示波器的基本组成详细介绍
示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。
为使示波管正常工作,对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近,偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极g1相对阴极为负电位(—30v~—100v),而且可调,以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100v~+600v),也应可调,用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连,对阴极为正高压(约+1000v),相对于地电位的可调范围为±50v。由于示波管各电极电流很小,可以用公共高压经电阻分压器供电。
1.2 示波器的基本组成 从上一小节可以看出,只要控制x轴偏转板和y轴偏转板上的电压,就能控制示波管显示的图形形状。我们知道,一个电子信号是时间的函数f(t),它随时间的变化而变化。因此,只要在示波管的x轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压,在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小),示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中,在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。 示波器的基本组成框图如图2所示。它由示波管、y轴系统、x轴系统、z轴系统和电源等五部分组成。 被测信号①接到“y"输入端,经y轴衰减器适当衰减后送至y1放大器(前置放大),推挽输出信号②和③。经延迟级延迟Г1时间,到y2放大器。放大后产生足够大的信号④和⑤,加到示波管的y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形,将y轴的被测信号③引入x轴系统的触发电路,在引入信号的正(或者负)极性的某一电平值产生触发脉冲⑥,启动锯齿波扫描电路(时基发生器),产生扫描电压⑦。由于从触发到启动扫描有一时间延迟Г2,为保证y轴信号到达荧光屏之前x轴开始扫描,y轴的延迟时间Г1应稍大于x轴的延迟时间Г2。扫描电压⑦经x轴放大器放大,产生推挽输出⑨和⑩,加到示波管的x轴偏转板上。z轴系统用于放大扫描电压正程,并且变成正向矩形波,送到示波管栅极。这使得在扫描正程显示的波形有某一固定辉度,而在扫描回程进行抹迹。 以上是示波器的基本工作原理。双踪显示则是利用电子开关将y轴输入的两个不同的被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用,当转换频率高到一定程度后,看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。 示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器,供校验示波器用。 2 示波器使用 本节介绍示波器的使用方法。示波器种类、型号很多,功能也不同。数字电路实验中使用较多的是20mhz或者40mhz的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。本节不针对某一型号的示波器,只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。 2.1 荧光屏 荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线,指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间,垂直方向指示电压。水平方向分为10格,垂直方向分为8格,每格又分为5份。垂直方向标有0%,10%,90%,100%等标志,水平方向标有10%,90%标志,供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(v/div,time/div)能得出电压值与时间值。 2.2 示波管和电源系统 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,表示电源接通。 2.辉度(intensity) 旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些,高频信号时大些。 一般不应太亮,以保护荧光屏。 3.聚焦(focus) 聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦成最清晰状态。 |
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