十(shi)年代(dai)數字(zi)示(shi)(shi)波(bo)器異軍(jun)突起(qi),成果累累,大有全(quan)面(mian)取(qu)代(dai)模擬示(shi)(shi)波(bo)器之勢(shi),模擬示(shi)(shi)波(bo)器的確(que)從(cong)前臺退到(dao)后(hou)臺。
①普通示波(bo)器。電路(lu)結構簡(jian)單,頻(pin)帶較(jiao)窄,掃描線性差,僅(jin)用(yong)于觀(guan)察波(bo)形。
②多用示波器(qi)。頻(pin)(pin)帶較寬,掃描線(xian)性(xing)好,能對(dui)直(zhi)流、低頻(pin)(pin)、高(gao)頻(pin)(pin)、超高(gao)頻(pin)(pin)信號(hao)和脈(mo)沖信號(hao)進行定量測試。借助幅(fu)度校準(zhun)(zhun)器(qi)和時間校準(zhun)(zhun)器(qi),測量的(de)準(zhun)(zhun)確度可達±5%。
③多線示波器(qi)。采(cai)用多束示波管,能在熒光屏上(shang)同(tong)時顯示兩個以上(shang)同(tong)頻信號的(de)波形(xing),沒有時差,時序關系準確(que)。
④多蹤示波(bo)器。具(ju)有電(dian)子開(kai)關(guan)和門控電(dian)路的(de)(de)結(jie)構(gou),可在單束示波(bo)管(guan)的(de)(de)熒(ying)光屏上同(tong)(tong)時(shi)顯示兩(liang)個以上同(tong)(tong)頻(pin)信號的(de)(de)波(bo)形(xing)。但存在時(shi)差,時(shi)序關(guan)系(xi)不(bu)準(zhun)確(que)。
⑤取(qu)樣(yang)示波器。采(cai)用取(qu)樣(yang)技術將高頻信(xin)號(hao)轉換(huan)成模(mo)擬低頻信(xin)號(hao)進行顯示,有效頻帶(dai)可達(da)GHz級。
⑥記憶示波(bo)(bo)器。采用存(cun)儲示波(bo)(bo)管或(huo)(huo)數字存(cun)儲技術,將(jiang)單次電信號瞬變過程、非周期現象和超(chao)低頻信號長時間保留在示波(bo)(bo)管的熒光屏上(shang)或(huo)(huo)存(cun)儲在電路中,以供重復測試。
⑦數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)。內部(bu)帶有(you)微處(chu)理(li)器(qi),外部(bu)裝有(you)數字(zi)顯示(shi)(shi)(shi)器(qi),有(you)的(de)產品在示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)管熒光屏(ping)上既(ji)可顯示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)形(xing),又可顯示(shi)(shi)(shi)字(zi)符。被測信號經模一數變換器(qi)(A/D變換器(qi))送入數據存儲器(qi),通過鍵盤操(cao)作,可對捕獲的(de)波(bo)(bo)形(xing)參(can)數的(de)數據,進行加(jia)、減、乘(cheng)、除、求(qiu)平(ping)均值、求(qiu)平(ping)方(fang)根值、求(qiu)均方(fang)根值等的(de)運算(suan),并顯示(shi)(shi)(shi)出答案數字(zi)。
顯示(shi)(shi)電(dian)路(lu)包(bao)括(kuo)示(shi)(shi)波(bo)管(guan)及其(qi)控制電(dian)路(lu)兩個(ge)(ge)部(bu)(bu)分(fen)(fen)。示(shi)(shi)波(bo)管(guan)是(shi)一種特殊的電(dian)子管(guan),是(shi)示(shi)(shi)波(bo)器一個(ge)(ge)重要組成部(bu)(bu)分(fen)(fen)。示(shi)(shi)波(bo)管(guan)由電(dian)子槍(qiang)、偏轉系(xi)統和熒光屏3個(ge)(ge)部(bu)(bu)分(fen)(fen)組成。
(1)電子槍
電子(zi)槍(qiang)用于(yu)產(chan)生并形成(cheng)高速(su)、聚束(shu)的(de)(de)電子(zi)流,去轟擊熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)使之(zhi)發光(guang)。它(ta)主要(yao)由燈(deng)絲F、陰(yin)(yin)極(ji)K、控制(zhi)(zhi)(zhi)極(ji)G、第(di)一(yi)陽極(ji)A1、第(di)二陽極(ji)A2組成(cheng)。除燈(deng)絲外,其(qi)余(yu)電極(ji)的(de)(de)結(jie)構都為金屬(shu)圓筒(tong),且它(ta)們的(de)(de)軸(zhou)心都保持在同一(yi)軸(zhou)線上(shang)(shang)。陰(yin)(yin)極(ji)被加熱后,可沿軸(zhou)向發射(she)電子(zi);控制(zhi)(zhi)(zhi)極(ji)相(xiang)對(dui)陰(yin)(yin)極(ji)來說(shuo)是負電位,改變電位可以(yi)改變通過控制(zhi)(zhi)(zhi)極(ji)小孔的(de)(de)電子(zi)數目(mu),也(ye)就是控制(zhi)(zhi)(zhi)熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)光(guang)點的(de)(de)亮度。為了提高屏(ping)上(shang)(shang)光(guang)點亮度,又不(bu)降低對(dui)電子(zi)束(shu)偏轉的(de)(de)靈敏度,現代示波管中,在偏轉系統和熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)之(zhi)間還加上(shang)(shang)一(yi)個后加速(su)電極(ji)A3。
第(di)(di)一(yi)(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)對陰極(ji)(ji)而言加有約(yue)幾百伏的(de)(de)(de)(de)正(zheng)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)。在第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)上加有一(yi)(yi)個(ge)比第(di)(di)一(yi)(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)更高(gao)的(de)(de)(de)(de)正(zheng)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)。穿過(guo)控制極(ji)(ji)小孔的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子束,在第(di)(di)一(yi)(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)和(he)第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)高(gao)電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下,得(de)到(dao)加速(su),向熒(ying)(ying)光屏方向作(zuo)高(gao)速(su)運動。由于電(dian)(dian)荷的(de)(de)(de)(de)同性相(xiang)斥,電(dian)(dian)子束會逐漸散開。通過(guo)第(di)(di)一(yi)(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)、第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)之間(jian)電(dian)(dian)場的(de)(de)(de)(de)聚(ju)焦(jiao)(jiao)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),使電(dian)(dian)子重新聚(ju)集起來并交匯于一(yi)(yi)點(dian)。適當控制第(di)(di)一(yi)(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)和(he)第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)之間(jian)電(dian)(dian)位(wei)差的(de)(de)(de)(de)大小,便能(neng)使焦(jiao)(jiao)點(dian)剛好落在熒(ying)(ying)光屏上,顯現一(yi)(yi)個(ge)光亮細小的(de)(de)(de)(de)圓點(dian)。改變第(di)(di)一(yi)(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)和(he)第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)差,可(ke)起調節光點(dian)聚(ju)焦(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong),這就是示(shi)(shi)波(bo)器的(de)(de)(de)(de)“聚(ju)焦(jiao)(jiao)”和(he)“輔助聚(ju)焦(jiao)(jiao)”調節的(de)(de)(de)(de)原理。第(di)(di)三陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)是示(shi)(shi)波(bo)管錐體(ti)(ti)內部涂上一(yi)(yi)層石(shi)墨(mo)形成的(de)(de)(de)(de),通常加有很高(gao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya),它有三個(ge)作(zuo)用(yong)(yong)(yong):①使穿過(guo)偏轉(zhuan)系統以(yi)后的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)子進一(yi)(yi)步加速(su),使電(dian)(dian)子有足(zu)夠(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量去(qu)轟(hong)擊熒(ying)(ying)光屏,以(yi)獲得(de)足(zu)夠(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)亮度;②石(shi)墨(mo)層涂在整個(ge)錐體(ti)(ti)上,能(neng)起到(dao)屏蔽作(zuo)用(yong)(yong)(yong);③電(dian)(dian)子束轟(hong)擊熒(ying)(ying)光屏會產生二(er)(er)次電(dian)(dian)子,處于高(gao)電(dian)(dian)位(wei)的(de)(de)(de)(de)A3可(ke)吸(xi)收(shou)這些(xie)電(dian)(dian)子。
(2)偏轉系統
示波(bo)管的(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統大都(dou)是靜電(dian)(dian)(dian)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)式,它由兩對相互垂直(zhi)的(de)(de)平(ping)行金屬板(ban)(ban)(ban)組(zu)成,分別稱為水平(ping)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)(ban)和(he)垂直(zhi)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)(ban)。分別控(kong)制電(dian)(dian)(dian)子束在水平(ping)方向(xiang)(xiang)和(he)垂直(zhi)方向(xiang)(xiang)的(de)(de)運動(dong)。當電(dian)(dian)(dian)子在偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)(ban)之間運動(dong)時,如果偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)(ban)上沒有(you)加(jia)電(dian)(dian)(dian)壓,偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)(ban)之間無電(dian)(dian)(dian)場(chang),離開(kai)第二陽極后進(jin)(jin)入(ru)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子將沿軸向(xiang)(xiang)運動(dong),射(she)向(xiang)(xiang)屏幕(mu)的(de)(de)中心。如果偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)(ban)上有(you)電(dian)(dian)(dian)壓,偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)(ban)(ban)之間則有(you)電(dian)(dian)(dian)場(chang),進(jin)(jin)入(ru)偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子會在偏(pian)(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)電(dian)(dian)(dian)場(chang)的(de)(de)作(zuo)用下射(she)向(xiang)(xiang)熒光屏的(de)(de)指定(ding)位置。
如果(guo)(guo)兩塊(kuai)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)(ban)互(hu)相(xiang)平行,并(bing)且它們的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)差(cha)等于零,那么通(tong)過偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)(ban)空間(jian)(jian)的(de),具(ju)有速度υ的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子束就(jiu)(jiu)會沿著原方(fang)(fang)向(xiang)(設(she)為軸(zhou)線(xian)方(fang)(fang)向(xiang))運動(dong)(dong),并(bing)打在(zai)熒(ying)光(guang)屏(ping)的(de)坐標原點(dian)(dian)上(shang)(shang)。如果(guo)(guo)兩塊(kuai)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)(ban)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)存(cun)在(zai)著恒定(ding)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)差(cha),則偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)(ban)間(jian)(jian)就(jiu)(jiu)形成(cheng)一個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang),這(zhe)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)與電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子的(de)運動(dong)(dong)方(fang)(fang)向(xiang)相(xiang)垂直,于是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子就(jiu)(jiu)朝著電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)比(bi)較高的(de)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)(ban)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉。這(zhe)樣,在(zai)兩偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)(ban)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)的(de)空間(jian)(jian),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子就(jiu)(jiu)沿著拋物(wu)線(xian)在(zai)這(zhe)一點(dian)(dian)上(shang)(shang)做(zuo)切(qie)線(xian)運動(dong)(dong)。最后,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子降落在(zai)熒(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)的(de)A點(dian)(dian),這(zhe)個(ge)A點(dian)(dian)距離熒(ying)光(guang)屏(ping)原點(dian)(dian)(0)有一段距離,這(zhe)段距離稱為偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉量(liang),用(yong)y表示。偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉量(liang)y與偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)(ban)上(shang)(shang)所加的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓Vy成(cheng)正(zheng)比(bi)。同理,在(zai)水(shui)平偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)(ban)上(shang)(shang)加有直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓時,也發生類似情(qing)況,只是光(guang)點(dian)(dian)在(zai)水(shui)平方(fang)(fang)向(xiang)上(shang)(shang)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉。
(3)熒光屏
熒光(guang)屏(ping)位(wei)于(yu)示(shi)波(bo)管的(de)終端,它(ta)的(de)作用(yong)是將偏轉后的(de)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)顯示(shi)出來,以便觀察(cha)。在(zai)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)的(de)熒光(guang)屏(ping)內壁涂有一(yi)(yi)層發(fa)光(guang)物質(zhi),因而(er),熒光(guang)屏(ping)上受(shou)(shou)到高速電(dian)子(zi)(zi)沖(chong)擊的(de)地點(dian)(dian)就顯現(xian)出熒光(guang)。此時(shi)光(guang)點(dian)(dian)的(de)亮(liang)度(du)決定于(yu)電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)的(de)數目(mu)、密度(du)及其速度(du)。改(gai)變控制極的(de)電(dian)壓時(shi),電(dian)子(zi)(zi)束(shu)(shu)中電(dian)子(zi)(zi)的(de)數目(mu)將隨之改(gai)變,光(guang)點(dian)(dian)亮(liang)度(du)也就改(gai)變。在(zai)使用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)時(shi),不宜讓很亮(liang)的(de)光(guang)點(dian)(dian)固定出現(xian)在(zai)示(shi)波(bo)管熒光(guang)屏(ping)一(yi)(yi)個位(wei)置上,否則該點(dian)(dian)熒光(guang)物質(zhi)將因長期受(shou)(shou)電(dian)子(zi)(zi)沖(chong)擊而(er)燒壞,從而(er)失去發(fa)光(guang)能力。
涂有不同熒光物質的(de)(de)(de)(de)熒光屏(ping),在受電子沖(chong)擊時將顯示出(chu)不同的(de)(de)(de)(de)顏色和不同的(de)(de)(de)(de)余(yu)輝(hui)時間,通常供(gong)觀察一般信號波(bo)形用(yong)的(de)(de)(de)(de)是發(fa)綠光的(de)(de)(de)(de),屬中(zhong)(zhong)余(yu)輝(hui)示波(bo)管(guan),供(gong)觀察非(fei)周期性及低頻信號用(yong)的(de)(de)(de)(de)是發(fa)橙黃色光的(de)(de)(de)(de),屬長(chang)余(yu)輝(hui)示波(bo)管(guan);供(gong)照相用(yong)的(de)(de)(de)(de)示波(bo)器中(zhong)(zhong),一般都(dou)采用(yong)發(fa)藍色的(de)(de)(de)(de)短余(yu)輝(hui)示波(bo)管(guan)。
由于示(shi)波(bo)管的偏轉(zhuan)靈敏(min)度(du)甚低,例如常用(yong)的示(shi)波(bo)管13SJ38J型,其垂(chui)直偏轉(zhuan)靈敏(min)度(du)為0.86mm/V(約12V電(dian)壓(ya)產生(sheng)1cm的偏轉(zhuan)量),所(suo)以一般的被測信號(hao)電(dian)壓(ya)都要先(xian)經過垂(chui)直放(fang)大電(dian)路的放(fang)大,再加到示(shi)波(bo)管的垂(chui)直偏轉(zhuan)板上,以得(de)到垂(chui)直方向的適當大小的圖形。
由于(yu)示波(bo)(bo)管(guan)水(shui)(shui)平方(fang)向(xiang)的(de)(de)偏轉靈敏度也(ye)很低,所以(yi)(yi)接入示波(bo)(bo)管(guan)水(shui)(shui)平偏轉板的(de)(de)電壓(ya)(鋸齒波(bo)(bo)電壓(ya)或其它電壓(ya))也(ye)要(yao)先經過水(shui)(shui)平放大(da)電路的(de)(de)放大(da)以(yi)(yi)后,再加(jia)到示波(bo)(bo)管(guan)的(de)(de)水(shui)(shui)平偏轉板上,以(yi)(yi)得到水(shui)(shui)平方(fang)向(xiang)適當大(da)小的(de)(de)圖形。
掃描電(dian)路產生一(yi)個鋸齒(chi)波(bo)電(dian)壓。該鋸齒(chi)波(bo)電(dian)壓的(de)頻(pin)率能在(zai)一(yi)定的(de)范(fan)圍內連續可調。鋸齒(chi)波(bo)電(dian)壓的(de)作用(yong)是(shi)使(shi)示波(bo)管陰極(ji)發出的(de)電(dian)子束在(zai)熒(ying)光屏上(shang)形(xing)成周期性(xing)的(de)、與(yu)時間成正比的(de)水平位移,即形(xing)成時間基(ji)線(xian)。這樣,才能把(ba)加在(zai)垂(chui)直方向的(de)被測信號按時間的(de)變化波(bo)形(xing)展(zhan)現在(zai)熒(ying)光屏上(shang)。
電源供給電路:供給垂直與水平放(fang)大電路、掃描與同步電路以及示波(bo)管與控制電路所需(xu)的(de)負(fu)高壓(ya)(ya)、燈(deng)絲電壓(ya)(ya)等。
由示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)的原(yuan)理功能可見,被測信號(hao)電(dian)壓加(jia)(jia)到示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)的Y軸輸(shu)(shu)入端,經(jing)垂直放大電(dian)路加(jia)(jia)于(yu)示波(bo)(bo)(bo)管(guan)的垂直偏轉(zhuan)(zhuan)板。示波(bo)(bo)(bo)管(guan)的水(shui)平(ping)(ping)偏轉(zhuan)(zhuan)電(dian)壓,雖然多數(shu)情況都采(cai)用(yong)鋸齒電(dian)壓(用(yong)于(yu)觀察(cha)波(bo)(bo)(bo)形時),但有時也采(cai)用(yong)其(qi)它的外加(jia)(jia)電(dian)壓(用(yong)于(yu)測量頻率、相(xiang)位(wei)差等時),因(yin)此(ci)在水(shui)平(ping)(ping)放大電(dian)路輸(shu)(shu)入端有一個水(shui)平(ping)(ping)信號(hao)選擇開關,以便按照需要選用(yong)示波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)內部(bu)的鋸齒波(bo)(bo)(bo)電(dian)壓,或(huo)選用(yong)外加(jia)(jia)在X軸輸(shu)(shu)入端上的其(qi)它電(dian)壓來作(zuo)為水(shui)平(ping)(ping)偏轉(zhuan)(zhuan)電(dian)壓。
此(ci)外(wai),為了使熒光(guang)屏上顯示的(de)(de)圖(tu)形保持(chi)穩定,要(yao)求鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電壓(ya)信(xin)號(hao)的(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)和被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)保持(chi)同(tong)步(bu)。這樣,不僅要(yao)求鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)電壓(ya)的(de)(de)頻(pin)率(lv)(lv)能連(lian)續調節,而且在產(chan)生(sheng)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)的(de)(de)電路(lu)上還(huan)要(yao)輸入一(yi)個同(tong)步(bu)信(xin)號(hao)。這樣,對(dui)于(yu)只能產(chan)生(sheng)連(lian)續掃(sao)描(即(ji)產(chan)生(sheng)周而復始、連(lian)續不斷的(de)(de)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo))一(yi)種狀態的(de)(de)簡易(yi)示波(bo)(bo)器(qi)(如國產(chan)SB10型(xing)等(deng)(deng)示波(bo)(bo)器(qi))而言,需(xu)要(yao)在其掃(sao)描電路(lu)上輸入一(yi)個與被(bei)觀(guan)察(cha)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)(lv)相關的(de)(de)同(tong)步(bu)信(xin)號(hao),以牽制鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)的(de)(de)振蕩頻(pin)率(lv)(lv)。對(dui)于(yu)具(ju)有(you)等(deng)(deng)待掃(sao)描功(gong)能(即(ji)平時不產(chan)生(sheng)鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo),當被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)來(lai)到時才產(chan)生(sheng)一(yi)個鋸(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo),進行一(yi)次掃(sao)描)的(de)(de)示波(bo)(bo)器(qi)(如國產(chan)ST-16型(xing)示波(bo)(bo)器(qi)、SR-8型(xing)雙蹤示波(bo)(bo)器(qi)等(deng)(deng))為了適應各(ge)種需(xu)要(yao),同(tong)步(bu)(或觸(chu)發(fa)(fa))信(xin)號(hao)可(ke)通(tong)過同(tong)步(bu)或觸(chu)發(fa)(fa)信(xin)號(hao)選擇(ze)開關來(lai)選擇(ze),通(tong)常(chang)來(lai)源有(you)3個:
①從(cong)垂直放大電(dian)路引(yin)來被(bei)測信號作(zuo)為(wei)(wei)同步(或(huo)觸(chu)發(fa))信號,此信號稱為(wei)(wei)“內(nei)同步”(或(huo)“內(nei)觸(chu)發(fa)”)信號;
②引入某(mou)種相關的外(wai)(wai)(wai)加(jia)信(xin)號(hao)(hao)為(wei)同(tong)(tong)步(或觸(chu)發(fa))信(xin)號(hao)(hao),此信(xin)號(hao)(hao)稱(cheng)為(wei)“外(wai)(wai)(wai)同(tong)(tong)步”(或“外(wai)(wai)(wai)觸(chu)發(fa)”)信(xin)號(hao)(hao),該信(xin)號(hao)(hao)加(jia)在(zai)外(wai)(wai)(wai)同(tong)(tong)步(或外(wai)(wai)(wai)觸(chu)發(fa))輸入端(duan);
③有些示波器的(de)同(tong)步(bu)信號選擇開關還有一檔“電源同(tong)步(bu)”,是由220V,50Hz電源電壓(ya),通過變壓(ya)器次級降(jiang)壓(ya)后作為(wei)同(tong)步(bu)信號。
由示波管的(de)原理可知,一個(ge)(ge)直(zhi)流電壓加到一對偏(pian)轉(zhuan)板上(shang)時,將(jiang)使光點在(zai)熒(ying)光屏上(shang)產生一個(ge)(ge)固定位(wei)(wei)移(yi)(yi),該位(wei)(wei)移(yi)(yi)的(de)大(da)小與所(suo)加直(zhi)流電壓成正比。如果分別將(jiang)兩(liang)個(ge)(ge)直(zhi)流電壓同時加到垂直(zhi)和水平(ping)兩(liang)對偏(pian)轉(zhuan)板上(shang),則熒(ying)光屏上(shang)的(de)光點位(wei)(wei)置就由兩(liang)個(ge)(ge)方向的(de)位(wei)(wei)移(yi)(yi)所(suo)共同決定。
如果(guo)將一(yi)個(ge)(ge)正(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)加(jia)到一(yi)對(dui)偏轉板上(shang)(shang)(shang)(shang)時(shi)(shi)(shi)(shi),光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)將隨電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)變化而移(yi)(yi)動(dong)。當(dang)垂(chui)(chui)直偏轉板上(shang)(shang)(shang)(shang)加(jia)一(yi)個(ge)(ge)正(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)t=0的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)(jian),電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)為Vo(零值(zhi)),熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)位置在(zai)(zai)(zai)(zai)坐(zuo)(zuo)標(biao)(biao)原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)0上(shang)(shang)(shang)(shang),在(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)t=1的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)(jian),電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)為V1(正(zheng)(zheng)值(zhi)),熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)坐(zuo)(zuo)標(biao)(biao)原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)0點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)(shang)方(fang)的(de)(de)(de)(de)1上(shang)(shang)(shang)(shang),位移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小正(zheng)(zheng)比(bi)(bi)于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)V1;在(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)t=2的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)(jian),電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)為V2(最大(da)(da)正(zheng)(zheng)值(zhi)),熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)坐(zuo)(zuo)標(biao)(biao)原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)0點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)(shang)方(fang)的(de)(de)(de)(de)2點(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)(shang),位移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)距(ju)離正(zheng)(zheng)比(bi)(bi)于(yu)(yu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)V2;以此(ci)類推,在(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)t=3,t=4,…,t=8的(de)(de)(de)(de)各個(ge)(ge)瞬(shun)間(jian)(jian),熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)位置分別為3、4、…、8點(dian)(dian)(dian)(dian)。在(zai)(zai)(zai)(zai)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)第(di)(di)二個(ge)(ge)周(zhou)期、第(di)(di)三(san)個(ge)(ge)周(zhou)期……都將重復(fu)第(di)(di)一(yi)個(ge)(ge)周(zhou)期的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)。如果(guo)此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)加(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)垂(chui)(chui)直偏轉板上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)之頻率很低,僅為lHz~2Hz,那么,在(zai)(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)便(bian)會看見一(yi)個(ge)(ge)上(shang)(shang)(shang)(shang)下移(yi)(yi)動(dong)著的(de)(de)(de)(de)光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)。這光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)距(ju)離坐(zuo)(zuo)標(biao)(biao)原(yuan)點(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)時(shi)(shi)(shi)(shi)偏轉值(zhi)將與加(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)垂(chui)(chui)直偏轉板上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)瞬(shun)時(shi)(shi)(shi)(shi)值(zhi)成正(zheng)(zheng)比(bi)(bi)。如果(guo)加(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)垂(chui)(chui)直偏轉板上(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)頻率在(zai)(zai)(zai)(zai)10Hz~20Hz以上(shang)(shang)(shang)(shang),則由于(yu)(yu)熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)的(de)(de)(de)(de)余(yu)輝現象(xiang)和人眼的(de)(de)(de)(de)視覺暫留現象(xiang),在(zai)(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)看到的(de)(de)(de)(de)就不是(shi)一(yi)個(ge)(ge)上(shang)(shang)(shang)(shang)下移(yi)(yi)動(dong)的(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian),而是(shi)一(yi)根垂(chui)(chui)直的(de)(de)(de)(de)亮(liang)線了。該(gai)亮(liang)線的(de)(de)(de)(de)長短在(zai)(zai)(zai)(zai)示波器的(de)(de)(de)(de)垂(chui)(chui)直放大(da)(da)增益一(yi)定的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang)下決定于(yu)(yu)正(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)峰一(yi)峰值(zhi)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小。如果(guo)在(zai)(zai)(zai)(zai)水平偏轉板上(shang)(shang)(shang)(shang)加(jia)一(yi)個(ge)(ge)正(zheng)(zheng)弦交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya),則會產生相(xiang)類似(si)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)(kuang),只是(shi)光(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)水平軸上(shang)(shang)(shang)(shang)移(yi)(yi)動(dong)罷了。
如果將一(yi)隨時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)線(xian)(xian)性變化的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(如鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya))加(jia)(jia)到一(yi)對偏轉板(ban)上,則光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上又(you)會怎樣移動呢?當(dang)水(shui)(shui)(shui)(shui)平偏轉板(ban)上有鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)t=0瞬(shun)間(jian)(jian)(jian),電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)為(wei)Vo(最(zui)(zui)大(da)(da)負值),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)坐標原(yuan)點(dian)(dian)(dian)左(zuo)側的(de)(de)(de)(de)起始位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)(零點(dian)(dian)(dian)上),位(wei)(wei)移的(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)正(zheng)(zheng)比(bi)于(yu)(yu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)Vo;在(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)t=1的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)間(jian)(jian)(jian),電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)為(wei)V1(負值),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)坐標原(yuan)點(dian)(dian)(dian)左(zuo)方(fang)的(de)(de)(de)(de)1點(dian)(dian)(dian)上,位(wei)(wei)移的(de)(de)(de)(de)距(ju)離(li)正(zheng)(zheng)比(bi)于(yu)(yu)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)V1;以此(ci)類推,在(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)t=2,t=3,...,t=8的(de)(de)(de)(de)各個(ge)瞬(shun)間(jian)(jian)(jian),熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)對應位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)是(shi)2、3、…、8各點(dian)(dian)(dian)。在(zai)(zai)t=8這(zhe)個(ge)瞬(shun)間(jian)(jian)(jian),鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)由(you)(you)最(zui)(zui)大(da)(da)正(zheng)(zheng)值V8躍變到最(zui)(zui)大(da)(da)負值Vo,則熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)從(cong)8點(dian)(dian)(dian)極其(qi)迅(xun)速地(di)向左(zuo)移到起始位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)零點(dian)(dian)(dian)。如果鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)是(shi)周(zhou)(zhou)期(qi)性的(de)(de)(de)(de),則在(zai)(zai)鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)第(di)(di)二個(ge)周(zhou)(zhou)期(qi)、第(di)(di)三個(ge)周(zhou)(zhou)期(qi)、……都(dou)將重復(fu)(fu)第(di)(di)一(yi)個(ge)周(zhou)(zhou)期(qi)的(de)(de)(de)(de)情形。如果此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)加(jia)(jia)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)平偏轉板(ban)上的(de)(de)(de)(de)鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)頻(pin)率很低,僅為(wei)1Hz~2Hz,在(zai)(zai)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上便會看(kan)見(jian)光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)自左(zuo)邊起始位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)零點(dian)(dian)(dian)向右(you)邊8點(dian)(dian)(dian)處勻速地(di)移動,隨后光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)又(you)從(cong)右(you)邊8點(dian)(dian)(dian)處極其(qi)迅(xun)速地(di)移動到左(zuo)邊起始位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)零點(dian)(dian)(dian)。上述(shu)這(zhe)個(ge)過程稱為(wei)掃描(miao)。在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)平軸加(jia)(jia)有周(zhou)(zhou)期(qi)性鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),掃描(miao)將周(zhou)(zhou)而(er)復(fu)(fu)始地(di)進行下(xia)(xia)去。光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)距(ju)離(li)起始位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)零點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)瞬(shun)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)值,將與加(jia)(jia)在(zai)(zai)偏轉板(ban)上的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)瞬(shun)時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)值成(cheng)正(zheng)(zheng)比(bi)。如果加(jia)(jia)在(zai)(zai)偏轉板(ban)上的(de)(de)(de)(de)鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)頻(pin)率在(zai)(zai)10Hz~20Hz以上,則由(you)(you)于(yu)(yu)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)的(de)(de)(de)(de)余輝(hui)現象(xiang)和人眼的(de)(de)(de)(de)視覺暫留現象(xiang),就看(kan)到一(yi)根水(shui)(shui)(shui)(shui)平亮線(xian)(xian),該水(shui)(shui)(shui)(shui)平亮線(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)長度,在(zai)(zai)示波(bo)(bo)器水(shui)(shui)(shui)(shui)平放大(da)(da)增益一(yi)定的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)(xia)決(jue)定于(yu)(yu)鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)值,鋸齒(chi)(chi)波(bo)(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)值是(shi)與時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)變化成(cheng)正(zheng)(zheng)比(bi)的(de)(de)(de)(de),而(er)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)位(wei)(wei)移又(you)是(shi)與電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)值成(cheng)正(zheng)(zheng)比(bi)的(de)(de)(de)(de),因此(ci)熒(ying)(ying)光(guang)(guang)屏(ping)(ping)上的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)平亮線(xian)(xian)可以代表時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)軸。在(zai)(zai)此(ci)亮線(xian)(xian)上的(de)(de)(de)(de)任何相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)線(xian)(xian)段都(dou)代表相(xiang)等的(de)(de)(de)(de)一(yi)段時(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)。
如果將(jiang)被(bei)(bei)測(ce)信(xin)號(hao)電壓(ya)(ya)加到垂直偏(pian)轉(zhuan)板上(shang)(shang),鋸(ju)齒波掃(sao)描電壓(ya)(ya)加到水平偏(pian)轉(zhuan)板上(shang)(shang),而(er)且被(bei)(bei)測(ce)信(xin)號(hao)電壓(ya)(ya)的(de)(de)頻率等(deng)于鋸(ju)齒波掃(sao)描電壓(ya)(ya)的(de)(de)頻率,則熒(ying)光(guang)屏上(shang)(shang)將(jiang)顯示(shi)出一個(ge)周(zhou)期的(de)(de)被(bei)(bei)測(ce)信(xin)號(hao)電壓(ya)(ya)隨(sui)時間變化(hua)(hua)的(de)(de)波形(xing)曲線(xian)。在被(bei)(bei)測(ce)周(zhou)期信(xin)號(hao)的(de)(de)第二(er)個(ge)周(zhou)期、第三(san)個(ge)周(zhou)期……都重復第一個(ge)周(zhou)期的(de)(de)情形(xing),光(guang)點(dian)在熒(ying)光(guang)屏上(shang)(shang)描出的(de)(de)軌跡(ji)也都重疊在第一次描出的(de)(de)軌跡(ji)上(shang)(shang)。所(suo)以,熒(ying)光(guang)屏上(shang)(shang)顯示(shi)出來的(de)(de)被(bei)(bei)測(ce)信(xin)號(hao)電壓(ya)(ya)是(shi)隨(sui)時間變化(hua)(hua)的(de)(de)穩定(ding)波形(xing)曲線(xian)。
為使(shi)熒(ying)光屏上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)圖形穩定(ding),被(bei)測信(xin)號(hao)電(dian)壓的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)應(ying)與(yu)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)壓的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)保(bao)(bao)持整(zheng)數(shu)比的(de)(de)關(guan)系,即(ji)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)關(guan)系。為了(le)實(shi)現(xian)這一(yi)點,就要(yao)求鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)壓的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)連續可(ke)(ke)調,以便適(shi)應(ying)觀察各(ge)種不(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)周(zhou)(zhou)期信(xin)號(hao)。其(qi)次(ci),由于(yu)被(bei)測信(xin)號(hao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)和鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)振(zhen)蕩信(xin)號(hao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)相(xiang)對不(bu)穩定(ding)性,即(ji)使(shi)把(ba)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)壓的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)臨時(shi)調到與(yu)被(bei)測信(xin)號(hao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)成整(zheng)倍數(shu)關(guan)系,也不(bu)能使(shi)圖形一(yi)直保(bao)(bao)持穩定(ding)。因此(ci),示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)中都(dou)設(she)有同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)裝置。也就是(shi)在(zai)(zai)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)某部分加上(shang)(shang)(shang)一(yi)個同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)信(xin)號(hao)來(lai)促使(shi)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)的(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu),對于(yu)只能產(chan)(chan)生連續掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(即(ji)產(chan)(chan)生周(zhou)(zhou)而復(fu)始(shi)連續不(bu)斷的(de)(de)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo))一(yi)種狀態(tai)的(de)(de)簡易示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(如國(guo)產(chan)(chan)SB-10型(xing)(xing)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)等(deng))而言,需要(yao)在(zai)(zai)其(qi)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)電(dian)路(lu)(lu)上(shang)(shang)(shang)輸(shu)入(ru)一(yi)個與(yu)被(bei)觀察信(xin)號(hao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)相(xiang)關(guan)的(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)信(xin)號(hao),當所加同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)信(xin)號(hao)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)接(jie)近鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)的(de)(de)自主振(zhen)蕩頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)(或(huo)接(jie)近其(qi)整(zheng)數(shu)倍)時(shi),就可(ke)(ke)以把(ba)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)“拖(tuo)入(ru)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)”或(huo)“鎖(suo)住”。對于(yu)具有等(deng)待掃(sao)(sao)(sao)描(miao)(即(ji)平時(shi)不(bu)產(chan)(chan)生鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo),當被(bei)測信(xin)號(hao)來(lai)到時(shi)才產(chan)(chan)生一(yi)個鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)進(jin)行一(yi)次(ci)掃(sao)(sao)(sao)描(miao))功能的(de)(de)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(如國(guo)產(chan)(chan)ST-16型(xing)(xing)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)、SBT-5型(xing)(xing)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)、SR-8型(xing)(xing)雙蹤示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)等(deng)等(deng))而言,需要(yao)在(zai)(zai)其(qi)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)電(dian)路(lu)(lu)上(shang)(shang)(shang)輸(shu)入(ru)一(yi)個與(yu)被(bei)測信(xin)號(hao)相(xiang)關(guan)的(de)(de)觸(chu)發信(xin)號(hao),使(shi)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)過程(cheng)(cheng)與(yu)被(bei)測信(xin)號(hao)密切配(pei)合。這樣,只要(yao)按照需要(yao)來(lai)選(xuan)擇適(shi)當的(de)(de)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)信(xin)號(hao)或(huo)觸(chu)發信(xin)號(hao),便可(ke)(ke)使(shi)任(ren)何欲研(yan)究的(de)(de)過程(cheng)(cheng)與(yu)鋸(ju)(ju)(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)掃(sao)(sao)(sao)描(miao)頻(pin)(pin)(pin)(pin)率(lv)(lv)(lv)(lv)(lv)保(bao)(bao)持同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)步(bu)。
在(zai)電子實(shi)踐(jian)技術過程中,常(chang)常(chang)需要(yao)同(tong)時(shi)觀察兩(liang)種(或(huo)兩(liang)種以上)信號(hao)隨時(shi)間變(bian)化(hua)的(de)過程。并對這些不同(tong)信號(hao)進行電量的(de)測試(shi)和比較。為了(le)達到這個目的(de),人(ren)們在(zai)應(ying)(ying)用普通示波(bo)器原理的(de)基礎上,采用了(le)以下兩(liang)種同(tong)時(shi)顯示多個波(bo)形的(de)方(fang)法(fa):一種是(shi)雙(shuang)(shuang)線(xian)(xian)(或(huo)多線(xian)(xian))示波(bo)法(fa);另一種是(shi)雙(shuang)(shuang)蹤(zong)(zong)(或(huo)多蹤(zong)(zong))示波(bo)法(fa)。應(ying)(ying)用這兩(liang)種方(fang)法(fa)制(zhi)造出來的(de)示波(bo)器分別稱為雙(shuang)(shuang)線(xian)(xian)(或(huo)多線(xian)(xian))示波(bo)器和雙(shuang)(shuang)蹤(zong)(zong)(或(huo)多蹤(zong)(zong))示波(bo)器。
雙(shuang)(shuang)線(或多線)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器是(shi)采(cai)用(yong)雙(shuang)(shuang)槍(qiang)(qiang)(或多槍(qiang)(qiang))示(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan)來(lai)實(shi)現的(de)(de)。下(xia)面以(yi)雙(shuang)(shuang)槍(qiang)(qiang)示(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan)為例加以(yi)簡單(dan)(dan)說(shuo)明。雙(shuang)(shuang)槍(qiang)(qiang)示(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan)有兩(liang)(liang)(liang)(liang)個(ge)互相獨(du)(du)立(li)(li)的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)槍(qiang)(qiang)產(chan)生(sheng)兩(liang)(liang)(liang)(liang)束電(dian)(dian)子(zi)(zi)。另有兩(liang)(liang)(liang)(liang)組(zu)互相獨(du)(du)立(li)(li)的(de)(de)偏轉(zhuan)系(xi)統,它們各自控制一(yi)束電(dian)(dian)子(zi)(zi)作上(shang)下(xia)、左右的(de)(de)運動(dong)。熒光屏是(shi)共(gong)(gong)用(yong)的(de)(de),因而屏上(shang)可以(yi)同(tong)時顯示(shi)(shi)出兩(liang)(liang)(liang)(liang)種不同(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)信號(hao)波(bo)(bo)形(xing),雙(shuang)(shuang)線示(shi)(shi)波(bo)(bo)也(ye)可以(yi)采(cai)用(yong)單(dan)(dan)槍(qiang)(qiang)雙(shuang)(shuang)線示(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan)來(lai)實(shi)現。這種示(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan)只有一(yi)個(ge)電(dian)(dian)子(zi)(zi)槍(qiang)(qiang),在工作時是(shi)依靠特殊的(de)(de)電(dian)(dian)極把電(dian)(dian)子(zi)(zi)分(fen)(fen)成兩(liang)(liang)(liang)(liang)束。然后,由管(guan)內的(de)(de)兩(liang)(liang)(liang)(liang)組(zu)互相獨(du)(du)立(li)(li)的(de)(de)偏轉(zhuan)系(xi)統,分(fen)(fen)別(bie)控制兩(liang)(liang)(liang)(liang)束電(dian)(dian)子(zi)(zi)上(shang)下(xia)、左右運動(dong)。熒光屏是(shi)共(gong)(gong)用(yong)的(de)(de),能(neng)同(tong)時顯示(shi)(shi)出兩(liang)(liang)(liang)(liang)種不同(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)信號(hao)波(bo)(bo)形(xing)。由于雙(shuang)(shuang)線示(shi)(shi)波(bo)(bo)管(guan)的(de)(de)制造(zao)工藝要(yao)求高,成本(ben)也(ye)高,所以(yi)應用(yong)并不十(shi)分(fen)(fen)普遍。
雙蹤(zong)(zong)(或(huo)(huo)(huo)多(duo)(duo)蹤(zong)(zong))示(shi)(shi)波(bo)(bo)是在單線示(shi)(shi)波(bo)(bo)器的基礎上(shang),增(zeng)設一個專用電子開(kai)關,用它來實現兩種(zhong)(或(huo)(huo)(huo)多(duo)(duo)種(zhong))波(bo)(bo)形(xing)的分別(bie)顯示(shi)(shi)。由(you)于實現雙蹤(zong)(zong)(或(huo)(huo)(huo)多(duo)(duo)蹤(zong)(zong))示(shi)(shi)波(bo)(bo)比實現雙線(或(huo)(huo)(huo)多(duo)(duo)線)示(shi)(shi)波(bo)(bo)來得(de)簡單,不(bu)需要使用結構復(fu)雜、價格昂貴的“雙腔(qiang)”或(huo)(huo)(huo)“多(duo)(duo)腔(qiang)”示(shi)(shi)波(bo)(bo)管,所以(yi)雙蹤(zong)(zong)(或(huo)(huo)(huo)多(duo)(duo)蹤(zong)(zong))示(shi)(shi)波(bo)(bo)獲(huo)得(de)了普遍的應(ying)用。
為了保持熒光屏顯示(shi)出來的(de)(de)兩(liang)種信(xin)(xin)號(hao)波形(xing)穩定,則要求被測信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)、掃描信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)與電子開關(guan)的(de)(de)轉(zhuan)換頻(pin)率(lv)三者之間必(bi)須滿足一定的(de)(de)關(guan)系。
首先,兩(liang)個被測信號(hao)頻(pin)率與掃(sao)描(miao)信號(hao)頻(pin)率之間應該(gai)是(shi)(shi)成整數比(bi)的(de)(de)關(guan)系,也就是(shi)(shi)要(yao)求“同步”。這一點與單(dan)線示波器的(de)(de)原(yuan)理是(shi)(shi)相(xiang)同的(de)(de),區別在于被測信號(hao)是(shi)(shi)兩(liang)個,而掃(sao)描(miao)電壓是(shi)(shi)一個。在實際應用中(zhong),需要(yao)觀察和比(bi)較(jiao)的(de)(de)兩(liang)個信號(hao)常常是(shi)(shi)互相(xiang)有內在聯(lian)系的(de)(de),所(suo)以上述的(de)(de)同步要(yao)求一般是(shi)(shi)容易滿足的(de)(de)。
為(wei)了使(shi)熒光屏上(shang)顯示(shi)的兩個被測信號波形(xing)都穩定,除滿足上(shang)述要(yao)求外,還必須合理地選擇電(dian)子(zi)(zi)開關的轉換(huan)(huan)頻(pin)率,使(shi)得(de)在示(shi)波器上(shang)所顯示(shi)的波形(xing)個數合適,以便于觀察。下面談(tan)談(tan)電(dian)子(zi)(zi)開關的工作方(fang)式(shi)問(wen)題(ti),這個問(wen)題(ti)與電(dian)子(zi)(zi)開關的轉換(huan)(huan)頻(pin)率有關。電(dian)子(zi)(zi)開關的工作方(fang)式(shi)有“交替”轉換(huan)(huan)和“斷續”轉換(huan)(huan)兩種(zhong)。
采(cai)用交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)替轉(zhuan)換工作(zuo)(zuo)(zuo)方式(shi)的(de)(de)顯(xian)示的(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)與雙線示波(bo)(bo)法所(suo)顯(xian)示的(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)非(fei)常相似,它們都(dou)沒有間斷點。但由于被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)UA、UB的(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)是(shi)依次(ci)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)替地出現在熒光(guang)屏(ping)上的(de)(de),所(suo)以,如(ru)果交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)替的(de)(de)間隙時間超過(guo)了人(ren)眼的(de)(de)視覺暫(zan)留(liu)時間和熒光(guang)屏(ping)的(de)(de)余輝時間,則(ze)人(ren)們所(suo)看到的(de)(de)熒光(guang)屏(ping)上的(de)(de)波(bo)(bo)形(xing)就會有閃爍現象。為了避免(mian)這種情況的(de)(de)出現,就要(yao)求(qiu)電(dian)子(zi)開關有足夠(gou)高(gao)的(de)(de)轉(zhuan)換頻率(lv)(lv)。這就是(shi)說當被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)頻率(lv)(lv)較低時,不宜采(cai)用交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)替轉(zhuan)換工作(zuo)(zuo)(zuo)方式(shi),而應采(cai)用斷續(xu)轉(zhuan)換工作(zuo)(zuo)(zuo)方式(shi)。當電(dian)子(zi)開關用斷續(xu)轉(zhuan)換工作(zuo)(zuo)(zuo)方式(shi)時,在X軸掃描的(de)(de)每(mei)一個(ge)過(guo)程中,電(dian)子(zi)開關都(dou)以足夠(gou)高(gao)的(de)(de)轉(zhuan)換頻率(lv)(lv),分別對所(suo)顯(xian)示的(de)(de)每(mei)個(ge)被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)進行多次(ci)取樣。這樣,即使被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)頻率(lv)(lv)較低,也可避免(mian)出現波(bo)(bo)形(xing)的(de)(de)閃爍現象。
雙蹤示波(bo)器的主(zhu)要是由兩個通道(dao)的Y軸(zhou)前(qian)置(zhi)放(fang)大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、門控電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、電(dian)(dian)(dian)子開關、混合電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、延遲電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、Y軸(zhou)后置(zhi)放(fang)大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、觸發(fa)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、掃描電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、X軸(zhou)放(fang)大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、Z軸(zhou)放(fang)大(da)(da)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、校準信號電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、示波(bo)管(guan)和(he)高低壓電(dian)(dian)(dian)源供給電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)等組成。
當顯示方式開關(guan)置(zhi)于交(jiao)替位置(zhi)時(shi),電子開關(guan)為一(yi)雙穩態電路(lu)。它受由(you)掃(sao)描(miao)電路(lu)來的閘門信(xin)(xin)號控制,使(shi)得Y軸兩個前置(zhi)通道隨著掃(sao)描(miao)電路(lu)門信(xin)(xin)號的變化而交(jiao)替地工作(zuo)。每秒鐘(zhong)交(jiao)替轉換次數與由(you)掃(sao)描(miao)電路(lu)產生的掃(sao)描(miao)信(xin)(xin)號的重復(fu)頻率有關(guan)。交(jiao)替工作(zuo)狀態適用于觀察頻率不太低的被測(ce)信(xin)(xin)號。
為了(le)觀察被測信號(hao)隨時間變化(hua)的(de)波(bo)形,示(shi)波(bo)管的(de)水平偏(pian)轉板上必須(xu)加(jia)以線性掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)壓(鋸齒波(bo)電(dian)(dian)壓)。這個掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)壓是由掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)產(chan)生的(de)。當(dang)觸發信號(hao)加(jia)到(dao)觸發電(dian)(dian)路(lu)(lu)時,觸發了(le)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu),掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)就產(chan)生相應(ying)的(de)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)信號(hao);當(dang)不加(jia)觸發信號(hao)時,掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)就不產(chan)生掃(sao)(sao)描(miao)(miao)信號(hao)。
觸(chu)發(fa)(fa)(fa)有內(nei)觸(chu)發(fa)(fa)(fa)、外觸(chu)發(fa)(fa)(fa)兩種(zhong),由觸(chu)發(fa)(fa)(fa)選(xuan)擇(ze)開(kai)關來選(xuan)擇(ze)。當(dang)該(gai)開(kai)關置(zhi)(zhi)于內(nei)的(de)(de)位置(zhi)(zhi)時(shi),觸(chu)發(fa)(fa)(fa)信(xin)號(hao)來自經Y軸通道送入的(de)(de)被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)。當(dang)該(gai)開(kai)關置(zhi)(zhi)于外的(de)(de)位置(zhi)(zhi)時(shi),觸(chu)發(fa)(fa)(fa)信(xin)號(hao)是由外部送入的(de)(de)。這個信(xin)號(hao)應(ying)與被(bei)測(ce)信(xin)號(hao)的(de)(de)頻(pin)率成整數比的(de)(de)關系。示(shi)波(bo)器在使用(yong)中,多數采用(yong)內(nei)觸(chu)發(fa)(fa)(fa)工作方式。
高、低壓電源(yuan)供給(gei)電路中的低壓是供給(gei)示(shi)(shi)波器(qi)各級(ji)所需的低壓電源(yuan)的,高壓是供給(gei)示(shi)(shi)波管(guan)顯示(shi)(shi)系統電源(yuan)的。
示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)可以分(fen)為模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)和(he)數(shu)(shu)字(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi),對于(yu)大(da)多數(shu)(shu)的(de)電子(zi)應(ying)(ying)用,無論模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)和(he)數(shu)(shu)字(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)都是(shi)可以勝任(ren)的(de),只是(shi)對于(yu)一些特定的(de)應(ying)(ying)用,由于(yu)模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)和(he)數(shu)(shu)字(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)器(qi)所具備的(de)不同(tong)特性,才會(hui)出現適(shi)(shi)合和(he)不適(shi)(shi)合的(de)地方。
模(mo)擬示波(bo)(bo)器的工(gong)作方式(shi)是直接測量信號電壓,并且通過從左到右穿過示波(bo)(bo)器屏幕的電子束在垂直方向(xiang)描繪(hui)電壓。
數(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)的工(gong)作方式是(shi)通(tong)過模擬轉(zhuan)換器(qi)(qi)(qi)(ADC)把被測電(dian)壓轉(zhuan)換為(wei)(wei)數(shu)字(zi)(zi)信息。數(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)捕獲的是(shi)波(bo)形的一(yi)系列(lie)樣(yang)(yang)值(zhi),并對樣(yang)(yang)值(zhi)進行存(cun)儲,存(cun)儲限度是(shi)判斷累計的樣(yang)(yang)值(zhi)是(shi)否能描繪出(chu)波(bo)形為(wei)(wei)止(zhi),隨后,數(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)重構波(bo)形。
數(shu)(shu)字(zi)示(shi)波器(qi)可以分為數(shu)(shu)字(zi)存儲示(shi)波器(qi)(DSO),數(shu)(shu)字(zi)熒光示(shi)波器(qi)(DPO)和采樣示(shi)波器(qi)。
模(mo)擬(ni)(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器要(yao)提高(gao)帶寬,需要(yao)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)、垂直放大和水(shui)平(ping)掃描全面推進。數字(zi)(zi)(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器要(yao)改善(shan)帶寬只需要(yao)提高(gao)前(qian)端的A/D轉(zhuan)換器的性能,對示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)和掃描電(dian)路沒有(you)特殊要(yao)求。加(jia)上數字(zi)(zi)(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)能充分(fen)利用(yong)記憶、存(cun)儲和處理,以及多種觸(chu)發和超前(qian)觸(chu)發能力。廿世紀(ji)八十年代數字(zi)(zi)(zi)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器異軍突起,成(cheng)果累累,大有(you)全面取代模(mo)擬(ni)(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器之勢,模(mo)擬(ni)(ni)(ni)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器的確從前(qian)臺退到后臺。
通(tong)常無論(lun)是(shi)模擬示波器還是(shi)數字示波器,可(ke)以根據其通(tong)道(dao)數分(fen)為(wei):單通(tong)道(dao)/單蹤示波器;雙(shuang)通(tong)道(dao)/雙(shuang)蹤示波器;2+1通(tong)道(dao)(1外部(bu)觸發)/三蹤示波器;四通(tong)道(dao)/四蹤示波器。
帶寬是根(gen)據示(shi)波器(qi)測試要(yao)求來定(ding),5M/10M/20M/40M/60M/100M/1G......等分類選型。
示波(bo)器(qi)雖然分成好幾類,各類又有許(xu)多(duo)種型(xing)號,但(dan)是(shi)一(yi)般的(de)示波(bo)器(qi)除(chu)頻帶寬(kuan)度(du)、輸入靈敏度(du)等不完(wan)全(quan)相同外,在(zai)使用方(fang)法(fa)的(de)基本方(fang)面都(dou)是(shi)相同的(de)。以(yi)SR-8型(xing)雙蹤(zong)示波(bo)器(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)面板圖如上圖所示。其面板裝置按其位(wei)置和功能通常可劃分(fen)為3大部(bu)分(fen):顯示、垂(chui)直(Y軸(zhou))、水平(X軸(zhou))。現分(fen)別介紹這3個部(bu)分(fen)控(kong)制裝置的(de)作用(yong)。
1.顯(xian)示部分主(zhu)要控(kong)制(zhi)件為:
(1)電(dian)源開關。
(2)電源指(zhi)示(shi)燈(deng)。
(3)輝度調整光點亮(liang)度。
(4)聚焦調整光(guang)點或波形(xing)清晰度。
(5)輔(fu)助聚焦(jiao)配合“聚焦(jiao)”旋鈕調(diao)節清晰(xi)度。
(6)標尺(chi)亮度調(diao)節(jie)坐(zuo)標片(pian)上刻(ke)度線亮度。
(7)尋(xun)跡(ji)當按(an)鍵(jian)向(xiang)下按(an)時,使偏離熒光屏的(de)光點回到顯示區(qu)域,而尋(xun)到光點位(wei)置。
(8)標(biao)準信(xin)號(hao)輸(shu)(shu)出(chu)1kHz、1V方波(bo)校(xiao)準信(xin)號(hao)由此引出(chu)。加到(dao)Y軸輸(shu)(shu)入端,用以校(xiao)準Y軸輸(shu)(shu)入靈敏度和X軸掃描速度。
2.Y軸插(cha)件部分
(1)顯示方(fang)式選(xuan)擇(ze)開關用(yong)以轉換兩個Y軸前置(zhi)放大器(qi)YA與YB工(gong)作(zuo)狀態的控(kong)制件,具有五種(zhong)不(bu)同作(zuo)用(yong)的顯示方(fang)式:
“交替”:當顯示方(fang)式開(kai)關置于“交替”時,電子開(kai)關受(shou)掃(sao)(sao)描(miao)信號控制轉換,每次掃(sao)(sao)描(miao)都輪流(liu)接通(tong)YA或(huo)YB信號。當被測信號的(de)頻率越高,掃(sao)(sao)描(miao)信號頻率也越高。電
子開關轉換(huan)速率也越快,不會有閃爍(shuo)現象(xiang)。這種工(gong)作狀態適用于觀察兩個工(gong)作頻率較高的信(xin)號。
“斷續(xu)”:當(dang)(dang)顯示方(fang)(fang)式開關置于(yu)“斷續(xu)”時,電(dian)子開關不受掃描信(xin)(xin)(xin)號(hao)控(kong)制,產生(sheng)頻率(lv)固定為(wei)200kHz方(fang)(fang)波(bo)(bo)信(xin)(xin)(xin)號(hao),使電(dian)子開關快速交替(ti)接(jie)通YA和YB。由于(yu)開關動作(zuo)頻率(lv)高于(yu)被測信(xin)(xin)(xin)號(hao)頻率(lv),因此屏幕(mu)上顯示的兩(liang)個通道信(xin)(xin)(xin)號(hao)波(bo)(bo)形是斷續(xu)的。當(dang)(dang)被測信(xin)(xin)(xin)號(hao)頻率(lv)較高時,斷續(xu)現象(xiang)十分明顯,甚至無(wu)法觀測;當(dang)(dang)被測信(xin)(xin)(xin)號(hao)頻率(lv)較低時,斷續(xu)現象(xiang)被掩蓋。因此,這(zhe)種工(gong)作(zuo)狀態適合(he)于(yu)觀察兩(liang)個工(gong)作(zuo)頻率(lv)較低的信(xin)(xin)(xin)號(hao)。
“YA”、“YB”:顯示(shi)方式(shi)開關置(zhi)于“YA”或(huo)者“YB”時,表示(shi)示(shi)波(bo)(bo)器處于單(dan)(dan)通道工作,此時示(shi)波(bo)(bo)器的(de)工作方式(shi)相當(dang)于單(dan)(dan)蹤示(shi)波(bo)(bo)器,即只能單(dan)(dan)獨(du)顯示(shi)“YA”或(huo)“YB”通道的(de)信號波(bo)(bo)形。
“YA+YB”:顯(xian)示方式(shi)開關(guan)置于“YA+YB”時,電子開關(guan)不工作,YA與YB兩(liang)路(lu)信號(hao)均通過放大器和門(men)電路(lu),示波器將(jiang)顯(xian)示出兩(liang)路(lu)信號(hao)疊(die)加(jia)的波形。
(2)“DC-⊥-AC”Y軸(zhou)輸(shu)入選擇(ze)開關,用以選擇(ze)被測信(xin)號接至輸(shu)入端(duan)的耦(ou)(ou)合方式(shi)。置于(yu)“DC”是直接耦(ou)(ou)合,能輸(shu)入含有直流(liu)(liu)分量的交流(liu)(liu)信(xin)號;置于(yu)“AC”位(wei)置,實(shi)現交流(liu)(liu)耦(ou)(ou)合,只能輸(shu)入交流(liu)(liu)分量;置于(yu)“⊥”位(wei)置時(shi),Y軸(zhou)輸(shu)入端(duan)接地(di),這(zhe)時(shi)顯示(shi)的時(shi)基線(xian)一(yi)般用來作為測試直流(liu)(liu)電壓零電平的參考基準線(xian)。
(3)“微(wei)調(diao)V/div”靈敏度選(xuan)(xuan)擇開關(guan)及微(wei)調(diao)裝置。靈敏度選(xuan)(xuan)擇開關(guan)系(xi)套軸結構,黑色旋(xuan)鈕是(shi)Y軸靈敏度粗(cu)調(diao)裝置,自(zi)10mv/div~20v/div分11檔(dang)。紅色旋(xuan)鈕為細(xi)調(diao)裝置,順(shun)時針方向增加到滿度時為校準(zhun)位置,可按(an)粗(cu)調(diao)旋(xuan)鈕所指示(shi)的數值,讀取被(bei)測(ce)信(xin)號的幅度。當此(ci)旋(xuan)鈕反時針轉到滿度時,其變化(hua)范(fan)圍應大于2.5倍(bei),連續(xu)調(diao)節“微(wei)調(diao)”電位器,可實現各(ge)檔(dang)級之間的靈敏度覆蓋,在作(zuo)定量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)時,此(ci)旋(xuan)鈕應置于順(shun)時針滿度的“校準(zhun)”位置。
(4)“平(ping)衡(heng)”當(dang)Y軸(zhou)放大(da)器(qi)輸入電(dian)路出現(xian)不平(ping)衡(heng)時,顯示的(de)(de)光點或波形就會(hui)隨(sui)“V/div”開(kai)關的(de)(de)“微調(diao)”旋轉而出現(xian)Y軸(zhou)方向的(de)(de)位(wei)(wei)移(yi),調(diao)節“平(ping)衡(heng)”電(dian)位(wei)(wei)器(qi)能(neng)將這(zhe)種位(wei)(wei)移(yi)減至最小(xiao)。
(5)“↑↓”Y軸位移(yi)電(dian)位器(qi),用以調節波形的(de)垂直位置。
(6)“極(ji)性(xing)(xing)、拉(la)YA”YA通(tong)道(dao)的極(ji)性(xing)(xing)轉換按拉(la)式開關。拉(la)出時YA通(tong)道(dao)信號(hao)倒相顯(xian)示(shi),即(ji)顯(xian)示(shi)方式(YA+YB)時,顯(xian)示(shi)圖像(xiang)為(wei)YB-YA。
(7)“內觸(chu)(chu)(chu)發(fa)、拉(la)YB”觸(chu)(chu)(chu)發(fa)源選擇開(kai)關。在按的位置上(常態)掃描觸(chu)(chu)(chu)發(fa)信號(hao)分別取(qu)自YA及YB通道的輸入信號(hao),適應于單蹤或雙(shuang)蹤顯(xian)示(shi),但不(bu)能夠對雙(shuang)蹤波(bo)形(xing)作時(shi)間比較。當(dang)把開(kai)關拉(la)出時(shi),掃描的觸(chu)(chu)(chu)發(fa)信號(hao)只取(qu)自于YB通道的輸入信號(hao),因而它(ta)適合于雙(shuang)蹤顯(xian)示(shi)時(shi)對比兩個波(bo)形(xing)的時(shi)間和相位差。
(8)Y軸(zhou)輸入插座采用(yong)BNC型插座,被測信號由此直接或經探(tan)頭輸入。
3.X軸插件部(bu)分(fen)
(1)“t/div”掃描速(su)度選擇開(kai)關(guan)(guan)及微調旋(xuan)鈕。X軸的光點移動速(su)度由其決(jue)定,從0.2μs~1s共分21檔級。當該開(kai)關(guan)(guan)“微調”電(dian)位器順(shun)時針方向旋(xuan)轉到底(di)并接上開(kai)關(guan)(guan)后(hou),即(ji)(ji)為“校準”位置(zhi),此(ci)時“t/div”的指示值,即(ji)(ji)為掃描速(su)度的實際值。
(2)“擴展(zhan)、拉×10”掃描(miao)速(su)度擴展(zhan)裝置(zhi)。是按拉式開關,在按的狀態作正常使用,拉的位置(zhi)掃描(miao)速(su)度增加(jia)10倍(bei)。“t/div”的指(zhi)示值,也應(ying)相應(ying)計(ji)取(qu)。采用“擴展(zhan)拉×10”適于(yu)觀察波形細節。
(3)“→←”X軸(zhou)位置(zhi)(zhi)(zhi)調(diao)節(jie)旋(xuan)鈕。系X軸(zhou)光跡的水平位置(zhi)(zhi)(zhi)調(diao)節(jie)電位器(qi),是套(tao)軸(zhou)結(jie)構。外(wai)圈旋(xuan)鈕為粗調(diao)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi),順(shun)時針方向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)基線右移(yi),反時針方向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)則(ze)基線左移(yi)。置(zhi)(zhi)(zhi)于套(tao)軸(zhou)上(shang)的小旋(xuan)鈕為細調(diao)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)(zhi),適用于經擴展后信號的調(diao)節(jie)。
(4)“外觸發、X外接(jie)(jie)”插(cha)座采用BNC型插(cha)座。在使用外觸發時,作(zuo)為(wei)連接(jie)(jie)外觸發信號的插(cha)座。也可以作(zuo)為(wei)X軸放大(da)器外接(jie)(jie)時信號輸入插(cha)座。其(qi)輸入阻抗約為(wei)1MΩ。外接(jie)(jie)使用時,輸入信號的峰值應小于12V。
(5)“觸(chu)(chu)發(fa)電(dian)(dian)平”旋(xuan)鈕(niu)觸(chu)(chu)發(fa)電(dian)(dian)平調節(jie)電(dian)(dian)位器(qi)旋(xuan)鈕(niu)。用于選擇輸入(ru)信(xin)(xin)號(hao)波(bo)形(xing)的(de)觸(chu)(chu)發(fa)點(dian)(dian)。具體(ti)地說,就是調節(jie)開始掃(sao)描的(de)時(shi)間,決(jue)定掃(sao)描在觸(chu)(chu)發(fa)信(xin)(xin)號(hao)波(bo)形(xing)的(de)哪一(yi)點(dian)(dian)上(shang)被觸(chu)(chu)發(fa)。順時(shi)針方(fang)向(xiang)(xiang)旋(xuan)動時(shi),觸(chu)(chu)發(fa)點(dian)(dian)趨向(xiang)(xiang)信(xin)(xin)號(hao)波(bo)形(xing)的(de)正向(xiang)(xiang)部分,逆時(shi)針方(fang)向(xiang)(xiang)旋(xuan)動時(shi),觸(chu)(chu)發(fa)點(dian)(dian)趨向(xiang)(xiang)信(xin)(xin)號(hao)波(bo)形(xing)的(de)負向(xiang)(xiang)部分。
(6)“穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)”觸(chu)發穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)微(wei)調(diao)旋(xuan)鈕。用(yong)以改變掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)工作狀(zhuang)態(tai)(tai),一(yi)般應處(chu)于(yu)(yu)待(dai)觸(chu)發狀(zhuang)態(tai)(tai)。調(diao)整(zheng)方(fang)(fang)法(fa)是將Y軸輸入耦合方(fang)(fang)式選擇(AC-地-DC)開(kai)關置(zhi)于(yu)(yu)地檔,將V/div開(kai)關置(zhi)于(yu)(yu)最高靈敏度的(de)(de)檔級,在電(dian)(dian)平旋(xuan)鈕調(diao)離自激(ji)狀(zhuang)態(tai)(tai)的(de)(de)情(qing)況下(xia),用(yong)小螺絲(si)刀將穩(wen)(wen)定(ding)度電(dian)(dian)位器(qi)順時(shi)針(zhen)方(fang)(fang)向旋(xuan)到(dao)底,則掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)產生自激(ji)掃(sao)(sao)描(miao)(miao),此(ci)時(shi)屏(ping)(ping)幕(mu)上出(chu)現掃(sao)(sao)描(miao)(miao)線(xian);然(ran)后逆時(shi)針(zhen)方(fang)(fang)向慢(man)(man)慢(man)(man)旋(xuan)動,使掃(sao)(sao)描(miao)(miao)線(xian)剛(gang)消失。此(ci)時(shi)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)即(ji)處(chu)于(yu)(yu)待(dai)觸(chu)發狀(zhuang)態(tai)(tai)。在這種狀(zhuang)態(tai)(tai)下(xia),用(yong)示波(bo)(bo)器(qi)進(jin)行測量時(shi),只要調(diao)節(jie)電(dian)(dian)平旋(xuan)鈕,即(ji)能在屏(ping)(ping)幕(mu)上獲得(de)穩(wen)(wen)定(ding)的(de)(de)波(bo)(bo)形,并能隨意調(diao)節(jie)選擇屏(ping)(ping)幕(mu)上波(bo)(bo)形的(de)(de)起始(shi)點位置(zhi)。少數示波(bo)(bo)器(qi),當(dang)穩(wen)(wen)定(ding)度電(dian)(dian)位器(qi)逆時(shi)針(zhen)方(fang)(fang)向旋(xuan)到(dao)底時(shi),屏(ping)(ping)幕(mu)上出(chu)現掃(sao)(sao)描(miao)(miao)線(xian);然(ran)后順時(shi)針(zhen)方(fang)(fang)向慢(man)(man)慢(man)(man)旋(xuan)動,使屏(ping)(ping)幕(mu)上掃(sao)(sao)描(miao)(miao)線(xian)剛(gang)消失,此(ci)時(shi)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)即(ji)處(chu)于(yu)(yu)待(dai)觸(chu)發狀(zhuang)態(tai)(tai)。
(7)“內、外(wai)”觸發(fa)(fa)源選(xuan)擇開關。置于“內”位(wei)(wei)置時,掃描觸發(fa)(fa)信號取(qu)(qu)自Y軸(zhou)通道的(de)被(bei)測信號;置于“外(wai)”位(wei)(wei)置時,觸發(fa)(fa)信號取(qu)(qu)自“外(wai)觸發(fa)(fa)X外(wai)接”輸入端引(yin)入的(de)外(wai)觸發(fa)(fa)信號。
(8)“AC”“AC(H)”“DC”觸(chu)(chu)(chu)發(fa)耦合(he)(he)方式(shi)開關。“DC”檔,是(shi)(shi)直(zhi)流(liu)(liu)藕合(he)(he)狀(zhuang)態(tai),適合(he)(he)于(yu)變化緩慢或頻(pin)率(lv)甚低(di)(如低(di)于(yu)100Hz)的(de)觸(chu)(chu)(chu)發(fa)信號。“AC”檔,是(shi)(shi)交流(liu)(liu)藕合(he)(he)狀(zhuang)態(tai),由于(yu)隔斷了(le)觸(chu)(chu)(chu)發(fa)中的(de)直(zhi)流(liu)(liu)分量(liang),因此(ci)觸(chu)(chu)(chu)發(fa)性能不受直(zhi)流(liu)(liu)分量(liang)影響。“AC(H)”檔,是(shi)(shi)低(di)頻(pin)抑制的(de)交流(liu)(liu)耦合(he)(he)狀(zhuang)態(tai),在觀察包含低(di)頻(pin)分量(liang)的(de)高頻(pin)復合(he)(he)波(bo)時,觸(chu)(chu)(chu)發(fa)信號通過高通濾波(bo)器進行耦合(he)(he),抑制了(le)低(di)頻(pin)噪聲和(he)低(di)頻(pin)觸(chu)(chu)(chu)發(fa)信號(2MHz以下的(de)低(di)頻(pin)分量(liang)),免除因誤觸(chu)(chu)(chu)發(fa)而造成的(de)波(bo)形幌(huang)動。
(9)“高(gao)(gao)頻、常(chang)(chang)態(tai)、自(zi)動”觸(chu)(chu)發方(fang)(fang)式開關(guan)。用(yong)以選(xuan)擇不(bu)同的(de)(de)(de)(de)觸(chu)(chu)發方(fang)(fang)式,以適應不(bu)同的(de)(de)(de)(de)被測(ce)信(xin)號(hao)(hao)(hao)與(yu)測(ce)試目的(de)(de)(de)(de)。“高(gao)(gao)頻”檔(dang)(dang),頻率甚高(gao)(gao)時(shi)(如高(gao)(gao)于5MHz),且(qie)無足夠的(de)(de)(de)(de)幅度(du)使觸(chu)(chu)發穩(wen)定時(shi),選(xuan)該檔(dang)(dang)。此(ci)時(shi)掃(sao)描處(chu)于高(gao)(gao)頻觸(chu)(chu)發狀態(tai),由示波(bo)器自(zi)身產生的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)頻信(xin)號(hao)(hao)(hao)(200kHz信(xin)號(hao)(hao)(hao)),對被測(ce)信(xin)號(hao)(hao)(hao)進行(xing)同步。不(bu)必(bi)(bi)經常(chang)(chang)調(diao)整(zheng)電(dian)平(ping)旋(xuan)(xuan)鈕,屏幕上即能顯示穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)波(bo)形(xing)(xing),操作(zuo)方(fang)(fang)便(bian),有利于觀察高(gao)(gao)頻信(xin)號(hao)(hao)(hao)波(bo)形(xing)(xing)。“常(chang)(chang)態(tai)”檔(dang)(dang),采用(yong)來自(zi)Y軸或(huo)外接觸(chu)(chu)發源(yuan)的(de)(de)(de)(de)輸入信(xin)號(hao)(hao)(hao)進行(xing)觸(chu)(chu)發掃(sao)描,是常(chang)(chang)用(yong)的(de)(de)(de)(de)觸(chu)(chu)發掃(sao)描方(fang)(fang)式。“自(zi)動”擋,掃(sao)描處(chu)于自(zi)動狀態(tai)(與(yu)高(gao)(gao)頻觸(chu)(chu)發方(fang)(fang)式相仿),但不(bu)必(bi)(bi)調(diao)整(zheng)電(dian)平(ping)旋(xuan)(xuan)鈕,也能觀察到穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)波(bo)形(xing)(xing),操作(zuo)方(fang)(fang)便(bian),有利于觀察較低頻率的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)(hao)。
(10)“+、-”觸發極性開關。在“+”位(wei)置時(shi)選(xuan)用觸發信(xin)號的(de)上升部分,在“-”位(wei)置時(shi)選(xuan)用觸發信(xin)號的(de)下降(jiang)部分對掃描電路進(jin)行觸發。
(二)使用前的檢查
示(shi)波(bo)器(qi)初次使用(yong)(yong)前或久藏復用(yong)(yong)時(shi),有必要(yao)進行(xing)(xing)一(yi)(yi)次能否(fou)工(gong)作(zuo)的簡(jian)單檢查(cha)和進行(xing)(xing)掃描(miao)電(dian)路穩(wen)定度、垂(chui)直(zhi)放(fang)大(da)電(dian)路直(zhi)流平(ping)衡(heng)的調整。示(shi)波(bo)器(qi)在進行(xing)(xing)電(dian)壓和時(shi)間的定量測試時(shi),還必須進行(xing)(xing)垂(chui)直(zhi)放(fang)大(da)電(dian)路增(zeng)益和水平(ping)掃描(miao)速度的校準。示(shi)波(bo)器(qi)能否(fou)正常工(gong)作(zuo)的檢查(cha)方(fang)法(fa)、垂(chui)直(zhi)放(fang)大(da)電(dian)路增(zeng)益和水平(ping)掃描(miao)速度的校準方(fang)法(fa),由于各種型號示(shi)波(bo)器(qi)的校準信號的幅(fu)度、頻率等參數不一(yi)(yi)樣(yang),因而檢查(cha)、校準方(fang)法(fa)略有差異。
(三)使用步驟
用(yong)示波(bo)器能觀察各種不(bu)同電信(xin)號(hao)幅(fu)度(du)隨時間變化的(de)(de)波(bo)形曲線,在這個基礎(chu)上示波(bo)器可以應(ying)用(yong)于測量電壓、時間、頻(pin)率、相位(wei)差和調幅(fu)度(du)等電參數(shu)。下面介紹(shao)用(yong)示波(bo)器觀察電信(xin)號(hao)波(bo)形的(de)(de)使用(yong)步驟。
1.選擇Y軸耦合方式
根據(ju)被測信號頻率的(de)高低,將Y軸輸入耦合(he)方式選擇(ze)“AC-地-DC”開關置于(yu)AC或DC。
2.選擇(ze)Y軸(zhou)靈敏度
根(gen)據(ju)被測(ce)信號的大約峰-峰值(zhi)(如果采用衰(shuai)(shuai)減(jian)探頭,應除以衰(shuai)(shuai)減(jian)倍數;在耦合方式取DC檔(dang)時,還要(yao)考慮疊加(jia)的直流電壓值(zhi)),將Y軸(zhou)靈敏度選擇(ze)V/div開關(或Y軸(zhou)衰(shuai)(shuai)減(jian)開關)置于適(shi)當檔(dang)級。實際(ji)使(shi)用中(zhong)如不需讀測(ce)電壓值(zhi),則(ze)可適(shi)當調節Y軸(zhou)靈敏度微(wei)調(或Y軸(zhou)增益)旋(xuan)鈕,使(shi)屏(ping)幕上顯現所需要(yao)高度的波(bo)形。
3.選擇觸發(或同(tong)步)信號來源與(yu)極(ji)性
通常將觸發(或(huo)同步)信號(hao)極性(xing)開關置于(yu)“+”或(huo)“-”檔。
4.選擇掃描(miao)速度(du)
根據被測信號周期(或頻率)的大約值(zhi),將X軸(zhou)掃(sao)(sao)描(miao)速度t/div(或掃(sao)(sao)描(miao)范(fan)圍)開關(guan)置于適(shi)當(dang)檔級。實際使用中如(ru)(ru)不需(xu)讀測時間值(zhi),則可適(shi)當(dang)調(diao)節掃(sao)(sao)速t/div微調(diao)(或掃(sao)(sao)描(miao)微調(diao))旋鈕,使屏幕上顯(xian)示測試(shi)所需(xu)周期數的波形(xing)。如(ru)(ru)果需(xu)要觀察的是信號的邊(bian)沿部(bu)分,則掃(sao)(sao)速t/div開關(guan)應置于最快(kuai)掃(sao)(sao)速檔。
5.輸入被測信號
被測(ce)信號由探頭衰減(jian)后(或由同軸(zhou)電纜不衰減(jian)直(zhi)接輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru),但此時的輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)阻抗降低、輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)電容增(zeng)大),通過Y軸(zhou)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)端(duan)輸(shu)(shu)(shu)(shu)入(ru)示波器。
沒有光點或波形電源未接通。
輝度旋鈕(niu)未調節好。
X,Y軸移位(wei)旋(xuan)鈕位(wei)置調偏(pian)。
Y軸平衡電(dian)位器調整不當,造成(cheng)直(zhi)流放大電(dian)路(lu)嚴重失衡。
水平方向展不開觸發(fa)源(yuan)選擇開關置于(yu)外檔(dang),且無外觸發(fa)信號輸入,則無鋸齒波產生。
電(dian)平旋鈕調節不當。
穩定度電(dian)位器(qi)沒有(you)調(diao)整在使(shi)掃描電(dian)路處于(yu)待觸發的臨界狀態。
X軸選擇誤(wu)置(zhi)(zhi)于X外(wai)接位置(zhi)(zhi),且外(wai)接插座(zuo)上又(you)無(wu)信(xin)號輸入。
兩蹤示波器如果只使用A通道(B通道無輸(shu)入(ru)信號),而(er)內觸發開(kai)關置于拉YB位置,則無鋸齒波產生。
垂直方向無展示輸入耦合方式DC-接(jie)地(di)-AC開關(guan)誤置(zhi)于(yu)接(jie)地(di)位置(zhi)。
輸入端的高、低電(dian)(dian)位端與被測(ce)電(dian)(dian)路(lu)的高、低電(dian)(dian)位端接(jie)反(fan)。
輸(shu)入信(xin)號較小,而(er)V/div誤置于低(di)靈敏度檔。
波形不穩定穩定度(du)電位(wei)器順時(shi)針旋轉(zhuan)過度(du),致使掃描電路(lu)處于自激掃描狀態(tai)(未處于待觸發的臨界狀態(tai))。
觸(chu)發耦合方式AC、AC(H)、DC開(kai)關未能按照(zhao)不同觸(chu)發信(xin)號頻率正確選擇(ze)相(xiang)應檔級。
選(xuan)擇(ze)(ze)高頻觸(chu)(chu)發狀態時,觸(chu)(chu)發源選(xuan)擇(ze)(ze)開關誤置于外檔(應置于內檔。)
部(bu)分示波器掃(sao)描(miao)處于(yu)自動檔(連(lian)續掃(sao)描(miao))時,波形(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)(ping)線(xian)條(tiao)密集或呈(cheng)一條(tiao)傾斜水平(ping)(ping)線(xian)t/div關選擇不當,致使f掃描>>f信號。垂直方向(xiang)的(de)電壓(ya)讀數(shu)不(bu)準未(wei)進行垂直方向的偏轉靈敏度(v/div)校準(zhun)。
進(jin)行v/div校準時(shi),v/div微調旋鈕未(wei)置(zhi)(zhi)于校正位置(zhi)(zhi)(即順時(shi)針方向未(wei)旋足)。
進(jin)行(xing)測試時(shi),v/div微調旋鈕(niu)調離了校正位置(zhi)(即調離了順時(shi)針方(fang)向旋足的位置(zhi))。
使用10:1衰減探(tan)頭,計(ji)算電壓時未乘以10倍。
被測(ce)信號(hao)頻(pin)率(lv)超過示(shi)波器(qi)的最(zui)高使用頻(pin)率(lv),示(shi)波器(qi)讀(du)數(shu)比實際值偏小。
測(ce)得的是(shi)峰(feng)-峰(feng)值,正(zheng)弦有(you)效(xiao)值需(xu)換算(suan)求(qiu)得。
水平方向的讀數不準未進(jin)行水(shui)平(ping)方向的偏轉靈敏(min)度(t/div)校準(zhun)。
進行t/div校準時(shi),t/div微調旋鈕未置(zhi)于校準位(wei)置(zhi)(即順時(shi)針方向未旋足)。
進行測試時(shi),t/div微調旋(xuan)鈕調離了校正位(wei)置(即調離了順時(shi)針(zhen)方向旋(xuan)足(zu)的(de)位(wei)置)。
掃(sao)速(su)擴展開(kai)關(guan)置(zhi)于拉(×10)位置(zhi)時,測試未按t/div開(kai)關(guan)指(zhi)示(shi)值提(ti)高靈敏度(du)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(ou)合(he)選(xuan)擇DC-接地-AC開關誤置于AC檔(應置于DC檔)。
測試前未將DC-接地-AC開關置于接地檔進行直流(liu)電(dian)平參考點校正。
Y軸平(ping)衡電位器未調整好。
測(ce)不(bu)出(chu)兩個(ge)信號間的相位差;
測不出兩個(ge)信號間的相位差(波(bo)形顯示法);
雙蹤示波器誤把內觸發(fa)(拉(la)YB)開關置(zhi)于按(常(chang)態)位置(zhi)應(ying)把該開關置(zhi)于拉(la)YB位置(zhi)。
雙蹤示波器沒(mei)有正確(que)選擇顯示方式開關的交替和(he)斷續(xu)檔。
單線示波器觸發選(xuan)擇開(kai)關誤置于(yu)內檔。
單線(xian)示(shi)波器觸發選擇開關雖置于外(wai)檔(dang),但兩次外(wai)觸發未采用同一信號(hao)。
調幅波形失常t/div開關(guan)選擇(ze)不當,掃描頻(pin)(pin)率誤按調幅波載波頻(pin)(pin)率選擇(ze)(應按音頻(pin)(pin)調幅信號頻(pin)(pin)率選擇(ze))。
波形調不(bu)到要求的起始時間(jian)和(he)部(bu)位穩定度電位器未(wei)調整在待觸發的臨界觸發點上(shang)。
觸(chu)發(fa)極(ji)性(+、-)與觸(chu)發(fa)電平(+、-)配合不(bu)當(dang)。
觸發(fa)方式開關(guan)誤置(zhi)于自動檔(dang)(應置(zhi)于常(chang)態檔(dang))。
觸(chu)發(fa)或(huo)同步掃描緩緩調節觸(chu)發(fa)電(dian)平(或(huo)同步)旋鈕,屏幕(mu)上顯現(xian)穩定的波(bo)形(xing),根(gen)據觀(guan)察(cha)需要,適(shi)當(dang)調節電(dian)平旋鈕,以顯示相應起始位置的波(bo)形(xing)。
如果用雙蹤示(shi)波器(qi)觀(guan)察波形(xing),作單蹤顯(xian)示(shi)時(shi),顯(xian)示(shi)方式開關(guan)(guan)(guan)置于(yu)YA或(huo)YB。被(bei)測信號通(tong)過(guo)YA或(huo)YB輸入端輸入示(shi)波器(qi)。Y軸的(de)(de)觸(chu)發(fa)(fa)源(yuan)(yuan)選擇“內觸(chu)發(fa)(fa)一拉(la)(la)YB”開關(guan)(guan)(guan)置于(yu)按(常(chang)態)位置。若示(shi)波器(qi)作兩蹤顯(xian)示(shi)時(shi),顯(xian)示(shi)方式開關(guan)(guan)(guan)置于(yu)交替檔(dang)(適(shi)用于(yu)觀(guan)察頻(pin)率不太低的(de)(de)信號),或(huo)斷續(xu)檔(dang)(適(shi)用于(yu)觀(guan)察頻(pin)率不太高的(de)(de)信號),此時(shi)Y軸的(de)(de)觸(chu)發(fa)(fa)源(yuan)(yuan)選擇“內觸(chu)發(fa)(fa)-拉(la)(la)YB”開關(guan)(guan)(guan)置“拉(la)(la)YB”檔(dang)。
使用(yong)不當造(zao)成的(de)異常現象示(shi)波(bo)器(qi)在使用(yong)過程中(zhong),往(wang)往(wang)由(you)于操作者對(dui)于示(shi)波(bo)原(yuan)理不甚(shen)理解和對(dui)示(shi)波(bo)器(qi)面板控制裝置的(de)作用(yong)不熟悉(xi),會出現由(you)于調節(jie)不當而造(zao)成異常現象。
利用示波(bo)(bo)器所(suo)做的(de)(de)(de)任(ren)何測量(liang),都是(shi)歸結為對(dui)電(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)測量(liang)。示波(bo)(bo)器可(ke)以測量(liang)各(ge)種(zhong)波(bo)(bo)形的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)幅(fu)度,既可(ke)以測量(liang)直流電(dian)壓(ya)(ya)和(he)正弦電(dian)壓(ya)(ya),又可(ke)以測量(liang)脈沖(chong)或非正弦電(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)(de)幅(fu)度。更有用的(de)(de)(de)是(shi)它可(ke)以測量(liang)一個(ge)脈沖(chong)電(dian)壓(ya)(ya)波(bo)(bo)形各(ge)部(bu)分的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)幅(fu)值,如上沖(chong)量(liang)或頂部(bu)下降(jiang)量(liang)等(deng)。這是(shi)其(qi)他任(ren)何電(dian)壓(ya)(ya)測量(liang)儀器都不能(neng)比擬的(de)(de)(de)。
1.直接測量法
所(suo)謂(wei)直(zhi)接測量(liang)(liang)(liang)法(fa),就(jiu)是直(zhi)接從屏幕上量(liang)(liang)(liang)出被測電(dian)壓波形的(de)(de)高度(du),然后換算成電(dian)壓值。定量(liang)(liang)(liang)測試電(dian)壓時,一般把Y軸靈敏度(du)開關的(de)(de)微調旋鈕轉至“校準(zhun)”位置上,這(zhe)樣,就(jiu)可以從“V/div”的(de)(de)指(zhi)示值和被測信號占取的(de)(de)縱軸坐(zuo)標值直(zhi)接計算被測電(dian)壓值。所(suo)以,直(zhi)接測量(liang)(liang)(liang)法(fa)又稱為標尺法(fa)。
(1)交流電壓的測量
將Y軸輸(shu)入耦(ou)合開關置(zhi)(zhi)于“AC”位置(zhi)(zhi),顯示出輸(shu)入波形的交(jiao)流(liu)成分。如(ru)交(jiao)流(liu)信號的頻率很低時,則應(ying)將Y軸輸(shu)入耦(ou)合開關置(zhi)(zhi)于“DC”位置(zhi)(zhi)。
將被測(ce)波形移至(zhi)示波管屏幕的(de)(de)(de)中心位(wei)置,用“V/div”開關(guan)將被測(ce)波形控制在屏幕有(you)效工作面積(ji)的(de)(de)(de)范圍內(nei),按(an)坐標刻度(du)片的(de)(de)(de)分(fen)度(du)讀取(qu)整(zheng)個波形所占Y軸(zhou)方(fang)向的(de)(de)(de)度(du)數H,則被測(ce)電壓的(de)(de)(de)峰(feng)(feng)-峰(feng)(feng)值VP-P可等于“V/div”開關(guan)指(zhi)示值與H的(de)(de)(de)乘(cheng)(cheng)積(ji)。如果使(shi)用探頭(tou)測(ce)量時,應把(ba)探頭(tou)的(de)(de)(de)衰減量計(ji)算在內(nei),即把(ba)上(shang)述計(ji)算數值乘(cheng)(cheng)10。
例如(ru)示(shi)波器的Y軸靈(ling)敏度(du)開關(guan)“V/div”位于(yu)0.2檔級,被測波形占Y軸的坐(zuo)標幅(fu)度(du)H為(wei)(wei)5div,則此信號(hao)電壓的峰-峰值為(wei)(wei)1V。如(ru)是經探頭(tou)測量(liang),仍指示(shi)上述數值,則被測信號(hao)電壓的峰-峰值就(jiu)為(wei)(wei)10V。
(2)直流電壓的測(ce)量
將(jiang)Y軸(zhou)輸入(ru)耦合開關置(zhi)于“地”位置(zhi),觸發方式開關置(zhi)“自動”位置(zhi),使屏幕顯示一水平掃描線,此掃描線便(bian)為零電平線。
將Y軸輸(shu)入耦(ou)合開關置“DC”位置,加入被測電壓,此時,掃(sao)描(miao)線(xian)在(zai)Y軸方向產生跳變位移(yi)H,被測電壓即為“V/div”開關指示值(zhi)與H的乘積。
直接測量(liang)法簡單易行(xing),但誤(wu)(wu)差(cha)較大。產生誤(wu)(wu)差(cha)的因素有(you)讀數誤(wu)(wu)差(cha)、視(shi)差(cha)和示波器(qi)(qi)的系統(tong)誤(wu)(wu)差(cha)(衰減器(qi)(qi)、偏(pian)轉系統(tong)、示波管邊緣效應)等。
2.比較測量法
比(bi)較測(ce)(ce)量法就(jiu)是用一已知的標準電(dian)壓(ya)波(bo)形與(yu)被測(ce)(ce)電(dian)壓(ya)波(bo)形進行比(bi)較求得(de)被測(ce)(ce)電(dian)壓(ya)值。
將被(bei)(bei)測(ce)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)Vx輸(shu)入示波器的(de)Y軸(zhou)通道,調(diao)節Y軸(zhou)靈敏度選擇開(kai)關(guan)“V/div”及(ji)其微(wei)(wei)調(diao)旋鈕,使熒光屏顯示出便(bian)于測(ce)量的(de)高(gao)(gao)度Hx并做好記錄,且(qie)“V/div”開(kai)關(guan)及(ji)微(wei)(wei)調(diao)旋鈕位置保持(chi)不變。去(qu)掉被(bei)(bei)測(ce)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya),把一個(ge)已知(zhi)的(de)可調(diao)標(biao)準電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)Vs輸(shu)入Y軸(zhou),調(diao)節標(biao)準電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)輸(shu)出幅(fu)度,使它顯示與(yu)被(bei)(bei)測(ce)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)相(xiang)同的(de)幅(fu)度。此時,標(biao)準電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)輸(shu)出幅(fu)度等(deng)于被(bei)(bei)測(ce)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)的(de)幅(fu)度。比較法測(ce)量電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)可避免垂直系統(tong)引(yin)起和誤差,因而提高(gao)(gao)了測(ce)量精度。
示波器時基(ji)能產生與時間(jian)(jian)(jian)呈線性(xing)關系的(de)掃描線,因(yin)而可以用熒光屏的(de)水平刻度(du)來(lai)測(ce)量波形的(de)時間(jian)(jian)(jian)參(can)數(shu),如周期性(xing)信號的(de)重復周期、脈沖信號的(de)寬度(du)、時間(jian)(jian)(jian)間(jian)(jian)(jian)隔、上(shang)升(sheng)時間(jian)(jian)(jian)(前沿(yan))和下(xia)降時間(jian)(jian)(jian)(后沿(yan))、兩個信號的(de)時間(jian)(jian)(jian)差等等。
將(jiang)示波器的掃速開(kai)關(guan)“t/div”的“微調(diao)”裝置轉至校(xiao)準(zhun)位置時(shi)(shi),顯(xian)示的波形在水(shui)平方向刻度(du)所代(dai)表的時(shi)(shi)間可(ke)按“t/div”開(kai)關(guan)的指示值直讀計(ji)算,從而較(jiao)準(zhun)確(que)地(di)求出被測(ce)信號的時(shi)(shi)間參(can)數。
利用(yong)示波器(qi)測(ce)(ce)量兩(liang)個(ge)正(zheng)弦電壓之間的(de)相(xiang)位差具(ju)有實用(yong)意義(yi),用(yong)計數器(qi)可以測(ce)(ce)量頻率和時間,但不能直(zhi)接(jie)測(ce)(ce)量正(zheng)弦電壓之間的(de)相(xiang)位關(guan)系。利用(yong)示波器(qi)測(ce)(ce)量相(xiang)位的(de)方法很多,下面,僅介紹幾種常(chang)用(yong)的(de)簡單方法。
1.雙蹤法
雙(shuang)蹤法(fa)是用雙(shuang)蹤示波器在熒光屏上(shang)(shang)直(zhi)接(jie)(jie)比較兩(liang)個(ge)被測電壓的波形來測量(liang)其相(xiang)(xiang)位(wei)關系。測量(liang)時,將(jiang)相(xiang)(xiang)位(wei)超前(qian)的信號(hao)接(jie)(jie)入YB通道,另一個(ge)信號(hao)接(jie)(jie)入YA通道。選用YB觸發。調節“t/div”開關,使被測波形的一個(ge)周期在水平標(biao)尺上(shang)(shang)準(zhun)確地占滿8div,這(zhe)樣,一個(ge)周期的相(xiang)(xiang)角(jiao)360°被8等分,每1div相(xiang)(xiang)當(dang)于45°。讀(du)出超前(qian)波與滯(zhi)后波在水平軸的差距T,按下式計算相(xiang)(xiang)位(wei)差φ:
φ=45°/div×T(div)如(ru)T==1.5div,則φ=45°/div×1.5div=67.5°
2.圖形法測相位
將(jiang)示波(bo)器(qi)的X軸(zhou)(zhou)(zhou)選擇置于X軸(zhou)(zhou)(zhou)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)位置,將(jiang)信(xin)號(hao)u1接入(ru)(ru)(ru)示波(bo)器(qi)的Y軸(zhou)(zhou)(zhou)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)端,信(xin)號(hao)u2接入(ru)(ru)(ru)示波(bo)器(qi)的X軸(zhou)(zhou)(zhou)輸(shu)入(ru)(ru)(ru)端。適(shi)當(dang)調節示波(bo)器(qi)面板上相關旋鈕,使熒光屏上顯(xian)現一(yi)個(ge)大小適(shi)宜的橢(tuo)圓(在(zai)特(te)殊情況下,可能(neng)是(shi)一(yi)個(ge)正(zheng)圓或(huo)一(yi)根斜線)。
設(she)Y軸偏轉(zhuan)板上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)u1導(dao)前于(yu)(yu)X軸偏轉(zhuan)板上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)u21/8周(zhou)期,設(she)u2的(de)(de)(de)(de)(de)初相為(wei)零,即(ji)φ2=0,因此當(dang)u2為(wei)零時,u1為(wei)一(yi)(yi)(yi)個較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)值。如圖中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)“0”點(dian)。此時,熒光(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)點(dian)也相應地位于(yu)(yu)“0”點(dian)。隨(sui)著時間的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua),u1上(shang)(shang)升,u2也上(shang)(shang)升,則(ze)熒光(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)點(dian)向右上(shang)(shang)方移(yi)動。當(dang)經1/8周(zhou)期后,u1、u2分別到(dao)達“1”點(dian),此時u1到(dao)達最大(da)值,u2為(wei)一(yi)(yi)(yi)個較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)值,熒光(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)點(dian)位于(yu)(yu)相應的(de)(de)(de)(de)(de)“1”。如此繼續(xu)下去,熒光(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)點(dian)將描出(chu)一(yi)(yi)(yi)個順時針(zhen)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)橢(tuo)(tuo)圓(yuan)。如果u1滯后于(yu)(yu)u2則(ze)形(xing)成(cheng)一(yi)(yi)(yi)個逆(ni)時針(zhen)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)橢(tuo)(tuo)圓(yuan)。當(dang)然,這(zhe)只有在信(xin)號(hao)頻率(lv)很低(di)時(如幾(ji)赫茲),且(qie)在短余(yu)輝(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)熒光(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)便(bian)會(hui)清(qing)楚地看到(dao)熒光(guang)屏(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)點(dian)順時針(zhen)或(huo)逆(ni)時針(zhen)旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象。由(you)上(shang)(shang)述可(ke)(ke)見橢(tuo)(tuo)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)狀是(shi)隨(sui)兩(liang)個正弦信(xin)號(hao)電壓(ya)u1、u2相位差(cha)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同而不(bu)同。因此可(ke)(ke)以根據橢(tuo)(tuo)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)狀確定兩(liang)個正弦信(xin)號(hao)之間的(de)(de)(de)(de)(de)相位差(cha)Δφ。設(she)A是(shi)橢(tuo)(tuo)圓(yuan)與(yu)Y軸交點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)縱坐(zuo)標,B是(shi)橢(tuo)(tuo)圓(yuan)上(shang)(shang)各點(dian)坐(zuo)標的(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)值。由(you)圖可(ke)(ke)見,A是(shi)對(dui)(dui)應于(yu)(yu)t=0時u1的(de)(de)(de)(de)(de)瞬時電壓(ya),即(ji)A=Um1sinφ1B是(shi)對(dui)(dui)應于(yu)(yu)u1的(de)(de)(de)(de)(de)幅值,即(ji)B=Um1于(yu)(yu)是(shi)A/B=(Um1sinφ1)/Um1=sinφ1來表(biao)示。在實際測試中(zhong)為(wei)讀(du)數方便(bian),常讀(du)取2A,2B(或(huo)2C,2D),按式Δφ=arcsin(2A/2B)或(huo)Δφ=arcsin(2C/2D)來計算相位差(cha)。
如(ru)果(guo)橢圓的主(zhu)軸在(zai)(zai)(zai)第(di)1和第(di)3象(xiang)限內,則相(xiang)位差在(zai)(zai)(zai)0°~90°或(huo)270°~360°之間;如(ru)果(guo)主(zhu)軸在(zai)(zai)(zai)第(di)2和第(di)4象(xiang)限內,相(xiang)位差在(zai)(zai)(zai)90°~180°或(huo)180°~270°之間。
用(yong)(yong)示波器(qi)測(ce)量信號頻率的(de)(de)方法(fa)很多,下面介紹常(chang)用(yong)(yong)的(de)(de)兩種基(ji)本方法(fa)。
1.周期法
對于任(ren)何周期信號,可用(yong)前述的(de)(de)時間(jian)間(jian)隔的(de)(de)測量方法(fa),先測定其每個(ge)周期的(de)(de)時間(jian)T,再用(yong)下式求出頻(pin)率f:f=1/T
例如示(shi)波器上顯示(shi)的被測波形,一周期(qi)為8div,“t/div”開關(guan)置“1μs”位(wei)置,其“微調”置“校準”位(wei)置。則其周期(qi)和頻(pin)率計算如下:
T=1us/div×8div=8usf=1/8us=125kHz所(suo)以,被測波形的頻率為125kHz。
2.圖形法測頻率
將(jiang)示(shi)波器置(zhi)X-Y工作方式,被測信(xin)號(hao)輸入Y軸,標(biao)(biao)準(zhun)頻(pin)(pin)率信(xin)號(hao)輸入“X外接(jie)”,慢慢改變標(biao)(biao)準(zhun)頻(pin)(pin)率,使(shi)這兩個信(xin)號(hao)頻(pin)(pin)率成整數倍時(shi),例(li)如fx:
fy=1:2,則在熒光屏上會形(xing)成穩定的圖形(xing)。
圖的形(xing)狀不但與(yu)兩(liang)個偏轉電壓的相(xiang)位有關(guan),而且與(yu)兩(liang)個偏轉電壓的頻率也有關(guan)。用描跡法可以畫出ux與(yu)uy的各種頻率比、不同相(xiang)位差時的圖形(xing)。
利用圖(tu)形(xing)與(yu)頻率(lv)的(de)關系,可進行準(zhun)確的(de)頻率(lv)比較(jiao)來測(ce)定(ding)被測(ce)信(xin)號的(de)頻率(lv)。其方(fang)法(fa)是分別通過圖(tu)形(xing)引(yin)水(shui)平(ping)(ping)線(xian)(xian)和垂直(zhi)線(xian)(xian),所引(yin)的(de)水(shui)平(ping)(ping)線(xian)(xian)垂直(zhi)線(xian)(xian)不要通過圖(tu)形(xing)的(de)交(jiao)叉點或與(yu)其相切。若水(shui)平(ping)(ping)線(xian)(xian)與(yu)圖(tu)形(xing)的(de)交(jiao)點數(shu)為m,垂直(zhi)線(xian)(xian)與(yu)圖(tu)形(xing)的(de)交(jiao)點數(shu)n,則
fy/fx=m/n
當(dang)標準(zhun)頻(pin)率(lv)(lv)fx(或(huo)fy)為(wei)已知(zhi)(zhi)時(shi),由上式可以求出被測信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)(lv)fy(或(huo)fx)。顯然,在實際測試工作中,用李沙育圖形進行頻(pin)率(lv)(lv)測試時(shi),為(wei)了使測試簡便正確,在條(tiao)件(jian)許可的(de)情況下,通常盡可能(neng)調節已知(zhi)(zhi)頻(pin)率(lv)(lv)信(xin)(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)(lv),使熒(ying)光(guang)屏上顯示的(de)圖形為(wei)圓或(huo)橢圓。這時(shi)被測信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)(lv)等于已知(zhi)(zhi)信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)(lv)。
由于(yu)加到示(shi)波器(qi)上的兩個電壓相(xiang)位(wei)不同,熒光屏上圖形(xing)(xing)會有不同的形(xing)(xing)狀,但這對(dui)確定未(wei)知頻率并(bing)無影(ying)響。
儀器(qi)操作人員的安全(quan)和儀器(qi)安全(quan),儀器(qi)在(zai)安全(quan)范圍(wei)內正常工作,保證(zheng)測量波形(xing)準確、數據可靠(kao),應注意:
1.通(tong)用示波器通(tong)過調節亮度和聚焦(jiao)旋鈕使(shi)光(guang)點(dian)直徑最小(xiao)以使(shi)波形清晰,減小(xiao)測試(shi)誤(wu)差;不要使(shi)光(guang)點(dian)停(ting)留在一點(dian)不動,否則電(dian)子束轟(hong)擊一點(dian)宜在熒(ying)光(guang)屏上形成(cheng)暗(an)斑,損壞熒(ying)光(guang)屏。
2.測(ce)(ce)量系統-例如(ru)示(shi)波器、信號源(yuan);打(da)印機、計算機等設(she)備(bei)等。被(bei)測(ce)(ce)電(dian)(dian)子設(she)備(bei)-例如(ru)儀器、電(dian)(dian)子部件(jian)、電(dian)(dian)路(lu)板、被(bei)測(ce)(ce)設(she)備(bei)供電(dian)(dian)電(dian)(dian)源(yuan)等設(she)備(bei)接地線必須與公共地(大地)相連。
3.TDS200/TDS1000/TDS2000系列(lie)數字示波器配合探頭使(shi)用時,只能測(ce)量(liang)(liang)(被測(ce)信(xin)號-信(xin)號地(di)(di)就是(shi)大地(di)(di),信(xin)號端輸出幅(fu)度小于300VCATII)信(xin)號的(de)波形。絕對不能測(ce)量(liang)(liang)市電(dian)AC220V或與(yu)市電(dian)AC220V不能隔離的(de)電(dian)子設(she)備的(de)浮地(di)(di)信(xin)號。(浮地(di)(di)是(shi)不能接大地(di)(di)的(de),否則造成儀器損壞,如測(ce)試(shi)電(dian)磁爐。)
4.通(tong)(tong)用示波器的外殼,信號輸(shu)入端(duan)BNC插(cha)座金屬外圈,探(tan)(tan)頭接(jie)地(di)線(xian),AC220V電源插(cha)座接(jie)地(di)線(xian)端(duan)都是相通(tong)(tong)的。如儀(yi)(yi)器使用時(shi)不接(jie)大(da)地(di)線(xian),直(zhi)接(jie)用探(tan)(tan)頭對浮地(di)信號測量(liang),則儀(yi)(yi)器相對大(da)地(di)會產生電位差(cha)(cha);電壓值(zhi)等于探(tan)(tan)頭接(jie)地(di)線(xian)接(jie)觸被測設(she)備點與(yu)大(da)地(di)之間的電位差(cha)(cha)。這將對儀(yi)(yi)器操作人(ren)員、示波器、被測電子設(she)備帶來(lai)嚴重(zhong)安(an)全危險。
5.用(yong)戶(hu)如須要測(ce)量開關(guan)電(dian)(dian)源(開關(guan)電(dian)(dian)源初級(ji),控制(zhi)電(dian)(dian)路)、UPS(不間斷電(dian)(dian)源)、電(dian)(dian)子整流器、節能燈、變頻器等(deng)類型產品或其(qi)它與市(shi)電(dian)(dian)AC220V不能隔(ge)離的電(dian)(dian)子設備進(jin)行浮(fu)地(di)信號(hao)測(ce)試時,必(bi)使用(yong)DP100高壓隔(ge)離差分探頭。
示波器使用中的其他(ta)注(zhu)意事項:
(1)熱電子儀器一般要避免頻繁開(kai)機、關(guan)機,示(shi)波器也(ye)是這樣。
(2)如果發(fa)現波形受外界干擾,可將(jiang)示波器(qi)外殼接地。
(3)“Y輸(shu)入”的(de)電壓(ya)不(bu)可太(tai)高,以免損壞儀(yi)器,在(zai)最大(da)衰減時也(ye)不(bu)能超過400V.“Y輸(shu)入”導線懸空時,受外界電磁干擾(rao)出現干擾(rao)波形,應避免出現這種(zhong)現象。
(4)關機前先(xian)將輝度(du)調節旋鈕沿逆(ni)時針方向(xiang)轉到底,使亮度(du)減(jian)到最小(xiao),然后再斷開(kai)電源開(kai)關。
(5)在觀察熒屏(ping)上的亮(liang)(liang)斑并進行調節時,亮(liang)(liang)斑的亮(liang)(liang)度要適中,不(bu)能過亮(liang)(liang)。
示(shi)波器(qi)(qi)分為萬(wan)用示(shi)波表,數字(zi)示(shi)波器(qi)(qi),模(mo)擬示(shi)波器(qi)(qi),虛擬示(shi)波器(qi)(qi),任(ren)意波形(xing)示(shi)波器(qi)(qi),手(shou)持示(shi)波表,數字(zi)熒光示(shi)波器(qi)(qi),數據采集示(shi)波器(qi)(qi)。