【文章內(nèi)容簡介】 ，使得 CH1和 CH2輸入的信號輪流接通、輪流顯示，只要輪流顯示的間隔時間較短，就可交替顯示出兩個信號的波形。設(shè) CH CH2的輸入分別為梯形波、三角波信號，示波器顯示的波形如圖 (b)所示。48第 3章 電子示波器 交替方式適于觀測高頻信號。這是因?yàn)楸粶y信號頻率較低時，所需掃描電壓的周期長，即交替顯示同一信號的間隔時間長，當(dāng)間隔時間接近或超過人眼視覺暫留時間時，顯示波形會產(chǎn)生閃爍，不便于觀測。 （ 5）斷續(xù) : 斷續(xù)（ CHOP）狀態(tài)時，在每一次掃描過程中，開關(guān) S S S S6和 S S S S8的斷開或閉合受電子開關(guān)內(nèi)斷續(xù)器（自激多諧振蕩器）產(chǎn)生的高頻振蕩信號（如200kHz的方波）的控制，快速輪流接通兩個輸入信號，從而顯示出每個被測信號的某一段，以后各次掃描重復(fù)以上過程。這樣顯示出的波形是由許多線段組成的，只要開關(guān)變換頻率很快、水平掃速又較慢，這些線段就很短，看起來顯示的波形好象是連續(xù)的，如圖 (c)所示。49第 3章 電子示波器 5. Y軸放大器 Y軸放大器分前置放大器和后置放大器兩種。 前置放大器的作用是：放大、補(bǔ)償。對前級輸出信號進(jìn)行放大，補(bǔ)償延遲級對信號的衰減損耗；為 X通道的觸發(fā)電路提供大小合適的內(nèi)觸發(fā)信號，以得到穩(wěn)定可靠的內(nèi)觸發(fā)脈沖。與前置放大器有關(guān)的開關(guān)旋鈕有： “ 倒相 ” 開關(guān)、垂直 “ 移位 ” 旋鈕。 “ 倒相 ” 開關(guān)通過對稱地改變加在前置放大器的雙端輸入信號的極性使顯示波形倒置； “ 移位 ” 旋鈕通過調(diào)節(jié)同軸雙聯(lián)電位器對稱地反向調(diào)節(jié)前置放大器雙端輸出信號中的直流成分而使波形垂直移位。50第 3章 電子示波器 后置放大器是 y通道中的主放大器，也稱 Y輸出放大器，一般采用推挽式放大器電路。電路中采用一定的補(bǔ)償電路和較強(qiáng)的負(fù)反饋， 其作用是對延遲線輸出的信號放大到足夠的幅度，從而使電子束在垂直方向上產(chǎn)生足夠大的偏轉(zhuǎn)，便于觀測微弱信號。 后置放大器應(yīng)在帶寬滿足要求的前提下，有足夠的增益和動態(tài)范圍、小的諧波失真，以使熒光屏能不失真地重現(xiàn)被測信號。在后置放大器中一般設(shè)有垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù) “ 5”或 “ 10” 擴(kuò)展功能，把放大器的放大量提高 5或 10倍，這對于觀測微弱的信號或仔細(xì)觀察波形某個局部的細(xì)節(jié)是很方便的。51第 3章 電子示波器 Y放大器具有以下特點(diǎn)：⑴ C具有穩(wěn)定的放大倍數(shù)， K=SV/S,K為幅度倍數(shù)， SV為示波管靈敏度， S為示波器靈敏度。⑵ Y放大器應(yīng)具有足夠的帶寬。⑶ 具有較大的輸入電阻（ 1M歐）和較小的輸入電容（幾十 PF)⑷ Y放大器的輸出級采用差分電路，以使加在偏轉(zhuǎn)板上的電壓能夠?qū)ΨQ。⑸ Y放大器通常設(shè)置 “ 倍率 ” 開關(guān)，通過改變負(fù)反饋，使放大倍數(shù)擴(kuò)大 5—10 倍。⑹ 設(shè)置增益調(diào)整旋鈕，可使放大器增益連續(xù)改變。52第 3章 電子示波器 通用示波器 X通道（水平系統(tǒng)）示波器 X通道主要由觸發(fā)電路、時基掃描電路及 X放大器等三大部分組成，如圖 。其中時基發(fā)生器和觸發(fā)電路的主要作用是產(chǎn)生時基掃描信號； X放大器用來放大掃描信號。時基發(fā)生器由掃描門、積分器、比較和釋抑電路組成，如圖 。⑴ 積分器積分器由運(yùn)算放大器、積分電容 C和積分電阻 R組成。它在掃描門的控制下產(chǎn)生線性鋸齒電壓。53第 3章 電子示波器 射極跟隨器 觸發(fā)放大器觸發(fā)形成器時基閘門 積分器電壓比較器外觸發(fā)輸入X放大器X偏轉(zhuǎn)板“X”輸入從電源來從 Y通道來 射極跟隨器觸發(fā)類型耦合方式觸發(fā)電平去 Z通道去 Y通道+－穩(wěn)定度自動電路觸發(fā)電路掃描電路內(nèi)外電源S1S2掃速釋抑電路擴(kuò)展 移位尋跡“掃描 ”“XY”圖 X通道組成框圖54第 3章 電子示波器 時基發(fā)生器電路圖 比較和釋抑電路示意圖E充電放電55第 3章 電子示波器 積分器又稱為掃描電壓發(fā)生器，是密勒積分器，它具有輸入阻抗高、線性好的特點(diǎn)，電路結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 時基閘門電路輸出的閘門脈沖控制開關(guān) S的斷開閉合。當(dāng) S斷開時，積分器開始積分，產(chǎn)生掃描正程電壓，掃描正程電壓為 改變 RC的值，即改變了掃描電壓正程斜率，也就改變了掃描速度。改變積分電阻、積分電容的旋鈕稱為 “時基因數(shù)（ s/div） ”旋鈕。當(dāng) S閉合時，積分電容放電，產(chǎn)生掃描逆程電壓。 － ∞ + + 運(yùn)放－ ERCS時基閘門電路電壓比較器X放大器圖 掃描電壓發(fā)生器電路結(jié)構(gòu)框圖56第 3章 電子示波器 ⑵ 掃描門 時基閘門電路又稱為掃描門，是施密特觸發(fā)器。它的作用是在觸發(fā)脈沖作用下或在自激狀態(tài)下產(chǎn)生閘門脈沖，閘門脈沖 是積分器的控制方波信號。另外，閘門脈沖還通過射隨器加到 Z通道去實(shí)現(xiàn)增輝消隱，以及加到雙蹤示波器 Y通道電子開關(guān)作為交替顯示的控制信號。示波器有連續(xù)掃描和脈沖掃描兩種工作狀態(tài)。在連續(xù)掃描狀態(tài)，即使沒有觸發(fā)信號，掃描門也有掃描控制方波輸出。在觸發(fā)掃描狀態(tài)，只有在觸發(fā)脈沖作用下才產(chǎn)生控制方波。不論連續(xù)掃描還是觸發(fā)掃描，掃描鋸齒波都應(yīng)與被測信號同步。掃描門是由射極耦合雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的兩個三極管 VT1和 VT2組成。掃描門的輸入端有三個輸入信號： “ 穩(wěn)定度 ” 旋鈕的直流電位、觸發(fā)脈沖、釋抑信號。 57第 3章 電子示波器 圖 ，當(dāng)無信號或觸發(fā)脈沖超過自動電路（暫穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）的暫穩(wěn)維持時間時，自動電路由暫穩(wěn)態(tài)變?yōu)榉€(wěn)態(tài)輸出低電平，二極管導(dǎo)通，時基閘門電路輸入信號電平降低，時基閘門電路工作在自激狀態(tài)下，即連續(xù)掃描方式；當(dāng)有觸發(fā)脈沖時，自動電路由穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀悍€(wěn)態(tài)輸出高電平，二極管截止，自動電路斷開與其它電路的連接，時基閘門電路輸入信號電平抬升，時基閘門電路工作在觸發(fā)狀態(tài)下，即觸發(fā)掃描方式。 掃描門電路的射極耦合雙穩(wěn)觸發(fā)電路（觸發(fā)掃描）波形圖如圖 。其中 VT1的輸入 UB1介于 E1和 E2之間，幅度為直流電平 UD，時基閘門輸出 U0為方波，掃描電壓為鋸齒波。 58第 3章 電子示波器 ? 掃描門電路的射極耦合雙穩(wěn)觸發(fā)電路波形圖掃描正程掃描休止掃描逆程時基閘門上觸發(fā)電平 E1時基閘門輸出 U0穩(wěn)定度確定的直流電平 UD時基閘門下觸發(fā)電平 E2掃描電壓參考電壓 Vr觸發(fā)脈沖 UB1抑制 釋放圖 掃描電路工作波形圖（觸發(fā)掃描）時基閘門輸入59第 3章 電子示波器 （ 3）電壓比較器和釋抑電路如圖 ，二極管與有關(guān)電路一起構(gòu)成電壓比較器，當(dāng)掃描電壓高于參考電壓 Vr時，二極管導(dǎo)通，輸出信號經(jīng)釋抑電路送至?xí)r基閘門電路，以結(jié)束閘門脈沖，從而閉合掃描電壓發(fā)生器開關(guān) S，進(jìn)入掃描逆程。調(diào)節(jié)參考電壓 Vr的大小可以改變二極管導(dǎo)通時間，從而調(diào)節(jié)掃描電壓的幅度。釋抑電路一般是 RC電路，如圖 。釋抑電路的作用是使每次掃描水平方向上起始點(diǎn)在熒光屏上的位置都相同，以保證每次掃描得到的波形能夠重合，這是得到穩(wěn)定波形的重要條件之一。60第 3章 電子示波器 當(dāng)二極管導(dǎo)通時，掃描電壓還對釋抑電容 Ch充電。當(dāng)二極管截止時，釋抑電容放電，釋抑電容的放電速度很慢，這樣可以使時基閘門電路輸入信號的電平被長時間抬升，使得時基閘門脈沖為低電平，積分器控制開關(guān) S長時間處于閉合狀態(tài)，從而保證積分電容有足夠的時間進(jìn)行放電。只有在積分射隨器RhCh射隨器參考電壓 Vr積分器電壓比較器釋抑電路+－穩(wěn)定度時基閘門圖 電壓比較器和釋抑電路原理圖61第 3章 電子示波器 電容放完電的基礎(chǔ)上，積分器才能在觸發(fā)脈沖的作用下產(chǎn)生掃描正程電壓，這樣就保證了每次掃描水平方向起始點(diǎn)的位置都相同。釋抑電容放完電之前，無論有無觸發(fā)脈沖，始終不能產(chǎn)生下次掃描，掃描電路處于被抑制狀態(tài)；釋抑電容放完電到下次產(chǎn)生掃描信號之前，釋抑電路失效，即掃描電路被釋放，釋抑電路名稱由此而來。 “穩(wěn)定度 ”電位器可以調(diào)節(jié)時基閘門電路輸入信號的直流電平，改變觸發(fā)靈敏度，從而影響掃描電路的工作穩(wěn)定性，同時也可由該電位器改變掃描方式，如連續(xù)掃描或觸發(fā)掃描。穩(wěn)定度旋鈕一般調(diào)整至使時基閘門電路輸入信號的直流電平位于時基閘門電路上下觸發(fā)電平之間接近下觸發(fā)電平處，調(diào)整好后，一般不再對其進(jìn)行調(diào)整。62第 3章 電子示波器 綜合上述分析，圖 ：當(dāng)時基閘門接收到觸發(fā)電路輸出的負(fù)極性觸發(fā)尖脈沖時，閘門脈沖由高電平變?yōu)榈碗娖?，控制積分器開關(guān) S斷開，積分器開始輸出正向電壓。積分器輸出電壓除送至 X放大器外，還要送給電壓比較器。當(dāng)積分器輸出電壓超過電壓比較器參考電壓 Vr時，電壓比較器導(dǎo)通，積分器輸出電壓經(jīng)釋抑電路反饋至?xí)r基閘門輸入端，使時基閘門輸入電平線性增大。當(dāng)時基閘門輸入電平增大到上觸發(fā)電平時，閘門脈沖狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，積分器開關(guān) S閉合，積分器輸出電壓迅速減小，電壓比較器斷開，釋抑電容開始慢慢放去在電壓比較器導(dǎo)通時充上的電荷，并反饋至?xí)r基閘門輸入端，使時基閘門輸入電平開始減小，直至釋抑電容放完電，從而保證積分電容放完電之前，時基閘門不被觸發(fā)脈63第 3章 電子示波器 沖觸發(fā)，即第二次掃描必須是在前次掃描進(jìn)行完畢的情況下才開始。 圖 ，不同之處在于，當(dāng)無觸發(fā)脈沖時，自動電路單穩(wěn)態(tài)輸出低電平，將時基閘門輸入電平拉低而產(chǎn)生掃描。 ⑷ 觸發(fā)掃描狀態(tài)下的工作波形 觸發(fā)掃描狀態(tài)下的工作波形如圖 。 ① 電路由第一個脈沖觸發(fā)掃描，由釋抑電壓達(dá)到 E1結(jié)束。 ② 第一個脈沖觸發(fā)后， VT1截止， 3脈沖失去作用，釋抑電容放電，第四個脈沖與釋抑電壓疊加不到觸發(fā)電平 E2，第五個脈沖到來，釋抑電容放電結(jié)束，觸發(fā)電路翻轉(zhuǎn)，形成第二個掃描。 ③ 為穩(wěn)定，釋抑電路時間常數(shù)要大于積分時間常數(shù)，確保第五個脈沖觸發(fā)時積分電容釋放干凈。 64第 3章 電子示波器 （ 4)觸發(fā)掃描狀態(tài)欲看 3個脈沖 ： 5號脈沖觸發(fā)有效 3號脈沖無用4號脈沖要抑制注意 ：三個時刻： t tp、 t2三個時間： tb、 th、 tw要求 ： thtb（ 釋抑放電時間大于回掃時間 ）圖 比較和釋抑電路的工作UPuoui tp tw實(shí)用中只要選定 s/cm，掃描環(huán)則會自動掃出合適的時基線。（不必調(diào) Tn/TS=n同步了）65第 3章 電子示波器 ˊ圖 在連續(xù)掃描情況下，比較和釋抑電路的工作t1 t2 t4 t5t1 ˊ t3Ch充Ur（ 5)連續(xù)掃描狀態(tài)予置：E0E1環(huán)路自激 Ch放電至 E1打開閘門，掃描開始，到 Up ， Ch充電，到E2掃描結(jié)束， Ch又放電。當(dāng)有信號（ 2號觸發(fā)脈沖）則環(huán)路被信號所同步。66第 3章 電子示波器 觸發(fā)電路用來產(chǎn)生掃描門需要的觸發(fā)脈沖。觸發(fā)電路及其面板上的開關(guān)如圖 。 圖 觸發(fā)電路及其在面板上的對應(yīng)開關(guān)67第 3章 電子示波器 （ 1)觸發(fā)源選擇“ 內(nèi) ” 觸發(fā) ：利用從 Y通道來的被測信號作觸發(fā)信號，這是最 常用的情況；“ 外 ” 觸發(fā) ：是用外接信號作觸發(fā)信號，但觸發(fā)信號的周期應(yīng) 與被測信號有一定的關(guān)系，外觸發(fā)常用在被測信號不適宜作觸 發(fā)信號或比較兩個信號時間關(guān)系的情況?！?電源觸發(fā) ” ：在觀測與電源有關(guān)的信號時，可選 “ 電源 ” 觸 發(fā)，以便于與電源同步。 2)觸發(fā)耦合方式 “ DC” 直接耦合 ：用于直流或緩慢變化的信號進(jìn)行觸發(fā)時； “ AC” 交流耦合 ：若用交流信號觸發(fā)，置 AC方式，這時電容 C1（約 ）起隔直作用； “ 低頻抑制 ” ：利用 C C2（約 ）串聯(lián)后的電容，抑 制信號中大約 2kHz以下的低頻成分，主要目的是濾除信號中 的低頻干擾； “ HF” 高頻耦合 ：利用 C1和更小的 C3（約 1000pF）串聯(lián)后 只允許通過頻率很高的波 68第 3章 電子示波器 3)觸發(fā)電平與觸發(fā)極性選擇 其作用是讓使用者可以選定在被測信號波形的某一點(diǎn)上產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，也就是可以 自由選定從信號的某一點(diǎn)開始觀測。 示波器窗口現(xiàn)代示波器中設(shè)計了 “自動觸發(fā)電路 ”，使觸發(fā)點(diǎn)能自動地保持在最佳的觸發(fā)電平的位置。圖 不同觸發(fā) “ 極性 ” 和 “ 電平 ” 時顯示的波形(a)正極性、正電平 (b)負(fù)極性、正電平(c)正極性、負(fù)電平 (d) 負(fù)極性、負(fù)電平AA BC D69第 3章 電子示波器 3. X放大器 X放大器的作用是：將單端輸入的信號進(jìn)行放大變換成為大小合適的雙端信號加在 X偏轉(zhuǎn)板上，使電子束在水平方向上產(chǎn)生足夠的偏轉(zhuǎn)，得到合適的波形。當(dāng)示波器用于顯示被測信號波形時， X放大器的輸入信號是掃描電壓；當(dāng)示波器工作在 “XY”方式時，輸入信號是外加的 X信號。 “XY”方式時，示波