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、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。如圖所示，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。
2、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。
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）（或稱第二柵極）、第一陽極（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。第一陽極、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。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。
4、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。中，Y1Y2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。
5、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)。第一陽極為正電位（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。
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。
示波器是一種圖形顯示設備，它描繪電信號的波形曲線。這一簡單的波形能夠說明信號的許多特性：信號的時間和電壓值、振蕩信號的頻率、信號所代表電路中"變化部分"信號的特定部分相對于其它部分的發(fā)生頻率、是否存在故障部件使信號產生失真、信號的DC成份和AC成份、信號的噪聲值和噪聲隨時間變化的情況、比較多個波形信號等。
示波器的分類：
示波器可以分為模擬示波器和數字示波器，對于大多數的電子應用，無論模擬示波器和數字示波器都是可以勝任的，只是對于一些特定的應用，由于模擬示波器和數字示波器所具備的不同特性，才會出現適合和不適合的地方。
1、折疊模擬示波器
模擬示波器的工作方式是直接測量信號電壓，并且通過從左到右穿過示波器屏幕的電子束在垂直方向描繪電壓；
2、折疊數字示波器
數字示波器的工作方式是通過模擬轉換器（ADC）把被測電壓轉換為數字信息，數字示波器捕獲的是波形的一系列樣值，并對樣值進行存儲，存儲限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止，隨后，數字示波器重構波形，數字示波器可以分為數字存儲示波器（DSO），數字熒光示波器（DPO）和采樣示波器。
示波器測量方法：
(1)將示波器探頭插入通道1插孔，并將探頭上的衰減置于"1"檔；
(2)將通道選擇置于CH1，耦合方式置于DC檔；
(3)將探頭探針插入校準信號源小孔內，此時示波器屏幕出現光跡；
(4)調節(jié)垂直旋鈕和水平旋鈕，使屏幕顯示的波形圖穩(wěn)定，并將垂直微調和水平微調置于校準位置；
(5)讀出波形圖在垂直方向所占格數，乘以垂直衰減旋鈕的指示數值，得到校準信號的幅度；
(6)讀出波形每個周期在水平方向所占格數，乘以水平掃描旋鈕的指示數值，得到校準信號的周期(周期的倒數為頻率)；
(7)一般校準信號的頻率為1kHz，幅度為0.5V，用以校準示波器內部掃描振蕩器頻率，如果不正常，應調節(jié)示波器(內部)相應電位器，直至相符為止。
示波器選購方法：
選擇示波器的第一步不是要看那些示波器的廣告和規(guī)格，而是要你花一些時間認真地考慮一下你打算用來干嘛和用在什么場合。
1、示波器你要用在什么地方（工作臺、客戶端還是在汽車罩下）？
2、一次性需要同時測試幾個信號？
3、你要測試的信號的最大和最小幅值？
4、你要測試的信號的較高頻率是多少？
5、你要測試的信號是重復還是單次激發(fā)信號？
6、除了要時域顯示外，你是否還需要頻域顯示（頻譜分析）？
根據以上的幾個問題，你就可以開始思考一下什么樣的示波器才是符合你要求的較好選擇。
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