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、電壓強度等。凡可以變?yōu)殡娦闹芷谛晕锢磉^程都可用示波器進行觀測。

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電動勢與其產(chǎn)生條件的關系。

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)生細小的光點。在被測信號的作用下，電子束就好像一個筆尖，能在屏面上描繪出被測信號瞬時值的變化曲線。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通道的y軸前置放大電路、門控電路、電子開關、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，被測信號ＵＡ、ＵＢ，通過ＣＨＡ、ＣＨＢ兩個輸入端輸入示波器，先分別送到y軸前置放大電路yＡ和yＢ進行放大。由于yＡ通道和yＢ通道都受電子開關控制，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。 

　　為了適應各種不同的測試需要，電子開關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)由顯示方式開關控制。 

　　顯示方式開關置于交替位置時，電子開關為一雙穩(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頻率有關。交替工作狀態(tài)適用于觀察頻率不太低的被測信號。 

　 　顯示方式開關置于斷續(xù)位置，電子開關是一振蕩頻率約為２００ＫＨＺ的自激多諧振蕩電路。由它的兩個輸出端輸出相位相反的兩個矩形信號。前置放大電路 ＣＨＡ和ＣＨＢ是受上述兩個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。 

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

　　顯示方式開關置于ＡＤＤ位置時，電子開關處于非工作狀態(tài)。此時，ＣＨＡ，ＣＨＢ兩通道同時工作，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來選擇。 

　　為了觀察被測試信號隨時間變化的波形，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）。這個掃描電壓是由掃描電路產(chǎn)生的。當觸發(fā)信號加到觸發(fā)電路時，觸發(fā)掃描電路就產(chǎn)生相應的掃描信號，當不加觸發(fā)信號時，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)源選擇開關來選擇，若該開關置于內(nèi)的位置時，觸發(fā)信號來自經(jīng)y軸通道送入的被測信號，若該開關置于外的位置時，觸發(fā)信號是由外部送入的。這個信號應與被測信號的頻率成整數(shù)比的關系。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輝度起著調(diào)節(jié)的作用，抹去不必要顯示的光點軌跡。當掃描電路的閘門信號來到z軸放大電路時，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，熒光屏上的光點得以增輝，在電子開關的轉(zhuǎn)換過程中，電子開關電路將輸出脈沖信號也加至z軸放大電路，此時z軸放大電路便輸出負向脈沖信號，加至示波器的控制極。這樣在電子開關的轉(zhuǎn)換過程中，便可消除兩通道交替工作時的過度光點，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。