【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 y=Umsinωt， X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓 Ux=kt，且有 Tx=Ty熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定波形。 Uy t 0 Ux 0 t 5)設(shè) Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓 Uy=Umsinωt， X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓 Ux=kt，且有 Tx=2Ty熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定波形。 Uy t 0 Ux 0 t 6)設(shè) Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓 Uy=Umsinωt， X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓 Ux=kt，且有 Tx=3/2 Ty熒光屏顯示的是被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的不穩(wěn)定波形。 t Uy t 0 Ux 0 第一掃描周期 第二掃描周期 由此可見： 當(dāng)掃描電壓的周期是被觀測(cè)信號(hào)周期的整數(shù)倍時(shí)，即Tx=nTy(n為正整數(shù) )，每次掃描的起點(diǎn)都對(duì)應(yīng)在被測(cè)信號(hào)的同一相位點(diǎn)上，這就使得掃描的后一個(gè)周期描繪的波形與前一周期完全一樣，每次掃描顯示的波形重疊在一起，在熒光屏上可得到清晰而穩(wěn)定的波形。 當(dāng) 理想掃描電壓的周期 Tx=n Ty(n為正整數(shù) )時(shí)，波形穩(wěn)定，且顯示 n個(gè)被測(cè)信號(hào)波形；當(dāng)此關(guān)系不成立時(shí) ,波形顯示不穩(wěn)定。 一般情況下 ,當(dāng) 掃描電壓的周期 Ts=n Ty(n為正整數(shù) )時(shí)，波形穩(wěn)定，且顯示 n個(gè)被測(cè)信號(hào)波形；逆程消隱。 此即 “ 同步 ” 原理。 消隱現(xiàn)象 實(shí)際的掃描電壓中，回程時(shí)間與休止時(shí)間并不為零，則電子從右端回到左端時(shí)，也會(huì)有掃描軌跡。 回程軌跡的存在影響被測(cè)波形的觀測(cè)，實(shí)際示波器中要將其消隱，即使得正程軌跡亮度增加，回程軌跡黯淡，凸顯正程。 例： 設(shè) Y偏轉(zhuǎn)板加正弦波信號(hào)電壓 Uy=Umsinωt， X偏轉(zhuǎn)板加鋸齒波電壓 Ux， Tx= Ts+ Tb+Tw,且有 Ts=2Ty, Tb=Ty,Tw=0,熒光屏顯示如下波形。 Uy t 0 Ux 0 t 回程掃描軌跡 掃描正程軌跡 通用示波器 一 、 通用示波器的組成 通用示波器主要由示波管、垂直通道和水平通道三部分組成。此外，還包括電源電路及校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器。 Y系統(tǒng) X系統(tǒng) 示 波 管 電源等 下圖為示波器簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)示意圖： 二、 通用示波器的垂直通道 （ 一 ） 作用： 將輸入的被測(cè)信號(hào)進(jìn)行衰減或線性放大后 ， 輸出符合示波器偏轉(zhuǎn)要求的信號(hào) ， 驅(qū)動(dòng)電子運(yùn)動(dòng) ， 使被測(cè)信號(hào)在屏幕上顯示出來 。 （二）構(gòu)成： 輸入電路、 Y前置放大器、延遲線和 Y后置放大器等。 基本組成框圖如下： 前置放大 后置放大 觸發(fā)放大 延遲線 Y偏轉(zhuǎn)板 X通道 輸入電路 uy 輸入電路 （ 1）作用：引入被測(cè)信號(hào)，并為前置放大器提供良好的工作條件。 （ 2）輸入電路方框圖如下： 輸入 衰減器 阻抗變換 倒相器 探頭 前置 放大 交流 直流 S 接地 1）探頭 a 、結(jié)構(gòu)及工作原理：如下圖所示。 C R Ri Ci + – – + Ui Ui’ 示波器 探 頭 Ui’與 Ui的關(guān)系分析如下： ? ?時(shí)當(dāng) RCCRRRRURCjCRjRRRURCjRCRjRCRjRUCjRCjRCjRCjRCjRCjRUZZUUiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii??????????????????????????????????????1111111111139。b 、作用： a) 將原輸入信號(hào)進(jìn)行幅度衰減，擴(kuò)展其量程； b) 提供示波器的高輸入阻抗 。 c) 降低示波器的輸入容抗，提高示波器的抗干擾能力。 c 、使用注意事項(xiàng)： a) 探頭要定期校正，調(diào)節(jié)可調(diào)電容。 采用示波器內(nèi)部的方波信號(hào)進(jìn)行探頭校正，可能有以下三種情況。 a) 正常補(bǔ)償 b）欠補(bǔ)償 c）過補(bǔ)償 RiCi=RC RiCiRC RiCiRC b) 探頭與示波器要配套使用。 2）耦合方式選擇開關(guān) AC：交流耦合 ,適于觀察交流信號(hào)； DC：直流耦合 ,用于觀測(cè)頻率很低的信號(hào)或帶有直流分量的交流 信號(hào)。 GND：接地 ,用于確定零電壓 . 3）衰減器 衰減器作用 ——衰減輸入信號(hào)，進(jìn)行頻率補(bǔ)償。面板上用“ V/cm‖標(biāo)記的開關(guān)改變分壓比從而改變示波器的偏轉(zhuǎn)靈敏度。 S AC DC GND C R1 R2 C1 C2 ui uo 步進(jìn)調(diào)節(jié)設(shè)置示例： 電阻衰減直流分量；電容器衰減交流分量。 )(1111111122112121122122222211112222212時(shí)當(dāng) CRCRRRRuCRjCRjRRRuCjRCjRCjRCjRCjRCjRuZZZuuiiiio??????????????????????????????此時(shí)： 被測(cè)信號(hào)衰減了若干倍，且該衰減器的作用與信號(hào)的頻率無關(guān)。 4)阻抗變換倒相器 作用： a 、采用射極跟隨器作阻抗變換器，提高輸入電路的輸入阻抗； b、將來自衰減器的單端輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為雙端輸出的對(duì)稱信號(hào)送給 Y前置放大器，以便將被測(cè)信號(hào)對(duì)稱地加到 Y偏轉(zhuǎn)板。 2． 前置放大器 作用 ： （ 1） 將信號(hào)適當(dāng)放大 ， 補(bǔ)償延遲線的損耗； （ 2） 為 X通道提供內(nèi)觸發(fā)信號(hào) ， 并具有靈敏度微調(diào) 、 校正 、 Y軸移位 、 極性反轉(zhuǎn)等作用 。 阻抗變換及 倒相器 前置放大器 衰減器 3． 延遲線 作用：把加到垂直偏轉(zhuǎn)板上的信號(hào)延遲一段時(shí)間 ， 使信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)間滯后于掃描開始時(shí)間 ， 保證在屏幕上掃描出信號(hào)全過程 。 4． Y輸出放大器 Y輸出放大器功能是將延遲線傳來的被測(cè)信號(hào)放大到足夠的幅度 ， 用以驅(qū)動(dòng)示波管的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) ， 使電子束獲得 Y方向的滿偏轉(zhuǎn) 。 uy ux 輸入信號(hào)： 掃描信號(hào)： 實(shí)際 顯示波形： 前半段丟失 t t t t 前半段保留 uy ux 延遲線 三、通用示波器的水平通道 （一）作用：產(chǎn)生隨時(shí)間線形變化的掃描電壓，再放大到足夠的幅度，然后輸出到水平偏轉(zhuǎn)板，使光點(diǎn)在熒光屏的水平方向達(dá)到滿偏轉(zhuǎn)。 （二）構(gòu)成：觸發(fā)電路、掃描電路和水平放大器等。 水 平 放大器 觸發(fā)源 選 擇 輸入耦合 方式選擇 放大整形 電 路 時(shí)基 閘門 掃描電壓 產(chǎn)生電路 釋抑 電路 電壓 比較器 1． 觸發(fā)電路 （ 1） 作用：為掃描信號(hào)發(fā)生器提供符合要求的觸發(fā)脈沖 。 觸發(fā) 極性 觸發(fā) 電平 放大 整形 電路 內(nèi) 外 電源 S1 S2 同步脈沖 DC AC AC（ H） HF （ 2） 結(jié)構(gòu)： 包括觸發(fā)源選擇 、 觸發(fā)耦合方式選擇 、 觸發(fā)方式選擇 、 觸發(fā)極性選擇 、 觸發(fā)電平選擇和觸發(fā)放大整形等電路 。 1） 觸發(fā)源選擇 一般有內(nèi)觸發(fā) 、 外觸發(fā)和電源觸發(fā)三種類型 。 內(nèi)觸發(fā) （ INT） ：將 Y前置放大器輸出 （ 延遲線前的被測(cè)信號(hào) ）作為觸發(fā)信號(hào) ， 適用于觀測(cè)被測(cè)信號(hào) 。 外觸發(fā) （ EXT） ：用外接的 、 與被測(cè)信號(hào)有嚴(yán)格同步關(guān)系的信號(hào)作為觸發(fā)源 ， 用于比較兩個(gè)信號(hào)的同步關(guān)系 ， 或者 ， 當(dāng)被測(cè)信號(hào)不適于作觸發(fā)信號(hào)時(shí)使用 。 電源觸發(fā) （ LINE） ：用 50Hz的工頻正弦信號(hào)作為觸發(fā)源 ， 適用于觀測(cè)與 50Hz交流有同步關(guān)系的信號(hào) 。 2） 觸發(fā)耦合方式 一般設(shè)有四種觸發(fā)耦合方式： “ DC‖直流耦合：用于接入直流或緩慢變化的觸發(fā)信號(hào) 。 “ AC‖交流耦合：用于觀察從低頻到較高頻率的信號(hào) 。 用 “ 內(nèi) ” 、 “ 外 ” 觸發(fā)均可 。 “ AC低頻抑制 ” （ “ LF REJ ‖） 耦合：用于觀察含有低頻干擾的信號(hào) 。 “ AC高頻抑制耦合 ” （ “ HF REJ ‖） ：用于抑制高頻成分的耦合 。 3） 觸發(fā)極性選擇和觸發(fā)電平調(diào)節(jié) a 、 作用： 觸發(fā)極性和觸發(fā)電平?jīng)Q定觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻 ， 并決定掃描的起點(diǎn) ， 調(diào)節(jié)它們可便于對(duì)波形的觀測(cè)和比較 。 b 、 定義： 觸發(fā)極性： 指觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿還是下降沿 。 觸發(fā) 點(diǎn)處于觸發(fā)源信號(hào)的上升沿為 “ +‖極性；觸發(fā)點(diǎn)位于觸發(fā)源信號(hào)的下降沿為 “ –‖極性 。 觸發(fā)電平： 指觸發(fā)脈沖到來時(shí)所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)放大器輸出電壓的瞬時(shí)值 。 正電平 正極性 正電平 負(fù)極性 負(fù)電平 負(fù)極性 負(fù)電平 正極性 4）放大整形電路 掃描信號(hào)發(fā)生器要穩(wěn)定工作，對(duì)觸發(fā)信號(hào)有一定的要求，因此，需對(duì)觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行放大、整形。 整形電路的基本形式是電壓比較器，當(dāng)輸入的觸發(fā)源信號(hào)與通過“觸發(fā)極性”和“觸發(fā)電平”選擇的信號(hào)之差達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，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。 2． 掃描發(fā)生器環(huán) （ 時(shí)基電路 ） （ 1） 作用：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(hào) 。 （ 2） 結(jié)構(gòu)：積分器 、 掃描閘門及比較釋抑電路組成 。 時(shí)基閘門 掃描電壓 產(chǎn)生電路 釋抑電路 電 壓 比較器 觸發(fā)脈沖輸入 至 X放大器 （ 3）掃描發(fā)生器環(huán)的基本工作過程： ①觸發(fā)脈沖到來后，打開時(shí)基閘門，掃描電壓產(chǎn)生電路開始產(chǎn)生線性變化的鋸齒波電壓，此電壓送至 X特大器，控制電子束自左向右掃描，同時(shí)也送往比較器； ②當(dāng)鋸齒波電壓達(dá)到預(yù)定的幅度后，電壓比較器輸出經(jīng)釋抑電路產(chǎn)生停止信號(hào)，關(guān)閉時(shí)基閘門，使掃描電壓產(chǎn)生電路進(jìn)入回程期； ③在回程期，釋抑電路起“抑止”作用，防止后續(xù)觸發(fā)脈沖去開啟時(shí)基閘門，直到閘門輸入端及掃描電路完全恢復(fù)到初始狀態(tài)才釋放閘門。 掃描正程： 從時(shí)基閘門打開到閘門關(guān)閉的一段時(shí)期。 釋抑期： 從掃描正程開始到閘門“釋放”時(shí)為止的一段時(shí)間為釋抑 期，比逆程期長(zhǎng)。 一次掃描至少包括掃描正程和釋抑期，釋抑期內(nèi)既完成掃描回程，又保證電路恢復(fù)到初始狀態(tài)，等待下一個(gè)觸發(fā)脈沖觸發(fā)。 3． 水平放大器 （ 1） 作用： 選擇 X軸信號(hào) ， 并將其放大到足以使光點(diǎn)在水平方向達(dá)到滿偏的程度 。 X放大器的輸入端有 “ 內(nèi) ” 、 “ 外 ” 信號(hào)的選擇 。 置于“ 內(nèi) ” 時(shí) ， X放大器放大掃描信號(hào)；置于 “ 外 ” 時(shí) ， 水平放大器放大由面板上 X輸入端直接輸入的信號(hào) 。 （ 2） 掃描速度： 改變 X放大器的增益可以使光跡在水平方向得到擴(kuò)展 ， 或?qū)呙杷俣冗M(jìn)行微調(diào) ， 以校準(zhǔn) 。 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 。 掃描方式 （ 1）連續(xù)掃描： 掃描電壓是連續(xù)的，即掃描正程緊跟著逆程，逆程結(jié)束又開始新的正程，掃描是不間斷的。 （ 2）觸發(fā)掃描： 由被測(cè)信號(hào)激發(fā)掃描發(fā)生器的間斷的工作方式，適用于測(cè)量脈沖信號(hào)。 （ 3）自動(dòng)掃描： 無觸發(fā)信號(hào)時(shí)，連續(xù)掃描；有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，觸發(fā)形成掃描。 （ 4）單次掃描： 只在第一個(gè)觸發(fā)脈沖到來時(shí)啟動(dòng)掃描一次，主要用于觀測(cè)非周期信號(hào)。 t t t t 0 0 0 0 波形太小 水平基線太亮，波形太暗 波形合適 連續(xù)掃描 連續(xù)掃描 觸發(fā)掃描 連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描的比較： 示波器中觸發(fā)方式的設(shè)置： （ 1）“常態(tài)（ NORM）方式”： 相