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    示波器是一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，打在涂有熒光物質的屏面上，就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。

    在被測信號的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，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、電流、頻率、相位差、調幅度等等。

    示波器是一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，打在涂有熒光物質的屏面上，就可產生細小的光點。

    在被測信號的作用下，電子束就好像一支筆的筆尖，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、電流、頻率、相位差、調幅度等等。

    使用步驟

    (1)先預調：反時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)再開電源，指示燈亮后等待一兩分鐘進行預熱后再進行相關的操作;

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

    (4)調掃描、掃描微調和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，可觀察到此電壓的波形(與時間變化的圖象)(調同步極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(如外加一直流電壓時)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部分。示波管是一種特殊的電子管，是示波器一個重要組成部分。

    示波管由電子槍、偏轉系統和熒光屏3個部分組成。

    (1)電子槍

    電子槍用于產生并形成高速、聚束的電子流，去轟擊熒光屏使之發光。它主要由燈絲F、陰極K、控制極G、陽極A1、第二陽極A2組成。

    除燈絲外，其余電極的結構都為金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同一軸線上。

    陰極被加熱后，可沿軸向發射電子;控制極相對陰極來說是負電位，改變電位可以改變通過控制極小孔的電子數目，也就是控制熒光屏上光點的亮度。

    為了提高屏上光點亮度，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一個后加速電極A3。

    陽極對陰極而言加有約幾百伏的正電壓。在第二陽極上加有一個比陽極更高的正電壓。

    穿過控制極小孔的電子束，在陽極和第二陽極高電位的作用下，得到加速，向熒光屏方向作高速運動。

    由于電荷的同性相斥，電子束會逐漸散開。通過陽極、第二陽極之間電場的聚焦作用，使電子重新聚集起來并交匯于一點。

    適當控制陽極和第二陽極之間電位差的大小，便能使焦點剛好落在熒光屏上，顯現一個光亮細小的圓點。

    改變陽極和第二陽極之間的電位差，可起調節光點聚焦的作用，這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調節的原理。

    第三陽極是示波管錐體內部涂上一層石墨形成的，通常加有很高的電壓，它有三個作用：

    ①使穿過偏轉系統以后的電子進一步加速，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生二次電子，處于高電位的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。當電子在偏轉板之間運動時，如果偏轉板上沒有加電壓，偏轉板之間無電場，離開第二陽極后進入偏轉系統的電子將沿軸向運動，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，進入偏轉系統的電子會在偏轉電場的作用下射向熒光屏的指定位置。

    如果兩塊偏轉板互相平行，并且它們的電位差等于零，那么通過偏轉板空間的，具有速度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。

    如果兩塊偏轉板之間存在著恒定的電位差，則偏轉板間就形成一個電場，這個電場與電子的運動方向相垂直，于是電子就朝著電位比較高的偏轉板偏轉。

    這樣，在兩偏轉板之間的空間，電子就沿著拋物線在這一點上做切線運動。

    ，電子降落在熒光屏上的A點，這個A點距離熒光屏原點(0)有一段距離，這段距離稱為偏轉量，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流電壓時，也發生類似情況，只是光點在水平方向上偏轉。

    (3)熒光屏示波器實物圖

    熒光屏位于示波管的終端，它的作用是將偏轉后的電子束顯示出來，以便觀察。

    在示波器的熒光屏內壁涂有一層發光物質，因而，熒光屏上受到高速電子沖擊的地點就顯現出熒光。

    此時光點的亮度決定于電子束的數目、密度及其速度。改變控制極的電壓時，電子束中電子的數目將隨之改變，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在示波管熒光屏一個位置上，否則該點熒光物質將因長期受電子沖擊而燒壞，從而失去發光能力。

    涂有不同熒光物質的熒光屏，在受電子沖擊時將顯示出不同的顏色和不同的余輝時間，通常供觀察一般信號波形用的是發綠光的；

    屬中余輝示波管，供觀察非周期性及低頻信號用的是發橙黃色光的，屬長余輝示波管;供照相用的示波器中，一般都采用發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電壓產生1cm的偏轉量)；

    所以一般的被測信號電壓都要先經過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)也要先經過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

    掃描電路產生一個鋸齒波電壓。該鋸齒波電壓的頻率能在一定的范圍內連續可調。

    鋸齒波電壓的作用是使示波管陰極發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在熒光屏上。

標簽:                                    示波器