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　　示波器是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(xiàn)象的變化過程。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(xì)小的光點(這是傳統(tǒng)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、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。

　　簡介

　　示波器是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(xiàn)象的變化過程。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(xì)小的光點。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、頻率、相位差、調(diào)幅度等等。

　　使用步驟

　　(1)預(yù)調(diào)：反時針旋轉(zhuǎn)輝度旋鈕到底，豎直和水平位移轉(zhuǎn)到中間，掃描置于“外X檔”;

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

　　(3)調(diào)輝度，再調(diào)聚焦，而調(diào)水平和豎直位移使亮點在中心合適區(qū)域;

　　(4)調(diào)掃描、掃描微調(diào)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(nèi)提供的豎直方向按正余弦規(guī)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(diào)節(jié)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(diào)同步性開關(guān)可使圖象的起點從正半周或負(fù)半周開始;

　　(7)如欲觀察亮斑(如外加直電壓時)的豎直偏移，可把掃描調(diào)節(jié)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分。示波管是種殊的電子管，是示波器個重要組成分。示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏3個分組成。

　　(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A1、二陽A2組成。除燈絲外，其余電的結(jié)構(gòu)都為金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同軸線上。陰被加熱后，可沿軸向發(fā)射電子;控制相對陰來說是負(fù)電位，改變電位可以改變通過控制小孔的電子數(shù)目，也就是控制熒光屏上光點的亮度。為了提屏上光點亮度，又不降低對電子束偏轉(zhuǎn)的靈敏度，現(xiàn)代示波管中，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏之間還加上個后加速電A3。

　　陽對陰而言加有約幾百伏的正電壓。在二陽上加有個比陽更的正電壓。穿過控制小孔的電子束，在陽和二陽電位的作用下，得到加速，向熒光屏方向作速運動。由于電荷的同性相斥，電子束會逐漸散開。通過陽、二陽之間電場的聚焦作用，使電子重新聚集起來并交匯于點。適當(dāng)控制陽和二陽之間電位差的大小，便能使焦點剛好落在熒光屏上，顯現(xiàn)個光亮細(xì)小的圓點。改變陽和二陽之間的電位差，可起調(diào)節(jié)光點聚焦的作用，這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調(diào)節(jié)的原理。三陽是示波管錐體內(nèi)涂上層石墨形成的，通常加有很的電壓，它有三個作用：①使穿過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)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石墨層涂在整個錐體上，能起到屏蔽作用;③電子束轟擊熒光屏?xí)a(chǎn)生二次電子，處于電位的A3可吸收這些電子。

　　(2)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

　　示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)大都是靜電偏轉(zhuǎn)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(zhuǎn)板和垂直偏轉(zhuǎn)板。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動。當(dāng)電子在偏轉(zhuǎn)板之間運動時，如果偏轉(zhuǎn)板上沒有加電壓，偏轉(zhuǎn)板之間無電場，離開二陽后入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子將沿軸向運動，射向屏幕的中心。如果偏轉(zhuǎn)板上有電壓，偏轉(zhuǎn)板之間則有電場，入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子會在偏轉(zhuǎn)電場的作用下射向熒光屏的位置。

　　如果兩塊偏轉(zhuǎn)板互相平行，并且它們的電位差等于零，那么通過偏轉(zhuǎn)板空間的，具有速度υ的電子束就會沿著原方向(設(shè)為軸線方向)運動，并打在熒光屏的坐標(biāo)原點上。如果兩塊偏轉(zhuǎn)板之間存在著恒定的電位差，則偏轉(zhuǎn)板間就形成個電場，這個電場與電子的運動方向相垂直，于是電子就朝著電位的偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)。這樣，在兩偏轉(zhuǎn)板之間的空間，電子就沿著拋物線在這點上做切線運動。后，電子降落在熒光屏上的A點，這個A點距離熒光屏原點(0)有段距離，這段距離稱為偏轉(zhuǎn)量，用y表示。偏轉(zhuǎn)量y與偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓Vy成正比。同理，在水平偏轉(zhuǎn)板上加有直電壓時，也發(fā)生類似情況，只是光點在水平方向上偏轉(zhuǎn)。

　　(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(zhuǎn)后的電子束顯示出來，以便觀察。在示波器的熒光屏內(nèi)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就顯現(xiàn)出熒光。此時光點的亮度決定于電子束的數(shù)目、密度及其速度。改變控制的電壓時，電子束中電子的數(shù)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(xiàn)在示波管熒光屏個位置上，否則該點熒光物質(zhì)將因長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，在受電子沖擊時將顯示出不同的顏色和不同的余輝時間，通常供觀察般信號波形用的是發(fā)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(fā)橙黃色光的，屬長余輝示波管;供照相用的示波器中，般都采用發(fā)藍(lán)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(zhuǎn)靈敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度為0.86mm/V(約12V電壓產(chǎn)生1cm的偏轉(zhuǎn)量)，所以般的被測信號電壓都要經(jīng)過垂直放大電路的放大，再加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，以得到垂直方向的適當(dāng)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(zhuǎn)靈敏度也很低，所以接入示波管水平偏轉(zhuǎn)板的電壓(鋸齒波電壓或其它電壓)也要經(jīng)過水平放大電路的放大以后，再加到示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上，以得到水平方向適當(dāng)大小的圖形。

　　掃描與同步電路

　　掃描電路產(chǎn)生個鋸齒波電壓。該鋸齒波電壓的頻率能在定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。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(xiàn)在熒光屏上。

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