示波器是利用電子示波管的特性,將人眼無(wú)法直接觀測(cè)的交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像,顯示在熒光屏上以便測(cè)量的電子測(cè)量?jī)x器。它是觀察數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題、測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源組成。 1、示波管 陰極射線管(CRT)簡(jiǎn)稱(chēng)示波管,是示波器的核心。它將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。如圖所示,電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分密封在一個(gè)真空玻璃殼內(nèi),構(gòu)成了一個(gè)完整的示波管。
2、熒光屏 現(xiàn)在的示波管屏面通常是矩形平面,內(nèi)表面沉積一層磷光材料構(gòu)成熒光膜。在熒光膜上常又增加一層蒸發(fā)鋁膜。高速電子穿過(guò)鋁膜,撞擊熒光粉而發(fā)光形成亮點(diǎn)。鋁膜具有內(nèi)反射作用,有利于提高亮點(diǎn)的輝度。鋁膜還有散熱等其他作用。 當(dāng)電子停止轟擊后,亮點(diǎn)不能立即消失而要保留一段時(shí)間。亮點(diǎn)輝度下降到原始值的10%所經(jīng)過(guò)的時(shí)間叫做“余輝時(shí)間”。余輝時(shí)間短于10μs為極短余輝,10μs—1ms為短余輝,1ms—0.1s為中余輝,0.1s-1s為長(zhǎng)余輝,大于1s為極長(zhǎng)余輝。一般的示波器配備中余輝示波管,高頻示波器選用短余輝,低頻示波器選用長(zhǎng)余輝。 由于所用磷光材料不同,熒光屏上能發(fā)出不同顏色的光。一般示波器多采用發(fā)綠光的示波管,以保護(hù)人的眼睛。 3、電子槍及聚焦 電子槍由燈絲(F)、陰極(K)、柵極(G1)、前加速極(G2)(或稱(chēng)第二柵極)、第一陽(yáng)極(A1)和第二陽(yáng)極(A2)組成。它的作用是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。燈絲通電加熱陰極,陰極受熱發(fā)射電子。柵極是一個(gè)頂部有小孔的金屬園筒,套在陰極外面。由于柵極電位比陰極低,對(duì)陰極發(fā)射的電子起控制作用,一般只有運(yùn)動(dòng)初速度大的少量電子,在陽(yáng)極電壓的作用下能穿過(guò)柵極小孔,奔向熒光屏。初速度小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過(guò)低,則全部電子返回陰極,即管子截止。調(diào)節(jié)電路中的W1電位器,可以改變柵極電位,控制射向熒光屏的電子流密度,從而達(dá)到調(diào)節(jié)亮點(diǎn)的輝度。第一陽(yáng)極、第二陽(yáng)極和前加速極都是與陰極在同一條軸線上的三個(gè)金屬圓筒。前加速極G2與A2相連,所加電位比A1高。G2的正電位對(duì)陰極電子奔向熒光屏起加速作用。 電子束從陰極奔向熒光屏的過(guò)程中,經(jīng)過(guò)兩次聚焦過(guò)程。第一次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的第一電子透鏡。第二次聚焦發(fā)生在G2、A1、A2區(qū)域,調(diào)節(jié)第二陽(yáng)極A2的電位,能使電子束正好會(huì)聚于熒光屏上的一點(diǎn),這是第二次聚焦。A1上的電壓叫做聚焦電壓,A1又被叫做聚焦極。有時(shí)調(diào)節(jié)A1電壓仍不能滿(mǎn)足良好聚焦,需微調(diào)第二陽(yáng)極A2的電壓,A2又叫做輔助聚焦極。 4、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子射線方向,使熒光屏上的光點(diǎn)隨外加信號(hào)的變化描繪出被測(cè)信號(hào)的波形。中,Y1Y2和Xl、X2兩對(duì)互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。Y軸偏轉(zhuǎn)板在前,X軸偏轉(zhuǎn)板在后,因此Y軸靈敏度高(被測(cè)信號(hào)經(jīng)處理后加到Y(jié)軸)。兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板分別加上電壓,使兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板間各自形成電場(chǎng),分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉(zhuǎn)。 5、示波管的電源 為使示波管正常工作,對(duì)電源供給有一定要求。規(guī)定第二陽(yáng)極與偏轉(zhuǎn)板之間電位相近,偏轉(zhuǎn)板的平均電位為零或接近為零。陰極必須工作在負(fù)電位上。柵極G1相對(duì)陰極為負(fù)電位(—30V~—100V),而且可調(diào),以實(shí)現(xiàn)輝度調(diào)節(jié)。第一陽(yáng)極為正電位(約+100V~+600V),也應(yīng)可調(diào),用作聚焦調(diào)節(jié)。第二陽(yáng)極與前加速極相連,對(duì)陰極為正高壓(約+1000V),相對(duì)于地電位的可調(diào)范圍為±50V。由于示波管各電極電流很小,可以用公共高壓經(jīng)電阻分壓器供電。
在你使用示波器的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)一些故障,那么這些故障大家是否能夠及時(shí)解決呢?重要的就是要找到示波器出現(xiàn)的故障的原因: 1、垂直方向無(wú)展示 輸入耦合方式DC-接地-AC開(kāi)關(guān)誤置于接地位置; 輸入端的高、低電位端與被測(cè)電路的高、低電位端接反; 輸入信號(hào)較小,而V/div誤置于低靈敏度檔?! ?、波形不穩(wěn)定 穩(wěn)定度電位器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)過(guò)度,致使掃描電路處于自激掃描狀態(tài)未處于待觸發(fā)的臨界狀態(tài); 觸發(fā)耦合方式AC、ACH、、DC開(kāi)關(guān)未能按照不同觸發(fā)信號(hào)頻率正確選擇相應(yīng)檔級(jí)?! ∵x擇高頻觸發(fā)狀態(tài)時(shí),觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)誤置于外檔應(yīng)置于內(nèi)檔; 部分示波器掃描處于自動(dòng)檔連續(xù)掃描、時(shí),波形不穩(wěn)定; 3、垂直線條密集或呈現(xiàn)一矩形 t/div開(kāi)關(guān)選擇不當(dāng),致使f掃描< 水平線條密集或呈一條傾斜水平線; t/div關(guān)選擇不當(dāng),致使f掃描>>f信號(hào)。 4、垂直方向的電壓讀數(shù)不準(zhǔn) 未進(jìn)行垂直方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度v/div、校準(zhǔn); 進(jìn)行v/div校準(zhǔn)時(shí),v/div微調(diào)旋鈕未置于校正位置即順時(shí)針?lè)较蛭葱恪?; 進(jìn)行測(cè)試時(shí),v/div微調(diào)旋鈕調(diào)離了校正位置即調(diào)離了順時(shí)針?lè)较蛐愕奈恢?、; 使用l0 :1衰減探頭,計(jì)算電壓時(shí)未乘以10倍; 被測(cè)信號(hào)頻率超過(guò)示波器的最高使用頻率,示波器讀數(shù)比實(shí)際值偏??; 測(cè)得的是峰-峰值,正弦有效值需換算求得。
數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集,A/D轉(zhuǎn)換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高性能示波器。數(shù)字示波器的工作方式是通過(guò)模擬轉(zhuǎn)換器(ADC)把被測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。數(shù)字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,并對(duì)樣值進(jìn)行存儲(chǔ),存儲(chǔ)限度是判斷累計(jì)的樣值是否能描繪出波形為止,隨后,數(shù)字示波器重構(gòu)波形。數(shù)字示波器可以分為數(shù)字存儲(chǔ)示波器(DSO),數(shù)字熒光示波器(DPO)和采樣示波器?! ?shù)字示波器的用途: 1、可以測(cè)量直流信號(hào)、交流信號(hào)的電壓幅度 2、可以測(cè)量交流信號(hào)的周期,并以此換算出交流信號(hào)的頻率?! ?、可顯示交流信號(hào)的波形?! ?、可以用兩個(gè)通道分別進(jìn)行信號(hào)測(cè)量。 5、可以在屏幕上同時(shí)顯示兩個(gè)信號(hào)的波形,即雙蹤測(cè)量作用。此作用能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)之間的差,和波形之間形狀的差別。