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陰極射線示波�
閱讀�3036時間�2020-11-05 11:44:16

陰極射線示波�(cathode ray oscillograph)顯示電壓波形的電子儀�。由示波��放大�和鋸齒波�(fā)生器等部分構(gòu)�。在示波管垂直偏�(zhuǎn)板上加信號電�,在水平偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓,可使電子束在熒光屏上描繪出欲研究的電壓波形,以便觀�、記錄或拍攝照片??捎糜跍y量頻�、相�,電壓,研究電子��晶體管的特性曲�,作電化�(xué)測量��

簡介

陰極射線示支器(CathodeRayOscilloscope,CRO�,簡稱示波器,是科研和工程技�(shù)中最常用的儀�,它可以顯示一路或多路隨時間變化的壓波形,是最通用的電生理信號�(jiān)測工�。其�(shí),電示波器已�(jīng)成為一種“第六感官�,也就是我們感官的延伸�
各種信號,無論是正弦泀方波或者更�(fù)雜的波形,如果頻率在10-20HZ以上,都可以方便地用示波器來分析。神�(jīng)動作電位等脈沖信號以及不�(guī)則的脈沖序列也可以在示波器上觀�。通用示波器的頻帶寬度至少�20MHz,對于大多數(shù)生物電信號是足夠�。但低頻信號最好用記錄儀記錄�

顯像�

示波器的核心是一個顯像管,這種顯像管與電視�(jī)和計(jì)算機(jī)�(jiān)視器所用的顯像管相似。在顯像管的頸部有一個與真空電子管相似的電極系統(tǒng),產(chǎn)生細(xì)小的電子束,也就是陰極射�。與電子�--�,顯像管的電子束也是由加熱的陰極�(fā)射的。柵極在這里稱為門�,用于調(diào)節(jié)電子束流�,也就是電子束的�(qiáng)�。電子管只有一個陽�,但是顯像管有一排陽極電�,它們各自帶有不同的電壓,具有電子透鏡的作�,將電子束聚焦到屏幕��,整個電極部分稱為電子槍。如果電子束只是筆直投射到屏幕上,那么僅在屏幕中心出�(xiàn)一個小�(diǎn)。如果要在屏幕上畫出
  所需的波形曲線,就要有兩對外加電極來偏轉(zhuǎn)電子�,這種電極稱為偏轉(zhuǎn)板。如圖下圖所示:

其中一對偏�(zhuǎn)板由被測電壓信號控制,在垂直方向偏轉(zhuǎn)電子�;另一對偏�(zhuǎn)板在水平方向偏轉(zhuǎn)電子束�
水平偏轉(zhuǎn)板上加的是鋸齒波信號,用于顯示信號隨時問的變化過�,因此,水平偏轉(zhuǎn)電路稱為時基。這與電視�(jī)屏幕的工作方式不�,電視機(jī)的偏�(zhuǎn)系統(tǒng)是顯像管外部的強(qiáng)磁場,其電子束掃描形成的是平行線組成的連續(xù)光柵;而電視信號用于調(diào)節(jié)電子束強(qiáng)�,在屏幕上形成明暗不同的圖像。示波器不是這樣,在畫波形曲線的過程�,示波器的電子束�(qiáng)度通常保持不變,只在電子束返回起始�(diǎn)的過程中,電子束被抑�。電視機(jī)和示波器的同步控制也不同。電視機(jī)的水平掃描線在掃描返回點(diǎn)被“斷開�,在這些�(diǎn)處有行同步信�。電視機(jī)還有場同步信號,也稱幀同步,在最后一行(即最下面一行)掃描完成之后,場同步信號控制掃描�(diǎn)返回屏幕頂端。在沒有接收電視臺信號的情況�,電視機(jī)的水平偏�(zhuǎn)和垂直偏�(zhuǎn)按照自身的設(shè)置�(jìn)行,稱為空運(yùn)��

觸發(fā)

示波器用另一種不同的方法�(chǎn)生穩(wěn)定的圖形,稱為觸�(fā)。示波器掃描完一條信號曲線之�,其掃描�(diǎn)返回到掃描線的最左端,并在此處等待觸�(fā)信號的出�(xiàn)。觸�(fā)信號可以來自垂直方向的信�,比如某個被測信號的電壓水平;也可以是獨(dú)立的外部觸發(fā)信號。例如,�(dāng)我們用閃光刺激動物的眼睛時,需要觀察從閃光時刻開始記錄的電信號,就可以用閃光信號作為觸�(fā)信號。在顯示正弦波信號時,則�(jīng)常將正向過零�(diǎn)作為觸發(fā)信號�

陰極射線示波器原�

陰極射線示波器是一種萬能的儀�,可用于電信號的檢測和診斷測試以及研究實(shí)時變化現(xiàn)象。電子流�(chǎn)生于被加熱的陰極,它還可以被朝向熒光屏的電子槍加�,如下圖所示:
電子通過一個線圈,這個線圈把電子流匯成一�,電子束再從兩塊垂直和平行金屬板中通過。電場就在金屬板之間�(chǎn)�,而這些余屬板方向的變化會引起電子束方向的變化。以一種最簡單的方式垂直金屬板被加載隨時間呈線性變化的電壓,同時在水平金屬板上沒有信號,電子束將會自左向右橫過屏幕的垂直移�。此速度將隨電壓增加的頻率而變化,最終電子束將回到起�(diǎn)。假如現(xiàn)在在一秒的變化時間段,電壓被加在水平的金屬板上,這將引起電子束一個垂直的偏差,同時在屏幕上會有一個軌�,這也反應(yīng)了一秒內(nèi)電壓的變化。當(dāng)電子偏轉(zhuǎn)�,電子束的運(yùn)動在屏幕呈現(xiàn)一個熒光的軌跡。軌跡持�(xù)的時間是電子束中電子密度和屏幕所涂材料的函數(shù)�

陰極射線示波器的�(yīng)�

陰極射線示波器是一種應(yīng)用于多種場合的多功能儀�,它可以切換不同的輸出單位。要求的電壓通過示波器屏幕上的波形的高度或者波與波之間的時間就可以測定。通過切換開關(guān)的設(shè)定可以得到不同的所需的電壓。更確保的一�(diǎn)是這些電壓能被記憶�。在波形的縱向可以對每個伏特�(jìn)行校�,在橫向可以對時間�(jìn)行秒級的校對。測量的精密程度由兩個方面決定:
1、反射在屏幕上的光束的測量精�
2、內(nèi)置的衰減器和放大器在�(yīng)用范圍的精度�
屏幕上的格子線通常輔助測量。視覺的錯誤也可以導(dǎo)致~些問題除非這些格子線被固化在屏幕上,同時精確度也依賴所獲得的光束的聚焦程度。在大多�(shù)好于1.5級的精度是很容易得到�。基于以上要�(diǎn),操作者應(yīng)選擇一個合適的范圍,它包容所有能在屏幕上出現(xiàn)的可觀測到的信�。重要的一�(diǎn)是所選的電路在測量范圍內(nèi)�(yīng)是線性的,有了這一�(diǎn)大多�(shù)儀表就可以獲得1.0級的精度�

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