【導(dǎo)讀】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。的圖象，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上，就可產(chǎn)生細小的光點。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。頻率、相位差、調(diào)幅度等等。顯示電路包括示波管及其控制電路兩個部分。示波管是一種特殊的電子管，是示波器一。由圖可見，示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系。統(tǒng)和熒光屏3個部分組成。為了提高屏上光點亮度，又不降低對電子束偏轉(zhuǎn)的靈敏度，現(xiàn)代示波管中，在偏。穿過控制極小孔的電子束，在第一陽極和第二陽極高電位的作用下，得到加速，向。由于電荷的同性相斥，電子束會逐漸散開。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動。此時光點的亮度決定于電子束的數(shù)目、密度及其速度。被觀察信號頻率相關(guān)的同步信號，以牽制鋸齒波的振蕩頻率。相關(guān)的觸發(fā)信號，使掃描過程與被測信號密切配合。

　　

【正文】 號），或斷續(xù)檔（適用于觀察頻率不太高的信號），此時 Y 軸的觸發(fā)源選擇“內(nèi)觸發(fā) 拉 YB”開關(guān)置“拉 YB”檔。 （四）使用不當(dāng)造成的異?，F(xiàn)象 示波器在使用過程中，往往由于操作者對于示波原理不甚理解和對示波器面板控制裝置的作用不熟悉，會出現(xiàn)由于調(diào)節(jié)不當(dāng)而造成異?，F(xiàn)象?，F(xiàn)把示波器使用過程中，常見的由于使用不當(dāng)而造成的異常現(xiàn)象及其原因羅列于表 51中，供示波器使用者參考。 三、示波器的測試應(yīng)用 （一）電壓的測量 利用示波器所做的任何測量，都是歸結(jié)為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度，既可以測量直流電壓和正弦電壓，又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個脈沖電壓波形各部分的電壓幅值，如上沖量或頂部下降量等。這是其他任何電壓測量儀器都不能比擬的。 1．直接測量法 所謂直接測量法，就是直接從屏幕上量出被測電壓波形的高度，然后換算成電壓值。定量測試電壓時，一般把 Y軸靈敏度開關(guān)的微調(diào)旋鈕轉(zhuǎn)至“校準(zhǔn)”位置上，這樣，就可以從“ V/div”的指示值和被測信號占取的 縱軸坐標(biāo)值直接計算被測電壓值。所以，直接測量法又稱為標(biāo)尺法。 （ 1）交流電壓的測量 將 Y軸輸入耦合開關(guān)置于“ AC”位置，顯示出輸入波形的交流成分。 如交流信號的頻率很低時，則應(yīng)將 Y軸輸入耦合開關(guān)置于“ DC”位置。 將被測波形移至示波管屏幕的中心位置，用“ V/div”開關(guān)將被測波形控制在屏幕有效工作面積的范圍內(nèi)，按坐標(biāo)刻度片的分度讀取整個波形所占 Y軸方向的度數(shù) H，則被測電壓的峰 峰值 VPP可等于“ V/div”開關(guān)指示值與 H的乘積。如果使用探頭測量時，應(yīng)把探頭的衰減量計算在 內(nèi)，即把上述計算數(shù)值乘 10。 例如示波器的 Y軸靈敏度開關(guān)“ V/div”位于 ，被測波形占 Y軸的坐標(biāo)幅度 H為5div，則此信號電壓的峰 峰值為 1V。如是經(jīng)探頭測量，仍指示上述數(shù)值，則被測信號電壓的峰 峰值就為 10V。 （ 2）直流電壓的測量 將 Y軸輸入耦合開關(guān)置于“地”位置，觸發(fā)方式開關(guān)置“自動”位置，使屏幕顯示一水平掃描線，此掃描線便為零電平線。 將 Y 軸輸入耦合開關(guān)置“ DC”位置，加入被測電壓，此時，掃描線在 Y 軸方向產(chǎn)生跳變位移 H，被測電壓即為“ V/div”開關(guān)指示值與 H的乘積。 直接測量法簡單易行，但誤差較大。產(chǎn)生誤差的因素有讀數(shù)誤差、視差和示波器的系統(tǒng)誤差（衰減器、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、示波管邊緣效應(yīng)）等。 2．比較測量法 比較測量法就是用一已知的標(biāo)準(zhǔn)電壓波形與被測電壓波形進行比較求得被測電壓值。 將被測電壓 Vx輸入示波器的 Y軸通道，調(diào)節(jié) Y軸靈敏度選擇開關(guān)“ V/div”及其微調(diào)旋鈕，使熒光屏顯示出便于測量的高度 Hx并做好記錄，且“ V/div”開關(guān)及微調(diào)旋鈕位置保持不變。去掉被測電壓，把一個已知的可調(diào)標(biāo)準(zhǔn)電壓Ｖ s輸入Ｙ 軸，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電壓的輸出幅度，使它顯示與被測電壓相同的幅度。此時，標(biāo)準(zhǔn)電壓的輸出幅度等于被測電壓的幅度。比較法測量電壓可避免垂直系統(tǒng)引起和誤差，因而提高了測量精度。 （二）時間的測量 示波器時基能產(chǎn)生與時間呈線性關(guān)系的掃描線，因而可以用熒光屏的水平刻度來測量波形的時間參數(shù)，如周期性信號的重復(fù)周期、脈沖信號的寬度、時間間隔、上升時間（前沿）和下降時間（后沿）、兩個信號的時間差等等。 將示波器的掃速開關(guān)“ t/div”的“微調(diào)”裝置轉(zhuǎn)至校準(zhǔn)位置時，顯示的波形在水平方向刻度所代表的 時間可按“ t/div”開關(guān)的指示值直讀計算，從而較準(zhǔn)確地求出被測信號的時間參數(shù)。 （三）相位的測量 利用示波器測量兩個正弦電壓之間的相位差具有實用意義，用計數(shù)器可以測量頻率和時間，但不能直接測量正弦電壓之間的相位關(guān)系。利用示波器測量相位的方法很多，下面，僅介紹幾種常用的簡單方法。 1．雙蹤法 雙蹤法是用雙蹤示波器在熒光屏上直接比較兩個被測電壓的波形來測量其相位關(guān)系。測量時，將相位超前的信號接入 YB 通道，另一個信號接入 YA 通道。選用 YB觸發(fā)。 調(diào)節(jié)“ t/div”開關(guān)，使被測波形的一個周期在水平標(biāo)尺上準(zhǔn)確地占滿 8div，這樣，一個周期的相角 360176。被 8等分，每 1div相當(dāng)于 45176。讀出超前波與滯后波在水平軸的差距 T，按下式計算相位差φ： φ =45176。 /div T（ div） 如 T==，則φ =45176。 /div =176。 2．李沙育圖形法測相位 將示波器的 X軸選擇置于 X軸輸入位置，將信號 u1接入示波器的 Y軸輸入端，信號 u2接入示波器的 X軸輸入端。適當(dāng)調(diào)節(jié)示波器面板上相關(guān)旋鈕，使熒光屏上顯現(xiàn)一個大小適宜的橢圓（在特殊情況下，可能是一個正圓或一根斜線）。 形成橢圓的原理如圖 513所示。 由圖可見，設(shè) Y軸偏轉(zhuǎn)板上的信號 u1導(dǎo)前于 X軸偏轉(zhuǎn)板上的信號 u21/8周期，設(shè) u2的初相為零，即φ 2=0，因此當(dāng) u2為零時， u1為一個較大的值。如圖中的“ 0”點。此時，熒光屏上的光點也相應(yīng)地位于“ 0”點。隨著時間的變化， u1 上升， u2 也上升，則熒光屏上的光點向右上方移動。當(dāng)經(jīng) 1/8周期后， u u2分別到達“ 1”點，此時 u1到達最大值， u2為一個較大的值，熒光屏上的光點位于相應(yīng)的“ 1”。如此繼續(xù)下去， 熒光屏上的光點將描出一個順時針旋轉(zhuǎn)的橢圓。如果 u1 滯后于 u2 則形成一個逆時針旋轉(zhuǎn)的橢圓。當(dāng)然，這只有在信號頻率很低時（如幾赫茲），且在短余輝的熒光屏上便會清楚地看到熒光屏上的光點順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。由上述可見橢圓的形狀是隨兩個正弦信號電壓 u u2相位差的不同而不同。因此可以根據(jù)橢圓的形狀確定兩個正弦信號之間的相位差Δφ。在圖 513 中設(shè) A是橢圓與 Y軸交點的縱坐標(biāo)， B是橢圓上各點坐標(biāo)的最大值。由圖可見， A是對應(yīng)于 t=0時 u1的瞬時電壓，即 A=Um1sinφ1 B是對應(yīng)于 u1的 幅值，即 B=Um1 于是 A/B=（ Um1sinφ 1） /Um1=sinφ 1 且由于假設(shè)φ 2=0，所以 Δφ=φ1φ2=φ1 由此可得 Δφ =φ 1=arcsin（ A/B） 同理，相位差Δφ也可用式 Δφ =φ 1=arcsin（ C/D） 來表示。在實際測試中為讀數(shù)方便，常讀取 2A， 2B（或 2C， 2D），按式 Δφ =arcsin（ 2A/2B）或Δφ =arcsin（ 2C/2D） 來計算 相位差。 圖 514 所示的各種圖形分別表示正弦信號電壓在不同相位差時的情況。不難看出，如果橢圓的主軸在第 1和第 3象限內(nèi)，則相位差在 0176?！?90176?；?270176?！?360176。之間；如果主軸在第 2和第 4象限內(nèi)，相位差在 90176。～ 180176?；?180176?！?270176。之間。 圖 514不同相位差時的圖形 （四）頻率的測量 用示波器測量信號頻率的方法很多，下面介紹常用的兩種基本方法。 1．周期法 對于任何周期信號，可用前述的時間間隔的測量方法，先測定其每個周期的時間 T，再用下 式求出頻率 f： f=1/T 例如示波器上顯示的被測波形，一周期為 8div，“ t/div”開關(guān)置“ 1μ s”位置，其“微調(diào)”置“校準(zhǔn)”位置。則其周期和頻率計算如下： T=1us/div8div=8us f=1/8us=125kHz 所以，被測波形的頻率為 125kHz。 2．李沙育圖形法測頻率 將示波器置 XY工作方式，被測信號輸入 Y軸，標(biāo)準(zhǔn)頻率信號輸入“ X外接”，慢慢改變標(biāo)準(zhǔn)頻率，使這兩個信號頻率成整數(shù)倍時，例如 fx: fy=1:2，則在熒光屏上會形成穩(wěn)定的李沙育圖形。 李沙育圖形的形狀不但與兩個偏轉(zhuǎn)電壓的相位有關(guān)，而且與兩個偏轉(zhuǎn)電壓的頻率也有關(guān)。用描跡法可以畫出 ux 與 uy的各種頻率比、不同相位差時的李沙育圖形，幾種不同頻率比的李沙育圖形如圖 515所示。 利用李沙育圖形與頻率的關(guān)系，可進行準(zhǔn)確的頻率比較來測定被測信號的頻率。其方法是分別通過李沙育圖形引水平線和垂直線，所引的水平線垂直線不要通過圖形的交叉點或與其相切。若水平線與圖形的交點數(shù)為 m，垂直線與圖形的交點數(shù) n，則 fy/fx=m/n 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)頻率 fx（或 fy）為已知時，由上式可以求出被測信號頻率 fy（或 fx）。顯然，在實際測試工作中，用李沙育圖形進行頻率測試時，為了使測試簡便正確，在條件許可的情況下，通常盡可能調(diào)節(jié)已知頻率信號的頻率，使熒光屏上顯示的圖形為圓或橢圓。這時被測信號頻率等于已知信號頻率。 圖 516常用頻率比的李沙育圖形 由于加到示波器上的兩個電壓相位不同，熒光屏上圖形會有不同的形狀，但這對確定未知頻率并無影響。 李沙育圖形法測量頻率是相當(dāng)準(zhǔn)確的，但操作較費時。同時，它只適用于測量 頻率較低的信號。