1、為了操作人員的安全和儀器安全,儀器在安全范圍內正常工作,保證測量波形準確、數據可靠、降低外界噪聲干擾;通用通過調節(jié)亮度和聚焦旋鈕使光點直徑最小以使波形清晰,減小測試誤差;不要使光點停留在一點不動,否則電子束轟擊一點宜在熒光屏上形成暗斑,損壞熒光屏。
2、測量系統- 例如示波器、信號源;打印機、計算機等設備等。被測電子設備- 例如儀器、電子部件、電路板、被測設備供電電源等設備接地線必須與公共地(大地)相連。
3、TDS200/TDS1000/TDS2000 系列數字示波器配合探頭使用時,只能測量(被測信號- 信號地就是大地,信號端輸出幅度小于300V CAT II)信號的波形。絕對不能測量市電AC220V 或與市電AC220V 不能隔離的電子設備的浮地信號。(熱地是不能接大地的,否則造成儀器損壞,如測試電磁爐。)
4、通用示波器的外殼,信號輸入端BNC 插座金屬外圈,探頭接地線,AC220V 電源插座接地線端都是相通的。如儀器使用時不接大地線,直接用 探頭對浮地信號測量,則儀器相對大地會產生電位差;電壓值等于探頭接地線接觸被測設備點與大地之間的電位差。這將對儀器操作人員、示波器、被測電子設備帶來嚴重安全危險。
5、用戶如須要測量開關電源(開關電源初級,控制電路) 、UPS(不間斷電源)、電子整流器、節(jié)能燈、變頻器等類型產品或其它與市電AC220V 不能隔離的電子設備進行浮地信號測試時, 必使用DP100高壓隔離差分探頭。
示波器是利用電子示波管的特性,將人眼無法直接觀測的交變電信號轉換成圖像,顯示在熒光屏上以便測量的電子測量儀器。
它是觀察數字電路實驗現象、分析實驗中的問題、測量實驗結果必不可少的重要儀器。
示波器由示波管和電源系統、同步系統、X軸偏轉系統、Y軸偏轉系統、延遲掃描系統、標準信號源組成。
1.1示波管
陰極射線管(CRT)簡稱示波管,是示波器的核心。它將電信號轉換為光信號。電子槍、偏轉系統和熒光屏三部分密封在一個真空玻璃殼內,構成了一個完整的示波管。
1.熒光屏
現在的示波管屏面通常是矩形平面,內表面沉積一層磷光材料構成熒光膜。在熒光膜上常又增加一層蒸發(fā)鋁膜。高速電子穿過鋁膜,撞擊熒光粉而發(fā)光形成亮點。
鋁膜具有內反射作用,有利于提高亮點的輝度。鋁膜還有散熱等其他作用。
當電子停止轟擊后,亮點不能立即消失而要保留一段時間。亮點輝度下降到原始值的10%所經過的時間叫做“余輝時間”。
余輝時間短于10μs為極短余輝,10μs—1ms為短余輝,1ms—0.1s為中余輝,0.1s-1s為長余輝,大于1s為極長余輝。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,以保護人的眼睛。
2.示波管的電源
為使示波管正常工作,對電源供給有一定要求。規(guī)定第二陽極與偏轉板之間電位相近,偏轉板的平均電位為零或接近為零。
陰極必須工作在負電位上。柵極G1相對陰極為負電位(—30V~—100V),而且可調,以實現輝度調節(jié)。
陽極為正電位(約+100V~+600V),也應可調,用作聚焦調節(jié)。
第二陽極與前加速極相連,對陰極為正高壓(約+1000V),相對于地電位的可調范圍為±50V。由于示波管各電極電流很小,可以用公共高壓經電阻分壓器供電。
3.偏轉系統
偏轉系統控制電子射線方向,使熒光屏上的光點隨外加信號的變化描繪出被測信號的波形。
Y1、Y2和Xl、X2兩對互相垂直的偏轉板組成偏轉系統。Y軸偏轉板在前,X軸偏轉板在后,因此Y軸靈敏度高(被測信號經處理后加到Y軸)。
兩對偏轉板分別加上電壓,使兩對偏轉板間各自形成電場,分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉。
4.電子槍及聚焦
電子槍由燈絲(F)、陰極(K)、柵極(G1)、前加速極(G2)(或稱第二柵極)、陽極(A1)和第二陽極(A2)組成。它的作用是發(fā)射電子并形成很細的高速電子束。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,對陰極發(fā)射的電子起控制作用,一般只有運動初速度大的少量電子,在陽極電壓的作用下能穿過柵極小孔,奔向熒光屏。
初速度小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過低,則全部電子返回陰極,即管子截止。
調節(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,從而達到調節(jié)亮點的輝度。
陽極、第二陽極和前加速極都是與陰極在同一條軸線上的三個金屬圓筒。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程中,經過兩次聚焦過程。次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的電子透鏡。
第二次聚焦發(fā)生在G2、A1、A2區(qū)域,調節(jié)第二陽極A2的電位,能使電子束正好會聚于熒光屏上的一點,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。有時調節(jié)A1電壓仍不能滿足良好聚焦,需微調第二陽極A2的電壓,A2又叫做輔助聚焦極。
1.2示波器的基本組成
從上一小節(jié)可以看出,只要控制X軸偏轉板和Y軸偏轉板上的電壓,就能控制示波管顯示的圖形形狀。
我們知道,一個電子信號是時間的函數f(t),它隨時間的變化而變化。
因此,只要在示波管的X軸偏轉板上加一個與時間變量成正比的電壓,在y軸加上被測信號(經過比例放大或者縮小),示波管屏幕上就會顯示出被測信號隨時間變化的圖形。
電信號中,在一段時間內與時間變量成正比的信號是鋸齒波。
它由示波管、Y軸系統、X軸系統、Z軸系統和電源等五部分組成。
被測信號①接到“Y"輸入端,經Y軸衰減器適當衰減后送至Y1放大器(前置放大),推挽輸出信號②和③。
經延遲級延遲Г1時間,到Y2放大器。放大后產生足夠大的信號④和⑤,加到示波管的Y軸偏轉板上。
為了在屏幕上顯示出完整的穩(wěn)定波形,將Y軸的被測信號③引入X軸系統的觸發(fā)電路;
在引入信號的正(或者負)極性的某一電平值產生觸發(fā)脈沖⑥,啟動鋸齒波掃描電路(時基發(fā)生器),產生掃描電壓⑦。
由于從觸發(fā)到啟動掃描有一時間延遲Г2,為保證Y軸信號到達熒光屏之前X軸開始掃描,Y軸的延遲時間Г1應稍大于X軸的延遲時間Г2。
掃描電壓⑦經X軸放大器放大,產生推挽輸出⑨和⑩,加到示波管的X軸偏轉板上。
z軸系統用于放大掃描電壓正程,并且變成正向矩形波,送到示波管柵極。這使得在掃描正程顯示的波形有某一固定輝度,而在掃描回程進行抹跡。
示波器是電子測量領域必不可少的設備之一,其使用日益廣泛,已經成為日常工作生產中的利器。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,應該在示波器預熱后使用)
當示波器關機后,不能馬上開機,需要過十幾秒。測試結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)現示波器出現問題時,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。
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