【正文】 偏轉(zhuǎn)板內(nèi)電場(chǎng) E 偏轉(zhuǎn)角 ? 偏轉(zhuǎn)中心玻屏間距 L 偏轉(zhuǎn)距離 y + + + ? ? ? E e ? y L l d Uy t0 t0+? y1 2221AeUmv ?勢(shì)能 動(dòng)能 電子束 Z方向能量守恒 高靈敏度示波管的結(jié)構(gòu)原理 X Z Y + ? e v 電子測(cè)量原理 第 17頁 偏轉(zhuǎn)板電壓 Uy 偏轉(zhuǎn)板間距 d 電子電量 e 偏轉(zhuǎn)板長(zhǎng)度 l 偏轉(zhuǎn)板內(nèi)電場(chǎng) E 偏轉(zhuǎn)角 ? 偏轉(zhuǎn)中心玻屏間距 L 偏轉(zhuǎn)距離 y Y軸偏轉(zhuǎn)靈敏度 Sy ?第二定律 f=ma ?? 21 21 ?ay? 222mveEl? 則 21mve E ldldytgLy ???? ?22 22AyAydUlUmeUmldUe????meEmfa ???? ? 2221AeUmv ?? meUv A 22 2??vl ?? vl??? 數(shù)值越小靈敏度越高 定義： 表示偏轉(zhuǎn) 1cm所需偏轉(zhuǎn)板電壓（ V/cm） yUS yy =+ + + ? ? ? E e ? y L l d Uy t0 t0+? y1 f )/(2== 2 cmVLldUyUS Ayy電子測(cè)量原理 第 18頁 )/(2 2 cmVLldUyUS Ayy ???普通示波器 ：Sy=40 ~10V/cm 高靈敏示波器 ： Sy=2V/cm Sx=60 ~20V/cm + + + ? ? ? E e ? y L l d Uy t0 t0+? y1 實(shí)用的偏轉(zhuǎn)板結(jié)構(gòu)有：斜式、折式、 指數(shù)式 （板書） ?高頻信號(hào)亮度低 (電子停留時(shí)間短 )，若提高 UA2增加亮度，則 S會(huì)下降，通常采用 偏轉(zhuǎn)后加速增加動(dòng)能 。 熒光涂鋁 （ ~1?m）優(yōu)點(diǎn) ?有反光使亮度提高 ?有利于散熱 ?外接后加速電壓，可以吸收二次電子。 人眼綠光敏感 (視敏曲線峰值 )，藍(lán)光對(duì)膠片敏感 (攝影 ) 余輝 ： 當(dāng)電子束停止轟擊熒光屏?xí)r，光點(diǎn)仍能保持一定的時(shí)間，這種現(xiàn)象稱為 “ 余輝效應(yīng) ” 。 熒光質(zhì) ：硅酸鹽（ ZnSiO4:Mn），綠光，中余輝。 FKG1G2 A1 A2Y 偏轉(zhuǎn)板X 偏轉(zhuǎn)板輝度聚焦輔助聚焦+EE熒光屏電子槍偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏特點(diǎn) ：為了示波器有較高的 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) : 測(cè)量靈敏度，Y偏轉(zhuǎn)板置于靠近電子槍的部位，而 X偏轉(zhuǎn)板在 Y的右邊。 KG1G2A1A2（ 1）電子槍 作業(yè) (a) 電子測(cè)量原理 第 14頁 （ 2）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)及電子束偏轉(zhuǎn)規(guī)律 結(jié)構(gòu) ：示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由兩對(duì)相互垂直的平行金屬板組成，分別稱為垂直偏轉(zhuǎn)板和水平偏轉(zhuǎn)板 。 V2 V1 等電位線 電力線 ⑥ VA1?A1 端面電場(chǎng) ?曲率半徑 ? 會(huì)聚點(diǎn) ?熒光屏上形成 光點(diǎn) 。 ④ 左孔 對(duì)入射電子呈 凸鏡 (等位面 )，有 電子會(huì)聚 作用； 右孔 對(duì)入射電子呈 凹鏡 (等位面 )，有 電子發(fā)散 作用。 ① 電力線和等電位線正交垂直， 電子沿電力線反方向 (等位線垂直 )受力運(yùn)動(dòng) 。 VG1高 ?電子多（“輝度”右調(diào)）， 反之 電子減少變暗 。 調(diào) “ 聚焦 ” 旋鈕時(shí)不影響輝度 (即不改變電子的數(shù)量 )。 組成 ：電子槍 ，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) ，熒光屏（圖 ） 分類 ：?jiǎn)问?、多束；電偏、磁偏；長(zhǎng)、中、短余輝 X Z Y 模擬示波器 圖 作業(yè) 電子測(cè)量原理 第 11頁 FKG1G2 A1 A2Y 偏轉(zhuǎn)板X 偏轉(zhuǎn)板輝度聚焦輔助聚焦+EE熒光屏電子槍偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏聚焦結(jié)構(gòu) ：有三個(gè)同軸中孔圓筒 G A A2，其長(zhǎng)短、孔徑和電位不一樣（ VA1VG2=VA2）。 模擬示波器的基本組成 圖 電子測(cè)量原理 第 10頁 示波器顯示波形的原理 普通示波管（ CRT）的結(jié)構(gòu)原理 FKG1G2 A1 A2Y 偏轉(zhuǎn)板X 偏轉(zhuǎn)板輝度聚焦輔助聚焦+EE熒光屏電子槍偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)熒光屏（ 1）電子槍 ? 發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。 模擬示波器的基本組成 圖 電子測(cè)量原理 第 9頁 Y 輸入電路Y 前置放大器觸發(fā)電路延遲線Y 后置放大器水平放大器掃描發(fā)生器Y 輸入外觸發(fā)內(nèi)外至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器低壓電源 高壓電源電源至各電路正高壓負(fù)高壓X 輸入校準(zhǔn)信號(hào)輸出供電 ：將 220V市電變換成高壓和低壓直流電源。 模擬示波器的基本組成 圖 電子測(cè)量原理 第 8頁 Y 輸入電路Y 前置放大器觸發(fā)電路延遲線Y 后置放大器水平放大器掃描發(fā)生器Y 輸入外觸發(fā)內(nèi)外至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器低壓電源 高壓電源電源至各電路正高壓負(fù)高壓X 輸入校準(zhǔn)信號(hào)輸出水平信道 ：簡(jiǎn)稱 X軸 （有兩路） 由觸發(fā)時(shí)基電路、鋸齒波發(fā)生器、水平放大器等組成，其 作用 使電子束 左右偏轉(zhuǎn) 。類似電視機(jī)的顯象管（采用 外部磁偏轉(zhuǎn) 方式），在某些特殊場(chǎng)合可互代（如在教學(xué)中用顯象管看大波形）。 ② 本身具有的它類都有，如： X、 Y、Z放大器，高、中、低壓電源等。具有記憶、存貯被觀察信號(hào)功能，又稱為數(shù)字存貯示波器。 專用示波器 ：電視示波器（矢量）、邏輯分析儀（四蹤以上）、 晶體管特性圖示儀 等。 五十年代末 ~七十年代初十余年，示波器發(fā)展到第二階段，其特點(diǎn)： 除示波管外電路固態(tài)化、精度提高、功能完善。 示波器發(fā)展歷程 1922年制造出第一臺(tái)陰極射線管 1928年制造出第一臺(tái)實(shí)用的陰極射線管 1931年制造出第一臺(tái)示波器（美國(guó)）。如： 溫度、振動(dòng)、壓力、密度以及聲、光、熱、磁效應(yīng)等。如： 晶體管特性圖示儀，阻抗、頻率、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀等。如： 阻尼振蕩，脈沖的上沖、下沖、上升、下降，重合等。理由是： ① 基本電信號(hào) ? V、 I、 P等都表現(xiàn)為幅度的大??； ② 基本電參數(shù) ? T、 f、 ?以及調(diào)制特性、失真情況等都是時(shí)變規(guī)律。電子測(cè)量原理 第 1頁 第 6章 時(shí)域測(cè)量 示波器分類 模擬示波器 基本構(gòu)成 示波器顯示原理 （重點(diǎn)、難點(diǎn)） 垂直系統(tǒng) （重點(diǎn)、難點(diǎn)） 水平系統(tǒng) 數(shù)字存儲(chǔ)示波器 數(shù)字示波器的測(cè)試功能 示波器功能擴(kuò)展舉例 （重點(diǎn)） 示波器的應(yīng)用 （重點(diǎn)） 電子測(cè)量原理 第 2頁 概述 示波器 ? 復(fù)現(xiàn)電信號(hào)時(shí)變規(guī)律，是用途廣泛的綜合性儀器 。 示波器可代替一大堆儀表 。 示波器是唯一可選儀器（對(duì)某些參數(shù)） 。 配合有關(guān)電路組成測(cè)試系統(tǒng) 。 第 6章 時(shí)域測(cè)量 電子測(cè)量原理 第 3頁 結(jié)合有關(guān)傳感器進(jìn)行非電測(cè)量 。 示波器應(yīng)用可謂廣泛、綜合 。其特點(diǎn)： 誤差 10% 、頻帶 10MHz、單蹤、定性、全電子管。 概述 電子測(cè)量原理 第 4頁 第 6章 時(shí)域測(cè)量 示波器分類 按功能分最合理 通用示波器 （單束單蹤、雙蹤） : 多束示波器 ：類似顯象管有 R、 G、 B三束，可同時(shí)測(cè)幾個(gè)信號(hào)（不同于 多蹤 ? 單束加電子開關(guān) ） 存儲(chǔ)示波器 ：示波管特制，能測(cè)瞬時(shí)、非周期性信號(hào)。 簡(jiǎn)易：帶寬 100 ~500KHz 低頻：帶寬 1MHz 普通：帶寬 5 ~60MHz(最常用 ) 寬帶：帶寬 60 ~1000MHz ???取樣示波器 ：能測(cè) 1000MHz以上的信號(hào)（通過取樣將高頻轉(zhuǎn)換成低頻） 數(shù)字示波器 ： 將輸入信號(hào)數(shù)字化（時(shí)域取樣和幅度量化）后，經(jīng)由 D/A轉(zhuǎn)換器再重建波形。 電子測(cè)量原理 第 5頁 重點(diǎn)講通用型普通示波器（模擬型） ，其原因： ①常用、常見。 模擬示波器 Y 輸入電路Y 前置放大器觸發(fā)電路延遲線Y 后置放大器水平放大器掃描發(fā)生器Y 輸入外觸發(fā)內(nèi)外至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器低壓電源 高壓電源電源至各電路正高壓負(fù)高壓X 輸入校準(zhǔn)信號(hào)輸出 模擬示波器的基本組成 約有 5個(gè)獨(dú)立部分 第 6章 時(shí)域測(cè)量 圖 作業(yè) 電子測(cè)量原理 第 6頁 Y 輸入電路Y 前置放大器觸發(fā)電路延遲線Y 后置放大器水平放大器掃描發(fā)生器Y 輸入外觸發(fā)內(nèi)外至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器低壓電源 高壓電源電源至各電路正高壓負(fù)高壓X 輸入校準(zhǔn)信號(hào)輸出示波管 ：采用 內(nèi)部電偏轉(zhuǎn) 方式，分水平（ X方向 ）偏轉(zhuǎn)和垂直（ Y方向 ）偏轉(zhuǎn)，目的是使電子束位移成形。 模擬示波器的基本組成 圖 電子測(cè)量原理 第 7頁 Y 輸入電路Y 前置放大器觸發(fā)電路延遲線Y 后置放大器水平放大器掃描發(fā)生器Y 輸入外觸發(fā)內(nèi)外至X偏轉(zhuǎn)板至Y偏轉(zhuǎn)板校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器低壓電源 高壓電源電源至各電路正高壓負(fù)高壓X 輸入校準(zhǔn)信號(hào)輸出垂直信道 ：簡(jiǎn)稱 Y軸 由輸入電路、 Y軸放大器、延遲線等組成，其 作用 是傳輸、處理被測(cè)信號(hào)使電子束 上下偏轉(zhuǎn) 。 Z軸放大 ：教材框圖中有，它是一個(gè)放大器，受控點(diǎn)是示波管的陰極，有兩個(gè)作用： ① 通過調(diào)整 Z軸放大器的增益 改變輝度 （亮度）； ② 消除回掃 。其中高壓送示波管，作用是使電子束加速產(chǎn)生動(dòng)能激發(fā)熒光粉發(fā)光。 由燈絲 F、陰極 K、控制柵極 G加速柵極 G聚焦陽極 A加速陽極 A2組成。 調(diào)節(jié) A1的電位器稱為“聚焦”旋鈕 (面板 )，通過對(duì)它進(jìn)行調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié) G2與 A1和 A1與 A2之間的電位；調(diào)節(jié) A2電位的旋鈕稱為“輔助聚焦” (機(jī)內(nèi) )。 X Z Y 發(fā)射 ： F加熱 800?C?K發(fā)射 電子 (數(shù)量由 VG1控制 )。 圖 電子測(cè)量原理 第 12頁 聚焦的原理 （各類示波器的共性） ② ?圓筒面積有限、有中孔、孔徑不一， ? 筒間電位差形成 非均勻電場(chǎng) 。 ③ 電子在 非勻電場(chǎng) 中將 改變運(yùn)動(dòng)方向 。 ⑤ ?左孔小 ?曲率半徑小 ?會(huì)聚強(qiáng) ； 右孔大 ?曲率半徑大 ?發(fā)散弱 ； ?會(huì)聚占主導(dǎo) ，使得電子束 變細(xì) 。 V2 V1