示波器的原理和使用方法示波器的作用( 二 )

示波器的基本框图如图2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源组成。
图2示波器基本组成框图
被测信号①接“Y”输入，经Y轴衰减器衰减后送Y1放大器(前置放大)，推挽输出信号②和③ 。延迟级对Y2放大器的延迟为г 1倍。放大后产生足够的信号④和⑤，加到示波管的Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示完整稳定的波形，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⑥ 。由于从触发到开始扫描有一个时间延迟г 2，为了保证X轴在Y轴信号到达屏幕之前开始扫描，Y轴的延迟时间г 1应该略大于X轴的延迟时间г 2 。扫描电压⑦由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的正范围，将其变为正矩形波，送至示波管的栅极。这使得在扫描前进行程中显示的波形具有某一固定亮度，而在扫描返回行程中执行擦除。
以上是示波器的基本工作原理。双踪显示利用电子开关将Y轴输入的两个不同的测量信号分别显示在屏幕上。由于人类视觉的持续性，当开关频率达到一定程度时，会看到两个稳定清晰的信号波形。
示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器，用来校准示波器。
2.示波器的使用本节介绍如何使用示波器。示波器有多种类型和型号，具有不同的功能。数字电路实验中广泛使用20MHz或40MHz的双通道示波器。这些示波器的使用方式大致相同。本节并不针对某一类型的示波器，而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
它是示波管的显示部分。屏幕上的水平和垂直方向有几条刻度线，表示信号波形的电压和时间的关系。水平方向表示时间，垂直方向表示电压。水平方向分为10个方块，垂直方向分为8个方块，每个方块又分为5个部分。垂直方向有0%、10%、90%、100%符号，水平方向有10%、90%符号，用于测量DC电平、交流信号幅度、延迟时间等参数。将被测信号在屏幕上所占的网格数乘以一个合适的比例常数(v/div，TIME/DIV)即可得到电压值和时间值。
2.2示波管和电源系统
1.电源(电力)
主示波器电源开关。按下此开关时，电源指示灯亮起，表示电源已接通。
2.亮度(强度)
旋转此旋钮可以改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可以小一些，观察高频信号时可以大一些。
一般不要太亮，保护屏幕。
3.焦点
聚焦旋钮调节电子束的横截面，将扫描线聚焦到最清晰的状态。
4.标度亮度(照度)
这个旋钮调节荧光屏后面照明灯的亮度。在正常的室内光线下，最好调暗灯光。在光线不足的室内环境下，可以适当开启照明灯。
2.3垂直偏转系数和水平偏转系数
1.垂直偏转系数选择(伏特/格)和微调
在单位输入信号的作用下，光点在屏幕上的偏移距离称为偏移灵敏度。这个定义适用于X轴和Y轴。灵敏度的倒数叫做偏转系数。垂直灵敏度的单位是cm/V，cm/mv或div/mv，div/v，垂直偏转系数的单位是v/cm ， mv/cm或v/div，mv/div 。事实上，由于习惯用法和测量电压力读数的方便，有时偏转系数被视为灵敏度。
跟踪示波器中的每个通道都有一个垂直偏转系数选择波段开关。一般按照1、2、5的方式分为5mV/DIV到5v/DIV 10个等级。波段开关指示的值代表屏幕垂直方向上一个网格的电压值。例如，当波段开关置于1V/div位置时，如果屏幕上的信号点移动一格，则意味着输入信号电压变化1V 。
每个波段开关上通常有一个小旋钮，用于微调每个档位的垂直偏转系数。顺时针旋转到底，处于“校准”位置。此时，垂直偏转系数的值与波段开关指示的值一致。反向旋转该旋钮，微调垂直偏转系数。微调垂直偏转系数后，会与波段开关指示值不一致，需要注意。很多示波器都有垂直扩展功能。拉出微调旋钮，垂直灵敏度扩大几倍(偏转系数减小几倍) 。例如，如果波段开关指示的偏转系数为1V/DIV，则采用×5扩展状态时，垂直偏转系数为0.2V/DIV 。
在数字电路实验中，经常用被测信号垂直移动距离与屏幕上+5V信号垂直移动距离的比值来判断被测信号的电压值。
2.时基选择(时间/分度)和微调
时基选择和微调的使用类似于垂直偏转因子选择和微调。时基的选择也是通过一个波段开关来实现的，时基按照1、2、5分为几个等级。波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一格的时间值。例如，在1μS/div的文件中，光点在屏幕上移动一个网格来表示1μS的时间值。

示波器的原理和使用方法 示波器的作用( 二 )

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