示波器(qi)是一種用來測量交(jiao)流(liu)電或脈(mo)沖電流(liu)波的(de)(de)(de)形狀的(de)(de)(de)儀器(qi),由電子管放大器(qi)、掃描振蕩器(qi)、陰極射線(xian)管等組成。除觀(guan)測電流(liu)的(de)(de)(de)波形外,還可(ke)以測定頻(pin)率、電壓強度等。凡可(ke)以變為電效應的(de)(de)(de)周期性物(wu)理(li)過程都(dou)可(ke)以用示波器(qi)進行觀(guan)測。
模擬示(shi)波器采用(yong)的是模擬電路(示(shi)波管(guan),其基礎是電子(zi)槍(qiang))電子(zi)槍(qiang)向(xiang)屏幕發(fa)(fa)射電子(zi),發(fa)(fa)射的電子(zi)經聚焦(jiao)形(xing)成電子(zi)束,并打(da)到(dao)屏幕上。屏幕的內表面涂有(you)熒光物質,這樣電子(zi)束打(da)中的點(dian)就會發(fa)(fa)出光來。
數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)則是(shi)數(shu)(shu)據采(cai)集,A/D轉(zhuan)換,軟件編程等一(yi)系列的(de)技術(shu)制造(zao)出來的(de)高性能示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)。數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)的(de)工作(zuo)方式是(shi)通過模擬轉(zhuan)換器(qi)(qi)(qi)(ADC)把被測電壓轉(zhuan)換為(wei)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)信息。數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)捕獲的(de)是(shi)波(bo)形的(de)一(yi)系列樣(yang)(yang)值(zhi)(zhi),并對樣(yang)(yang)值(zhi)(zhi)進行存(cun)(cun)儲(chu),存(cun)(cun)儲(chu)限度(du)是(shi)判斷累計的(de)樣(yang)(yang)值(zhi)(zhi)是(shi)否(fou)能描繪(hui)出波(bo)形為(wei)止(zhi),隨后,數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)重構波(bo)形。數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)可以分為(wei)數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)存(cun)(cun)儲(chu)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)(DSO),數(shu)(shu)字(zi)(zi)(zi)熒(ying)光(guang)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)(DPO)和采(cai)樣(yang)(yang)示(shi)(shi)(shi)波(bo)器(qi)(qi)(qi)。
模擬示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)要(yao)提高帶(dai)寬(kuan),需要(yao)示(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)、垂直放大(da)和(he)水平掃(sao)描(miao)全面推進(jin)。數字示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)要(yao)改善帶(dai)寬(kuan)只需要(yao)提高前端(duan)的A/D轉換器(qi)的性(xing)能,對示(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)和(he)掃(sao)描(miao)電路沒有特殊要(yao)求。加(jia)上數字示(shi)波(bo)(bo)(bo)管(guan)能充分利用記憶、存(cun)儲和(he)處理,以及多種觸發(fa)(fa)和(he)超(chao)前觸發(fa)(fa)能力。廿(nian)世(shi)紀(ji)八十年代數字示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)異軍突起(qi),成果(guo)累累,大(da)有全面取代模擬示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)之勢,模擬示(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)的確從(cong)前臺退(tui)到后臺。
①普通(tong)示(shi)波器。電路結構簡單,頻帶較窄,掃(sao)描線性差,僅用(yong)于觀察波形。
②多用示波(bo)器。頻帶較(jiao)寬,掃描(miao)線性好,能對直流、低頻、高頻、超高頻信(xin)號和(he)脈沖信(xin)號進(jin)行定量測試。借(jie)助(zhu)幅(fu)度校準器和(he)時間校準器,測量的準確(que)度可達±5%。
③多線示波器。采用多束示波管,能在熒光(guang)屏上(shang)同時(shi)顯示兩個以(yi)上(shang)同頻信號(hao)的波形,沒(mei)有時(shi)差,時(shi)序關系(xi)準確。
④多(duo)蹤示(shi)(shi)波(bo)器(qi)。具(ju)有(you)電(dian)子(zi)開(kai)關(guan)和門控電(dian)路的(de)結(jie)構,可在單束示(shi)(shi)波(bo)管的(de)熒光屏上同時顯示(shi)(shi)兩個以上同頻信號的(de)波(bo)形。但(dan)存在時差,時序關(guan)系不(bu)準確。
⑤取(qu)樣示波器。采用(yong)取(qu)樣技(ji)術將高頻信號轉(zhuan)換成模擬低(di)頻信號進行顯示,有效(xiao)頻帶(dai)可達GHz級。
⑥記憶(yi)示(shi)波器。采用存(cun)儲(chu)(chu)示(shi)波管(guan)或(huo)數字(zi)存(cun)儲(chu)(chu)技術,將單次電信號(hao)瞬變過程、非周期(qi)現(xian)象和超低(di)頻(pin)信號(hao)長(chang)時間保留在示(shi)波管(guan)的熒光屏上或(huo)存(cun)儲(chu)(chu)在電路中,以(yi)供(gong)重復測試(shi)。
⑦數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)示(shi)波(bo)(bo)器。內部(bu)帶有(you)微處理器,外(wai)部(bu)裝有(you)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)顯(xian)示(shi)器,有(you)的產(chan)品在示(shi)波(bo)(bo)管熒光屏(ping)上既可(ke)(ke)顯(xian)示(shi)波(bo)(bo)形,又可(ke)(ke)顯(xian)示(shi)字(zi)(zi)符。被測信號經模一數(shu)(shu)(shu)變換器(A/D變換器)送(song)入數(shu)(shu)(shu)據(ju)存儲器,通過(guo)鍵盤操作(zuo),可(ke)(ke)對捕(bu)獲的波(bo)(bo)形參(can)數(shu)(shu)(shu)的數(shu)(shu)(shu)據(ju),進行加、減、乘、除、求平均(jun)值、求平方(fang)(fang)根值、求均(jun)方(fang)(fang)根值等的運算,并顯(xian)示(shi)出答案數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)。
顯示電路包括示波(bo)管及(ji)其(qi)控制電路兩(liang)個部(bu)(bu)分(fen)。示波(bo)管是(shi)一(yi)種特殊(shu)的電子(zi)(zi)管,是(shi)示波(bo)器(qi)一(yi)個重要組(zu)成部(bu)(bu)分(fen)。示波(bo)管由電子(zi)(zi)槍、偏轉系統和(he)熒(ying)光(guang)屏3個部(bu)(bu)分(fen)組(zu)成。
(1)電子槍
電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)槍用于產(chan)生并(bing)形成(cheng)高速(su)、聚束的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)流,去(qu)轟擊熒(ying)光(guang)(guang)屏使之發光(guang)(guang)。它(ta)主要由燈絲F、陰極(ji)K、控(kong)制極(ji)G、第一(yi)陽(yang)極(ji)A1、第二陽(yang)極(ji)A2組成(cheng)。除燈絲外,其余電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)的(de)結構(gou)都(dou)為(wei)金屬(shu)圓筒(tong),且它(ta)們的(de)軸(zhou)心(xin)都(dou)保持在同一(yi)軸(zhou)線(xian)上。陰極(ji)被(bei)加熱(re)后(hou),可沿(yan)軸(zhou)向發射電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi);控(kong)制極(ji)相對陰極(ji)來說是負電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei),改(gai)變(bian)(bian)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)可以(yi)改(gai)變(bian)(bian)通(tong)過控(kong)制極(ji)小孔(kong)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)數目(mu),也就是控(kong)制熒(ying)光(guang)(guang)屏上光(guang)(guang)點的(de)亮度(du)。為(wei)了提高屏上光(guang)(guang)點亮度(du),又(you)不降低對電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)束偏(pian)轉(zhuan)的(de)靈敏度(du),現代示波(bo)管中,在偏(pian)轉(zhuan)系統(tong)和(he)熒(ying)光(guang)(guang)屏之間(jian)還加上一(yi)個后(hou)加速(su)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)A3。
第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)對陰(yin)極(ji)(ji)而言加(jia)有(you)(you)約幾百伏(fu)的(de)(de)正電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。在(zai)(zai)第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)上加(jia)有(you)(you)一(yi)個比第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)更高的(de)(de)正電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)。穿(chuan)過(guo)控(kong)制極(ji)(ji)小孔的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束,在(zai)(zai)第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)和第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)高電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)的(de)(de)作用(yong)(yong)下,得到加(jia)速(su),向熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)方向作高速(su)運動。由于電(dian)(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)同性相斥,電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束會(hui)逐(zhu)漸散(san)開。通過(guo)第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)、第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)之間電(dian)(dian)(dian)(dian)場的(de)(de)聚焦(jiao)作用(yong)(yong),使(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)重新聚集起來(lai)并交匯于一(yi)點(dian)(dian)。適(shi)當控(kong)制第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)和第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)之間電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)差的(de)(de)大小,便能(neng)(neng)使(shi)(shi)焦(jiao)點(dian)(dian)剛好落在(zai)(zai)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)上,顯現一(yi)個光(guang)(guang)亮(liang)細小的(de)(de)圓點(dian)(dian)。改變第(di)(di)一(yi)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)和第(di)(di)二(er)(er)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)之間的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)差,可起調節光(guang)(guang)點(dian)(dian)聚焦(jiao)的(de)(de)作用(yong)(yong),這就是(shi)(shi)示波器(qi)的(de)(de)“聚焦(jiao)”和“輔(fu)助(zhu)聚焦(jiao)”調節的(de)(de)原理。第(di)(di)三(san)陽(yang)(yang)(yang)極(ji)(ji)是(shi)(shi)示波管錐體(ti)內部涂上一(yi)層石墨形(xing)成的(de)(de),通常(chang)加(jia)有(you)(you)很高的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya),它有(you)(you)三(san)個作用(yong)(yong):①使(shi)(shi)穿(chuan)過(guo)偏轉系統以后的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)進一(yi)步(bu)加(jia)速(su),使(shi)(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)有(you)(you)足(zu)夠(gou)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)去轟擊(ji)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping),以獲得足(zu)夠(gou)的(de)(de)亮(liang)度;②石墨層涂在(zai)(zai)整個錐體(ti)上,能(neng)(neng)起到屏(ping)蔽作用(yong)(yong);③電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)束轟擊(ji)熒(ying)光(guang)(guang)屏(ping)會(hui)產生(sheng)二(er)(er)次(ci)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi),處于高電(dian)(dian)(dian)(dian)位(wei)(wei)的(de)(de)A3可吸收這些(xie)電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)。
(2)偏轉系統
示波管(guan)的(de)(de)偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統大(da)都是(shi)靜電(dian)(dian)偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)式,它(ta)由兩對相(xiang)互垂(chui)直的(de)(de)平行(xing)金屬板(ban)組成,分別稱為水平偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)和垂(chui)直偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)。分別控(kong)制電(dian)(dian)子(zi)(zi)束在(zai)水平方向(xiang)和垂(chui)直方向(xiang)的(de)(de)運(yun)動(dong)。當電(dian)(dian)子(zi)(zi)在(zai)偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)之(zhi)間運(yun)動(dong)時,如(ru)果偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)上沒有(you)(you)(you)加電(dian)(dian)壓,偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)之(zhi)間無電(dian)(dian)場,離開第二陽(yang)極后進(jin)入偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)將沿軸向(xiang)運(yun)動(dong),射(she)向(xiang)屏(ping)(ping)幕(mu)的(de)(de)中(zhong)心。如(ru)果偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)上有(you)(you)(you)電(dian)(dian)壓,偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)之(zhi)間則有(you)(you)(you)電(dian)(dian)場,進(jin)入偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)系(xi)統的(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)會在(zai)偏(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)電(dian)(dian)場的(de)(de)作用下射(she)向(xiang)熒光屏(ping)(ping)的(de)(de)指定位置(zhi)。
如果兩(liang)塊偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)互相平(ping)行,并且它們的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)差等于零,那么通過偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)空間(jian)的(de)(de)(de),具有速度(du)υ的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子(zi)束就(jiu)會(hui)沿(yan)(yan)著(zhu)(zhu)(zhu)原方(fang)向(設(she)為軸(zhou)線(xian)方(fang)向)運動,并打在(zai)(zai)(zai)熒(ying)光(guang)屏(ping)的(de)(de)(de)坐標原點(dian)(dian)上(shang)。如果兩(liang)塊偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)之間(jian)存在(zai)(zai)(zai)著(zhu)(zhu)(zhu)恒定(ding)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)位(wei)(wei)差,則(ze)偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)間(jian)就(jiu)形成一(yi)個(ge)電(dian)(dian)場(chang),這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)電(dian)(dian)場(chang)與電(dian)(dian)子(zi)的(de)(de)(de)運動方(fang)向相垂直(zhi),于是電(dian)(dian)子(zi)就(jiu)朝著(zhu)(zhu)(zhu)電(dian)(dian)位(wei)(wei)比較(jiao)高的(de)(de)(de)偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。這(zhe)(zhe)(zhe)樣,在(zai)(zai)(zai)兩(liang)偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)之間(jian)的(de)(de)(de)空間(jian),電(dian)(dian)子(zi)就(jiu)沿(yan)(yan)著(zhu)(zhu)(zhu)拋(pao)物線(xian)在(zai)(zai)(zai)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)點(dian)(dian)上(shang)做(zuo)切線(xian)運動。最后,電(dian)(dian)子(zi)降落在(zai)(zai)(zai)熒(ying)光(guang)屏(ping)上(shang)的(de)(de)(de)A點(dian)(dian),這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)A點(dian)(dian)距離(li)熒(ying)光(guang)屏(ping)原點(dian)(dian)(0)有一(yi)段距離(li),這(zhe)(zhe)(zhe)段距離(li)稱為偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)量,用y表示。偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)量y與偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)上(shang)所(suo)加(jia)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓Vy成正比。同理(li),在(zai)(zai)(zai)水(shui)平(ping)偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)板(ban)上(shang)加(jia)有直(zhi)流電(dian)(dian)壓時,也發(fa)生類似情(qing)況,只是光(guang)點(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)水(shui)平(ping)方(fang)向上(shang)偏(pian)(pian)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。
(3)熒光屏
熒光(guang)(guang)屏(ping)位于(yu)示(shi)波(bo)管的(de)終端,它的(de)作用(yong)是將偏轉(zhuan)后的(de)電(dian)子(zi)(zi)束顯示(shi)出來(lai),以便觀察。在(zai)示(shi)波(bo)器(qi)的(de)熒光(guang)(guang)屏(ping)內壁涂(tu)有一(yi)層發(fa)光(guang)(guang)物質(zhi),因而(er),熒光(guang)(guang)屏(ping)上受到(dao)高(gao)速電(dian)子(zi)(zi)沖(chong)(chong)擊的(de)地點(dian)(dian)(dian)就顯現(xian)出熒光(guang)(guang)。此時光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)的(de)亮(liang)(liang)度(du)決定于(yu)電(dian)子(zi)(zi)束的(de)數目、密度(du)及(ji)其速度(du)。改變控制(zhi)極的(de)電(dian)壓時,電(dian)子(zi)(zi)束中電(dian)子(zi)(zi)的(de)數目將隨之改變,光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)亮(liang)(liang)度(du)也就改變。在(zai)使用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)時,不宜讓很亮(liang)(liang)的(de)光(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)固定出現(xian)在(zai)示(shi)波(bo)管熒光(guang)(guang)屏(ping)一(yi)個位置(zhi)上,否則該(gai)點(dian)(dian)(dian)熒光(guang)(guang)物質(zhi)將因長期受電(dian)子(zi)(zi)沖(chong)(chong)擊而(er)燒壞,從而(er)失去發(fa)光(guang)(guang)能力。
涂有不同(tong)熒光物質的(de)熒光屏,在受電子(zi)沖擊時將顯示出不同(tong)的(de)顏色(se)和不同(tong)的(de)余(yu)輝(hui)時間,通(tong)常供觀察(cha)一(yi)般信號波(bo)形用(yong)的(de)是發綠光的(de),屬(shu)中余(yu)輝(hui)示波(bo)管(guan),供觀察(cha)非周期(qi)性及低頻(pin)信號用(yong)的(de)是發橙黃色(se)光的(de),屬(shu)長余(yu)輝(hui)示波(bo)管(guan);供照相(xiang)用(yong)的(de)示波(bo)器中,一(yi)般都采用(yong)發藍色(se)的(de)短(duan)余(yu)輝(hui)示波(bo)管(guan)。
由(you)于(yu)示波管的(de)偏(pian)(pian)轉靈(ling)敏(min)度甚(shen)低,例如(ru)常用的(de)示波管13SJ38J型,其垂(chui)直偏(pian)(pian)轉靈(ling)敏(min)度為0.86mm/V(約12V電壓產生(sheng)1cm的(de)偏(pian)(pian)轉量),所(suo)以一般的(de)被(bei)測信號電壓都要先經過垂(chui)直放大電路的(de)放大,再加(jia)到示波管的(de)垂(chui)直偏(pian)(pian)轉板(ban)上(shang),以得到垂(chui)直方向的(de)適當大小的(de)圖形。
由于示波管(guan)(guan)水(shui)平(ping)(ping)方(fang)(fang)向的偏轉(zhuan)靈敏度也(ye)很低,所(suo)以接入(ru)示波管(guan)(guan)水(shui)平(ping)(ping)偏轉(zhuan)板(ban)的電(dian)壓(ya)(ya)(鋸齒波電(dian)壓(ya)(ya)或其它電(dian)壓(ya)(ya))也(ye)要先(xian)經過水(shui)平(ping)(ping)放大(da)電(dian)路的放大(da)以后,再加到示波管(guan)(guan)的水(shui)平(ping)(ping)偏轉(zhuan)板(ban)上,以得到水(shui)平(ping)(ping)方(fang)(fang)向適當大(da)小的圖形。
掃(sao)描電(dian)路產生一(yi)個(ge)鋸齒波(bo)(bo)電(dian)壓。該鋸齒波(bo)(bo)電(dian)壓的(de)頻(pin)率能(neng)(neng)在一(yi)定(ding)的(de)范圍內(nei)連續(xu)可(ke)調。鋸齒波(bo)(bo)電(dian)壓的(de)作用是(shi)使示(shi)波(bo)(bo)管陰極發出(chu)的(de)電(dian)子束在熒光屏(ping)上形成(cheng)(cheng)周期性的(de)、與時(shi)間成(cheng)(cheng)正比的(de)水平位移,即形成(cheng)(cheng)時(shi)間基線。這(zhe)樣,才能(neng)(neng)把加在垂直方向的(de)被測信(xin)號(hao)按時(shi)間的(de)變化波(bo)(bo)形展現在熒光屏(ping)上。
電源供給電路:供給垂(chui)直(zhi)與(yu)水(shui)平(ping)放大(da)電路、掃描與(yu)同步電路以及示波(bo)管與(yu)控制電路所(suo)需(xu)的負高壓、燈絲電壓等。
由示(shi)波(bo)器的(de)原理(li)功能可見,被測信(xin)號(hao)電壓(ya)(ya)加(jia)到示(shi)波(bo)器的(de)Y軸(zhou)輸(shu)入端,經垂直放大(da)電路加(jia)于(yu)(yu)示(shi)波(bo)管(guan)的(de)垂直偏轉(zhuan)(zhuan)板。示(shi)波(bo)管(guan)的(de)水平偏轉(zhuan)(zhuan)電壓(ya)(ya),雖(sui)然多數情(qing)況都采用(yong)(yong)鋸(ju)齒(chi)電壓(ya)(ya)(用(yong)(yong)于(yu)(yu)觀(guan)察波(bo)形時(shi)(shi)),但(dan)有時(shi)(shi)也采用(yong)(yong)其(qi)它(ta)的(de)外加(jia)電壓(ya)(ya)(用(yong)(yong)于(yu)(yu)測量頻率(lv)、相(xiang)位差(cha)等時(shi)(shi)),因此在(zai)水平放大(da)電路輸(shu)入端有一個水平信(xin)號(hao)選擇開關,以便(bian)按照需要選用(yong)(yong)示(shi)波(bo)器內部的(de)鋸(ju)齒(chi)波(bo)電壓(ya)(ya),或(huo)選用(yong)(yong)外加(jia)在(zai)X軸(zhou)輸(shu)入端上(shang)的(de)其(qi)它(ta)電壓(ya)(ya)來作(zuo)為水平偏轉(zhuan)(zhuan)電壓(ya)(ya)。
此外,為了(le)使(shi)熒光屏上顯示(shi)(shi)(shi)的(de)(de)圖形保持穩定,要(yao)(yao)(yao)求鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)電壓信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)和被(bei)測信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)保持同(tong)步(bu)(bu)。這樣(yang),不(bu)僅要(yao)(yao)(yao)求鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)電壓的(de)(de)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)能(neng)連續(xu)(xu)調節,而且在產(chan)(chan)(chan)生(sheng)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)電路(lu)上還(huan)要(yao)(yao)(yao)輸入一(yi)個(ge)(ge)同(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)。這樣(yang),對于只能(neng)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)連續(xu)(xu)掃(sao)描(miao)(miao)(即產(chan)(chan)(chan)生(sheng)周(zhou)而復始、連續(xu)(xu)不(bu)斷的(de)(de)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo))一(yi)種狀態的(de)(de)簡易示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(如國(guo)產(chan)(chan)(chan)SB10型等(deng)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi))而言,需要(yao)(yao)(yao)在其掃(sao)描(miao)(miao)電路(lu)上輸入一(yi)個(ge)(ge)與被(bei)觀察信(xin)(xin)號(hao)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)相關的(de)(de)同(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao),以牽(qian)制鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)振蕩頻(pin)(pin)(pin)率(lv)。對于具有等(deng)待掃(sao)描(miao)(miao)功能(neng)(即平時(shi)不(bu)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo),當被(bei)測信(xin)(xin)號(hao)來到(dao)時(shi)才產(chan)(chan)(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)(ge)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo),進行一(yi)次掃(sao)描(miao)(miao))的(de)(de)示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(如國(guo)產(chan)(chan)(chan)ST-16型示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)、SR-8型雙蹤示(shi)(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)等(deng))為了(le)適應(ying)各種需要(yao)(yao)(yao),同(tong)步(bu)(bu)(或(huo)觸發(fa))信(xin)(xin)號(hao)可通過(guo)同(tong)步(bu)(bu)或(huo)觸發(fa)信(xin)(xin)號(hao)選擇(ze)開關來選擇(ze),通常來源有3個(ge)(ge):
①從垂直放大電路引來被(bei)測信(xin)號(hao)(hao)作(zuo)為同步(或(huo)觸(chu)發(fa))信(xin)號(hao)(hao),此信(xin)號(hao)(hao)稱(cheng)為“內同步”(或(huo)“內觸(chu)發(fa)”)信(xin)號(hao)(hao);
②引入(ru)某種相關的外(wai)加信(xin)號(hao)為同步(或(huo)觸發)信(xin)號(hao),此信(xin)號(hao)稱為“外(wai)同步”(或(huo)“外(wai)觸發”)信(xin)號(hao),該(gai)信(xin)號(hao)加在外(wai)同步(或(huo)外(wai)觸發)輸入(ru)端;
③有些示波(bo)器的同(tong)步(bu)(bu)信(xin)號選擇開關還有一檔(dang)“電源同(tong)步(bu)(bu)”,是由220V,50Hz電源電壓(ya),通(tong)過變壓(ya)器次級降壓(ya)后作為(wei)同(tong)步(bu)(bu)信(xin)號。
由(you)示波管的(de)原理可(ke)知,一(yi)個(ge)(ge)(ge)直(zhi)流(liu)電壓加(jia)到(dao)一(yi)對(dui)偏(pian)(pian)轉板(ban)上(shang)(shang)時,將使(shi)光(guang)點在熒光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)產(chan)生一(yi)個(ge)(ge)(ge)固定(ding)(ding)位移(yi),該位移(yi)的(de)大小與(yu)所加(jia)直(zhi)流(liu)電壓成正比。如果分別將兩(liang)(liang)個(ge)(ge)(ge)直(zhi)流(liu)電壓同時加(jia)到(dao)垂直(zhi)和水平兩(liang)(liang)對(dui)偏(pian)(pian)轉板(ban)上(shang)(shang),則熒光(guang)屏(ping)上(shang)(shang)的(de)光(guang)點位置(zhi)就由(you)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)(ge)方向的(de)位移(yi)所共同決定(ding)(ding)。
如果(guo)(guo)將一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)加(jia)到一(yi)(yi)對(dui)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)時(shi)(shi)(shi)(shi),光(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)將隨電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化而移(yi)(yi)動(dong)(dong)。當垂直(zhi)(zhi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)加(jia)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)t=0的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)(shun)間(jian)(jian)(jian),電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)為(wei)Vo(零值(zhi)(zhi)),熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位置(zhi)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)坐(zuo)標原點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)0上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)t=1的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)(shun)間(jian)(jian)(jian),電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)為(wei)V1(正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)值(zhi)(zhi)),熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)坐(zuo)標原點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)0點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)1上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang),位移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)于(yu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)V1;在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)t=2的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)(shun)間(jian)(jian)(jian),電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)為(wei)V2(最大(da)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)值(zhi)(zhi)),熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)坐(zuo)標原點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)0點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)2點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang),位移(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)距離正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)于(yu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)V2;以(yi)此(ci)類(lei)推,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)(jian)(jian)t=3,t=4,…,t=8的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)個(ge)(ge)(ge)瞬(shun)(shun)間(jian)(jian)(jian),熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)光(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位置(zhi)分別(bie)為(wei)3、4、…、8點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)交流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第(di)二個(ge)(ge)(ge)周(zhou)期(qi)、第(di)三(san)個(ge)(ge)(ge)周(zhou)期(qi)……都將重復第(di)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)周(zhou)期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況。如果(guo)(guo)此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)加(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)垂直(zhi)(zhi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)之頻率(lv)很低,僅為(wei)lHz~2Hz,那么,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)便會看見一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)下(xia)移(yi)(yi)動(dong)(dong)著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。這光(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)距離坐(zuo)標原點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)瞬(shun)(shun)時(shi)(shi)(shi)(shi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉值(zhi)(zhi)將與加(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)垂直(zhi)(zhi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)瞬(shun)(shun)時(shi)(shi)(shi)(shi)值(zhi)(zhi)成正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)比(bi)。如果(guo)(guo)加(jia)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)垂直(zhi)(zhi)偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)交流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)頻率(lv)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)10Hz~20Hz以(yi)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang),則由(you)于(yu)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)余(yu)輝現(xian)象和(he)人眼的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)視覺暫留(liu)現(xian)象,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)看到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)就不是(shi)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)下(xia)移(yi)(yi)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),而是(shi)一(yi)(yi)根垂直(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)亮線(xian)了。該亮線(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)長短在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)示(shi)波(bo)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)垂直(zhi)(zhi)放大(da)增益一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)決定(ding)于(yu)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)峰(feng)一(yi)(yi)峰(feng)值(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)。如果(guo)(guo)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)水平偏(pian)(pian)(pian)(pian)轉板(ban)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)加(jia)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)弦(xian)交流(liu)電(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya),則會產(chan)生相類(lei)似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況,只(zhi)是(shi)光(guang)(guang)(guang)點(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)水平軸上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)移(yi)(yi)動(dong)(dong)罷了。
如(ru)果將一(yi)(yi)隨(sui)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)線(xian)性(xing)(xing)變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(如(ru)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya))加到一(yi)(yi)對(dui)偏(pian)轉板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang),則光點(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光屏(ping)上(shang)(shang)(shang)又(you)會(hui)怎樣移(yi)動(dong)呢?當(dang)水(shui)(shui)平(ping)(ping)偏(pian)轉板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)有鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi),在(zai)(zai)(zai)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)t=0瞬(shun)(shun)間(jian)(jian)(jian)(jian),電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)為(wei)Vo(最大(da)(da)負值),熒(ying)(ying)光屏(ping)上(shang)(shang)(shang)光點(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)坐標(biao)原點(dian)(dian)(dian)左(zuo)側的(de)(de)(de)起(qi)始位(wei)(wei)置(zhi)(零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang)),位(wei)(wei)移(yi)的(de)(de)(de)距(ju)離正(zheng)比(bi)于電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)Vo;在(zai)(zai)(zai)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)t=1的(de)(de)(de)瞬(shun)(shun)間(jian)(jian)(jian)(jian),電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)為(wei)V1(負值),熒(ying)(ying)光屏(ping)上(shang)(shang)(shang)光點(dian)(dian)(dian)在(zai)(zai)(zai)坐標(biao)原點(dian)(dian)(dian)左(zuo)方的(de)(de)(de)1點(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)(shang),位(wei)(wei)移(yi)的(de)(de)(de)距(ju)離正(zheng)比(bi)于電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)V1;以(yi)此(ci)類(lei)推,在(zai)(zai)(zai)時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)t=2,t=3,...,t=8的(de)(de)(de)各個(ge)瞬(shun)(shun)間(jian)(jian)(jian)(jian),熒(ying)(ying)光屏(ping)上(shang)(shang)(shang)光點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)對(dui)應位(wei)(wei)置(zhi)是(shi)(shi)2、3、…、8各點(dian)(dian)(dian)。在(zai)(zai)(zai)t=8這(zhe)個(ge)瞬(shun)(shun)間(jian)(jian)(jian)(jian),鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)由最大(da)(da)正(zheng)值V8躍變(bian)到最大(da)(da)負值Vo,則熒(ying)(ying)光屏(ping)上(shang)(shang)(shang)光點(dian)(dian)(dian)從(cong)(cong)8點(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)其迅(xun)速地向左(zuo)移(yi)到起(qi)始位(wei)(wei)置(zhi)零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)。如(ru)果鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)是(shi)(shi)周(zhou)期性(xing)(xing)的(de)(de)(de),則在(zai)(zai)(zai)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)的(de)(de)(de)第(di)(di)二(er)個(ge)周(zhou)期、第(di)(di)三(san)個(ge)周(zhou)期、……都(dou)將重復(fu)第(di)(di)一(yi)(yi)個(ge)周(zhou)期的(de)(de)(de)情形。如(ru)果此(ci)時(shi)加在(zai)(zai)(zai)水(shui)(shui)平(ping)(ping)偏(pian)轉板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)頻率(lv)很低(di),僅(jin)為(wei)1Hz~2Hz,在(zai)(zai)(zai)熒(ying)(ying)光屏(ping)上(shang)(shang)(shang)便會(hui)看(kan)見(jian)光點(dian)(dian)(dian)自(zi)左(zuo)邊(bian)(bian)起(qi)始位(wei)(wei)置(zhi)零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)向右邊(bian)(bian)8點(dian)(dian)(dian)處勻速地移(yi)動(dong),隨(sui)后光點(dian)(dian)(dian)又(you)從(cong)(cong)右邊(bian)(bian)8點(dian)(dian)(dian)處極(ji)(ji)其迅(xun)速地移(yi)動(dong)到左(zuo)邊(bian)(bian)起(qi)始位(wei)(wei)置(zhi)零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)。上(shang)(shang)(shang)述這(zhe)個(ge)過(guo)程稱為(wei)掃(sao)描(miao)。在(zai)(zai)(zai)水(shui)(shui)平(ping)(ping)軸加有周(zhou)期性(xing)(xing)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)時(shi),掃(sao)描(miao)將周(zhou)而復(fu)始地進行下(xia)(xia)去(qu)。光點(dian)(dian)(dian)距(ju)離起(qi)始位(wei)(wei)置(zhi)零(ling)(ling)點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)瞬(shun)(shun)時(shi)值,將與加在(zai)(zai)(zai)偏(pian)轉板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)瞬(shun)(shun)時(shi)值成正(zheng)比(bi)。如(ru)果加在(zai)(zai)(zai)偏(pian)轉板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)頻率(lv)在(zai)(zai)(zai)10Hz~20Hz以(yi)上(shang)(shang)(shang),則由于熒(ying)(ying)光屏(ping)的(de)(de)(de)余(yu)輝現(xian)象(xiang)和人眼(yan)的(de)(de)(de)視覺暫留現(xian)象(xiang),就看(kan)到一(yi)(yi)根水(shui)(shui)平(ping)(ping)亮線(xian),該水(shui)(shui)平(ping)(ping)亮線(xian)的(de)(de)(de)長度,在(zai)(zai)(zai)示(shi)波(bo)器水(shui)(shui)平(ping)(ping)放大(da)(da)增(zeng)益一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)決定(ding)于鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)值,鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)(chi)波(bo)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)值是(shi)(shi)與時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)變(bian)化(hua)成正(zheng)比(bi)的(de)(de)(de),而熒(ying)(ying)光屏(ping)上(shang)(shang)(shang)光點(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)位(wei)(wei)移(yi)又(you)是(shi)(shi)與電(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)(ya)值成正(zheng)比(bi)的(de)(de)(de),因此(ci)熒(ying)(ying)光屏(ping)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)平(ping)(ping)亮線(xian)可(ke)以(yi)代表時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)軸。在(zai)(zai)(zai)此(ci)亮線(xian)上(shang)(shang)(shang)的(de)(de)(de)任何相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)線(xian)段都(dou)代表相(xiang)等(deng)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)段時(shi)間(jian)(jian)(jian)(jian)。
如果將(jiang)被測(ce)信號(hao)電(dian)壓(ya)(ya)加到垂直偏(pian)轉板上,鋸齒波(bo)掃描電(dian)壓(ya)(ya)加到水平偏(pian)轉板上,而(er)且被測(ce)信號(hao)電(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)等于鋸齒波(bo)掃描電(dian)壓(ya)(ya)的(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv),則熒光(guang)屏上將(jiang)顯(xian)示(shi)出一個周(zhou)期(qi)的(de)(de)被測(ce)信號(hao)電(dian)壓(ya)(ya)隨(sui)時間變(bian)化(hua)的(de)(de)波(bo)形(xing)(xing)曲線(xian)。在被測(ce)周(zhou)期(qi)信號(hao)的(de)(de)第二個周(zhou)期(qi)、第三個周(zhou)期(qi)……都(dou)重復第一個周(zhou)期(qi)的(de)(de)情形(xing)(xing),光(guang)點在熒光(guang)屏上描出的(de)(de)軌跡(ji)也都(dou)重疊在第一次描出的(de)(de)軌跡(ji)上。所以,熒光(guang)屏上顯(xian)示(shi)出來的(de)(de)被測(ce)信號(hao)電(dian)壓(ya)(ya)是隨(sui)時間變(bian)化(hua)的(de)(de)穩定波(bo)形(xing)(xing)曲線(xian)。
為使(shi)(shi)熒光屏上的(de)(de)(de)(de)(de)圖形穩定(ding),被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)電(dian)壓的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)應與(yu)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)壓的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)保持整(zheng)數(shu)比的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系,即(ji)同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)關(guan)系。為了實現這(zhe)一點,就要求(qiu)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)壓的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)連續(xu)可(ke)調,以便(bian)適(shi)應觀(guan)察(cha)各種(zhong)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)周期信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)。其(qi)(qi)次,由于(yu)(yu)被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)和鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)振蕩信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)相對不(bu)(bu)(bu)穩定(ding)性,即(ji)使(shi)(shi)把鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)壓的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)臨(lin)時調到與(yu)被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)成整(zheng)倍(bei)數(shu)關(guan)系,也(ye)不(bu)(bu)(bu)能(neng)使(shi)(shi)圖形一直保持穩定(ding)。因(yin)此,示波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)中都設有(you)同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)裝(zhuang)置。也(ye)就是在(zai)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)電(dian)路(lu)的(de)(de)(de)(de)(de)某部(bu)分(fen)加(jia)上一個(ge)同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)來促使(shi)(shi)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu),對于(yu)(yu)只(zhi)能(neng)產(chan)生(sheng)連續(xu)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(即(ji)產(chan)生(sheng)周而復始(shi)連續(xu)不(bu)(bu)(bu)斷的(de)(de)(de)(de)(de)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo))一種(zhong)狀態的(de)(de)(de)(de)(de)簡易示波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(如(ru)國產(chan)SB-10型示波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng))而言,需(xu)要在(zai)其(qi)(qi)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)路(lu)上輸入一個(ge)與(yu)被觀(guan)察(cha)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)頻(pin)(pin)率(lv)相關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao),當所加(jia)同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)(pin)率(lv)接近(jin)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)自主振蕩頻(pin)(pin)率(lv)(或接近(jin)其(qi)(qi)整(zheng)數(shu)倍(bei))時,就可(ke)以把鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)頻(pin)(pin)率(lv)“拖入同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)”或“鎖住”。對于(yu)(yu)具有(you)等(deng)(deng)待掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(即(ji)平時不(bu)(bu)(bu)產(chan)生(sheng)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo),當被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)來到時才產(chan)生(sheng)一個(ge)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)進行一次掃(sao)(sao)描(miao)(miao))功能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)示波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)(如(ru)國產(chan)ST-16型示波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、SBT-5型同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)示波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)、SR-8型雙蹤示波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)等(deng)(deng)等(deng)(deng))而言,需(xu)要在(zai)其(qi)(qi)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)電(dian)路(lu)上輸入一個(ge)與(yu)被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)相關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)觸(chu)發信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao),使(shi)(shi)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)過(guo)程(cheng)與(yu)被測(ce)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)密切配合。這(zhe)樣(yang),只(zhi)要按照需(xu)要來選擇(ze)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)或觸(chu)發信(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)(hao),便(bian)可(ke)使(shi)(shi)任何欲研究的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)與(yu)鋸(ju)(ju)齒(chi)(chi)波(bo)(bo)(bo)(bo)(bo)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)頻(pin)(pin)率(lv)保持同(tong)(tong)(tong)步(bu)(bu)。
在電子實(shi)踐技術過(guo)程(cheng)中,常常需要(yao)同(tong)(tong)時(shi)觀察兩(liang)種(zhong)(zhong)(或(huo)(huo)兩(liang)種(zhong)(zhong)以上(shang))信號隨時(shi)間(jian)變化(hua)的(de)過(guo)程(cheng)。并對這(zhe)些不(bu)同(tong)(tong)信號進(jin)行電量(liang)的(de)測試和比較。為了(le)達到這(zhe)個(ge)目的(de),人們在應用普(pu)通示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)原(yuan)理的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),采用了(le)以下兩(liang)種(zhong)(zhong)同(tong)(tong)時(shi)顯示(shi)(shi)多個(ge)波(bo)(bo)(bo)形(xing)的(de)方(fang)法(fa):一種(zhong)(zhong)是(shi)雙(shuang)線(xian)(或(huo)(huo)多線(xian))示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)法(fa);另一種(zhong)(zhong)是(shi)雙(shuang)蹤(或(huo)(huo)多蹤)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)法(fa)。應用這(zhe)兩(liang)種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)制造出來的(de)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)分別稱為雙(shuang)線(xian)(或(huo)(huo)多線(xian))示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)和雙(shuang)蹤(或(huo)(huo)多蹤)示(shi)(shi)波(bo)(bo)(bo)器(qi)。
雙線(xian)(或多線(xian))示波(bo)器是采(cai)用(yong)(yong)雙槍(qiang)(或多槍(qiang))示波(bo)管來實(shi)現的(de)(de)(de)。下(xia)面以(yi)雙槍(qiang)示波(bo)管為例(li)加以(yi)簡單說明。雙槍(qiang)示波(bo)管有兩(liang)(liang)個互(hu)相(xiang)獨立的(de)(de)(de)電(dian)(dian)子槍(qiang)產生兩(liang)(liang)束(shu)電(dian)(dian)子。另有兩(liang)(liang)組(zu)(zu)互(hu)相(xiang)獨立的(de)(de)(de)偏(pian)轉(zhuan)系統,它們各自控制(zhi)(zhi)一束(shu)電(dian)(dian)子作上(shang)下(xia)、左右(you)(you)的(de)(de)(de)運動。熒(ying)光(guang)屏(ping)是共用(yong)(yong)的(de)(de)(de),因而屏(ping)上(shang)可以(yi)同(tong)時顯(xian)示出(chu)兩(liang)(liang)種(zhong)不同(tong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)信號波(bo)形,雙線(xian)示波(bo)也(ye)可以(yi)采(cai)用(yong)(yong)單槍(qiang)雙線(xian)示波(bo)管來實(shi)現。這種(zhong)示波(bo)管只有一個電(dian)(dian)子槍(qiang),在工作時是依靠(kao)特殊的(de)(de)(de)電(dian)(dian)極把電(dian)(dian)子分成兩(liang)(liang)束(shu)。然后(hou),由管內的(de)(de)(de)兩(liang)(liang)組(zu)(zu)互(hu)相(xiang)獨立的(de)(de)(de)偏(pian)轉(zhuan)系統,分別(bie)控制(zhi)(zhi)兩(liang)(liang)束(shu)電(dian)(dian)子上(shang)下(xia)、左右(you)(you)運動。熒(ying)光(guang)屏(ping)是共用(yong)(yong)的(de)(de)(de),能同(tong)時顯(xian)示出(chu)兩(liang)(liang)種(zhong)不同(tong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)信號波(bo)形。由于(yu)雙線(xian)示波(bo)管的(de)(de)(de)制(zhi)(zhi)造工藝要求高(gao)(gao),成本(ben)也(ye)高(gao)(gao),所以(yi)應用(yong)(yong)并(bing)不十分普遍。
雙(shuang)蹤(或多(duo)蹤)示(shi)波(bo)(bo)(bo)是在(zai)單(dan)線示(shi)波(bo)(bo)(bo)器的基礎上,增設一個專用(yong)電(dian)子開關,用(yong)它來實(shi)現兩種(zhong)(或多(duo)種(zhong))波(bo)(bo)(bo)形的分(fen)別顯示(shi)。由于實(shi)現雙(shuang)蹤(或多(duo)蹤)示(shi)波(bo)(bo)(bo)比實(shi)現雙(shuang)線(或多(duo)線)示(shi)波(bo)(bo)(bo)來得簡單(dan),不需(xu)要使用(yong)結構復雜、價格昂貴的“雙(shuang)腔”或“多(duo)腔”示(shi)波(bo)(bo)(bo)管,所以雙(shuang)蹤(或多(duo)蹤)示(shi)波(bo)(bo)(bo)獲得了普(pu)遍(bian)的應(ying)用(yong)。
為了(le)保持熒光屏顯示出來的兩種信(xin)號波形穩定,則要求被(bei)測信(xin)號頻率(lv)、掃描(miao)信(xin)號頻率(lv)與電子開關(guan)的轉換頻率(lv)三者之間必須滿足一定的關(guan)系。
首(shou)先,兩(liang)(liang)個(ge)被測信號(hao)頻率與掃描信號(hao)頻率之間(jian)應該是(shi)(shi)成整數比(bi)的(de)關系(xi),也就(jiu)是(shi)(shi)要求“同(tong)步”。這(zhe)一(yi)點(dian)與單線示波(bo)器的(de)原理是(shi)(shi)相(xiang)同(tong)的(de),區別在(zai)于被測信號(hao)是(shi)(shi)兩(liang)(liang)個(ge),而掃描電壓(ya)是(shi)(shi)一(yi)個(ge)。在(zai)實際應用中,需要觀察和比(bi)較的(de)兩(liang)(liang)個(ge)信號(hao)常常是(shi)(shi)互相(xiang)有內(nei)在(zai)聯系(xi)的(de),所以上述的(de)同(tong)步要求一(yi)般是(shi)(shi)容(rong)易滿足的(de)。
為了使熒光屏上(shang)顯(xian)示的(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)被測信號波(bo)形都穩定,除滿(man)足上(shang)述要求外(wai),還必須合理地選擇電(dian)子開關的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)頻率(lv),使得在示波(bo)器上(shang)所(suo)顯(xian)示的(de)(de)(de)波(bo)形個(ge)數合適(shi),以便于觀察(cha)。下面談談電(dian)子開關的(de)(de)(de)工作方式問題(ti),這個(ge)問題(ti)與電(dian)子開關的(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)換(huan)頻率(lv)有關。電(dian)子開關的(de)(de)(de)工作方式有“交替”轉(zhuan)(zhuan)換(huan)和“斷續”轉(zhuan)(zhuan)換(huan)兩(liang)種(zhong)。
采用(yong)(yong)交(jiao)替轉換(huan)(huan)(huan)工(gong)(gong)作(zuo)方(fang)(fang)式的(de)(de)(de)(de)顯示的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)形與雙線示波(bo)(bo)法所顯示的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)形非常相似,它們都(dou)沒有(you)間斷(duan)點(dian)。但由于被測信號UA、UB的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)形是依次交(jiao)替地出(chu)現(xian)在熒(ying)光(guang)屏(ping)上的(de)(de)(de)(de),所以,如果交(jiao)替的(de)(de)(de)(de)間隙時(shi)(shi)間超過了(le)(le)人眼的(de)(de)(de)(de)視覺(jue)暫(zan)留時(shi)(shi)間和熒(ying)光(guang)屏(ping)的(de)(de)(de)(de)余輝時(shi)(shi)間,則人們所看到的(de)(de)(de)(de)熒(ying)光(guang)屏(ping)上的(de)(de)(de)(de)波(bo)(bo)形就會(hui)有(you)閃爍(shuo)現(xian)象(xiang)。為了(le)(le)避免(mian)這種情況的(de)(de)(de)(de)出(chu)現(xian),就要(yao)求(qiu)電子(zi)開(kai)關有(you)足夠(gou)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)(huan)(huan)頻率(lv)。這就是說當被測信號的(de)(de)(de)(de)頻率(lv)較低時(shi)(shi),不宜采用(yong)(yong)交(jiao)替轉換(huan)(huan)(huan)工(gong)(gong)作(zuo)方(fang)(fang)式,而(er)應采用(yong)(yong)斷(duan)續(xu)轉換(huan)(huan)(huan)工(gong)(gong)作(zuo)方(fang)(fang)式。當電子(zi)開(kai)關用(yong)(yong)斷(duan)續(xu)轉換(huan)(huan)(huan)工(gong)(gong)作(zuo)方(fang)(fang)式時(shi)(shi),在X軸掃描的(de)(de)(de)(de)每(mei)一個過程中,電子(zi)開(kai)關都(dou)以足夠(gou)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)轉換(huan)(huan)(huan)頻率(lv),分別對所顯示的(de)(de)(de)(de)每(mei)個被測信號進(jin)行多次取(qu)樣(yang)。這樣(yang),即使被測信號頻率(lv)較低,也可(ke)避免(mian)出(chu)現(xian)波(bo)(bo)形的(de)(de)(de)(de)閃爍(shuo)現(xian)象(xiang)。
雙蹤示波器的主(zhu)要是(shi)由(you)兩個通(tong)道的Y軸(zhou)前置(zhi)放大電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、門控電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、電(dian)(dian)(dian)子開關(guan)、混合電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、延(yan)遲(chi)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、Y軸(zhou)后置(zhi)放大電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、觸發電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、掃描電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、X軸(zhou)放大電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、Z軸(zhou)放大電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、校準信號(hao)電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)、示波管(guan)和高低(di)壓電(dian)(dian)(dian)源供給電(dian)(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)等組成。
當顯示方式開關(guan)置于(yu)(yu)交(jiao)替(ti)位置時,電(dian)(dian)子開關(guan)為一(yi)雙穩(wen)態電(dian)(dian)路(lu)(lu)。它受(shou)由掃(sao)(sao)描(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)來的(de)(de)閘門(men)信(xin)(xin)號(hao)控制,使(shi)得Y軸兩個前置通(tong)道隨著掃(sao)(sao)描(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)門(men)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)變化而(er)交(jiao)替(ti)地工作。每秒鐘交(jiao)替(ti)轉換(huan)次數與由掃(sao)(sao)描(miao)電(dian)(dian)路(lu)(lu)產生的(de)(de)掃(sao)(sao)描(miao)信(xin)(xin)號(hao)的(de)(de)重復頻率有(you)關(guan)。交(jiao)替(ti)工作狀態適(shi)用于(yu)(yu)觀察頻率不(bu)太(tai)低的(de)(de)被(bei)測信(xin)(xin)號(hao)。
為了觀察被測信(xin)號(hao)(hao)隨(sui)時間變(bian)化的(de)波形,示波管的(de)水(shui)平偏轉板上必須加(jia)以線性(xing)掃(sao)描(miao)電(dian)壓(ya)(ya)(鋸(ju)齒波電(dian)壓(ya)(ya))。這個掃(sao)描(miao)電(dian)壓(ya)(ya)是(shi)由掃(sao)描(miao)電(dian)路產生的(de)。當(dang)觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)(hao)加(jia)到觸(chu)發(fa)電(dian)路時,觸(chu)發(fa)了掃(sao)描(miao)電(dian)路,掃(sao)描(miao)電(dian)路就(jiu)產生相應的(de)掃(sao)描(miao)信(xin)號(hao)(hao);當(dang)不加(jia)觸(chu)發(fa)信(xin)號(hao)(hao)時,掃(sao)描(miao)電(dian)路就(jiu)不產生掃(sao)描(miao)信(xin)號(hao)(hao)。
觸(chu)發(fa)有內(nei)(nei)觸(chu)發(fa)、外(wai)觸(chu)發(fa)兩種,由(you)觸(chu)發(fa)選擇開(kai)關(guan)來選擇。當該(gai)開(kai)關(guan)置(zhi)于內(nei)(nei)的位(wei)置(zhi)時,觸(chu)發(fa)信(xin)號來自經Y軸通(tong)道送(song)入的被測(ce)信(xin)號。當該(gai)開(kai)關(guan)置(zhi)于外(wai)的位(wei)置(zhi)時,觸(chu)發(fa)信(xin)號是由(you)外(wai)部送(song)入的。這個信(xin)號應與被測(ce)信(xin)號的頻(pin)率成整數比的關(guan)系。示波器(qi)在(zai)使(shi)用(yong)中(zhong),多數采用(yong)內(nei)(nei)觸(chu)發(fa)工作方式。
高、低壓電(dian)源(yuan)供給電(dian)路中的(de)(de)低壓是供給示(shi)波器各級所需的(de)(de)低壓電(dian)源(yuan)的(de)(de),高壓是供給示(shi)波管顯示(shi)系統電(dian)源(yuan)的(de)(de)。
示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)可(ke)以(yi)分為模擬示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)和(he)數(shu)字示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi),對于大多數(shu)的(de)(de)電子(zi)應用,無(wu)論(lun)模擬示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)和(he)數(shu)字示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)都(dou)是(shi)可(ke)以(yi)勝任的(de)(de),只是(shi)對于一(yi)些特定的(de)(de)應用,由于模擬示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)和(he)數(shu)字示(shi)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)所(suo)具備的(de)(de)不同特性,才會(hui)出現(xian)適(shi)合(he)和(he)不適(shi)合(he)的(de)(de)地(di)方。
模擬(ni)示波器的工作方式是直(zhi)接測量信(xin)號(hao)電壓,并且通過從左到右(you)穿過示波器屏(ping)幕的電子束在垂直(zhi)方向描(miao)繪電壓。
數(shu)字示波(bo)器(qi)的(de)工作(zuo)方(fang)式是通過(guo)模擬轉換器(qi)(ADC)把(ba)被測電壓(ya)轉換為數(shu)字信(xin)息(xi)。數(shu)字示波(bo)器(qi)捕獲的(de)是波(bo)形的(de)一(yi)系列樣值(zhi),并對樣值(zhi)進行(xing)存儲,存儲限(xian)度(du)是判斷累(lei)計(ji)的(de)樣值(zhi)是否能描繪出(chu)波(bo)形為止,隨(sui)后,數(shu)字示波(bo)器(qi)重構波(bo)形。
數(shu)(shu)字(zi)示(shi)(shi)波器可以分(fen)為數(shu)(shu)字(zi)存儲示(shi)(shi)波器(DSO),數(shu)(shu)字(zi)熒光示(shi)(shi)波器(DPO)和采樣示(shi)(shi)波器。
模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)(shi)波器(qi)(qi)(qi)要(yao)(yao)提(ti)高(gao)帶寬(kuan),需要(yao)(yao)示(shi)(shi)(shi)波管、垂直放大(da)和水平(ping)掃描全面推進。數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波器(qi)(qi)(qi)要(yao)(yao)改善帶寬(kuan)只需要(yao)(yao)提(ti)高(gao)前端的A/D轉換器(qi)(qi)(qi)的性能,對示(shi)(shi)(shi)波管和掃描電路沒(mei)有(you)特殊要(yao)(yao)求。加上數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波管能充(chong)分利(li)用記(ji)憶、存儲和處理,以及多種觸發(fa)和超前觸發(fa)能力(li)。廿(nian)世(shi)紀八十年代(dai)(dai)數字(zi)示(shi)(shi)(shi)波器(qi)(qi)(qi)異軍突起,成(cheng)果累累,大(da)有(you)全面取代(dai)(dai)模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)(shi)波器(qi)(qi)(qi)之勢,模(mo)擬(ni)(ni)示(shi)(shi)(shi)波器(qi)(qi)(qi)的確從前臺退(tui)到后臺。
通(tong)常無論是模擬示(shi)波(bo)(bo)器(qi)還是數(shu)字示(shi)波(bo)(bo)器(qi),可以根(gen)據其通(tong)道(dao)(dao)數(shu)分為:單通(tong)道(dao)(dao)/單蹤示(shi)波(bo)(bo)器(qi);雙通(tong)道(dao)(dao)/雙蹤示(shi)波(bo)(bo)器(qi);2+1通(tong)道(dao)(dao)(1外(wai)部觸發)/三蹤示(shi)波(bo)(bo)器(qi);四通(tong)道(dao)(dao)/四蹤示(shi)波(bo)(bo)器(qi)。
帶(dai)寬是(shi)根(gen)據示(shi)波(bo)器測試要(yao)求來定,5M/10M/20M/40M/60M/100M/1G......等分類選(xuan)型。
示波器雖然分成好(hao)幾類(lei),各類(lei)又(you)有許(xu)多種(zhong)型號(hao),但是一般的(de)示波器除頻帶寬(kuan)度、輸入靈敏度等不(bu)完全相(xiang)同外(wai),在使用(yong)方法的(de)基本方面都(dou)是相(xiang)同的(de)。以SR-8型雙蹤示波器為例介紹。
(一)模擬示波器面板裝置
SR-8型雙蹤示(shi)波(bo)器的(de)面板圖如上圖所示(shi)。其(qi)面板裝置(zhi)按其(qi)位(wei)置(zhi)和(he)功能通常可劃分(fen)為3大部(bu)分(fen):顯示(shi)、垂直(Y軸)、水平(X軸)。現(xian)分(fen)別(bie)介紹這3個(ge)部(bu)分(fen)控制裝置(zhi)的(de)作用。
1.顯(xian)示部分(fen)主要控制件為:
(1)電源開關。
(2)電(dian)源(yuan)指示燈。
(3)輝度調整光點亮(liang)度。
(4)聚焦調整光點或波(bo)形清晰度。
(5)輔助(zhu)聚(ju)焦配合“聚(ju)焦”旋鈕調節清晰度。
(6)標尺亮(liang)度(du)(du)調節坐標片(pian)上刻度(du)(du)線亮(liang)度(du)(du)。
(7)尋跡當按(an)鍵向下按(an)時,使(shi)偏離熒光(guang)(guang)屏的(de)光(guang)(guang)點回(hui)到顯示區(qu)域(yu),而尋到光(guang)(guang)點位置。
(8)標(biao)準信號輸出1kHz、1V方(fang)波(bo)校準信號由(you)此引出。加到Y軸輸入端,用(yong)以校準Y軸輸入靈(ling)敏度(du)和(he)X軸掃描(miao)速度(du)。
2.Y軸插(cha)件部分
(1)顯示(shi)方式選擇開關用以轉換(huan)兩個Y軸(zhou)前置(zhi)放大器YA與YB工作狀(zhuang)態的控制(zhi)件,具有五種不同作用的顯示(shi)方式:
“交替”:當顯示(shi)方式開(kai)關(guan)置于“交替”時,電子開(kai)關(guan)受掃描(miao)信(xin)號(hao)(hao)控(kong)制(zhi)轉(zhuan)換,每次(ci)掃描(miao)都輪(lun)流接(jie)通(tong)YA或YB信(xin)號(hao)(hao)。當被測信(xin)號(hao)(hao)的頻(pin)率越(yue)高,掃描(miao)信(xin)號(hao)(hao)頻(pin)率也越(yue)高。電
子(zi)開(kai)關轉換(huan)速率也越快,不會有(you)閃爍現象。這種工(gong)作狀態適(shi)用于觀察兩個工(gong)作頻率較高的信號。
“斷(duan)(duan)續(xu)(xu)(xu)”:當(dang)顯(xian)示方式開關置于“斷(duan)(duan)續(xu)(xu)(xu)”時(shi),電子開關不受掃描信(xin)(xin)號(hao)(hao)控制,產生頻(pin)(pin)率固(gu)定為200kHz方波(bo)信(xin)(xin)號(hao)(hao),使電子開關快速交替接通(tong)YA和(he)YB。由于開關動作(zuo)頻(pin)(pin)率高于被(bei)測信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率,因此屏幕(mu)上顯(xian)示的(de)(de)(de)兩(liang)個(ge)(ge)通(tong)道信(xin)(xin)號(hao)(hao)波(bo)形是(shi)斷(duan)(duan)續(xu)(xu)(xu)的(de)(de)(de)。當(dang)被(bei)測信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率較(jiao)高時(shi),斷(duan)(duan)續(xu)(xu)(xu)現象(xiang)十分明顯(xian),甚至無法觀測;當(dang)被(bei)測信(xin)(xin)號(hao)(hao)頻(pin)(pin)率較(jiao)低時(shi),斷(duan)(duan)續(xu)(xu)(xu)現象(xiang)被(bei)掩(yan)蓋。因此,這種工作(zuo)狀態適合(he)于觀察兩(liang)個(ge)(ge)工作(zuo)頻(pin)(pin)率較(jiao)低的(de)(de)(de)信(xin)(xin)號(hao)(hao)。
“YA”、“YB”:顯(xian)示方式開關置于“YA”或(huo)者(zhe)“YB”時,表示示波(bo)(bo)器處于單(dan)通道工(gong)作(zuo),此(ci)時示波(bo)(bo)器的工(gong)作(zuo)方式相當于單(dan)蹤(zong)示波(bo)(bo)器,即只(zhi)能單(dan)獨顯(xian)示“YA”或(huo)“YB”通道的信號波(bo)(bo)形(xing)。
“YA+YB”:顯(xian)示方(fang)式開(kai)關置于“YA+YB”時,電(dian)子開(kai)關不工作,YA與(yu)YB兩路(lu)信號(hao)均通過放大器和門電(dian)路(lu),示波(bo)器將顯(xian)示出兩路(lu)信號(hao)疊加(jia)的波(bo)形。
(2)“DC-⊥-AC”Y軸輸入(ru)(ru)選擇開關,用以選擇被測信號接(jie)至輸入(ru)(ru)端(duan)的(de)耦(ou)合方式。置(zhi)(zhi)于(yu)“DC”是(shi)直(zhi)接(jie)耦(ou)合,能輸入(ru)(ru)含有(you)直(zhi)流分量(liang)的(de)交流信號;置(zhi)(zhi)于(yu)“AC”位置(zhi)(zhi),實現交流耦(ou)合,只能輸入(ru)(ru)交流分量(liang);置(zhi)(zhi)于(yu)“⊥”位置(zhi)(zhi)時(shi),Y軸輸入(ru)(ru)端(duan)接(jie)地(di),這時(shi)顯示的(de)時(shi)基(ji)(ji)線一般用來(lai)作為測試直(zhi)流電壓(ya)零(ling)電平的(de)參(can)考基(ji)(ji)準線。
(3)“微(wei)調V/div”靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)選擇(ze)開關及微(wei)調裝置(zhi)。靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)選擇(ze)開關系套軸(zhou)(zhou)結構(gou),黑色(se)旋(xuan)(xuan)鈕(niu)是Y軸(zhou)(zhou)靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)粗調裝置(zhi),自10mv/div~20v/div分11檔。紅(hong)色(se)旋(xuan)(xuan)鈕(niu)為細(xi)調裝置(zhi),順(shun)(shun)時(shi)針(zhen)方(fang)向(xiang)增加到滿度(du)(du)時(shi)為校(xiao)(xiao)準位置(zhi),可(ke)(ke)按粗調旋(xuan)(xuan)鈕(niu)所指示的數值,讀取被測(ce)信號(hao)的幅度(du)(du)。當此(ci)旋(xuan)(xuan)鈕(niu)反(fan)時(shi)針(zhen)轉(zhuan)到滿度(du)(du)時(shi),其(qi)變化范圍(wei)應(ying)大于2.5倍,連續調節“微(wei)調”電(dian)位器(qi),可(ke)(ke)實現(xian)各檔級(ji)之間的靈(ling)敏(min)(min)度(du)(du)覆蓋,在作定量(liang)測(ce)量(liang)時(shi),此(ci)旋(xuan)(xuan)鈕(niu)應(ying)置(zhi)于順(shun)(shun)時(shi)針(zhen)滿度(du)(du)的“校(xiao)(xiao)準”位置(zhi)。
(4)“平衡”當Y軸放大器輸入電路出現不平衡時(shi),顯示的光點或(huo)波形就(jiu)會隨“V/div”開(kai)關(guan)的“微調”旋轉而出現Y軸方向的位(wei)移,調節“平衡”電位(wei)器能將這種位(wei)移減(jian)至最(zui)小。
(5)“↑↓”Y軸位(wei)移電位(wei)器,用以(yi)調節波形的垂直位(wei)置。
(6)“極性(xing)、拉(la)YA”YA通(tong)道的極性(xing)轉換按拉(la)式(shi)開關(guan)。拉(la)出時(shi)YA通(tong)道信(xin)號倒相顯示(shi)(shi)(shi),即(ji)顯示(shi)(shi)(shi)方式(shi)(YA+YB)時(shi),顯示(shi)(shi)(shi)圖像為YB-YA。
(7)“內觸(chu)(chu)發、拉YB”觸(chu)(chu)發源選擇開關。在(zai)按的位(wei)置上(常態)掃描觸(chu)(chu)發信號(hao)(hao)(hao)分別(bie)取自YA及YB通道的輸入信號(hao)(hao)(hao),適應于(yu)單蹤(zong)或雙(shuang)蹤(zong)顯示(shi),但不能夠對雙(shuang)蹤(zong)波(bo)形作時(shi)間比較。當把開關拉出時(shi),掃描的觸(chu)(chu)發信號(hao)(hao)(hao)只(zhi)取自于(yu)YB通道的輸入信號(hao)(hao)(hao),因而它適合(he)于(yu)雙(shuang)蹤(zong)顯示(shi)時(shi)對比兩個波(bo)形的時(shi)間和相位(wei)差。
(8)Y軸輸入(ru)插座采(cai)用BNC型(xing)插座,被測信號(hao)由此直(zhi)接或經探頭輸入(ru)。
3.X軸插件部分
(1)“t/div”掃(sao)描速度(du)選擇開(kai)關及微調(diao)旋鈕。X軸的(de)光(guang)點移動速度(du)由其(qi)決定,從0.2μs~1s共分21檔級。當該開(kai)關“微調(diao)”電位器順時針方向旋轉到底(di)并(bing)接上開(kai)關后,即為“校準”位置(zhi),此時“t/div”的(de)指示(shi)值,即為掃(sao)描速度(du)的(de)實際值。
(2)“擴(kuo)展(zhan)、拉(la)×10”掃描(miao)速(su)度擴(kuo)展(zhan)裝置。是按拉(la)式開關,在按的(de)狀態作(zuo)正常使(shi)用(yong),拉(la)的(de)位置掃描(miao)速(su)度增加10倍。“t/div”的(de)指示(shi)值,也應相應計取。采用(yong)“擴(kuo)展(zhan)拉(la)×10”適于(yu)觀察波形細節。
(3)“→←”X軸(zhou)位置(zhi)(zhi)調(diao)節旋鈕(niu)。系(xi)X軸(zhou)光跡的水(shui)平位置(zhi)(zhi)調(diao)節電位器,是套軸(zhou)結構。外圈旋鈕(niu)為粗調(diao)裝置(zhi)(zhi),順(shun)時針方向旋轉基(ji)線右移(yi),反時針方向旋轉則基(ji)線左移(yi)。置(zhi)(zhi)于(yu)套軸(zhou)上的小旋鈕(niu)為細調(diao)裝置(zhi)(zhi),適用于(yu)經擴(kuo)展后(hou)信號(hao)的調(diao)節。
(4)“外(wai)(wai)觸(chu)發、X外(wai)(wai)接”插(cha)座采用BNC型插(cha)座。在使用外(wai)(wai)觸(chu)發時,作為連接外(wai)(wai)觸(chu)發信(xin)號的(de)插(cha)座。也(ye)可以作為X軸放大器外(wai)(wai)接時信(xin)號輸入插(cha)座。其輸入阻(zu)抗約(yue)為1MΩ。外(wai)(wai)接使用時,輸入信(xin)號的(de)峰值應(ying)小于12V。
(5)“觸(chu)發(fa)電(dian)平”旋(xuan)鈕(niu)觸(chu)發(fa)電(dian)平調節(jie)電(dian)位(wei)器旋(xuan)鈕(niu)。用于選(xuan)擇輸(shu)入信號波(bo)形(xing)的觸(chu)發(fa)點(dian)。具體地說,就是(shi)調節(jie)開始掃描的時間(jian),決定掃描在觸(chu)發(fa)信號波(bo)形(xing)的哪一點(dian)上被觸(chu)發(fa)。順時針(zhen)方(fang)向(xiang)旋(xuan)動(dong)時,觸(chu)發(fa)點(dian)趨向(xiang)信號波(bo)形(xing)的正(zheng)向(xiang)部分(fen),逆(ni)時針(zhen)方(fang)向(xiang)旋(xuan)動(dong)時,觸(chu)發(fa)點(dian)趨向(xiang)信號波(bo)形(xing)的負向(xiang)部分(fen)。
(6)“穩定性”觸發(fa)(fa)穩定性微調(diao)(diao)旋鈕(niu)。用以改變(bian)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)電(dian)路(lu)的工(gong)作狀(zhuang)態(tai),一般應處于(yu)待觸發(fa)(fa)狀(zhuang)態(tai)。調(diao)(diao)整方法是將Y軸輸入耦合方式選擇(ze)(AC-地(di)-DC)開關置(zhi)于(yu)地(di)檔,將V/div開關置(zhi)于(yu)最(zui)高靈敏度的檔級,在(zai)電(dian)平(ping)旋鈕(niu)調(diao)(diao)離自激狀(zhuang)態(tai)的情況下,用小螺絲刀將穩定度電(dian)位器(qi)順(shun)時(shi)(shi)針(zhen)方向旋到底,則掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)電(dian)路(lu)產生自激掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao),此時(shi)(shi)屏(ping)(ping)幕(mu)(mu)上(shang)(shang)出現掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)線(xian);然(ran)后逆(ni)時(shi)(shi)針(zhen)方向慢(man)慢(man)旋動,使掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)線(xian)剛消失。此時(shi)(shi)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)電(dian)路(lu)即(ji)處于(yu)待觸發(fa)(fa)狀(zhuang)態(tai)。在(zai)這種狀(zhuang)態(tai)下,用示波(bo)器(qi)進行測(ce)量時(shi)(shi),只要調(diao)(diao)節(jie)電(dian)平(ping)旋鈕(niu),即(ji)能在(zai)屏(ping)(ping)幕(mu)(mu)上(shang)(shang)獲得穩定的波(bo)形(xing),并能隨(sui)意(yi)調(diao)(diao)節(jie)選擇(ze)屏(ping)(ping)幕(mu)(mu)上(shang)(shang)波(bo)形(xing)的起始點位置(zhi)。少數示波(bo)器(qi),當穩定度電(dian)位器(qi)逆(ni)時(shi)(shi)針(zhen)方向旋到底時(shi)(shi),屏(ping)(ping)幕(mu)(mu)上(shang)(shang)出現掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)線(xian);然(ran)后順(shun)時(shi)(shi)針(zhen)方向慢(man)慢(man)旋動,使屏(ping)(ping)幕(mu)(mu)上(shang)(shang)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)線(xian)剛消失,此時(shi)(shi)掃(sao)(sao)描(miao)(miao)(miao)電(dian)路(lu)即(ji)處于(yu)待觸發(fa)(fa)狀(zhuang)態(tai)。
(7)“內(nei)、外”觸(chu)發(fa)源選擇開關。置于“內(nei)”位置時,掃描(miao)觸(chu)發(fa)信(xin)(xin)號(hao)(hao)取自Y軸通(tong)道的被測信(xin)(xin)號(hao)(hao);置于“外”位置時,觸(chu)發(fa)信(xin)(xin)號(hao)(hao)取自“外觸(chu)發(fa)X外接”輸入端引入的外觸(chu)發(fa)信(xin)(xin)號(hao)(hao)。
(8)“AC”“AC(H)”“DC”觸(chu)(chu)發(fa)耦(ou)(ou)合(he)方(fang)式開關。“DC”檔,是(shi)直流(liu)藕合(he)狀態,適合(he)于(yu)變(bian)化緩慢或頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)率甚低(di)(di)(di)(如低(di)(di)(di)于(yu)100Hz)的(de)觸(chu)(chu)發(fa)信(xin)(xin)(xin)號。“AC”檔,是(shi)交流(liu)藕合(he)狀態,由于(yu)隔斷了(le)觸(chu)(chu)發(fa)中的(de)直流(liu)分(fen)量,因此觸(chu)(chu)發(fa)性能不受直流(liu)分(fen)量影響(xiang)。“AC(H)”檔,是(shi)低(di)(di)(di)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)抑(yi)制的(de)交流(liu)耦(ou)(ou)合(he)狀態,在觀察(cha)包含低(di)(di)(di)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)分(fen)量的(de)高頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)復合(he)波時,觸(chu)(chu)發(fa)信(xin)(xin)(xin)號通(tong)(tong)過高通(tong)(tong)濾波器進(jin)行(xing)耦(ou)(ou)合(he),抑(yi)制了(le)低(di)(di)(di)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)噪聲和低(di)(di)(di)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)觸(chu)(chu)發(fa)信(xin)(xin)(xin)號(2MHz以下的(de)低(di)(di)(di)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)分(fen)量),免除(chu)因誤觸(chu)(chu)發(fa)而造(zao)成的(de)波形幌動。
(9)“高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)、常態(tai)(tai)、自(zi)動(dong)”觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)方(fang)(fang)式開關。用以(yi)選擇不(bu)同的(de)(de)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)方(fang)(fang)式,以(yi)適應不(bu)同的(de)(de)被測信號與測試目(mu)的(de)(de)。“高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)”檔(dang)(dang),頻(pin)(pin)(pin)率(lv)甚高(gao)(gao)時(如高(gao)(gao)于(yu)(yu)5MHz),且無足夠的(de)(de)幅度使(shi)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)穩定時,選該檔(dang)(dang)。此時掃(sao)描處(chu)于(yu)(yu)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)狀態(tai)(tai),由示波(bo)器自(zi)身產生(sheng)的(de)(de)高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)信號(200kHz信號),對被測信號進行同步。不(bu)必經常調(diao)整(zheng)電(dian)平旋(xuan)鈕(niu),屏幕上即能(neng)顯示穩定的(de)(de)波(bo)形,操作方(fang)(fang)便,有利于(yu)(yu)觀察高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)信號波(bo)形。“常態(tai)(tai)”檔(dang)(dang),采用來自(zi)Y軸(zhou)或外接觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)源的(de)(de)輸入(ru)信號進行觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)掃(sao)描,是常用的(de)(de)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)掃(sao)描方(fang)(fang)式。“自(zi)動(dong)”擋,掃(sao)描處(chu)于(yu)(yu)自(zi)動(dong)狀態(tai)(tai)(與高(gao)(gao)頻(pin)(pin)(pin)觸(chu)(chu)發(fa)(fa)(fa)方(fang)(fang)式相仿(fang)),但不(bu)必調(diao)整(zheng)電(dian)平旋(xuan)鈕(niu),也能(neng)觀察到(dao)穩定的(de)(de)波(bo)形,操作方(fang)(fang)便,有利于(yu)(yu)觀察較(jiao)低頻(pin)(pin)(pin)率(lv)的(de)(de)信號。
(10)“+、-”觸(chu)發(fa)(fa)極(ji)性開關(guan)。在(zai)“+”位置時選(xuan)用觸(chu)發(fa)(fa)信號的上升部分,在(zai)“-”位置時選(xuan)用觸(chu)發(fa)(fa)信號的下(xia)降部分對掃描電(dian)路進(jin)行觸(chu)發(fa)(fa)。
(二)使用前的檢查
示(shi)波(bo)器(qi)(qi)初次使用前或久藏復用時,有(you)必要進行一次能否工作的(de)(de)(de)簡單檢查(cha)和(he)(he)進行掃描(miao)電(dian)路穩定(ding)度(du)、垂(chui)(chui)直(zhi)放大電(dian)路直(zhi)流平(ping)衡的(de)(de)(de)調(diao)整。示(shi)波(bo)器(qi)(qi)在進行電(dian)壓和(he)(he)時間的(de)(de)(de)定(ding)量測(ce)試時,還必須(xu)進行垂(chui)(chui)直(zhi)放大電(dian)路增益(yi)和(he)(he)水(shui)平(ping)掃描(miao)速度(du)的(de)(de)(de)校(xiao)(xiao)準(zhun)。示(shi)波(bo)器(qi)(qi)能否正常(chang)工作的(de)(de)(de)檢查(cha)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)、垂(chui)(chui)直(zhi)放大電(dian)路增益(yi)和(he)(he)水(shui)平(ping)掃描(miao)速度(du)的(de)(de)(de)校(xiao)(xiao)準(zhun)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa),由于各種型號示(shi)波(bo)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)校(xiao)(xiao)準(zhun)信號的(de)(de)(de)幅度(du)、頻率等參數不一樣,因(yin)而檢查(cha)、校(xiao)(xiao)準(zhun)方(fang)(fang)法(fa)(fa)(fa)略有(you)差異。
(三)使用步驟
用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)能觀察(cha)各種不同電(dian)(dian)信號幅度(du)隨時(shi)間變化的波(bo)形曲線,在這個基礎上(shang)示(shi)波(bo)器(qi)可(ke)以應用(yong)于測量電(dian)(dian)壓、時(shi)間、頻(pin)率、相位差和調幅度(du)等電(dian)(dian)參數。下面介紹用(yong)示(shi)波(bo)器(qi)觀察(cha)電(dian)(dian)信號波(bo)形的使用(yong)步(bu)驟。
1.選擇(ze)Y軸(zhou)耦(ou)合方(fang)式
根據被測信號(hao)頻率的(de)高低(di),將Y軸輸入耦合方式選擇“AC-地(di)-DC”開關置于(yu)AC或DC。
2.選擇Y軸靈敏度
根據被測信號的大約峰-峰值(zhi)(如(ru)果采用衰減探頭,應除(chu)以衰減倍(bei)數;在耦合(he)方式取DC檔時,還(huan)要考慮疊加的直流電壓(ya)值(zhi)),將Y軸靈敏(min)度(du)選擇V/div開(kai)關(或Y軸衰減開(kai)關)置(zhi)于適當檔級。實際使用中(zhong)如(ru)不需(xu)讀(du)測電壓(ya)值(zhi),則可適當調節Y軸靈敏(min)度(du)微調(或Y軸增益(yi))旋鈕,使屏幕上顯現所需(xu)要高度(du)的波(bo)形。
3.選擇觸發(fa)(或同(tong)步(bu))信號來源(yuan)與極性
通(tong)常(chang)將觸發(或同步(bu))信號極性(xing)開關置(zhi)于“+”或“-”檔。
4.選(xuan)擇掃描速度
根據被測(ce)信號(hao)周(zhou)期(qi)(或頻率)的大約(yue)值,將X軸掃(sao)(sao)描速(su)度t/div(或掃(sao)(sao)描范圍)開關置于(yu)(yu)適當檔級。實際使(shi)用中(zhong)如不需讀測(ce)時間值,則可適當調(diao)(diao)節掃(sao)(sao)速(su)t/div微調(diao)(diao)(或掃(sao)(sao)描微調(diao)(diao))旋鈕,使(shi)屏幕上顯示測(ce)試所(suo)需周(zhou)期(qi)數的波形。如果需要觀察的是信號(hao)的邊(bian)沿部分(fen),則掃(sao)(sao)速(su)t/div開關應置于(yu)(yu)最快掃(sao)(sao)速(su)檔。
5.輸(shu)入被測信號
被測(ce)信號由探頭衰減后(或由同軸電(dian)纜不(bu)衰減直接(jie)輸入,但此(ci)時的(de)輸入阻抗降(jiang)低(di)、輸入電(dian)容增大),通過Y軸輸入端輸入示波器。
沒有光點或波形電(dian)源未(wei)接通(tong)。
輝度旋鈕未調節好(hao)。
X,Y軸移位旋(xuan)鈕位置調偏。
Y軸平(ping)衡電位器(qi)調整不(bu)當,造成直流放大電路嚴(yan)重失衡。
水平方向展不開觸發源選(xuan)擇開(kai)關置于外檔(dang),且無(wu)外觸發信號輸入(ru),則無(wu)鋸齒波產生。
電平旋(xuan)鈕調節不當。
穩定度電(dian)位(wei)器沒有調整在使掃描電(dian)路處于待觸發的臨界(jie)狀態。
X軸選(xuan)擇誤(wu)置于X外接位置,且外接插座上又無信號(hao)輸入。
兩蹤示波器如果只使用(yong)A通道(B通道無輸入信號),而內觸(chu)發開關(guan)置于拉YB位置,則無鋸齒波產生(sheng)。
垂直方向無展示輸(shu)入耦合方式DC-接地-AC開關誤置于接地位置。
輸入端(duan)的高、低電位(wei)端(duan)與(yu)被(bei)測電路的高、低電位(wei)端(duan)接反。
輸(shu)入信(xin)號(hao)較小,而(er)V/div誤置于低(di)靈敏(min)度檔。
波形不穩定穩定度電位器順時(shi)針旋轉(zhuan)過度,致使掃描電路處于自激掃描狀(zhuang)態(未處于待觸發的臨界狀(zhuang)態)。
觸(chu)發(fa)耦合方(fang)式AC、AC(H)、DC開關未能(neng)按照(zhao)不(bu)同(tong)觸(chu)發(fa)信號(hao)頻(pin)率正確選擇(ze)相(xiang)應檔級。
選擇(ze)(ze)高頻觸發狀態時,觸發源(yuan)選擇(ze)(ze)開關(guan)誤置于(yu)外檔(應置于(yu)內(nei)檔。)
部(bu)分示波器掃(sao)描處(chu)于自(zi)動檔(連續(xu)掃(sao)描)時(shi),波形不穩定。
垂直線條密集或呈現一矩形t/div開關選擇不當,致使f掃描<水平線條(tiao)密集或(huo)呈一條(tiao)傾斜水平線t/div關選擇(ze)不當,致使f掃描>>f信號(hao)。垂直方向(xiang)的(de)電壓讀(du)數不準未進行(xing)垂直方向的偏轉靈敏度(du)(v/div)校準。
進行v/div校準時,v/div微調旋鈕未(wei)置于校正位置(即順時針方向未(wei)旋足)。
進行測試時,v/div微調旋(xuan)鈕調離了校正位(wei)置(即調離了順時針方向旋(xuan)足的位(wei)置)。
使(shi)用(yong)10:1衰減探頭,計算電壓時未乘以10倍。
被測信號頻率超過示(shi)波(bo)器(qi)的(de)最(zui)高使用(yong)頻率,示(shi)波(bo)器(qi)讀(du)數比實際值偏小。
測得的是峰-峰值,正弦有(you)效值需換算求得。
水平方向的讀數不準未進行(xing)水平方向的偏轉靈敏度(t/div)校準。
進行(xing)t/div校(xiao)準時,t/div微(wei)調旋鈕未置于校(xiao)準位置(即順時針方向未旋足(zu))。
進行測試時,t/div微調(diao)旋(xuan)(xuan)鈕調(diao)離了校正位(wei)置(即調(diao)離了順時針方向旋(xuan)(xuan)足的位(wei)置)。
掃速擴展開關置于拉(×10)位置時,測試未按(an)t/div開關指示值(zhi)提高(gao)靈敏度(du)10倍(bei)計算(suan)。
交直流疊加信號的直流電壓值分辨不清Y軸(zhou)輸入耦(ou)合選擇(ze)DC-接地-AC開關誤置于AC檔(dang)(dang)(應置于DC檔(dang)(dang))。
測試前未將DC-接(jie)地-AC開關置(zhi)于(yu)接(jie)地檔進行直流電平(ping)參考點(dian)校正。
Y軸平(ping)衡(heng)電位器未調整好(hao)。
測不出兩(liang)個信號間的相位差;
測不出兩個信號間的相位差(波(bo)形(xing)顯(xian)示法);
雙蹤示波器誤(wu)把(ba)內觸發(拉YB)開(kai)關置(zhi)于按(常態)位置(zhi)應(ying)把(ba)該(gai)開(kai)關置(zhi)于拉YB位置(zhi)。
雙蹤示(shi)波器(qi)沒有(you)正(zheng)確(que)選(xuan)擇顯示(shi)方式開關(guan)的(de)交(jiao)替(ti)和斷續檔。
單線示波器觸(chu)發選擇開關(guan)誤置于內檔(dang)。
單線示波器觸發選擇開關雖置于外檔,但兩次(ci)外觸發未采(cai)用同(tong)一信號。
調(diao)(diao)幅波形失常t/div開關選(xuan)擇(ze)不當,掃(sao)描(miao)頻率(lv)誤按調(diao)(diao)幅波載(zai)波頻率(lv)選(xuan)擇(ze)(應按音頻調(diao)(diao)幅信號頻率(lv)選(xuan)擇(ze))。
波形(xing)調不到要求的(de)起始時間和(he)部位穩(wen)定度(du)電位器未調整在待觸(chu)發的(de)臨界觸(chu)發點上。
觸發極性(+、-)與(yu)觸發電平(+、-)配合不當。
觸(chu)發方式開(kai)關誤置于自(zi)動檔(應置于常態檔)。
觸發或(huo)(huo)同步掃描緩緩調節觸發電平(或(huo)(huo)同步)旋(xuan)鈕,屏幕(mu)上顯現(xian)穩定的波形,根據觀察需要,適當調節電平旋(xuan)鈕,以顯示相應起(qi)始(shi)位置(zhi)的波形。
如果(guo)用雙蹤示(shi)(shi)波器觀察波形,作(zuo)單蹤顯示(shi)(shi)時,顯示(shi)(shi)方式(shi)(shi)開(kai)(kai)關(guan)置(zhi)于YA或(huo)YB。被測信號通(tong)過YA或(huo)YB輸入(ru)端輸入(ru)示(shi)(shi)波器。Y軸(zhou)(zhou)的(de)觸(chu)發源選擇“內觸(chu)發一拉(la)YB”開(kai)(kai)關(guan)置(zhi)于按(常態)位(wei)置(zhi)。若示(shi)(shi)波器作(zuo)兩蹤顯示(shi)(shi)時,顯示(shi)(shi)方式(shi)(shi)開(kai)(kai)關(guan)置(zhi)于交替檔(適(shi)用于觀察頻(pin)率不太(tai)低的(de)信號),或(huo)斷續檔(適(shi)用于觀察頻(pin)率不太(tai)高的(de)信號),此(ci)時Y軸(zhou)(zhou)的(de)觸(chu)發源選擇“內觸(chu)發-拉(la)YB”開(kai)(kai)關(guan)置(zhi)“拉(la)YB”檔。
使用(yong)不(bu)(bu)當造成(cheng)的異常現象(xiang)示(shi)波器在(zai)使用(yong)過程中(zhong),往往由于(yu)(yu)操作者對(dui)于(yu)(yu)示(shi)波原理(li)不(bu)(bu)甚理(li)解(jie)和對(dui)示(shi)波器面板控制(zhi)裝置的作用(yong)不(bu)(bu)熟悉(xi),會出現由于(yu)(yu)調節不(bu)(bu)當而造成(cheng)異常現象(xiang)。
利用示(shi)波(bo)器所(suo)做(zuo)的(de)(de)任何測(ce)(ce)量,都是歸結為(wei)對(dui)電(dian)壓(ya)的(de)(de)測(ce)(ce)量。示(shi)波(bo)器可以(yi)(yi)測(ce)(ce)量各種(zhong)波(bo)形的(de)(de)電(dian)壓(ya)幅度,既可以(yi)(yi)測(ce)(ce)量直流(liu)電(dian)壓(ya)和正(zheng)弦電(dian)壓(ya),又可以(yi)(yi)測(ce)(ce)量脈(mo)沖(chong)或非(fei)正(zheng)弦電(dian)壓(ya)的(de)(de)幅度。更有用的(de)(de)是它可以(yi)(yi)測(ce)(ce)量一個脈(mo)沖(chong)電(dian)壓(ya)波(bo)形各部分的(de)(de)電(dian)壓(ya)幅值,如上沖(chong)量或頂部下降(jiang)量等。這是其他任何電(dian)壓(ya)測(ce)(ce)量儀器都不能比(bi)擬的(de)(de)。
1.直接測量法
所謂(wei)直接測量(liang)(liang)法(fa),就是(shi)直接從屏幕上量(liang)(liang)出被測電壓波形的(de)高(gao)度(du),然后換算(suan)成(cheng)電壓值(zhi)(zhi)。定量(liang)(liang)測試電壓時,一(yi)般把(ba)Y軸靈敏度(du)開關的(de)微調旋鈕(niu)轉至“校準(zhun)”位置上,這樣(yang),就可以(yi)從“V/div”的(de)指示(shi)值(zhi)(zhi)和被測信號占取(qu)的(de)縱軸坐(zuo)標值(zhi)(zhi)直接計算(suan)被測電壓值(zhi)(zhi)。所以(yi),直接測量(liang)(liang)法(fa)又稱為標尺法(fa)。
(1)交(jiao)流電壓的測量
將(jiang)Y軸(zhou)輸(shu)入(ru)耦(ou)合開關置于(yu)“AC”位置,顯(xian)示(shi)出輸(shu)入(ru)波(bo)形(xing)的交流成分。如(ru)交流信號的頻率很(hen)低時,則應將(jiang)Y軸(zhou)輸(shu)入(ru)耦(ou)合開關置于(yu)“DC”位置。
將(jiang)被(bei)測波(bo)形移至示(shi)波(bo)管(guan)屏幕(mu)(mu)的(de)(de)(de)中心(xin)位(wei)置,用“V/div”開關將(jiang)被(bei)測波(bo)形控制(zhi)在屏幕(mu)(mu)有效工作(zuo)面積(ji)的(de)(de)(de)范圍內,按坐標(biao)刻度(du)片的(de)(de)(de)分度(du)讀取整(zheng)個波(bo)形所占(zhan)Y軸方向的(de)(de)(de)度(du)數H,則(ze)被(bei)測電壓的(de)(de)(de)峰(feng)-峰(feng)值(zhi)VP-P可等于“V/div”開關指示(shi)值(zhi)與H的(de)(de)(de)乘積(ji)。如果使用探頭(tou)測量(liang)時,應(ying)把(ba)探頭(tou)的(de)(de)(de)衰減量(liang)計算(suan)(suan)在內,即把(ba)上述計算(suan)(suan)數值(zhi)乘10。
例如示波器的(de)Y軸靈敏度(du)開(kai)關“V/div”位于0.2檔(dang)級(ji),被測波形占Y軸的(de)坐(zuo)標幅(fu)度(du)H為(wei)5div,則此信號電壓的(de)峰(feng)-峰(feng)值(zhi)為(wei)1V。如是經探(tan)頭測量(liang),仍(reng)指示上述數值(zhi),則被測信號電壓的(de)峰(feng)-峰(feng)值(zhi)就為(wei)10V。
(2)直流電(dian)壓的(de)測量
將Y軸輸(shu)入耦合開(kai)(kai)關(guan)置于“地”位置,觸(chu)發方式(shi)開(kai)(kai)關(guan)置“自動”位置,使(shi)屏(ping)幕顯示一水平掃描(miao)線(xian),此掃描(miao)線(xian)便為零電平線(xian)。
將Y軸輸入耦合開關(guan)置“DC”位(wei)置,加入被(bei)測電壓,此時(shi),掃描線(xian)在(zai)Y軸方向(xiang)產(chan)生(sheng)跳變(bian)位(wei)移H,被(bei)測電壓即為(wei)“V/div”開關(guan)指(zhi)示值與(yu)H的乘積(ji)。
直接測量法簡(jian)單(dan)易行,但誤差較大。產生誤差的因素有讀數誤差、視差和示(shi)波器(qi)(qi)的系統(tong)誤差(衰減器(qi)(qi)、偏轉系統(tong)、示(shi)波管邊緣效應(ying))等。
2.比較測量法
比較(jiao)測(ce)量(liang)法(fa)就是(shi)用一已知(zhi)的(de)標準(zhun)電(dian)(dian)(dian)壓波形與被(bei)測(ce)電(dian)(dian)(dian)壓波形進行比較(jiao)求(qiu)得(de)被(bei)測(ce)電(dian)(dian)(dian)壓值。
將被測電(dian)(dian)壓(ya)(ya)Vx輸入(ru)示波器的Y軸(zhou)通道,調(diao)(diao)節Y軸(zhou)靈(ling)敏(min)度(du)(du)選擇開(kai)(kai)關“V/div”及(ji)其微調(diao)(diao)旋鈕(niu),使熒光屏顯(xian)示出(chu)(chu)便于測量的高度(du)(du)Hx并做好記錄(lu),且“V/div”開(kai)(kai)關及(ji)微調(diao)(diao)旋鈕(niu)位置保持不變。去掉被測電(dian)(dian)壓(ya)(ya),把一(yi)個已知(zhi)的可調(diao)(diao)標(biao)準電(dian)(dian)壓(ya)(ya)Vs輸入(ru)Y軸(zhou),調(diao)(diao)節標(biao)準電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的輸出(chu)(chu)幅度(du)(du),使它顯(xian)示與被測電(dian)(dian)壓(ya)(ya)相同的幅度(du)(du)。此時,標(biao)準電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的輸出(chu)(chu)幅度(du)(du)等于被測電(dian)(dian)壓(ya)(ya)的幅度(du)(du)。比(bi)較(jiao)法(fa)測量電(dian)(dian)壓(ya)(ya)可避免垂直系統引起(qi)和誤差,因而(er)提高了測量精度(du)(du)。
示波(bo)器(qi)時(shi)基能產生與時(shi)間(jian)呈線(xian)性關系的(de)(de)掃描線(xian),因(yin)而可以用熒光屏的(de)(de)水平刻(ke)度來測量波(bo)形的(de)(de)時(shi)間(jian)參數,如周期性信號的(de)(de)重復周期、脈沖信號的(de)(de)寬(kuan)度、時(shi)間(jian)間(jian)隔、上升時(shi)間(jian)(前沿)和下降(jiang)時(shi)間(jian)(后(hou)沿)、兩個信號的(de)(de)時(shi)間(jian)差等等。
將示波(bo)器的掃速開關“t/div”的“微調”裝置轉(zhuan)至(zhi)校準位置時,顯示的波(bo)形在水(shui)平方向(xiang)刻(ke)度(du)所代(dai)表的時間可按“t/div”開關的指示值直讀計算,從而(er)較準確地求出(chu)被測(ce)信號的時間參數。
利(li)用(yong)示波(bo)器測(ce)(ce)量兩個(ge)正弦電(dian)壓之間(jian)的(de)相位差具有實用(yong)意義,用(yong)計數(shu)器可以測(ce)(ce)量頻率和時(shi)間(jian),但(dan)不(bu)能直接測(ce)(ce)量正弦電(dian)壓之間(jian)的(de)相位關系。利(li)用(yong)示波(bo)器測(ce)(ce)量相位的(de)方(fang)法很多(duo),下面,僅介紹幾種(zhong)常用(yong)的(de)簡單方(fang)法。
1.雙蹤法
雙蹤法是用雙蹤示(shi)波器在熒光屏上直(zhi)接比較兩個(ge)被測(ce)電壓的波形(xing)來測(ce)量其相位關系。測(ce)量時(shi),將(jiang)相位超前的信號(hao)(hao)接入(ru)YB通道(dao),另一(yi)個(ge)信號(hao)(hao)接入(ru)YA通道(dao)。選用YB觸發。調節(jie)“t/div”開關,使(shi)被測(ce)波形(xing)的一(yi)個(ge)周期在水(shui)平(ping)標(biao)尺上準確地占(zhan)滿8div,這樣(yang),一(yi)個(ge)周期的相角360°被8等(deng)分,每1div相當于45°。讀出(chu)超前波與滯后波在水(shui)平(ping)軸的差(cha)距T,按(an)下式計算(suan)相位差(cha)φ:
φ=45°/div×T(div)如T==1.5div,則φ=45°/div×1.5div=67.5°
2.圖形法測相位
將示(shi)(shi)波(bo)器(qi)的X軸(zhou)選擇置于X軸(zhou)輸入位置,將信(xin)號u1接入示(shi)(shi)波(bo)器(qi)的Y軸(zhou)輸入端(duan),信(xin)號u2接入示(shi)(shi)波(bo)器(qi)的X軸(zhou)輸入端(duan)。適(shi)當調節示(shi)(shi)波(bo)器(qi)面板(ban)上相關旋鈕,使(shi)熒光屏(ping)上顯現一個大小適(shi)宜(yi)的橢圓(在(zai)特(te)殊情況(kuang)下,可(ke)能是一個正圓或一根斜線)。
設Y軸(zhou)偏轉(zhuan)板上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)號u1導前于(yu)(yu)X軸(zhou)偏轉(zhuan)板上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)號u21/8周(zhou)期,設u2的(de)(de)(de)(de)初相為(wei)零,即φ2=0,因(yin)(yin)此(ci)當(dang)u2為(wei)零時(shi)(shi)(shi)(shi),u1為(wei)一個(ge)較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)值(zhi)。如圖中的(de)(de)(de)(de)“0”點。此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi),熒(ying)(ying)光屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光點也相應(ying)地位(wei)于(yu)(yu)“0”點。隨著(zhu)時(shi)(shi)(shi)(shi)間的(de)(de)(de)(de)變化,u1上(shang)(shang)升,u2也上(shang)(shang)升,則熒(ying)(ying)光屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光點向右上(shang)(shang)方移動。當(dang)經1/8周(zhou)期后(hou),u1、u2分別(bie)到(dao)(dao)達“1”點,此(ci)時(shi)(shi)(shi)(shi)u1到(dao)(dao)達最(zui)大(da)(da)值(zhi),u2為(wei)一個(ge)較大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)值(zhi),熒(ying)(ying)光屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光點位(wei)于(yu)(yu)相應(ying)的(de)(de)(de)(de)“1”。如此(ci)繼(ji)續下去,熒(ying)(ying)光屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光點將描出一個(ge)順時(shi)(shi)(shi)(shi)針旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)橢(tuo)圓(yuan)。如果u1滯后(hou)于(yu)(yu)u2則形成一個(ge)逆時(shi)(shi)(shi)(shi)針旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)橢(tuo)圓(yuan)。當(dang)然,這只有在信(xin)(xin)號頻率很低時(shi)(shi)(shi)(shi)(如幾赫(he)茲),且(qie)在短余輝的(de)(de)(de)(de)熒(ying)(ying)光屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)便(bian)會(hui)清楚地看(kan)到(dao)(dao)熒(ying)(ying)光屏(ping)(ping)(ping)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)光點順時(shi)(shi)(shi)(shi)針或(huo)逆時(shi)(shi)(shi)(shi)針旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)現(xian)象。由上(shang)(shang)述可(ke)見(jian)橢(tuo)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)形狀是(shi)隨兩個(ge)正弦(xian)(xian)信(xin)(xin)號電壓(ya)u1、u2相位(wei)差(cha)的(de)(de)(de)(de)不同而不同。因(yin)(yin)此(ci)可(ke)以根據橢(tuo)圓(yuan)的(de)(de)(de)(de)形狀確定兩個(ge)正弦(xian)(xian)信(xin)(xin)號之間的(de)(de)(de)(de)相位(wei)差(cha)Δφ。設A是(shi)橢(tuo)圓(yuan)與Y軸(zhou)交點的(de)(de)(de)(de)縱坐標,B是(shi)橢(tuo)圓(yuan)上(shang)(shang)各點坐標的(de)(de)(de)(de)最(zui)大(da)(da)值(zhi)。由圖可(ke)見(jian),A是(shi)對(dui)應(ying)于(yu)(yu)t=0時(shi)(shi)(shi)(shi)u1的(de)(de)(de)(de)瞬時(shi)(shi)(shi)(shi)電壓(ya),即A=Um1sinφ1B是(shi)對(dui)應(ying)于(yu)(yu)u1的(de)(de)(de)(de)幅值(zhi),即B=Um1于(yu)(yu)是(shi)A/B=(Um1sinφ1)/Um1=sinφ1來表示。在實(shi)際測試中為(wei)讀(du)數方便(bian),常讀(du)取2A,2B(或(huo)2C,2D),按式Δφ=arcsin(2A/2B)或(huo)Δφ=arcsin(2C/2D)來計算(suan)相位(wei)差(cha)。
如果橢圓的主軸在第1和(he)第3象(xiang)限內(nei),則相位(wei)差在0°~90°或270°~360°之間;如果主軸在第2和(he)第4象(xiang)限內(nei),相位(wei)差在90°~180°或180°~270°之間。
用(yong)示(shi)波器測量信號頻(pin)率的方法很多,下面介紹常用(yong)的兩種基(ji)本方法。
1.周期法
對(dui)于任(ren)何周期信(xin)號,可用(yong)前述(shu)的時(shi)間間隔的測(ce)量方法(fa),先測(ce)定其每個周期的時(shi)間T,再用(yong)下式求出頻率f:f=1/T
例(li)如(ru)示波器上顯示的被測波形(xing),一周期為8div,“t/div”開關置(zhi)“1μs”位(wei)置(zhi),其“微調”置(zhi)“校(xiao)準”位(wei)置(zhi)。則其周期和頻(pin)率計算如(ru)下:
T=1us/div×8div=8usf=1/8us=125kHz所以,被測波形的頻率為125kHz。
2.圖形法測頻率
將示波(bo)器置(zhi)X-Y工作方式,被測信號輸(shu)入Y軸,標準頻率信號輸(shu)入“X外接”,慢(man)慢(man)改變標準頻率,使這兩個信號頻率成整數倍時,例如fx:
fy=1:2,則在熒光(guang)屏上會形成穩定的圖形。
圖的(de)(de)(de)形(xing)狀不但與(yu)(yu)兩(liang)個偏(pian)轉電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)相位(wei)有關(guan),而且與(yu)(yu)兩(liang)個偏(pian)轉電(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)頻率(lv)也(ye)有關(guan)。用描跡法可以畫出ux與(yu)(yu)uy的(de)(de)(de)各種頻率(lv)比、不同(tong)相位(wei)差時(shi)的(de)(de)(de)圖形(xing)。
利用圖(tu)形(xing)與頻率(lv)的(de)關系(xi),可進行準確的(de)頻率(lv)比(bi)較來測(ce)定(ding)被(bei)測(ce)信號的(de)頻率(lv)。其方法是(shi)分別通過(guo)圖(tu)形(xing)引(yin)(yin)水平線和垂(chui)直線,所引(yin)(yin)的(de)水平線垂(chui)直線不要(yao)通過(guo)圖(tu)形(xing)的(de)交叉點或與其相切(qie)。若水平線與圖(tu)形(xing)的(de)交點數(shu)為m,垂(chui)直線與圖(tu)形(xing)的(de)交點數(shu)n,則
fy/fx=m/n
當標準頻(pin)(pin)率(lv)fx(或fy)為已(yi)知(zhi)時(shi),由上式(shi)可(ke)(ke)以(yi)求出(chu)被測信(xin)號頻(pin)(pin)率(lv)fy(或fx)。顯然,在(zai)實際測試(shi)工作中,用李沙育圖(tu)形進(jin)行頻(pin)(pin)率(lv)測試(shi)時(shi),為了(le)使測試(shi)簡便正(zheng)確,在(zai)條(tiao)件許可(ke)(ke)的情況下,通(tong)常盡可(ke)(ke)能調節已(yi)知(zhi)頻(pin)(pin)率(lv)信(xin)號的頻(pin)(pin)率(lv),使熒光屏上顯示的圖(tu)形為圓(yuan)或橢(tuo)圓(yuan)。這時(shi)被測信(xin)號頻(pin)(pin)率(lv)等于已(yi)知(zhi)信(xin)號頻(pin)(pin)率(lv)。
由于加到示波器(qi)上(shang)的兩個電壓相(xiang)位不(bu)同(tong),熒光屏上(shang)圖(tu)形會有不(bu)同(tong)的形狀(zhuang),但這(zhe)對確定未知頻(pin)率并無影響。
儀器(qi)(qi)操作(zuo)人員(yuan)的安全(quan)(quan)和儀器(qi)(qi)安全(quan)(quan),儀器(qi)(qi)在安全(quan)(quan)范圍內(nei)正常(chang)工作(zuo),保證測量(liang)波(bo)形準確、數據可靠,應注意:
1.通(tong)用示波(bo)(bo)器通(tong)過調節(jie)亮度(du)和(he)聚焦(jiao)旋鈕使(shi)(shi)光(guang)(guang)點(dian)直徑(jing)最小以使(shi)(shi)波(bo)(bo)形清晰,減小測試誤差(cha);不(bu)要使(shi)(shi)光(guang)(guang)點(dian)停留(liu)在一(yi)點(dian)不(bu)動,否則電子束轟(hong)擊一(yi)點(dian)宜在熒光(guang)(guang)屏(ping)上形成暗斑,損壞熒光(guang)(guang)屏(ping)。
2.測(ce)量系統(tong)-例(li)如示波器、信號源;打印(yin)機、計算機等(deng)設備(bei)(bei)(bei)等(deng)。被測(ce)電(dian)子設備(bei)(bei)(bei)-例(li)如儀器、電(dian)子部(bu)件(jian)、電(dian)路板(ban)、被測(ce)設備(bei)(bei)(bei)供電(dian)電(dian)源等(deng)設備(bei)(bei)(bei)接(jie)地(di)(di)(di)線必須與公共地(di)(di)(di)(大地(di)(di)(di))相(xiang)連。
3.TDS200/TDS1000/TDS2000系列(lie)數(shu)字(zi)示波(bo)器配合(he)探(tan)頭使用(yong)時(shi),只能(neng)測(ce)量(被測(ce)信(xin)號(hao)-信(xin)號(hao)地就是大地,信(xin)號(hao)端輸出(chu)幅度小于300VCATII)信(xin)號(hao)的波(bo)形。絕對不(bu)能(neng)測(ce)量市(shi)電(dian)AC220V或與市(shi)電(dian)AC220V不(bu)能(neng)隔(ge)離的電(dian)子(zi)設(she)備的浮地信(xin)號(hao)。(浮地是不(bu)能(neng)接大地的,否則(ze)造成儀(yi)器損壞(huai),如測(ce)試電(dian)磁爐。)
4.通用(yong)(yong)示波(bo)器(qi)(qi)的外殼(ke),信(xin)號輸入端BNC插(cha)座金屬(shu)外圈,探(tan)頭接(jie)地線(xian),AC220V電(dian)(dian)源插(cha)座接(jie)地線(xian)端都(dou)是相通的。如儀器(qi)(qi)使用(yong)(yong)時不接(jie)大地線(xian),直接(jie)用(yong)(yong)探(tan)頭對(dui)浮地信(xin)號測量,則儀器(qi)(qi)相對(dui)大地會產生電(dian)(dian)位(wei)(wei)差(cha);電(dian)(dian)壓值等于探(tan)頭接(jie)地線(xian)接(jie)觸被(bei)測設備(bei)點與大地之(zhi)間的電(dian)(dian)位(wei)(wei)差(cha)。這將對(dui)儀器(qi)(qi)操作人(ren)員、示波(bo)器(qi)(qi)、被(bei)測電(dian)(dian)子設備(bei)帶來嚴重安全危險(xian)。
5.用戶如須要測(ce)量開關(guan)電(dian)源(yuan)(開關(guan)電(dian)源(yuan)初級,控制電(dian)路)、UPS(不(bu)間(jian)斷電(dian)源(yuan))、電(dian)子整流(liu)器、節(jie)能燈、變(bian)頻(pin)器等(deng)類型產(chan)品或其它(ta)與(yu)市電(dian)AC220V不(bu)能隔離(li)的電(dian)子設備進行(xing)浮地信號測(ce)試時,必使用DP100高壓隔離(li)差(cha)分探頭。
示波器使用中的(de)其他注意事項:
(1)熱(re)電子儀器(qi)一般(ban)要避免頻繁開機(ji)、關機(ji),示波器(qi)也是(shi)這樣(yang)。
(2)如果發現波(bo)形受(shou)外界干擾,可將示波(bo)器外殼接(jie)地。
(3)“Y輸入”的電壓不可太高,以免損壞儀器,在最大衰減時(shi)也(ye)不能超過400V.“Y輸入”導線懸空時(shi),受外界電磁干擾出(chu)現(xian)(xian)干擾波形,應避(bi)免出(chu)現(xian)(xian)這種現(xian)(xian)象。
(4)關機前(qian)先(xian)將輝度(du)調節(jie)旋鈕(niu)沿逆時針方(fang)向轉到底,使亮度(du)減(jian)到最小,然后再(zai)斷開電源開關。
(5)在(zai)觀察(cha)熒屏上的亮斑并進行調(diao)節時,亮斑的亮度要適(shi)中(zhong),不能(neng)過亮。
示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波器(qi)分為萬用示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波表(biao),數(shu)字(zi)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波器(qi),模擬示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波器(qi),虛擬示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波器(qi),任意波形(xing)示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波器(qi),手持示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波表(biao),數(shu)字(zi)熒(ying)光示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波器(qi),數(shu)據(ju)采集示(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)波器(qi)。