示波器的原理和使用

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示波器是能在屏幕上以圖形方法显示、觀测被测旌旗灯号的瞬時價轨迹变革环境的仪器。它是一種最經常使用的電子丈量/電工丈量仪器。

電子示波器由示波管、垂直偏转體系、程度偏转體系和主機等部門構成，根基框圖以下圖所示。

(1)示波管

示波管是一種特别的電子管網球直播,，是示波器一個首要構成部門。示波管由電子枪、偏转體系和荧光屏3個部門構成。

(2)垂直偏转體系

垂直偏转體系包含垂直衰减器和垂直放大器。它将垂直输人旌旗灯号衰减或放大到必定幅度，输出推挽旌旗灯号，加到示波管的垂直偏转板，使電子射線的垂直偏转間隔正比于被测旌旗灯号的瞬時價。因為示波管的偏转活络度甚低，以是一般的被测旌旗灯号電压都要先颠末垂直放大電路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以获得垂直标的目的的得當巨细的形。

(3)程度偏转體系

程度偏转體系從外触發输人端經触發電路、扫描電路、程度放大器到示波管的程度偏转板。触發電路将被测旌旗灯号或外触發输人旌旗灯号置换成触發脉冲启動扫描電路。因為示波管程度标的目的的偏转活络度也很低，以是接入示波管程度偏转板的電压(锯齿波電压或其它電压)也要先颠末程度放大電路的放大今後，再加到示波管的程度偏转板上，以获得程度标的目的得當巨细的形。

(4)電源供應電路

電源由高压電源和低压電源两部門構成，供應示波管及各構成部門所必要的直流電压和灯丝電压。消隐與增辉電路用来傳送和放大增辉和消隐旌旗灯号。

示波器操纵狭小的、由高速電子構成的電子束，打在涂有荧光物資的屏面上，便可發生微小的光點，在被测旌旗灯号的感化下，電子束在屏面上刻画出被测旌旗灯号的瞬時價的变革曲線，便于人们钻研各类電征象的变革進程。

如圖1所示，假如示波管的加快電压為U1，偏转電压為U2，偏转點击长為L，极板間距為d，偏转電极右端到荧光屏的間隔為L ¹，電子的质量為m ，带電量為e。

起首，在加快場中，電場力對電子做功W=eU1。按照功效定理，電子在加快場中得到了。

接着電子以初速進入偏转電場，在電場力的感化下做a=eU2/md的类平抛活動，颠末時候t=L/v，電子飞离偏转電場。由下圖可知補髮神器,，電子分開偏转電場時偏转角的正切值為。電子分開偏转電場時的偏转間隔為。

電子达到荧光屏時偏离中間的間隔為，由于L、L ¹、d都是定值，故Y2與U2成正比。以是只要在荧光屏上做得當的标度便可以按照電子束射到荧光屏時所構成的亮斑偏离中間的間隔為Y2测出偏转電压U2的数值。

上面先容了示波器丈量電压的道理，接下来先容荧光屏上显示波形的缘由。當两對電极上都没有加電压時，電子束從金属板小孔射出後将沿直線傳布，直至打在荧光屏上，在荧光屏正中心發生一亮斑，當只在Y轴的偏转電极上加偏转電压U2=U，亮斑就會偏离中間呈現在Y轴上方，而且電压越大，偏移越大，如圖2所示。扭转電压的极性，亮斑又會移至Y轴的下方。同理，若只在X轴扫描電极上加一恒定的電压，则亮斑就會呈現在X轴上，如圖3所示。

當X轴與Y轴同時加之必定的電压，则會获得下面的正弦波形。

用示波器能察看各类分歧電旌旗灯号幅度随時候变革的波形曲線，在這個根本上示波器可以利用于丈量電压、時候、频率、相位差和调幅度等電参数。下面先容用示波器察看電旌旗灯号波形的利用步调。

1 示波管和電源體系

1)電源(Power)-示波器主電源開關。當此開關按下時，電源批示灯亮，暗示電源接通。

2)辉度(Intensity)-扭转此旋钮能扭转光點和扫描線的亮度。察看低频旌旗灯号時可小些，高频旌旗灯号時大些。

3)聚焦(Focus)-聚焦旋钮调理電子束截面巨细，将扫描線聚焦成最清楚状况。

4)标尺亮度(Illuminance)-此旋钮调理荧光屏後面的照明灯亮度。正常室内光芒下，照明灯暗一些好。室内光芒不足的情况中，可得當调亮照明灯。

2 荧光屏

按照被测旌旗灯号在屏幕上占的格数乘以得當的比例常数(V/DIV，TIME/DIV)能得出電压值與時候值。按照输入通道的选擇，将示波器探头插到响應通道插座上，示波器探头上的地與被测電路的地毗連在一块兒，示波器探头接触被测點。示波器探头上有一双位開關。此開關拨到“X1”位置時，被测旌旗灯号無衰减送到示波器，從荧光屏上读出的電压值是旌旗灯号的現实電压值。此開關拨到“X10”位置時，被测旌旗灯号衰减為1/10，然後送往示波器，從荧光屏上读出的電压值乘以10才是旌旗灯号的現实電压值。

3 垂直偏转因数和程度偏转因数

每一個波段開關上常常另有一個小旋钮，微调每档垂直偏转因数。将它沿顺時针标的目的旋到底，处于“校准”位置，此時垂直偏转因数值與波段開關所批示的值一致。逆時针扭转此旋钮，可以或许微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调後，會造成與波段開關的批示值纷歧致，這點應引發注重。示波器的尺度旌旗灯号源CAL，專門用于校准示波器的時基和垂直偏转因数。示波器前面板上的位移(Position)旋钮调理旌旗灯号波形在荧光屏上的位置。

4 输入通道和输入耦合选擇

1)输入通道选擇-输入通道最少有三種选擇方法：通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。

选擇通道1時，示波器仅显示通道1的旌旗灯号;选擇通道2時，示波器仅显示通道2的旌旗灯号;选擇双通道時，示波器同時显示通道1和通道2的旌旗灯号。维修中以选擇通道1或通道2為多。

2)输入耦合方法输入耦合方法-交换(AC)、地(GND)、直流(DC)。

5 触發

(1)常态(NORM)：無旌旗灯号時，屏幕上無显示;有旌旗灯号時，與北京賽車程式,電平節制共同显示不乱波形;

(2)主動(AUTO)：無旌旗灯号時，屏幕上显示光迹;有旌旗灯号時與電平節制共同显示不乱的波形;

(3)電視場(TV)：用于显示電視場旌旗灯号;

(4)峰值主動(P-P AUTO)：無旌旗灯号時，屏幕上显示光迹;有旌旗灯号時，無需调理電平即能得到不乱波形显示。

6 扫描方法(SweepMode)

扫描有主動(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三種扫描方法。

举例： 幅度和频率的丈量法子(以测试示波器的校准旌旗灯号為例)

(1)将示波器探头插入通道1插孔，并凍齡霜,将探头上的衰减置于"1"档;

(2)将通道选擇置于CH1，耦合方法置于DC档;

(3)将探头探针插入校准旌旗灯号源小孔内，此時示波器屏幕呈現光迹;

(4)调理垂直旋钮和程度旋钮，使屏幕显示的波形圖不乱，并将垂直微和谐程度微调置于校准位置;

(5)读出波形圖在垂直标的目的所占格数，乘以垂直衰减旋钮的批示数值，获得校准旌旗灯号的幅度;

(6)读出波形每一個周期在程度标的目的所占格数，乘以程度扫描旋钮的批示数值，获得校准旌旗灯号的周期(周期的倒数為频率);

(7)一般校准旌旗灯号的频率為1kHz，幅度為0.5V，用以校准示波器内部扫描振荡器频率，若是不正常，應调理示波器(内部)响應電位器，直至符合為止。

(1)热電子仪器一般要防止频仍開機、關機，示波器也是如许。

(2)作定量丈量時，應先将示波器通電预热10分钟以上，使機中各元件在热不乱状况下事情，不然因為機内元件温度处于上升進程，影响丈量成果。

(3)若是發明波形受外界滋扰，可将示波器外壳接地.

(4)在察看荧屏上的亮斑并举行调理時，亮斑的亮度要适中，不克不及過亮。

(5)“Y输入”的電压不成過高，以避免毁坏仪器，在最大衰减時也不克不及跨越400 V。

(6)關機前先将辉度调理旋钮沿逆時针标的目的转到底，使亮度减到最小，然後再断開電源開關.

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