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像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。
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(這是傳統(tǒng)的模擬示波器的工作原理)。
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。
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。
1、為了保證設(shè)備正常使用,請務(wù)必在產(chǎn)品說明書規(guī)定環(huán)境范圍內(nèi)使用;
2、當(dāng)探頭或測試導(dǎo)線與電源線相連接時,請勿隨意插拔;
3、盡量減少搬動,且要小心輕放:
液晶屏是示波器容易損壞的部件,由于其結(jié)構(gòu)特殊,在使用中要避免受硬物敲擊和劇烈的震動,不宜帶電移動,也不能剛斷電就立即搬動。
如果一定要搬動,切記先切斷電源后稍等片刻再搬動;
4、避免陽光直射顯示屏:
陽光曝曬,不僅影響觀察,而且還會使液晶屏老化,發(fā)光率下降,壽命縮短,平時放置時用深色布罩套??;
5、盡量減少開關(guān)次數(shù):
儀器每一次開機,會受到一次瞬間大電流沖擊,另外,由于電路上使用了一些感性與容性元器件,開機瞬間產(chǎn)生過壓、過流現(xiàn)象,容易損壞元器件,有些故障往往就是開關(guān)機瞬間出現(xiàn)的;
6、注意發(fā)現(xiàn)機器有故障時應(yīng)立即關(guān)機:如在使用過程中出現(xiàn)冒煙、有焦味或光柵異常都應(yīng)該立即關(guān)機,請人員檢修以免造成更大損失;
7、定期擦拭儀器外壁;
要注意防止潮濕侵蝕:潮濕不僅會降低高壓部件絕緣性能,引起打火、散熱等不良現(xiàn)象,而且金屬印刷銅箔和元器件引腳容易受到腐蝕和損壞。
在潮濕的霉雨天,即使不使用儀器,也要定期通電打開1~2小時,利用本機熱量驅(qū)散潮氣,在我國潮濕的南方使用中更要注意把儀器定期為每月一次,雨季時半月一次;
8、使用過程中要注意散熱:
在良好的通風(fēng)散熱條件下,正常連續(xù)使用10~12小時是完全可以的,但機器內(nèi)部的元器件和整件所承受的溫度有一定的限制;
故在機器使用時,不能讓散熱孔受阻,也不能用塑料罩等罩著放置于木箱中或放置在軟墊褥上面以及離墻壁太近。
注意在冬天使用時,儀器不要靠近火爐和暖氣,建議機器在連續(xù)使用3~4小時后關(guān)閉電源冷卻30分鐘左右;
9、定期對機子進行自校準(zhǔn)通過校準(zhǔn)可以及時發(fā)現(xiàn)存在的問題,并且可以有效降低因環(huán)境產(chǎn)生的測量誤差。
示波器是電子測量領(lǐng)域必不可少的設(shè)備之一,其使用日益廣泛,已經(jīng)成為日常工作生產(chǎn)中的利器。那么如何維護您的示波器,使其擁有更長的壽命,長久保持良好的性能狀態(tài)呢?
一)使用前的檢測
示波器的電源線有無破損;
電源線的插頭和電源插線板內(nèi)的接線必須緊固、可靠、避免使用中發(fā)生觸電或短路事故;
仔細閱讀使用說明,測試前的設(shè)置,注意探頭和阻抗的匹配,接入探頭的電壓不能超過示波器最大允許輸入電壓。
二)檢查接地
接地不僅可以保證操作人員的安全,使儀器在安全范圍內(nèi)正常工作,還可以保證測試波形的穩(wěn)定可靠性,降低外界的干擾。
三)防靜電
使用操作儀器時,必須佩帶防靜電手環(huán),遵循防靜電流程。
四)日常維護(以TDS3014B為例)
信號路徑補償。
?。尚拚蓽囟茸兓蜷L期漂移引起的直流誤差,平均每三周需要補償一次,應(yīng)該在示波器預(yù)熱后使用)
當(dāng)示波器關(guān)機后,不能馬上開機,需要過十幾秒。測試結(jié)束后探頭要妥善存放,通道需要蓋帽,避免灰塵進去。
儀器使用時要注意通風(fēng)散熱,避免環(huán)境過于潮濕,保持潔凈少塵,并定期給儀器除塵。
五)故障判斷
在使用過程中發(fā)現(xiàn)示波器出現(xiàn)問題時,可以進行以下幾個方面檢測輔助判斷儀器是否真的故障,因為外部干擾或連接等問題都可以引起故障:
1. 驗證方波是否正常
2. 檢查輸入阻抗:分別測量50歐和1M歐
3. 自檢:
通過 UTILITY”,選“輔助功能頁面”,找到自檢診斷。
示波器的主要部分有示波管、帶衰減器的Y軸放大器、帶衰減器的X軸放大器、掃描發(fā)生器(鋸齒波發(fā)生器)、觸發(fā)同步和電源等,其結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示。為了適應(yīng)各種測量的要求,示波器的電路組成是多樣而復(fù)雜的,這里僅就主要部分加以介紹:
一、示波管
如上圖所示,示波管主要包括電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分,全都密封在玻璃外殼內(nèi),里面抽成高真空。下面分別說明各部分的作用。
1、熒光屏:它是示波器的顯示部分,當(dāng)加速聚焦后的電子打到熒光上時,屏上所涂的熒光物質(zhì)就會發(fā)光,從而顯示出電子束的位置。當(dāng)電子停止作用后,熒光劑的發(fā)光需經(jīng)一定時間才會停止,稱為余輝效應(yīng)。
2、電子槍:由燈絲H、陰極K、控制柵極G、第一陽極A1、第二陽極A2五部分組成。燈絲通電后加熱陰極。陰極是一個表面涂有氧化物的金屬筒,被加熱后發(fā)射電子。控制柵極是一個頂端有小孔的圓筒,套在陰極外面。它的電位比陰極低,對陰極發(fā)射出來的電子起控制作用,只有初速度較大的電子才能穿過柵極頂端的小孔然后在陽極加速下奔向熒光屏。示波器面板上的“亮度”調(diào)整就是通過調(diào)節(jié)電位以控制射向熒光屏的電子流密度,從而改變了屏上的光斑亮度。陽極電位比陰極電位高很多,電子被它們之間的電場加速形成射線。當(dāng)控制柵極、第一陽極、第二陽極之間的電位調(diào)節(jié)合適時,電子槍內(nèi)的電場對電子射線有聚焦作用,所以第一陽極也稱聚焦陽極。第二陽極電位更高,又稱加速陽極。面板上的“聚焦”調(diào)節(jié),就是調(diào)第一陽極電位,使熒光屏上的光斑成為明亮、清晰的小圓點。有的示波器還有“輔助聚焦”,實際是調(diào)節(jié)第二陽極電位。
3、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng):它由兩對相互垂直的偏轉(zhuǎn)板組成,一對垂直偏轉(zhuǎn)板Y,一對水平偏轉(zhuǎn)板X。在偏轉(zhuǎn)板上加以適當(dāng)電壓,電子束通過時,其運動方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而使電子束在熒光屏上的光斑位置也發(fā)生改變。
容易證明,光點在熒光屏上偏移的距離與偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓成正比,因而可將電壓的測量轉(zhuǎn)化為屏上光點偏移距離的測量,這就是示波器測量電壓的原理。
二、信號放大器和衰減器
示波管本身相當(dāng)于一個多量程電壓表,這一作用是靠信號放大器和衰減器實現(xiàn)的。由于示波管本身的X及Y軸偏轉(zhuǎn)板的靈敏度不高(約0.1—1mm/V),當(dāng)加在偏轉(zhuǎn)板的信號過小時,要預(yù)先將小的信號電壓加以放大后再加到偏轉(zhuǎn)板上。為此設(shè)置X軸及Y軸電壓放大器。衰減器的作用是使過大的輸入信號電壓變小以適應(yīng)放大器的要求,否則放大器不能正常工作,使輸入信號發(fā)生畸變,甚至使儀器受損。對一般示波器來說,X軸和Y軸都設(shè)置有衰減器,以滿足各種測量的需要。
三、掃描系統(tǒng)
掃描系統(tǒng)也稱時基電路,用來產(chǎn)生一個隨時間作線性變化的掃描電壓,這種掃描電壓隨時間變化的關(guān)系如同鋸齒,故稱鋸齒波電壓,這個電壓經(jīng)X軸放大器放大后加到示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上,使電子束產(chǎn)生水平掃描。這樣,屏上的水平坐標(biāo)變成時間坐標(biāo),Y軸輸入的被測信號波形就可以在時間軸上展開。掃描系統(tǒng)是示波器顯示被測電壓波形必需的重要組成部分。