【正文】 ～ 2Hz，在熒光屏上便會看見光點自左邊起始位置零點向右邊 8 點處勻速地移動，隨后光點又從右邊 8點處極其迅速地移動到左邊起始位置零點。 在 t=8這個瞬間，鋸齒波電壓由最大正值 V8躍變到最大負值 Vo，則熒光屏上光點從 8點極其迅速地向左移到起始位置零點。如果在水平偏轉(zhuǎn)板上加一個 正弦交流電壓，則會產(chǎn)生相類似的情況，只是光點在水平軸上移動罷了。如果加在垂直偏轉(zhuǎn)板上的交流電壓頻率在 10Hz～ 20Hz以上，則由于熒光屏的余輝現(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象，在熒光屏上看到的就不是一個上下移動的點，而是一根垂直的亮線了。如果此時加在垂直偏轉(zhuǎn)板上的正弦交流電壓之頻率很低，僅為 lHz～ 2Hz，那么，在熒光屏上便會看見一個上下移動著的光點。參見圖 54可知，當垂直偏轉(zhuǎn)板上加一個正弦交流電壓時，在時間 t=0的瞬間，電壓為Vo（零值），熒光屏上的光點位置在坐標原點 0上，在時間 t=1的瞬間，電壓為 V1（正值），熒光屏上光點在坐標原點 0點上方的 1上，位移的大小正比于電壓 V1；在時間 t=2的瞬間，電壓為 V2（最大正值），熒光屏上的光點在坐標原點 0點上方的 2點上，位移的距離正比于電壓 V2；以此類推，在時間 t=3， t=4，?， t=8的各個瞬間，熒光屏上光點位置分別為 3，4，?， 8 點。如果分別將兩個直流電壓同時加到垂直和水平兩對偏轉(zhuǎn)板上，則熒光屏上的光點位置就由兩個方向的位移所共同決定。為了適應(yīng)各種需要，同步（或觸發(fā)）信號可通過同步或觸發(fā)信號選擇開關(guān)來選擇，通常來源有 3個：①從垂直放大電路引來被測信號作為同步（或觸發(fā)）信號，此信號稱為“內(nèi)同步”（或“內(nèi)觸發(fā)”）信號；②引入某種相關(guān)的外加信號為同步（或觸發(fā)）信號，此信號稱為“外同步”（或“外 觸發(fā)”）信號，該信號加在外同步（或外觸發(fā)）輸入端；③有些示波器的同步信號選擇開關(guān)還有一檔“電源同步”，是由 220V， 50Hz電源電壓，通過變壓器次級降壓后作為同步信號。這樣，對于只能產(chǎn)生連續(xù)掃描（即產(chǎn)生周而復(fù)始、連續(xù)不斷的鋸齒波）一種狀態(tài)的簡易示波器（如國產(chǎn) SB10型等示波器）而言，需要在其掃描電路上輸入一個與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。 此外，為了使熒光屏上顯示的圖形保持穩(wěn)定，要求鋸齒波電壓信號的頻率和被測信號的頻率保持同步。 由示波器的原理功能方框圖可見，被測信號電壓加到示波器的 Y軸輸入端，經(jīng)垂直放大電路加于示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板。這樣，才能把加在垂直方向的被測信號按時間的變化波形展現(xiàn)在熒光屏上。該鋸齒波電壓的頻率能在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。 3．水平（ X軸）放大電路 由于示波管水平方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度也很低，所以接入示波管水平偏轉(zhuǎn)板的電壓（鋸齒波電壓或其它電壓）也要先經(jīng)過水平放大電路的放大以后，再加到示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上，以得到水平方向適當大小的圖形。 涂有不同熒光物質(zhì)的熒光屏，在受電子沖擊時將顯示出不同的顏色和不同的余輝時間，通常供觀察一般信號波形用的是發(fā)綠光的，屬中余輝示波管，供觀察非周期性及低頻信號用的是發(fā)橙黃色光的，屬長余輝示波管；供照相用的示波器中，一般都采用發(fā)藍色的短余輝示波管。改變控制極的電壓時，電子束中電子的數(shù)目將隨之改變，光點亮度也就改變。在示波器的熒光屏內(nèi)壁涂有一層發(fā)光物質(zhì)，因而，熒光屏上受到高速電子沖擊的地點就顯現(xiàn)出熒光。同理，在水平偏轉(zhuǎn)板上加有直流電壓時，也發(fā)生類似情況，只是光點在水平方向上偏轉(zhuǎn)。最后，電子降落在熒光屏上的 A 點，這個 A點距離熒光屏原點（ 0）有一段 距離，這段距離稱為偏轉(zhuǎn)量，用 y表示。如果兩塊偏轉(zhuǎn)板之間存在著恒定的電位差，則偏轉(zhuǎn)板間就形成一個電場，這個電場與電子的運動方向相垂直，于是電子就朝著電位比較高的偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)。 如圖 53所示。當電子在偏轉(zhuǎn)板之間運動時，如果偏轉(zhuǎn)板上沒有加電壓，偏轉(zhuǎn)板之間無電場，離開第二陽極后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子將沿軸向運動，射向屏幕的中心。 （ 2）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)大都是靜電偏轉(zhuǎn)式，它由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為水平偏轉(zhuǎn)板和垂直偏轉(zhuǎn)板。改變第一陽極和第二陽極之間的電位差，可起調(diào)節(jié)光點聚焦的作用，這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調(diào)節(jié)的原理。通過第一陽極、第二陽極之間電場的聚焦作用，使電子重新聚集起來并交匯于一點。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，向熒光屏方向作高速運動。 圖 52示波管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 第一陽極對陰極而言加有約幾百伏的正電壓。陰極被加熱后，可沿軸向發(fā)射電子；控制極相對陰極來說是負電位，改變電位可以改變通過控制極小孔的電子數(shù)目，也就是控制熒光屏上光點的亮度。它主要由燈絲 F、陰極 K、控制極 G、第一陽極 A第二陽極 A2組成。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。示波管是一種特殊的電子管，是示波器一個重要組成部分。普通示波器的原理功能方框圖如圖 51所示。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上，就可產(chǎn)生細小的光點。示波器的工作原理介紹 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。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。 一、示波器的工作原理 （一） 示波器的組成普通示波器有五個基本組成部分：顯示電路、垂直（ Y軸）放大電路、水平（ X軸）放大電路、掃描與同步電路、電源供給電路。 1．顯示電路 顯示電路包括示波管及其控制電路兩個部分。示波管的基本原理圖如圖 52所示。 （ 1）電子槍 電子槍用于產(chǎn)生并形成高速、聚束的電子流，去轟擊熒光屏使之發(fā)光。除燈絲外，其余電極的結(jié)構(gòu)都為金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同一軸線上。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，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏之間還加上一個后加速電極 A3。在第二陽極上加有一個比第一陽極更高的正電壓。由于電荷的同性相斥，電子束會逐漸散開。適當控制第一陽極和第二陽極之間電位差的大小，便能使焦點剛好落在熒光屏上，顯現(xiàn)一個光亮細小的圓點。第三陽極是示波管錐體內(nèi)部涂上一層石墨形成的，通常加有很高的電壓，它有三個作用：①使穿過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)以后的電子進一步加 速，使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏，以獲得足夠的亮度；②石墨層涂在整個錐體上，能起到屏蔽作用；③電子束轟擊熒光屏?xí)a(chǎn)生二次電子，處于高電位的 A3可吸收這些電子。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動。如果偏轉(zhuǎn)板上有電壓，偏轉(zhuǎn) 板之間則有電場，進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子會在偏轉(zhuǎn)電場的作用下射向熒光屏的指定位置。如果兩塊偏轉(zhuǎn)板互相平行，并且它們的電位差等于零，那么通過偏轉(zhuǎn)板空間的，具有速度υ的電子束就會沿著原方向（設(shè)為軸線方向）運動，并打在熒光屏的坐標原點上。這樣，在兩偏轉(zhuǎn)板之間的空間，電子就沿著拋物線在這一點上做切線運動。偏轉(zhuǎn)量 y與偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓 Vy 成正比。 （ 3）熒光屏 熒光屏位于示波管的終端，它的作用是將偏轉(zhuǎn)后的電子束顯示出來，以便觀察。此時光點的亮度決定于電子束的數(shù)目、密度及其速度。在使用示波器時，不宜讓很亮的光點固定出現(xiàn)在示波管熒光屏一個位置上，否則該點熒光物質(zhì)將因長期受電子沖擊而燒壞，從而失去發(fā)光能力。 2．垂直（ Y軸）放大電路 由于示波管的偏轉(zhuǎn)靈敏度甚低，例如常用的示波管 13SJ38J 型，其垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度為（約 12V 電壓產(chǎn)生 1cm 的 偏轉(zhuǎn)量），所以一般的被測信號電壓都要先經(jīng)過垂直放大電路的放大，再加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，以得到垂直方向的適當大小的圖形。 4．掃描與同步電路 掃描電路產(chǎn)生一個鋸齒波電壓。鋸齒波電壓的作用是使示波管陰極發(fā)出的 電子束在熒光屏上形成周期性的、與時間成正比的水平位移，即形成時間基線。 5．電源供給電路 電源供給電路供給垂直與水平放大電路、掃描與同步電路以及示波管與控制電路所需的負高壓、燈絲電壓等。示波管的水平偏轉(zhuǎn)電壓，雖然多數(shù)情況都采用鋸齒電壓（用于觀察波形時），但有時也采用其它的外加電壓（用于測量頻率、相位差等 時），因此在水平放大電路輸入端有一個水平信號選擇開關(guān)，以便按照需要選用示波器內(nèi)部的鋸齒波電壓，或選用外加在 X軸輸入端上的其它電壓來作為水平偏轉(zhuǎn)電壓。這樣，不僅要求鋸齒波電壓的頻率能連續(xù)調(diào)節(jié)，而且在產(chǎn)生鋸齒波的電路上還要輸入一個同步信號。對于具有等待掃描功能（即平時不產(chǎn)生鋸齒波，當被測信號來到時才產(chǎn)生一個鋸齒波，進行一次掃描）功能的示波器（如國產(chǎn) ST16型示波器、 SR8型雙蹤示波器等而言，需要在其掃描電路上輸入一個與被測信號相關(guān)的觸發(fā)信號，使掃描過程與被測信號密切配合。 （二）波形顯示的基本原理 由示波管的原理可知，一個直流電壓加到一對偏轉(zhuǎn)板上時，將使光點在熒光屏上產(chǎn)生一個固定位移，該位移的大小與所加直流電壓成正比。 圖 54交流電壓與光點位移 如果將一個正 弦交流電壓加到一對偏轉(zhuǎn)板上時，光點在熒光屏上將隨電壓的變化而移動。在交流電 壓的第二個周期、第三個周期??都將重復(fù)第一個周期的情況。這光點距離坐標原點的瞬時偏轉(zhuǎn)值將與加在垂直偏轉(zhuǎn)板上的電壓瞬時值成正比。該亮線的長短在示波器的垂直放大增益一定的情況下決定于正弦交流電壓峰一峰值的大小。 圖 55鋸齒波電壓與光點位移 如果將一隨時間線性變化的電壓（如