示波器基本工作原理

   示波器簡介

    示波器是用來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、陰極射線管等部分組成。除觀測電流的波形功能外，還能測定頻率、電壓強(qiáng)度等。凡可以變?yōu)殡娦?yīng)的周期性物理過程都可用示波器進(jìn)行觀測。

示波器有數(shù)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(chǔ)是電子槍）電子槍向屏幕發(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(nèi)表面涂有熒光物質(zhì),這樣電子束打中的點(diǎn)就會發(fā)出光來。而數(shù)字示波器則是數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換，軟件編程等一系列的技術(shù)制造出來的高性能示波器。數(shù)字示波器一般支持多級菜單，具備為用戶提供多種選擇，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(xiàn)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反映加在示波器Y偏轉(zhuǎn)極板上的電壓zui大值的相對大小，從而反映出電磁感應(yīng)中所產(chǎn)生的交變電動勢的zui大值。因此借助示波器可以研究感應(yīng)電動勢與其產(chǎn)生條件的關(guān)系。

示波器是用途十分廣泛的電子測量儀器。它可以把肉眼看不到的電信號轉(zhuǎn)換成可以看見的圖像，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(xì)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。利用示波器可以觀察各種不同電信號幅度隨時(shí)間變化的波形曲線，還可用它來測試各種不同信號的電量，如電流、電壓、頻率、相位差、調(diào)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、門控電路、電子開關(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(zhǔn)信號電路、示波管和高低壓電源供給電路等組成。 

　　觀察信號波形時(shí)，被測信號ＵＡ、ＵＢ，通過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通道都受電子開關(guān)控制，所以ＵＡ，ＵＢ兩信號輪換著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(zhuǎn)板上。 

　　為了適應(yīng)各種不同的測試需要，電子開關(guān)可有五種不同的工作狀態(tài)，即ＣＨＡ、ＣＨＢ、交替、斷續(xù)、ＡＤＤ等。這五種工作狀態(tài)由顯示方式開關(guān)控制。 

　　顯示方式開關(guān)置于交替位置時(shí)，電子開關(guān)為一雙穩(wěn)態(tài)電路。它受由掃描電路來得閘門信號控制，使得y軸兩個(gè)前置通道隨著掃描電路閘門信號的變化而交替地工作。每秒鐘交替轉(zhuǎn)換次數(shù)與由掃描電路產(chǎn)生的掃描信號的重復(fù)頻率有關(guān)。交替工作狀態(tài)適用于觀察頻率不太低的被測信號。 

　 　顯示方式開關(guān)置于斷續(xù)位置，電子開關(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(wěn)定地顯示出兩個(gè)信號。這種斷續(xù)工作狀態(tài)適用于觀察頻率不太高的被測信號。 

　　顯示方式開關(guān)置于ＣＨＡ或CＨＢ位置時(shí)，電子開關(guān)為一單穩(wěn)態(tài)電路。前置放大電路ＣＨＡ或ＣＨＢ可單獨(dú)工作，此時(shí)，雙蹤示波器可作為普通單線示波器使用。 

　　顯示方式開關(guān)置于ＡＤＤ位置時(shí)，電子開關(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ＣＨＡ通道的極性作用開關(guān)來選擇。 

　　為了觀察被測試信號隨時(shí)間變化的波形，示波器的水平偏轉(zhuǎn)板上必須加以線性掃描電壓（鋸齒波電壓）。這個(gè)掃描電壓是由掃描電路產(chǎn)生的。當(dāng)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(yīng)的掃描信號，當(dāng)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(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)兩種觸發(fā)方式，由觸發(fā)源選擇開關(guān)來選擇，若該開關(guān)置于內(nèi)的位置時(shí)，觸發(fā)信號來自經(jīng)y軸通道送入的被測信號，若該開關(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(yīng)與被測信號的頻率成整數(shù)比的關(guān)系。示波器使用中，多數(shù)采用內(nèi)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x軸選擇開關(guān)接到x軸放大電路，經(jīng)放大后送到示波器的x軸偏轉(zhuǎn)板上。 

　　Z軸放大電路對熒光屏上光點(diǎn)輝度起著調(diào)節(jié)的作用，抹去不必要顯示的光點(diǎn)軌跡。當(dāng)掃描電路的閘門信號來到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，在掃描信號的正程時(shí)，熒光屏上的光點(diǎn)得以增輝，在電子開關(guān)的轉(zhuǎn)換過程中，電子開關(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(fù)向脈沖信號，加至示波器的控制極。這樣在電子開關(guān)的轉(zhuǎn)換過程中，便可消除兩通道交替工作時(shí)的過度光點(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(tǒng)的。低壓供給示波器各級電路。