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示波器簡(jiǎn)介
示波器是用來(lái)測量交流電或脈沖電流波形狀的儀器,由電子管放大器、掃描振蕩器、陰極射線(xiàn)管等部分組成。除觀(guān)測電流的波形功能外,還能測定頻率、電壓強度等。凡可以變?yōu)殡娦闹芷谛晕锢磉^(guò)程都可用示波器進(jìn)行觀(guān)測。
示波器有數字示波器和模擬示波器之分。模擬示波器采用模擬電路(示波管,其基礎是電子槍?zhuān)╇娮訕屜蚱聊话l(fā)射電子,所發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束,并打到屏幕上。屏幕的內表面涂有熒光物質(zhì),這樣電子束打中的點(diǎn)就會(huì )發(fā)出光來(lái)。而數字示波器則是數據采集,A/D轉換,軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來(lái)的高性能示波器。數字示波器一般支持多級菜單,具備為用戶(hù)提供多種選擇,多種分析的功能。此外,還有一些示波器可以提供存儲,實(shí)現對波形的保存和處理。
示波器工作原理
利用示波器上所顯的波形幅度的相對大小來(lái)反映加在示波器Y偏轉極板上的電壓zui大值的相對大小,從而反映出電磁感應中所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的zui大值。因此借助示波器可以研究感應電動(dòng)勢與其產(chǎn)生條件的關(guān)系。
示波器是用途十分廣泛的電子測量?jì)x器。它可以把肉眼看不到的電信號轉換成可以看見(jiàn)的圖像,便于人們研究各種電現象的變化過(guò)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,便可以產(chǎn)生細小的光點(diǎn)。在被測信號的作用下,電子束就好像一個(gè)筆尖,能在屏面上描繪出被測信號瞬時(shí)值的變化曲線(xiàn)。利用示波器可以觀(guān)察各種不同電信號幅度隨時(shí)間變化的波形曲線(xiàn),還可用它來(lái)測試各種不同信號的電量,如電流、電壓、頻率、相位差、調幅度等等。
雙蹤示波器是由兩個(gè)通道的y軸前置放大電路、門(mén)控電路、電子開(kāi)關(guān)、混合電路、延遲電路、y軸后置放大電路、觸發(fā)電路、掃描電路、x軸放大電路、z軸放大電路、校準信號電路、示波管和高低壓電源供給電路等組成。
觀(guān)察信號波形時(shí),被測信號UA、UB,通過(guò)CHA、CHB兩個(gè)輸入端輸入示波器,先分別送到y軸前置放大電路yA和yB進(jìn)行放大。由于yA通道和yB通道都受電子開(kāi)關(guān)控制,所以UA,UB兩信號輪換著(zhù)輸送到后面的混合電路,延遲電路,y軸后置放大電路,加到示波管的垂直偏轉板上。
為了適應各種不同的測試需要,電子開(kāi)關(guān)可有五種不同的工作狀態(tài),即CHA、CHB、交替、斷續、ADD等。這五種工作狀態(tài)由顯示方式開(kāi)關(guān)控制。
顯示方式開(kāi)關(guān)置于交替位置時(shí),電子開(kāi)關(guān)為一雙穩態(tài)電路。它受由掃描電路來(lái)得閘門(mén)信號控制,使得y軸兩個(gè)前置通道隨著(zhù)掃描電路閘門(mén)信號的變化而交替地工作。每秒鐘交替轉換次數與由掃描電路產(chǎn)生的掃描信號的重復頻率有關(guān)。交替工作狀態(tài)適用于觀(guān)察頻率不太低的被測信號。
顯示方式開(kāi)關(guān)置于斷續位置,電子開(kāi)關(guān)是一振蕩頻率約為200KHZ的自激多諧振蕩電路。由它的兩個(gè)輸出端輸出相位相反的兩個(gè)矩形信號。前置放大電路 CHA和CHB是受上述兩個(gè)矩形信號控制而輪流工作的。這樣就可以穩定地顯示出兩個(gè)信號。這種斷續工作狀態(tài)適用于觀(guān)察頻率不太高的被測信號。
顯示方式開(kāi)關(guān)置于CHA或CHB位置時(shí),電子開(kāi)關(guān)為一單穩態(tài)電路。前置放大電路CHA或CHB可單獨工作,此時(shí),雙蹤示波器可作為普通單線(xiàn)示波器使用。
顯示方式開(kāi)關(guān)置于ADD位置時(shí),電子開(kāi)關(guān)處于非工作狀態(tài)。此時(shí),CHA,CHB兩通道同時(shí)工作,因而可得到兩信號相加或兩信號相減的顯示。然而,兩信號究竟是相加還是相減,這要通過(guò)CHA通道的極性作用開(kāi)關(guān)來(lái)選擇。
為了觀(guān)察被測試信號隨時(shí)間變化的波形,示波器的水平偏轉板上必須加以線(xiàn)性?huà)呙桦妷海ㄤ忼X波電壓)。這個(gè)掃描電壓是由掃描電路產(chǎn)生的。當觸發(fā)信號加到觸發(fā)電路時(shí),觸發(fā)掃描電路就產(chǎn)生相應的掃描信號,當不加觸發(fā)信號時(shí),掃描電路就不產(chǎn)生掃描信號。
觸發(fā)有內觸發(fā)和外觸發(fā)兩種觸發(fā)方式,由觸發(fā)源選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇,若該開(kāi)關(guān)置于內的位置時(shí),觸發(fā)信號來(lái)自經(jīng)y軸通道送入的被測信號,若該開(kāi)關(guān)置于外的位置時(shí),觸發(fā)信號是由外部送入的。這個(gè)信號應與被測信號的頻率成整數比的關(guān)系。示波器使用中,多數采用內觸發(fā)工作方式。掃描電路產(chǎn)生掃描信號(鋸齒波電路)。通過(guò)x軸選擇開(kāi)關(guān)接到x軸放大電路,經(jīng)放大后送到示波器的x軸偏轉板上。
Z軸放大電路對熒光屏上光點(diǎn)輝度起著(zhù)調節的作用,抹去不必要顯示的光點(diǎn)軌跡。當掃描電路的閘門(mén)信號來(lái)到z軸放大電路時(shí),z軸放大電路便輸出正向的增輝脈沖信號,加至示波器的控制極。這就是說(shuō),在掃描信號的正程時(shí),熒光屏上的光點(diǎn)得以增輝,在電子開(kāi)關(guān)的轉換過(guò)程中,電子開(kāi)關(guān)電路將輸出脈沖信號也加至z軸放大電路,此時(shí)z軸放大電路便輸出負向脈沖信號,加至示波器的控制極。這樣在電子開(kāi)關(guān)的轉換過(guò)程中,便可消除兩通道交替工作時(shí)的過(guò)度光點(diǎn),以提高顯示波形的清晰度
校正信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生一個(gè)一定頻率和幅度的矩形信號。它是作校正y軸放大電路的靈敏度和x軸的掃描速度用的。
高低壓電源,其中高壓是供給示波管顯示系統的。低壓供給示波器各級電路。