【文章內(nèi)容簡介】 平負極性觸發(fā) （ f）負電平正極性觸發(fā) 圖 318 （ 5）放大整形電路 掃描信號發(fā)生器要穩(wěn)定工作，對觸發(fā)信號有一定的要求，因此，需對觸發(fā)信號進行放大、整形。整形電路的基本形式是電壓比較器，當輸入的觸發(fā)源信號與通過“觸發(fā)極性”和“觸發(fā)電平”選擇的信號之差達到某一設(shè)定值時，比較電路翻轉(zhuǎn)，輸出矩形波，然后經(jīng)過微分整形，變成觸發(fā)脈沖。 Uy01234( a ) ( b )01( c ) ( d ) ( e ) ( f )234t2．掃描發(fā)生器環(huán) 掃描發(fā)生器用來產(chǎn)生線性良好的鋸齒波，通常用掃描發(fā)生器環(huán)來產(chǎn)生掃描信號。掃描發(fā)生器環(huán)又叫時基電路，常由積分器、掃描閘門及比較釋抑電路組成。 圖 319 掃描發(fā)生器環(huán)的組成 閘門電路產(chǎn)生的閘門信號啟動掃描發(fā)生器工作，使之產(chǎn)生鋸齒波電壓，同時把閘門信號送到增輝電路。釋抑電路起穩(wěn)定掃描鋸齒波的形成、防止干擾和誤觸發(fā)的作用，確保獲得穩(wěn)定的圖象。 （ 1）掃描方式選擇 示波器既能連續(xù)掃描又能觸發(fā)掃描，掃描方式的選擇可通過開關(guān)進行。在連續(xù)掃描時，沒有觸發(fā)脈沖信號，掃描閘門也不受觸發(fā)脈沖的控制，仍會產(chǎn)生門控信號，并啟動掃描發(fā)生器工作；在觸發(fā)掃描時，只有在觸發(fā)脈沖的作用下才產(chǎn)生門控信號。 掃描電壓產(chǎn)生電路掃描閘門比較和釋抑電路X 軸放大器觸發(fā)連續(xù)觸發(fā)脈沖（ 2）掃描門 掃描門是用來產(chǎn)生閘門信號的，它有三個作用。 1）輸出閘門信號，控制積分器掃描。 2）利用閘門信號作為增輝脈沖控制示波管，起正程加亮作用。 3）在雙蹤示波器中，利用閘門信號觸發(fā)電子開關(guān)，使之工作于交替狀態(tài)。 常用的閘門電路有雙穩(wěn)態(tài)、施密特觸發(fā)器和隧道二極管整形電路。圖 320為施密特觸發(fā)器構(gòu)成的閘門電路。施密特電路把其他的波形變成閘門脈沖。 圖 320 施密特觸發(fā)器構(gòu)成的閘門電路 施密特電路的輸入端接有來自三個方面的信號：一個稱為“穩(wěn)定度”旋鈕的電位器給它提供一個直流電位；從觸發(fā)電路來的觸發(fā)脈沖和從釋抑電路來的釋抑信號。 uiCRb 1 ReRc 1 R c 2Rb 2V1V2uo+ EEHELuiuo( a ) 電 路 圖 ( b ) 工 作 波 形 圖（ 3）積分器 通用示波器中應(yīng)用最廣的一種積分電路是密勒（ Miller）積分器，可產(chǎn)生線形良好的鋸齒波。 圖 321 密勒積分器 來 自掃 描 閘 門+RC+ E掃 描 鋸 齒 波輸 出Vo? ?（ 4）比較和釋抑電路 利用比較電路的電平比較、識別功能來控制鋸齒波的幅度，使電路產(chǎn)生等幅掃描，比較電路也稱為掃描長度電路。 釋抑電路在掃描逆程開始后，關(guān)閉或抑制掃描閘門，使“抑制”期間掃描電路不再受到同極性觸發(fā)脈沖的觸發(fā)，以便使掃描電路恢復(fù)到掃描的起始電平上。 比較和釋抑電路與掃描門、積分器構(gòu)成一個閉合的掃描發(fā)生器環(huán)，其中掃描門的輸入接受三個方面的信號：來自觸發(fā)電路的觸發(fā)脈沖；“穩(wěn)定度”電位器提供的直流電位；來自釋抑電路的釋抑信號。 1）觸發(fā)掃描：如圖 322所示， E E2分別為閘門電路的上、下觸發(fā)電平，E0為閘門電路的靜態(tài)工作點（來自“穩(wěn)定度”調(diào)節(jié)的直流電位）。 E1E0E2Er來 自 比 較 電 路的 參 考 電 平（ 比 較 電 平 ）掃 描 發(fā) 生 器輸 出 Vo上 觸 發(fā) 電 平下 觸 發(fā) 電 平通 過 “ 穩(wěn) 定 度 ”調(diào) 節(jié) 的 靜 態(tài) 工 作電 平 E0觸 發(fā) 脈 沖 1 2 345抑 制 期回 掃 期開 始 下 一 次掃 描跟 隨 Vo6釋 放閘 門 輸 出疊 加 后 的閘 門 輸 入圖 322 觸發(fā)掃描方式下比較和釋抑電路的工作波形 E1E0E2Er來 自 比 較 電 路的 參 考 電 平（ 比 較 電 平 ）掃 描 發(fā) 生 器輸 出 Vo上 觸 發(fā) 電 平下 觸 發(fā) 電 平通 過 “ 穩(wěn) 定 度 ”調(diào) 節(jié) 的 靜 態(tài) 工 作電 平 E0觸 發(fā) 脈 沖 1 2 345抑 制 期回 掃 期開 始 下 一 次掃 描跟 隨 Vo6釋 放閘 門 輸 出疊 加 后 的閘 門 輸 入閘門電路在觸發(fā)脈沖 1作用下，達到上觸發(fā)電平 E1，輸出閘門信號控制掃描發(fā)生器輸出線形斜波，開始掃描正程。當掃描發(fā)生器輸出 Vo達到由比較電路設(shè)定的比較電平 Er時，比較和釋抑電路成為一跟隨器，使閘門電路的輸入跟隨鋸齒波發(fā)生器輸出的斜波電壓 Vo。直到到達下觸發(fā)電平，閘門電路翻轉(zhuǎn)，控制掃描發(fā)生器結(jié)束掃描正程，回掃期開始。通過調(diào)節(jié)比較電平 Er，可以改變掃描結(jié)束時間和掃描電壓的幅度。 在掃描正程結(jié)束后，鋸齒波發(fā)生器輸出進入回掃期，同時比較和釋抑電路進入抑制期，釋抑電路啟動了對輸入觸發(fā)脈沖 5的抑制作用。抑制期結(jié)束后，閘門電路重新處于“釋放”狀態(tài)，允許后續(xù)的觸發(fā)脈沖 6觸發(fā)下一次掃描開始。 2）連續(xù)掃描。在連續(xù)掃描方式下，不論是否有觸發(fā)脈沖，掃描閘門都將輸出閘門信號，使掃描發(fā)生器可以連續(xù)工作。掃描閘門仍然受比較和釋抑電路的控制，以控制掃描正程的結(jié)束，從而實現(xiàn)掃描電壓和被測電壓的同步。 3．水平放大器 水平放大器的基本作用是選擇 X軸信號，并將其放大到足以使光點在水平方向達到滿偏的程度。 X放大器的輸入端有“內(nèi)”、“外”信號的選擇。置于“內(nèi)”時， X放大器放大掃描信號；置于“外”時，水平放大器放大由面板上 X輸入端直接輸入的信號。 改變 X放大器的增益可以使光跡在水平方向得到擴展，或?qū)呙杷俣冗M行微調(diào)，以校準掃描速度。改變 X放大器有關(guān)的直流電位可以使光跡產(chǎn)生水平位移。 通用示波器的其他電路 1．高、低壓電源 低壓電源為電路提供所需的直流電壓。 高壓電源電路多用于示波器的高、中壓供電。 2． Z軸的增輝與調(diào)輝 Z軸增輝電路的作用是將閘門信號放大，加到示波管上，使顯示的波形正程加亮。調(diào)輝電路的作用是將外調(diào)制信號或時標信號加到示波管上，使屏幕顯示的波形發(fā)生相應(yīng)地變化。 3．校準信號發(fā)生器 校準信號發(fā)生器可產(chǎn)生幅度和頻率準確的基準方波信號，為儀器本身提供校準信號源，以便隨時校準示波器的垂直靈敏度和掃描時間因數(shù)。 示波器的多波形顯示 1．多線示波和多蹤示波 （ 1）多線示波 多線示波是利用多槍電子管來實現(xiàn)的。各通道、各波形之間產(chǎn)生的交叉干擾可以減少或消除，可獲得較高的測量準確度。但其制造工藝要求高，成本也高，所以應(yīng)用不是十分普遍。 （ 2）多蹤示波 多蹤示波是在單線示波的基礎(chǔ)上增加了電子開關(guān)而形成的。電子開關(guān)按分時復(fù)用的原理，分別把多個垂直通道的信號輪流接到 Y偏轉(zhuǎn)板上，最終實現(xiàn)多個波形的同時顯示。多蹤示波器實現(xiàn)簡單，成本也較低，因而得到了廣泛使用。雙蹤示波器的 Y通道工作原理如圖 323所示。 圖 323 雙蹤示波器的 Y通道原理框圖 Y 1 輸入電路Y 1 前置放大器Y 1門 電路電子開關(guān)Y 2 輸入電路Y 2 前置放大器Y 2門 電路延遲線Y 后置放大器Y 1 輸入控制信號Y 2 輸入圖 324 交替顯示的波形 圖 325 斷續(xù)顯示的波形 ( a ) ( b )13579111086422．雙時基掃描顯示 雙時基示波器有兩個獨立的觸發(fā)和掃描電路，其掃描速度可以相差很多倍。這種示波器特別適用于在觀察一個脈沖序列的同時，仔細觀察其中一個或部分脈沖的細節(jié)。 圖 326 雙掃描示波器的組成 前 置 放 大 延 長 線Y 后 置 放 大A 觸 發(fā) A 掃 描電 子 開 關(guān)X 放 大電 壓 比 較B 觸 發(fā)選 擇 門Y 線 光 跡分 離 電 路+B 掃 描RPY 輸 入A 增 輝B 增 輝12341234輸 入 信 號A 觸 發(fā)A 掃 描延 遲 觸 發(fā) 電 平B 觸 發(fā)B 掃 描A 增 輝B 增 輝合 成 增 輝圖 327 雙掃描示波器的有關(guān)波形 主要技術(shù)指標 1．頻帶寬度和上升時間 為了在測量時不產(chǎn)生明顯的測量誤差，通常要求 （ 為被測信號上升 時間），也就是選用的示波器上升時間要小于被測脈沖信號上升時間 3~5倍，否則，應(yīng)按下式修正 （ 39） 式（ 39）中， 為被測脈沖實際上升時間； 為根據(jù)波形直接測出的被測脈沖上升時間，即屏幕上看到的上升時間； 為示波器上升時間。 2．掃描速度 掃描速度反映示波器在水平方向展開信號的能力。觀察高速瞬變信號或高頻連續(xù)信號時，熒光屏上光點必須進行高速水平掃描；當觀測低頻慢變化信號時，光點又必須進行相應(yīng)的慢掃描。光點水平掃描速率的高低，可用掃描速度等指標來描述。 Wr Bt?3xrtt ? xt22 rrxx ttt ??xt rxtrt （ 38） 掃描速度是光點的水平移動速度，單位是 cm/s，或 div/s。 dtv（格）一般為1cm，掃描速度的倒數(shù)稱為時間因數(shù)，它相當于光點移動單位長度（ cm或 div）所需時間，為便于計算被測信號的時間參數(shù)，示波器常用時間因數(shù)來標度。 示波器的掃描速度要適應(yīng) Y軸通道的頻帶寬度，時間因數(shù)從最低速到最高速 （掃描范圍），一般按 1— 2— 5順序步進分檔（約 20檔左右，例如~1s/div），每檔內(nèi)能連續(xù)調(diào)節(jié)，以便把顯示的圖像調(diào)到適當寬度。應(yīng)當指出，連續(xù)調(diào)節(jié)通常應(yīng)調(diào)至最大位置，這是掃描速度粗檔的校準位置，否則掃描速度不準確。一般要求時間因數(shù)的誤差要小于 10％。 習慣上，人們將掃描速度和時間因數(shù)通稱為掃描速度（掃速）。 3．偏轉(zhuǎn)因數(shù) 偏轉(zhuǎn)因數(shù)是指在輸入信號作用下，亮點在熒光屏上移動 1cm或 1div所需的電壓值，單位為 mV/cm、 mV/div或 V/cm、 V/div。它反映示彼器觀察微弱信號的能力。數(shù)值越小，波形幅度越大。偏轉(zhuǎn)因數(shù)是通過變換 Y通道衰減器的衰減比，從而改變加到 Y偏轉(zhuǎn)板上的信號電壓大小來實現(xiàn)的。偏轉(zhuǎn)因數(shù)的倒數(shù)稱為“偏轉(zhuǎn)靈敏度”，單位為 cm/V或 div/V。 示波器常用偏轉(zhuǎn)因數(shù)進行垂直方向標度，按 125的順序分成很多擋。另外，示波器還設(shè)有偏轉(zhuǎn)因數(shù)微調(diào)旋鈕，微調(diào)旋鈕通過改變 Y輸出放大器的電壓增益來連續(xù)調(diào)節(jié)波形的顯示幅度。當微調(diào)旋鈕置于校準位置時