【48812】示波器的原理和运用

  示波器是能在屏幕上以图形方法显现、观测被测信号的瞬时值轨道改动状况的仪器。它是一种最常用的电子丈量/电工丈量仪器。

  电子示波器由示波管、笔直偏转呈现、水平偏转呈现和主机等部分所组成，根本框图如下图所示。

  示波管是一种特别的电子管，是示波器一个重要组成部分。示波管由电子枪、偏转呈现和荧光屏3个部分所组成。

  笔直偏转呈现包含笔直衰减器和笔直扩大器。它将笔直输人信号衰减或扩大到必定起伏，输出推挽信号，加到示波管的笔直偏转板，使电子射线的笔直偏转间隔正比于被测信号的瞬时值。因为示波管的偏转灵敏度甚低，所以一般的被测信号电压都要先裁决笔直扩大电路的扩大，再加到示波管的笔直偏转板上，以得到笔直方向的恰当巨细的形。

  水平偏转呈现从外触发输人端经触发电路、扫描电路、水平扩大器到示波管的水平偏转板。触发电路将被测信号或外触发输人信号置换成触发脉冲发动扫描电路。因为示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压(锯齿波电压或其它电压)也要先裁决水平扩大电路的扩大今后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向恰当巨细的形。

  电源由高压电源和低压电源两部分组成，供应示波管及各组成部分所需求的直流电压和灯丝电压。消隐与增辉电路用来传送和扩大增辉和消隐信号。

  示波器运用狭隘的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可发生细微的光点，在被测信号的效果下，电子束在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的改动曲线，便于人们研讨各种电现象的改动进程。

  如图1所示，假定示波管的加快电压为U1，偏转电压为U2，偏转点击长为L，极板间隔为d，偏转电极右端到荧光屏的间隔为L ¹，电子的质量为m ，带电量为e。

  首要，在加快场中，电场力对电子做功W=eU1。根据功用定理，电子在加快场中取得了

  进入偏转电场，在电场力的效果下做a=eU2/md的类平抛运动，裁决时刻t=L/v，电子飞离偏转电场。由下图可知，电子脱离偏转电场时偏转角的正切值为

  ，因为L、L ¹、d都是定值，故Y2与U2成正比。所以只要在荧光屏上做恰当的标度就可以精确的经过电子束射到荧光屏时所构成的亮斑违背中心的间隔为Y2测出偏转电压U2的数值。

  上面介绍了示波器丈量电压的原理，接下来介绍荧光屏上显现波形的原因。当两对电极上都没有加电压时，电子束从金属板小孔射出后将沿直线传播，直至打在荧光屏上，在荧光屏正中央发生一亮斑，当只在Y轴的偏转电极上加偏转电压U2=U，亮斑就会违背中心出现在Y轴上方，而且电压越大，偏移越大，如图2所示。改动电压的极性，亮斑又会移至Y轴的下方。同理，若只在X轴扫描电极上加一安稳的电压，则亮斑就会出现在X轴上，如图3所示。

  用示波器能调查各种不同电信号起伏随时刻改动的波形曲线，在这个基础上示波器能应用于丈量电压、时刻、频率、相位差和调起伏等电参数。下面介绍用示波器调查电信号波形的运用进程。

  1)电源(Power)-示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表明电源接通。

  2)辉度(Intensity)-旋转此旋钮能改动光点和扫描线的亮度。调查频率低的信号时可小些，高频信号时大些。

  3)聚集(Focus)-聚集旋钮调理电子束截面巨细，将扫描线聚集成最明晰状况。

  4)标尺亮度(Illuminance)-此旋钮调理荧光屏后边的照明灯亮度。正常室内光线下，照明灯暗一些好。室内光线缺乏的环境中，可恰当调亮照明灯。

  根据被测信号在屏幕上占的格数乘以恰当的份额常数(V/DIV，TIME/DIV)能得出电压值与时刻值。根据输入通道的挑选，将示波器探头插到相应通道插座上，示波器探头上的地与被测电路的地衔接在一起，示波器探头触摸被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“X1”方位时，被测信号无衰减送到示波器，从荧光屏上读出的电压值是信号的实践电压值。此开关拨到“X10”方位时，被测信号衰减为1/10，然后送往示波器，从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实践电压值。

  每个波段开关上往往还有一个小旋钮，微调每档笔直偏转因数。将它沿顺时针方向旋究竟，处于“校准”方位，此刻笔直偏转因数值与波段开关所指示的值共同。逆时针旋转此旋钮，可以微调笔直偏转因数。笔直偏转因数微调后，会形成与波段开关的指示值不共同，这点应引起员工。示波器的规范信号源CAL，专门用于校准示波器的时基和笔直偏转因数。示波器前面板上的位移(Position)旋钮调理信号波形在荧光屏上的方位。

  1)输入通道挑选-输入通道至少有三种挑选方法：通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。

  挑选通道1时，示波器仅显现通道1的信号;挑选通道2时，示波器仅显现通道2的信号;挑选双通道时，示波器一起显现通道1和通道2的信号。修理中以挑选通道1或通道2为多。

  2)输入耦合方法输入耦合方法-沟通(AC)、地(GND)、直流(DC)。

  (1)常态(NORM)：无信号时，屏幕上无显现;有信号时，与电平操控合作显现安稳波形;

  (2)主动(AUTO)：无信号时，屏幕上显现光迹;有信号时与电平操控合作显现安稳的波形;

  (4)峰值主动(P-P AUTO)：无信号时，屏幕上显现光迹;有信号时，无需调理电平即能取得安稳波形显现。

  (1)将示波器探头刺进通道1插孔，并将探头上的衰减置于1档;

  (4)调理笔直旋钮和水平旋钮，使屏幕显现的波形图安稳，并将笔直微谐和水平微调置于校准方位;

  (5)读出波形图在笔直方向所占格数，乘以笔直衰减旋钮的指示数值，得到校准信号的起伏;

  (6)读出波形每个周期在水平方向所占格数，乘以水平扫描旋钮的指示数值，得到校准信号的周期(周期的倒数为频率);

  (7)一般校准信号的频率为1kHz，起伏为0.5V，用以校准示波器内部扫描振荡器频率，假如不正常，应调理示波器(内部)相应电位器，直至相符停止。

  (2)作定量丈量时，应先将示波器通电预热10分钟以上，使机中各元件在热安稳状况下作业，不然因为机内元件温度处于上升进程，影响丈量成果。

  (5)“Y输入”的电压不行太高，避免损坏仪器，在最大衰减时也不能超过400 V。

  (6)关机前先将辉度调理旋钮沿逆时针方向转究竟，使亮度减到最小，然后再断开电源开关.