示波器是種用途十分廣泛的電子測量?jì)x器。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號變換成看得見(jiàn)的圖像，便于人們研究各種電現象的變化過(guò)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(diǎn)(這是傳統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(shí)值的變化曲線(xiàn)。利用示波器能觀(guān)察各種不同信號幅度隨時(shí)間變化的波形曲線(xiàn)，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電、頻率、相位差、調幅度等等。

　　簡(jiǎn)介

　　示波器是種用途十分廣泛的電子測量?jì)x器。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號變換成看得見(jiàn)的圖象，便于人們研究各種電現象的變化過(guò)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(diǎn)。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(shí)值的變化曲線(xiàn)。利用示波器能觀(guān)察各種不同信號幅度隨時(shí)間變化的波形曲線(xiàn)，還可以用它測試各種不同的電量，如電壓、電、頻率、相位差、調幅度等等。

　　使用步驟

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

　　(2)再開(kāi)電源，示燈亮后等待兩分鐘行預熱后再行相關(guān)的操作;[1]

　　(3)調輝度，再調聚焦，而調水平和豎直位移使亮點(diǎn)在中心合適區域;

　　(4)調掃描、掃描微調和X增益，觀(guān)察掃描;

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

　　(6)把待研究的外加電壓由Y輸入和地間接入示波器，調節各檔到合適位置，可觀(guān)察到此電壓的波形(與時(shí)間變化的圖象)(調同步性開(kāi)關(guān)可使圖象的起點(diǎn)從正半周或負半周開(kāi)始;

　　(7)如欲觀(guān)察亮斑(如外加直電壓時(shí))的豎直偏移，可把掃描調節到“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(gè)分。示波管是種殊的電子管，是示波器個(gè)重要組成分。示波管由電子槍、偏轉系統和熒光屏3個(gè)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(yáng)A1、二陽(yáng)A2組成。除燈絲外，其余電的結構都為金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同軸線(xiàn)上。陰被加熱后，可沿軸向發(fā)射電子;控制相對陰來(lái)說(shuō)是負電位，改變電位可以改變通過(guò)控制小孔的電子數目，也就是控制熒光屏上光點(diǎn)的亮度。為了提屏上光點(diǎn)亮度，又不降低對電子束偏轉的靈敏度，現代示波管中，在偏轉系統和熒光屏之間還加上個(gè)后加速電A3。

　　陽(yáng)對陰而言加有約幾百伏的正電壓。在二陽(yáng)上加有個(gè)比陽(yáng)更的正電壓。穿過(guò)控制小孔的電子束，在陽(yáng)和二陽(yáng)電位的作用下，得到加速，向熒光屏方向作速運動(dòng)。由于電荷的同性相斥，電子束會(huì )逐漸散開(kāi)。通過(guò)陽(yáng)、二陽(yáng)之間電場(chǎng)的聚焦作用，使電子重新聚集起來(lái)并交匯于點(diǎn)。適當控制陽(yáng)和二陽(yáng)之間電位差的大小，便能使焦點(diǎn)剛好落在熒光屏上，顯現個(gè)光亮細小的圓點(diǎn)。改變陽(yáng)和二陽(yáng)之間的電位差，可起調節光點(diǎn)聚焦的作用，這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調節的原理。三陽(yáng)是示波管錐體內涂上層石墨形成的，通常加有很的電壓，它有三個(gè)作用：①使穿過(guò)偏轉系統以后的電子步加速，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(gè)錐體上，能起到屏蔽作用;③電子束轟擊熒光屏會(huì )產(chǎn)生二次電子，處于電位的A3可吸收這些電子。

　　(2)偏轉系統

　　示波管的偏轉系統大都是靜電偏轉式，它由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱(chēng)為水平偏轉板和垂直偏轉板。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動(dòng)。當電子在偏轉板之間運動(dòng)時(shí)，如果偏轉板上沒(méi)有加電壓，偏轉板之間無(wú)電場(chǎng)，離開(kāi)二陽(yáng)后入偏轉系統的電子將沿軸向運動(dòng)，射向屏幕的中心。如果偏轉板上有電壓，偏轉板之間則有電場(chǎng)，入偏轉系統的電子會(huì )在偏轉電場(chǎng)的作用下射向熒光屏的位置。

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

　　(3)熒光屏示波器實(shí)物圖

　　熒光屏位于示波管的終端，它的作用是將偏轉后的電子束顯示出來(lái)，以便觀(guān)察。在示波器的熒光屏內壁涂有層發(fā)光物質(zhì)，因而，熒光屏上受到速電子沖擊的地點(diǎn)就顯現出熒光。此時(shí)光點(diǎn)的亮度決定于電子束的數目、密度及其速度。改變控制的電壓時(shí)，電子束中電子的數目將隨之改變，光點(diǎn)亮度也就改變。在使用示波器時(shí)，不宜讓很亮的光點(diǎn)固定出現在示波管熒光屏個(gè)位置上，否則該點(diǎn)熒光物質(zhì)將因長(cháng)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(shí)將顯示出不同的顏色和不同的余輝時(shí)間，通常供觀(guān)察般信號波形用的是發(fā)綠光的，屬中余輝示波管，供觀(guān)察非周期性及低頻信號用的是發(fā)橙黃色光的，屬長(cháng)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(xué)生示波器由于示波管的偏轉靈敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏轉靈敏度為0.86mm/V(約12V電壓產(chǎn)生1cm的偏轉量)，所以般的被測信號電壓都要經(jīng)過(guò)垂直放大電路的放大，再加到示波管的垂直偏轉板上，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靈敏度也很低，所以接入示波管水平偏轉板的電壓(鋸齒波電壓或其它電壓)也要經(jīng)過(guò)水平放大電路的放大以后，再加到示波管的水平偏轉板上，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(gè)鋸齒波電壓。該鋸齒波電壓的頻率能在定的范圍內連續可調。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(shí)間成正比的水平位移，即形成時(shí)間基線(xiàn)。這樣，才能把加在垂直方向的被測信號按時(shí)間的變化波形展現在熒光屏上。

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