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北京恒奧德儀器儀表有限公司
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恒奧德儀器廠家解析示波器使用步驟原理
點擊次數(shù):1567      更新時間:2019-02-27

  示波器是種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄的、由速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細小的光點(這是傳統(tǒng)的模擬示波器的作原理)。在被測信號的作用下,電子束就好像支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。

  簡介

  示波器是種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖象,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄的、由速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細小的光點。在被測信號的作用下,電子束就好像支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。

  使用步驟

  (1)預調(diào):反時針旋轉(zhuǎn)輝度旋鈕到底,豎直和水平位移轉(zhuǎn)到中間,掃描置于“外X檔”;

  (2)再開電源,示燈亮后等待兩分鐘行預熱后再行相關的操作;[1]

  (3)調(diào)輝度,再調(diào)聚焦,而調(diào)水平和豎直位移使亮點在中心合適區(qū)域;

  (4)調(diào)掃描、掃描微調(diào)和X增益,觀察掃描;

  (5)把外X檔拔開到掃描范圍檔合適處,觀察機內(nèi)提供的豎直方向按正余弦規(guī)律變化的電壓波形;

  (6)把待研究的外加電壓由Y輸入和地間接入示波器,調(diào)節(jié)各檔到合適位置,可觀察到此電壓的波形(與時間變化的圖象)(調(diào)同步性開關可使圖象的起點從正半周或負半周開始;

  (7)如欲觀察亮斑(如外加直電壓時)的豎直偏移,可把掃描調(diào)節(jié)到“外X”檔。

  (不同的示波器可能操作方法不同)

  基本原理

  顯示電路

  顯示電路包括示波管及其控制電路兩個分。示波管是種殊的電子管,是示波器個重要組成分。示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏3個分組成。

  (1)電子槍

  電子槍用于產(chǎn)生并形成速、聚束的電子,去轟擊熒光屏使之發(fā)光。它主要由燈絲F、陰K、控制G、陽A1、二陽A2組成。除燈絲外,其余電的結(jié)構(gòu)都為金屬圓筒,且它們的軸心都保持在同軸線上。陰被加熱后,可沿軸向發(fā)射電子;控制相對陰來說是負電位,改變電位可以改變通過控制小孔的電子數(shù)目,也就是控制熒光屏上光點的亮度。為了提屏上光點亮度,又不降低對電子束偏轉(zhuǎn)的靈敏度,現(xiàn)代示波管中,在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏之間還加上個后加速A3。

  陽對陰而言加有約幾百伏的正電壓。在二陽上加有個比陽更的正電壓。穿過控制小孔的電子束,在陽和二陽電位的作用下,得到加速,向熒光屏方向作速運動。由于電荷的同性相斥,電子束會逐漸散開。通過陽、二陽之間電場的聚焦作用,使電子重新聚集起來并交匯于點。適當控制陽和二陽之間電位差的大小,便能使焦點剛好落在熒光屏上,顯現(xiàn)個光亮細小的圓點。改變陽和二陽之間的電位差,可起調(diào)節(jié)光點聚焦的作用,這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調(diào)節(jié)的原理。三陽是示波管錐體內(nèi)涂上層石墨形成的,通常加有很的電壓,它有三個作用:①使穿過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)以后的電子步加速,使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏,以獲得足夠的亮度;②石墨層涂在整個錐體上,能起到屏蔽作用;③電子束轟擊熒光屏會產(chǎn)生二次電子,處于電位的A3可吸收這些電子。

  (2)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

  示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)大都是靜電偏轉(zhuǎn)式,它由兩對相互垂直的平行金屬板組成,分別稱為水平偏轉(zhuǎn)板和垂直偏轉(zhuǎn)板。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動。當電子在偏轉(zhuǎn)板之間運動時,如果偏轉(zhuǎn)板上沒有加電壓,偏轉(zhuǎn)板之間無電場,離開二陽后入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子將沿軸向運動,射向屏幕的中心。如果偏轉(zhuǎn)板上有電壓,偏轉(zhuǎn)板之間則有電場,入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子會在偏轉(zhuǎn)電場的作用下射向熒光屏的位置。

  如果兩塊偏轉(zhuǎn)板互相平行,并且它們的電位差等于零,那么通過偏轉(zhuǎn)板空間的,具有速度υ的電子束就會沿著原方向(設為軸線方向)運動,并打在熒光屏的坐標原點上。如果兩塊偏轉(zhuǎn)板之間存在著恒定的電位差,則偏轉(zhuǎn)板間就形成個電場,這個電場與電子的運動方向相垂直,于是電子就朝著電位的偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)。這樣,在兩偏轉(zhuǎn)板之間的空間,電子就沿著拋物線在這點上做切線運動。后,電子降落在熒光屏上的A點,這個A點距離熒光屏原點(0)有段距離,這段距離稱為偏轉(zhuǎn)量,用y表示。偏轉(zhuǎn)量y與偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓Vy成正比。同理,在水平偏轉(zhuǎn)板上加有直電壓時,也發(fā)生類似情況,只是光點在水平方向上偏轉(zhuǎn)。

  (3)熒光屏示波器實物圖

  熒光屏位于示波管的終端,它的作用是將偏轉(zhuǎn)后的電子束顯示出來,以便觀察。在示波器的熒光屏內(nèi)壁涂有層發(fā)光物質(zhì),因而,熒光屏上受到速電子沖擊的地點就顯現(xiàn)出熒光。此時光點的亮度決定于電子束的數(shù)目、密度及其速度。改變控制的電壓時,電子束中電子的數(shù)目將隨之改變,光點亮度也就改變。在使用示波器時,不宜讓很亮的光點固定出現(xiàn)在示波管熒光屏個位置上,否則該點熒光物質(zhì)將因長期受電子沖擊而燒壞,從而失去發(fā)光能力。

  涂有不同熒光物質(zhì)的熒光屏,在受電子沖擊時將顯示出不同的顏色和不同的余輝時間,通常供觀察般信號波形用的是發(fā)綠光的,屬中余輝示波管,供觀察非周期性及低頻信號用的是發(fā)橙黃色光的,屬長余輝示波管;供照相用的示波器中,般都采用發(fā)藍色的短余輝示波管。

  垂直(Y軸)放大電路

  學生示波器由于示波管的偏轉(zhuǎn)靈敏度甚低,例如常用的示波管13SJ38J型,其垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度為0.86mm/V(約12V電壓產(chǎn)生1cm的偏轉(zhuǎn)量),所以般的被測信號電壓都要經(jīng)過垂直放大電路的放大,再加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上,以得到垂直方向的適當大小的圖形。

  水平(X軸)放大電路

  由于示波管水平方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度也很低,所以接入示波管水平偏轉(zhuǎn)板的電壓(鋸齒波電壓或其它電壓)也要經(jīng)過水平放大電路的放大以后,再加到示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上,以得到水平方向適當大小的圖形。

  掃描與同步電路

  掃描電路產(chǎn)生個鋸齒波電壓。該鋸齒波電壓的頻率能在定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。鋸齒波電壓的作用是使示波管陰發(fā)出的電子束在熒光屏上形成周期性的、與時間成正比的水平位移,即形成時間基線。這樣,才能把加在垂直方向的被測信號按時間的變化波形展現(xiàn)在熒光屏上。

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