示波器是一種用途十分廣泛的電子�(cè)�?jī)x�。它能把肉眼看不見的電信�(hào)變換成看得見的圖�,便于人們研究各種電�(xiàn)象的變化過程。示波器利用狹窄�、由高速電子組成的電子�,打在涂有熒光物�(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn)。在被測(cè)信號(hào)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�(cè)信號(hào)的瞬�(shí)值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信�(hào)幅度隨時(shí)間變化的波形曲線,還可以用它�(cè)試各種不同的電量,如電壓、電�、頻�、相位差、調(diào)幅度等等�
由示波管的原理可知,一�(gè)直流電壓加到一�(duì)偏轉(zhuǎn)板上�(shí),將使光�(diǎn)在熒光屏上產(chǎn)生一�(gè)固定位移,該位移的大小與所加直流電壓成正比。如果分別將兩�(gè)直流電壓同時(shí)加到垂直和水平兩�(duì)偏轉(zhuǎn)板上,則熒光屏上的光�(diǎn)位置就由兩�(gè)方向的位移所共同決定�
如果將一�(gè)正弦交流電壓加到一�(duì)偏轉(zhuǎn)板上�(shí),光�(diǎn)在熒光屏上將隨電壓的變化而移�(dòng)。參見圖5-4可知,當(dāng)垂直偏轉(zhuǎn)板上加一�(gè)正弦交流電壓�(shí),在�(shí)間t=0的瞬�,電壓為Vo(零值),熒光屏上的光點(diǎn)位置在坐�(biāo)原點(diǎn)0�,在�(shí)間t=1的瞬�,電壓為V1(正值),熒光屏上光�(diǎn)在坐�(biāo)原點(diǎn)0�(diǎn)上方�1�,位移的大小正比于電壓V1;在�(shí)間t=2的瞬�,電壓為V2(正值),熒光屏上的光點(diǎn)在坐�(biāo)原點(diǎn)0�(diǎn)上方�2�(diǎn)�,位移的距離正比于電壓V2;以此類�,在�(shí)間t=3,t=4,�,t=8的各�(gè)瞬間,熒光屏上光�(diǎn)位置分別�3�4,��8�(diǎn)。在交流電壓的第二�(gè)周期、第三�(gè)周期……都將重�(fù)�(gè)周期的情�。如果此�(shí)加在垂直偏轉(zhuǎn)板上的正弦交流電壓之頻率很低,僅為lHz�2Hz,那�,在熒光屏上便會(huì)看見一�(gè)上下移動(dòng)著的光點(diǎn)。這光�(diǎn)距離坐標(biāo)原點(diǎn)的瞬�(shí)偏轉(zhuǎn)值將與加在垂直偏�(zhuǎn)板上的電壓瞬�(shí)值成正比。如果加在垂直偏�(zhuǎn)板上的交流電壓頻率在10Hz�20Hz以上,則由于熒光屏的余輝�(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象,在熒光屏上看到的就不是一�(gè)上下移動(dòng)的點(diǎn),而是一根垂直的亮線了。該亮線的長(zhǎng)短在示波器的垂直放大增益一定的情況下決定于正弦交流電壓峰一峰值的大小。如果在水平偏轉(zhuǎn)板上加一�(gè)正弦交流電壓,則�(huì)�(chǎn)生相類似的情況,只是光點(diǎn)在水平軸上移�(dòng)罷了�
如果將一隨時(shí)間線性變化的電壓(如鋸齒波電壓)加到一�(duì)偏轉(zhuǎn)板上,則光點(diǎn)在熒光屏上又�(huì)怎樣移動(dòng)呢?參看�5-5可見,當(dāng)水平偏轉(zhuǎn)板上有鋸齒波電壓�(shí),在�(shí)間t=0瞬間,電壓為Vo(負(fù)值),熒光屏上光�(diǎn)在坐�(biāo)原點(diǎn)左側(cè)的起始位置(零點(diǎn)上),位移的距離正比于電壓Vo;在�(shí)間t=1的瞬�,電壓為V1(負(fù)值),熒光屏上光�(diǎn)在坐�(biāo)原點(diǎn)左方�1�(diǎn)�,位移的距離正比于電壓V1;以此類�,在�(shí)間t=2,t=3�...,t=8的各�(gè)瞬間,熒光屏上光�(diǎn)的對(duì)�(yīng)位置�2�3,��8各點(diǎn)。在t=8這�(gè)瞬間,鋸齒波電壓由正值V8躍變到負(fù)值Vo,則熒光屏上光點(diǎn)�8�(diǎn)極其迅速地向左移到起始位置零點(diǎn)。如果鋸齒波電壓是周期性的,則在鋸齒波電壓的第二�(gè)周期、第三�(gè)周期、……都將重�(fù)�(gè)周期的情彀如果此�(shí)加在水平偏轉(zhuǎn)板上的鋸齒波電壓頻率很低,僅�1Hz �2Hz,在熒光屏上便會(huì)看見光點(diǎn)自左邊起始位置零�(diǎn)向右�8�(diǎn)處勻速地移動(dòng),隨后光�(diǎn)又從右邊8�(diǎn)處極其迅速地移動(dòng)到左邊起始位置零�(diǎn)。上述這�(gè)過程稱為掃描。在水平軸加有周期性鋸齒波電壓�(shí),掃描將周而復(fù)始地�(jìn)行下去。光�(diǎn)距離起始位置零點(diǎn)的瞬�(shí)�,將與加在偏�(zhuǎn)板上的電壓瞬�(shí)值成正比。如果加在偏�(zhuǎn)板上的鋸齒波電壓頻率�10Hz�20Hz以上,則由于熒光屏的余輝�(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象,就看到一根水平亮�,該水平亮線的長(zhǎng)�,在示波器水平放大增益一定的情況下決定于鋸齒波電壓�,鋸齒波電壓值是與時(shí)間變化成正比�,而熒光屏上光�(diǎn)的位移又是與電壓值成正比的,因此熒光屏上的水平亮線可以代表時(shí)間軸。在此亮線上的任何相等的線段都代表相等的一段時(shí)間�
如果將被�(cè)信號(hào)電壓加到垂直偏轉(zhuǎn)板上,鋸齒波掃描電壓加到水平偏轉(zhuǎn)板上,而且被測(cè)信號(hào)電壓的頻率等于鋸齒波掃描電壓的頻�,則熒光屏上將顯示出一�(gè)周期的被�(cè)信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的波形曲線(如�5-6所示)。由�5-6所示可�,在�(shí)間t=0的瞬間,信號(hào)電壓為Vo(零值),鋸齒波電壓為V0′(�(fù)值),熒光屏上光�(diǎn)在坐�(biāo)原點(diǎn)左面,位移的距離正比于電壓V0�;在�(shí)間t=1的瞬間,交流電壓為V1(正值),鋸齒波電壓為V1′(�(fù)值),熒光屏上光�(diǎn)在坐�(biāo)的第Ⅱ象限中。同理,在時(shí)間t=2,t=3,�,t=8的瞬�,熒光屏上光�(diǎn)分別位于2�3,��8�(diǎn)。在t=8瞬間,鋸齒波電壓由正值V8′跳變到�(fù)V0�,因而熒光屏上的光點(diǎn)也從8�(diǎn)極其迅速地向左移到起始位置0�(diǎn)。以后,在被�(cè)周期信號(hào)的第二�(gè)周期、第三�(gè)周期……都重復(fù)�(gè)周期的情�,光�(diǎn)在熒光屏上描出的軌跡也都重疊在次描出的軌跡上。所以,熒光屏上顯示出來的被�(cè)信號(hào)電壓是隨�(shí)間變化的�(wěn)定波形曲��
若被�(cè)信號(hào)電壓的頻率等于鋸齒波電壓頻率整數(shù)倍數(shù)�(shí),則熒光屏上將顯示出周期為整�(shù)的被�(cè)信號(hào)�(wěn)定波�。而當(dāng)被測(cè)信號(hào)電壓的頻率與鋸齒波電壓的頻率不成整數(shù)倍數(shù)�(shí),則熒光屏上不能獲得�(wěn)定的波形,如�5-7所�。在�5-7�,次掃描�(shí),屏上顯示的�0�1這段波形曲線;第二次掃描�(shí),屏上顯�1�2這段波形曲線;第三次掃描�(shí),屏上顯�2�3這段波形曲線;……可�,每次熒光屏上顯示的波形曲線都不�,所以圖形不�(wěn)��
由上述可�,為使熒光屏上的圖形�(wěn)�,被�(cè)信號(hào)電壓的頻率應(yīng)與鋸齒波電壓的頻率保持整�(shù)比的�(guān)系,即同步關(guān)�。為了實(shí)�(xiàn)這一�(diǎn),就要求鋸齒波電壓的頻率連續(xù)可調(diào),以便適�(yīng)觀察各種不同頻率的周期信號(hào)。其�,由于被�(cè)信號(hào)頻率和鋸齒波振蕩信號(hào)頻率的相�(duì)不穩(wěn)定�,即使把鋸齒波電壓的頻率臨時(shí)�(diào)到與被測(cè)信號(hào)頻率成整倍數(shù)�(guān)�,也不能使圖形一直保持穩(wěn)�。因此,示波器中都設(shè)有同步裝�。也就是在鋸齒波電路的某部分加上一�(gè)同步信號(hào)來促使掃描的同步,對(duì)于只能產(chǎn)生連續(xù)掃描(即�(chǎn)生周而復(fù)始連續(xù)不斷的鋸齒波)一種狀�(tài)的簡(jiǎn)易示波器(如�(guó)�(chǎn)SB-10型示波器等)而言,需要在其掃描電路上輸入一�(gè)與被觀察信�(hào)頻率相關(guān)的同步信�(hào),當(dāng)所加同步信�(hào)的頻率接近鋸齒波頻率的自主振蕩頻率(或接近其整數(shù)倍)�(shí),就可以把鋸齒波頻率“拖入同步”或“鎖住�。對(duì)于具有等待掃描(即平�(shí)不產(chǎn)生鋸齒波,當(dāng)被測(cè)信號(hào)來到�(shí)才產(chǎn)生一�(gè)鋸齒波�(jìn)行一次掃描)功能的示波器(如�(guó)�(chǎn)ST-16型示波器、SBT-5型同步示波器、SR-8型雙蹤示波器等等)而言,需要在其掃描電路上輸入一�(gè)與被�(cè)信號(hào)相關(guān)的觸�(fā)信號(hào),使掃描過程與被�(cè)信號(hào)密切配合。這樣,只要按照需要來選擇適當(dāng)?shù)耐叫盘?hào)或觸�(fā)信號(hào),便可使任何欲研究的過程與鋸齒波掃描頻率保持同步�
示波器主要由顯示電路、垂直(Y軸)放大電路、水平(X軸)放大電路、掃描與同步電路、電源供給電�五大電路板塊�(gòu)��
顯示電路包括示波管及其控制電路兩�(gè)部分。示波管是一種特殊的電子�,是示波器一�(gè)重要組成部分。示波管由電子槍、偏�(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏3�(gè)部分組成�
?�?)電子槍
電子槍用于產(chǎn)生并形成高�、聚束的電子流,去轟擊熒光屏使之�(fā)�。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�,其余電極的�(jié)�(gòu)都為金屬圓筒,且它們的軸心都保持在同一軸線�。陰極被加熱�,可沿軸向發(fā)射電�;控制極相對(duì)陰極來說是負(fù)電位,改變電位可以改變通過控制極小孔的電子�(shù)�,也就是控制熒光屏上光點(diǎn)的亮�。為了提高屏上光�(diǎn)亮度,又不降低對(duì)電子束偏�(zhuǎn)的靈敏度,現(xiàn)代示波管�,在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏之間還加上一�(gè)后加速電極A3�
陽極�(duì)陰極而言加有約幾百伏的正電壓。在第二陽極上加有一�(gè)比陽極更高的正電�。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�,向熒光屏方向作高速運(yùn)�(dòng)。由于電荷的同性相�,電子束�(huì)逐漸散開。通過陽極、第二陽極之間電�(chǎng)的聚焦作用,使電子重新聚集起來并交匯于一�(diǎn)。適�(dāng)控制陽極和第二陽極之間電位差的大�,便能使焦點(diǎn)剛好落在熒光屏上,顯�(xiàn)一�(gè)光亮�(xì)小的圓點(diǎn)。改變陽極和第二陽極之間的電位差,可起調(diào)節(jié)光點(diǎn)聚焦的作�,這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調(diào)節(jié)的原�。第三陽極是示波管錐體內(nèi)部涂上一層石墨形成的,通常加有很高的電壓,它有三�(gè)作用:①使穿過偏�(zhuǎn)系統(tǒng)以后的電子�(jìn)一步加�,使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏,以獲得足夠的亮�;②石墨層涂在整�(gè)錐體�,能起到屏蔽作用;③電子束轟擊熒光屏?xí)a(chǎn)生二次電�,處于高電位的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�(zhuǎn)�,它由兩�(duì)相互垂直的平行金屬板組成,分別稱為水平偏�(zhuǎn)板和垂直偏轉(zhuǎn)�。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運(yùn)�(dòng)。當(dāng)電子在偏�(zhuǎn)板之間運(yùn)�(dòng)�(shí),如果偏�(zhuǎn)板上沒有加電壓,偏轉(zhuǎn)板之間無電場(chǎng),離開第二陽極后�(jìn)入偏�(zhuǎn)系統(tǒng)的電子將沿軸向運(yùn)�(dòng),射向屏幕的中心。如果偏�(zhuǎn)板上有電�,偏�(zhuǎn)板之間則有電�(chǎng),�(jìn)入偏�(zhuǎn)系統(tǒng)的電子會(huì)在偏�(zhuǎn)電場(chǎng)的作用下射向熒光屏的指定位置�
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(huì)沿著原方向(�(shè)為軸線方向)�(yùn)�(dòng),并打在熒光屏的坐標(biāo)原點(diǎn)�。如果兩塊偏�(zhuǎn)板之間存在著恒定的電位差,則偏轉(zhuǎn)板間就形成一�(gè)電場(chǎng),這�(gè)電場(chǎng)與電子的�(yùn)�(dòng)方向相垂�,于是電子就朝著電位比較高的偏轉(zhuǎn)板偏�(zhuǎn)。這樣,在兩偏�(zhuǎn)板之間的空間,電子就沿著拋物線在這一�(diǎn)上做切線�(yùn)�(dòng)�,電子降落在熒光屏上的A�(diǎn),這�(gè)A�(diǎn)距離熒光屏原�(diǎn)�0)有一段距�,這段距離稱為偏轉(zhuǎn)�,用y表示。偏�(zhuǎn)量y與偏�(zhuǎn)板上所加的電壓Vy成正比。同�,在水平偏轉(zhuǎn)板上加有直流電壓�(shí),也�(fā)生類似情�,只是光�(diǎn)在水平方向上偏轉(zhuǎn)�
?�?)熒光屏
熒光屏位于示波管的終�,它的作用是將偏�(zhuǎn)后的電子束顯示出�,以便觀�。在示波器的熒光屏內(nèi)壁涂有一層發(fā)光物�(zhì),因而,熒光屏上受到高速電子沖擊的地點(diǎn)就顯�(xiàn)出熒�。此�(shí)光點(diǎn)的亮度決定于電子束的�(shù)�、密度及其速度。改變控制極的電壓時(shí),電子束中電子的�(shù)目將隨之改變,光�(diǎn)亮度也就改變。在使用示波器時(shí),不宜讓很亮的光�(diǎn)固定出現(xiàn)在示波管熒光屏一�(gè)位置�,否則該�(diǎn)熒光物質(zhì)將因�(zhǎng)期受電子沖擊而燒�,從而失去發(fā)光能��
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)�,通常供觀察一般信�(hào)波形用的是發(fā)綠光�,屬中余輝示波管,供觀察非周期性及低頻信號(hào)用的是發(fā)橙黃色光的,屬長(zhǎng)余輝示波�;供照相用的示波器中,一般都采用�(fā)�(lán)色的短余輝示波管�
由于示波管的偏轉(zhuǎn)靈敏度甚�,例如常用的示波�13SJ38J型,其垂直偏�(zhuǎn)靈敏度為0.86mm/V(約12V電壓�(chǎn)�1cm的偏�(zhuǎn)量),所以一般的被測(cè)信號(hào)電壓都要先經(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�(dāng)大小的圖��
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)也要先經(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��
掃描電路�(chǎn)生一�(gè)鋸齒波電�。該鋸齒波電壓的頻率能在一定的范圍�(nèi)連續(xù)可調(diào)。鋸齒波電壓的作用是使示波管陰極�(fā)出的電子束在熒光屏上形成周期性的、與�(shí)間成正比的水平位移,即形成時(shí)間基�。這樣,才能把加在垂直方向的被�(cè)信號(hào)按時(shí)間的變化波形展現(xiàn)在熒光屏��
電源供給電路供給垂直與水平放大電�、掃描與同步電路以及示波管與控制電路所需的負(fù)高壓、燈絲電壓等�
由示波器的原理功能方框圖可見,被�(cè)信號(hào)電壓加到示波器的Y軸輸入端,經(jīng)垂直放大電路加于示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板。示波管的水平偏�(zhuǎn)電壓,雖然多�(shù)情況都采用鋸齒電壓(用于觀察波形時(shí)),但有�(shí)也采用其它的外加電壓(用于測(cè)量頻�、相位差等時(shí)),因此在水平放大電路輸入端有一�(gè)水平信號(hào)選擇開關(guān),以便按照需要選用示波器�(nèi)部的鋸齒波電�,或選用外加在X軸輸入端上的其它電壓來作為水平偏�(zhuǎn)電壓�
此外,為了使熒光屏上顯示的圖形保持穩(wěn)�,要求鋸齒波電壓信號(hào)的頻率和被測(cè)信號(hào)的頻率保持同�。這樣,不僅要求鋸齒波電壓的頻率能連續(xù)�(diào)節(jié),而且在產(chǎn)生鋸齒波的電路上還要輸入一�(gè)同步信號(hào)。這樣,對(duì)于只能產(chǎn)生連續(xù)掃描(即�(chǎn)生周而復(fù)�、連續(xù)不斷的鋸齒波)一種狀�(tài)的簡(jiǎn)易示波器(如�(guó)�(chǎn)SB10型等示波器)而言,需要在其掃描電路上輸入一�(gè)與被觀察信�(hào)頻率相關(guān)的同步信�(hào),以牽制鋸齒波的振蕩頻率。對(duì)于具有等待掃描功能(即平�(shí)不產(chǎn)生鋸齒波,當(dāng)被測(cè)信號(hào)來到�(shí)才產(chǎn)生一�(gè)鋸齒波,�(jìn)行一次掃描)功能的示波器(如�(guó)�(chǎn)ST-16型示波器、SR-8型雙蹤示波器等而言,需要在其掃描電路上輸入一�(gè)與被�(cè)信號(hào)相關(guān)的觸�(fā)信號(hào),使掃描過程與被�(cè)信號(hào)密切配合。為了適�(yīng)各種需�,同步(或觸�(fā))信�(hào)可通過同步或觸�(fā)信號(hào)選擇開關(guān)來選�,通常來源�3�(gè):①?gòu)拇怪狈糯箅娐芬齺肀粶y(cè)信號(hào)作為同步(或觸發(fā))信�(hào),此信號(hào)稱為“內(nèi)同步”(或“內(nèi)觸發(fā)”)信號(hào);②引入某種相關(guān)的外加信�(hào)為同步(或觸�(fā))信�(hào),此信號(hào)稱為“外同步”(或“外觸發(fā)”)信號(hào),該信號(hào)加在外同步(或外觸發(fā))輸入端;③有些示波器的同步信號(hào)選擇開關(guān)還有一檔“電源同步�,是�220V�50Hz電源電壓,通過變壓器次�(jí)降壓后作為同步信�(hào)�
示波器可以�(jìn)�電壓�(cè)�、時(shí)間測(cè)�、相位測(cè)�、頻率測(cè)�等名種測(cè)量應(yīng)用�
利用示波器所做的任何�(cè)�,都是歸�(jié)為對(duì)電壓的測(cè)�。示波器可以�(cè)量各種波形的電壓幅度,既可以�(cè)量直流電壓和正弦電壓,又可以�(cè)量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測(cè)量一�(gè)脈沖電壓波形各部分的電壓幅�,如上沖量或頂部下降量等。這是其他任何電壓�(cè)�?jī)x器都不能比擬��
1.直接測(cè)量法
所謂直接測(cè)量法,就是直接從屏幕上量出被�(cè)電壓波形的高�,然后換算成電壓�。定量測(cè)試電壓時(shí),一般把Y軸靈敏度開關(guān)的微�(diào)旋鈕�(zhuǎn)至“校�(zhǔn)”位置上,這樣,就可以從“V/div”的指示值和被測(cè)信號(hào)占取的縱軸坐�(biāo)值直接計(jì)算被�(cè)電壓�。所以,直接�(cè)量法又稱為標(biāo)尺法�
�1)交流電壓的�(cè)�
將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“AC”位�,顯示出輸入波形的交流成�。如交流信號(hào)的頻率很低時(shí),則�(yīng)將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“DC”位��
將被�(cè)波形移至示波管屏幕的中心位置,用“V/div”開�(guān)將被�(cè)波形控制在屏幕有效工作面積的范圍�(nèi),按坐標(biāo)刻度片的分度讀取整�(gè)波形所占Y軸方向的度數(shù)H,則被測(cè)電壓的峰-峰值VP-P可等于“V/div”開�(guān)指示值與H的乘�。如果使用探頭測(cè)量時(shí),應(yīng)把探頭的衰減量計(jì)算在�(nèi),即把上述計(jì)算數(shù)值乘10�
例如示波器的Y軸靈敏度開關(guān)“V/div”位�0.2檔級(jí),被�(cè)波形占Y軸的坐標(biāo)幅度H�5div,則此信�(hào)電壓的峰-峰值為1V。如是經(jīng)探頭�(cè)�,仍指示上述�(shù)�,則被測(cè)信號(hào)電壓的峰-峰值就�10V�
?�?)直流電壓的�(cè)�
將Y軸輸入耦合開關(guān)置于“地”位置,觸發(fā)方式開關(guān)置“自�(dòng)”位�,使屏幕顯示一水平掃描�,此掃描線便為零電平��
將Y軸輸入耦合開關(guān)置“DC”位�,加入被�(cè)電壓,此�(shí),掃描線在Y軸方向產(chǎn)生跳變位移H,被�(cè)電壓即為“V/div”開�(guān)指示值與H的乘��
直接�(cè)量法�(jiǎn)單易行,但誤差較�。產(chǎn)生誤差的因素有讀�(shù)誤差、視差和示波器的系統(tǒng)誤差(衰減器、偏�(zhuǎn)系統(tǒng)、示波管邊緣效應(yīng))等�
2.比較測(cè)量法
比較�(cè)量法就是用一已知的標(biāo)�(zhǔn)電壓波形與被�(cè)電壓波形�(jìn)行比較求得被�(cè)電壓值�
將被�(cè)電壓Vx輸入示波器的Y軸通道,調(diào)節(jié)Y軸靈敏度選擇開關(guān)“V/div”及其微�(diào)旋鈕,使熒光屏顯示出便于�(cè)量的高度Hx并做好記錄,且“V/div”開�(guān)及微�(diào)旋鈕位置保持不變。去掉被�(cè)電壓,把一�(gè)已知的可�(diào)�(biāo)�(zhǔn)電壓Vs輸入Y軸,調(diào)節(jié)�(biāo)�(zhǔn)電壓的輸出幅度,使它顯示與被�(cè)電壓相同的幅�。此�(shí),標(biāo)�(zhǔn)電壓的輸出幅度等于被�(cè)電壓的幅�。比較法�(cè)量電壓可避免垂直系統(tǒng)引起和誤差,因而提高了�(cè)量精��
示波器時(shí)基能�(chǎn)生與�(shí)間呈線性關(guān)系的掃描�,因而可以用熒光屏的水平刻度來測(cè)量波形的�(shí)間參�(shù),如周期性信�(hào)的重�(fù)周期、脈沖信�(hào)的寬度、時(shí)間間�、上升時(shí)間(前沿)和下降�(shí)間(后沿�、兩�(gè)信號(hào)的時(shí)間差等等�
將示波器的掃速開�(guān)“t/div”的“微�(diào)”裝置轉(zhuǎn)至校�(zhǔn)位置�(shí),顯示的波形在水平方向刻度所代表的時(shí)間可按“t/div”開�(guān)的指示值直讀�(jì)�,從而較�(zhǔn)確地求出被測(cè)信號(hào)的時(shí)間參�(shù)�
利用示波器測(cè)�?jī)蓚€(gè)正弦電壓之間的相位差具有�(shí)用意�,用�(jì)�(shù)器可以測(cè)量頻率和�(shí)�,但不能直接�(cè)量正弦電壓之間的相位�(guān)系。利用示波器�(cè)量相位的方法很多,下�,僅介紹幾種常用的簡(jiǎn)單方法�
1.雙蹤法
雙蹤法是用雙蹤示波器在熒光屏上直接比較兩�(gè)被測(cè)電壓的波形來�(cè)量其相位�(guān)�。測(cè)量時(shí),將相位超前的信�(hào)接入YB通道,另一�(gè)信號(hào)接入YA通道。選用YB觸發(fā)。調(diào)節(jié)“t/div”開�(guān),使被測(cè)波形的一�(gè)周期在水平標(biāo)尺上�(zhǔn)確地占滿8div,這樣,一�(gè)周期的相�360°�8等分,每1div相當(dāng)�45°。讀出超前波與滯后波在水平軸的差距T,按下式�(jì)算相位差φ�
φ=45°/div×T(div�
如T==1.5div ,則φ=45°/div×1.5div=67.5°
2.李沙育圖形法測(cè)相位
將示波器的X軸選擇置于X軸輸入位�,將信號(hào)u1接入示波器的Y軸輸入端,信�(hào)u2接入示波器的X軸輸入端。適�(dāng)�(diào)節(jié)示波器面板上相關(guān)旋鈕,使熒光屏上顯現(xiàn)一�(gè)大小適宜的橢圓(在特殊情況下,可能是一�(gè)正圓或一根斜線)�
由此可見,設(shè)Y軸偏�(zhuǎn)板上的信�(hào)u1�(dǎo)前于X軸偏�(zhuǎn)板上的信�(hào)u21/8周期,設(shè)u2的初相為�,即φ2=0,因此當(dāng)u2為零�(shí),u1為一�(gè)較大的�。如圖中的�0”點(diǎn)。此�(shí),熒光屏上的光點(diǎn)也相�(yīng)地位于�0”點(diǎn)。隨著時(shí)間的變化,u1上升,u2也上�,則熒光屏上的光�(diǎn)向右上方移動(dòng)。當(dāng)�(jīng)1/8周期后,u1、u2分別到達(dá)�1”點(diǎn),此�(shí)u1到達(dá)�,u2為一�(gè)較大的值,熒光屏上的光�(diǎn)位于相應(yīng)的�1�。如此繼�(xù)下去,熒光屏上的光點(diǎn)將描出一�(gè)順時(shí)針旋�(zhuǎn)的橢�。如果u1滯后于u2則形成一�(gè)逆時(shí)針旋�(zhuǎn)的橢�。當(dāng)然,這只有在信號(hào)頻率很低�(shí)(如幾赫茲),且在短余輝的熒光屏上便�(huì)清楚地看到熒光屏上的光點(diǎn)順時(shí)針或逆時(shí)針旋�(zhuǎn)的現(xiàn)象。由上述可見橢圓的形狀是隨兩�(gè)正弦信號(hào)電壓u1、u2相位差的不同而不�。因此可以根�(jù)橢圓的形狀確定兩�(gè)正弦信號(hào)之間的相位差Δφ。在�5-13中設(shè)A是橢圓與Y軸交�(diǎn)的縱坐標(biāo),B是橢圓上各點(diǎn)坐標(biāo)的�。由圖可�,A是對(duì)�(yīng)于t=0�(shí)u1的瞬�(shí)電壓,即
A=Um1sinφ1
B是對(duì)�(yīng)于u1的幅�,即
B=Um1
于是 A/B=(Um1sinφ1�/ Um1= sinφ1
來表示。在�(shí)際測(cè)試中為讀�(shù)方便,常讀�2A�2B(或2C�2D�,按�
Δφ=arc sin�2A/2B)或Δφ=arc sin�2C/2D�
來計(jì)算相位差�
用示波器�(cè)量信�(hào)頻率的方法很�,下面介紹常用的兩種基本方法�
1.周期法
�(duì)于任何周期信�(hào),可用前述的�(shí)間間隔的�(cè)量方�,先�(cè)定其每�(gè)周期的時(shí)間T,再用下式求出頻率f :f=1/T
例如示波器上顯示的被�(cè)波形,一周期�8div,“t/div”開�(guān)置�1μs”位�,其“微�(diào)”置“校�(zhǔn)”位置。則其周期和頻率�(jì)算如下:
T=1us/div×8div = 8us
f= 1/8us =125kHz
所�,被�(cè)波形的頻率為125kHz�
2.李沙育圖形法測(cè)頻率
將示波器置X-Y工作方式,被�(cè)信號(hào)輸入Y軸,�(biāo)�(zhǔn)頻率信號(hào)輸入“X外接�,慢慢改變標(biāo)�(zhǔn)頻率,使這兩�(gè)信號(hào)頻率成整�(shù)倍時(shí),例如fx :
fy=1:2,則在熒光屏上會(huì)形成�(wěn)定的李沙育圖��
李沙育圖形的形狀不但與兩�(gè)偏轉(zhuǎn)電壓的相位有�(guān),而且與兩�(gè)偏轉(zhuǎn)電壓的頻率也有關(guān)。用描跡法可以畫出ux與uy的各種頻率比、不同相位差�(shí)的李沙育圖形,幾種不同頻率比的李沙育圖形如圖5-15所��
利用李沙育圖形與頻率的關(guān)系,可�(jìn)行準(zhǔn)確的頻率比較來測(cè)定被�(cè)信號(hào)的頻�。其方法是分別通過李沙育圖形引水平線和垂直�,所引的水平線垂直線不要通過圖形的交叉點(diǎn)或與其相�。若水平線與圖形的交�(diǎn)�(shù)為m,垂直線與圖形的交點(diǎn)�(shù)n,則
fy / fx=m / n
�(dāng)�(biāo)�(zhǔn)頻率fx(或fy)為已知�(shí),由上式可以求出被測(cè)信號(hào)頻率fy(或fx�。顯然,在實(shí)際測(cè)試工作中,用李沙育圖形�(jìn)行頻率測(cè)試時(shí),為了使�(cè)試簡(jiǎn)便正�,在條件許可的情況下,通常盡可能調(diào)節(jié)已知頻率信號(hào)的頻�,使熒光屏上顯示的圖形為圓或橢圓。這時(shí)被測(cè)信號(hào)頻率等于已知信號(hào)頻率�
由于加到示波器上的兩�(gè)電壓相位不同,熒光屏上圖形會(huì)有不同的形狀,但這對(duì)確定未知頻率并無影響�
李沙育圖形法�(cè)量頻率是相當(dāng)�(zhǔn)確的,但操作較費(fèi)�(shí)。同�(shí),它只適用于�(cè)量頻率較低的信號(hào)�
美國(guó)泰克�www.tek.com�
泰克公司提供通用�(cè)試產(chǎn)�,包括示波器、邏輯分析儀、信�(hào)源和頻譜分析儀,以及各種視頻測(cè)�、測(cè)量和�(jiān)�(cè)�(chǎn)品。特別在示波器市�(chǎng),泰克是全球銷量的公�,也�80[[%]]的工程師的品牌。泰克通信公司為固定網(wǎng)�(luò)和移�(dòng)�(wǎng)�(luò)提供�(wǎng)�(luò)診斷�(shè)�、網(wǎng)�(luò)管理解決方案和相�(guān)支持服務(wù)。泰克是全球示波器銷量的公司,也�80[[%]]的工程師的品牌。在其它參與�(jìng)�(zhēng)的產(chǎn)品市�(chǎng)中泰克也處于�(shù)一�(shù)二的地位�
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美國(guó)安捷倫Agilent�www.home.agilent.com�
安捷倫科技公司是由美國(guó)惠普公司�(zhàn)略重組分立而成的一家高科技跨國(guó)公司,是全球的測(cè)量公�。安捷倫科技憑借其中心�(shí)�(yàn)室的�(qiáng)大科研力�,專注于通信系統(tǒng)、自�(dòng)化系�(tǒng)、測(cè)試和�(cè)�、半�(dǎo)體產(chǎn)品及生命科學(xué)和化�(xué)分析等前沿高科技�(lǐng)域的�(yè)�(wù)。其超凡的測(cè)量技�(shù)被廣泛應(yīng)用于感應(yīng)、分析、顯示及�(shù)�(jù)通信�(chǎn)品的研究開發(fā)�
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�(tái)灣固緯INSTEK�www.gwinstek.com.tw�
固緯電子�(shí)�(yè)股份有限公司,創(chuàng)立於1975�,主要生�(chǎn)電子�(cè)試儀�,是�(tái)灣創(chuàng)立最早且�(guī)模之專業(yè)電子�(cè)試儀器大�。固緯創(chuàng)�(yè)�(tuán)�(duì)開創(chuàng)以電源供�(yīng)器起�,以量測(cè)技�(shù)為核�,專注精密電子量�(cè)儀器研�(fā),並開創(chuàng)�(guó)人自製電子測(cè)試儀器的先河,開�(fā)出國(guó)�(nèi)�(tái)液晶�(shù)位式示波�,也是臺(tái)灣有能力�(chǎn)製數(shù)位示波器及頻譜分析儀的廠�!固緯電子從單一系列電源供應(yīng)器的�(chǎn)品研究開�(fā)到多元化�(chǎn)品之專業(yè)研發(fā)、代理、行�,成為臺(tái)灣規(guī)�,產(chǎn)品最齊全之專�(yè)電子儀器製造廠,除了提供了�(guó)�(nèi)�(chǎn)�(yè)界及�(xué)�(shù)教育更優(yōu)�(zhì)、更�(jīng)�(jì)�(shí)惠的量測(cè)解決方案�,也在全球量�(cè)儀器市�(chǎng)中佔(zhàn)有一席之�。除此之�,固緯電子對(duì)�(chǎn)品品�(zhì)�(yán)格把�(guān)�1993年通過ISO9002�(guó)際認(rèn)證並榮獲�(guó)家磐石獎(jiǎng)�2000年成為股票上市公�。長(zhǎng)久以�,固緯電子對(duì)電子量測(cè)技�(shù)的有傑出表現(xiàn),使其產(chǎn)品獲得許多的�(jiǎng)�(xiàng)與深受國(guó)�(nèi)外客戶的讚賞與推薦�
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美國(guó)力科LeCroy�www.lecroy.com.cn�
力科是提供測(cè)試設(shè)備解決方案的�(lǐng)�(dǎo)廠商,為使得全球各行各業(yè)中的公司提供能夠�(shè)�(jì)和測(cè)試各類電子器件。我們成立于1964�,自公司成立以來,我們一直把重點(diǎn)放在研制改善生產(chǎn)效率的測(cè)試設(shè)備上,幫助工程師更快�、更高效地解決電路問��
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美國(guó)FLUKE�www.fluke.com.cn�
美國(guó)福祿克公�(Fluke Corporation)是美�(guó)丹納赫集�(tuán)(Danaher Corporation)旗下的公�。丹納赫集團(tuán)是一�(gè)擁有 40億美元年銷售額的美國(guó)上市公司,位列美�(guó)�(cái)富雜志全� 500�(qiáng)之一。自 1948年成立以�,福祿克公司為各種工�(yè)的生�(chǎn)和維修領(lǐng)域提供了至關(guān)重要的測(cè)試和維護(hù)工具。從工業(yè)電子�(chǎn)品的安裝維護(hù)服務(wù)到計(jì)算機(jī)�(wǎng)�(luò)的故障解決維�(hù)管理,還有精密計(jì)量和�(zhì)量控�,福祿克電子�(cè)試工具在全球范圍�(nèi)幫助用戶的業(yè)�(wù)正常�(yùn)作�
北京普源RIGOL�www.rigol.com�
RIGOL是業(yè)界從事測(cè)�?jī)x器研�(fā)、生�(chǎn)和銷售的高新技�(shù)企業(yè);是中國(guó)電子儀器行�(yè)�(xié)�(huì)、中�(guó)儀器儀表學(xué)�(huì)�(huì)員�
公司擁有�(guó)際水�(zhǔn)的技�(shù),擁有數(shù)量眾多的專利和計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)軟件著作�(quán),自主知�(shí)�(chǎn)�(quán)填補(bǔ)了國(guó)家空��
公司�(jiān)持自主創(chuàng)新,�(xiàn)已研�(fā)并生�(chǎn)了十五大系列、數(shù)十種�(chǎn)品,具體包括�(shù)字示波器、函�(shù)/任意波形�(fā)生器、數(shù)字萬用表、虛擬儀器、可編程線性電源和多種�(shù)字化�(cè)試儀�。產(chǎn)品廣泛適用于生產(chǎn)制�、工�(yè)控制、廣播電�、網(wǎng)�(luò)通信、醫(yī)療監(jiān)�(cè)和科研教�(xué)等領(lǐng)��
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OWON�www.owon.com.cn�
OWON致力為消�(fèi)者提供合宜適用的�(cè)量解決方�,將高端�(cè)量技�(shù)普及�(yīng)用至您的工作與生活中,“MEET YOUR BEST NEEDS”正是為此孕育而生�
自成功研�(fā)出國(guó)�(nèi)首臺(tái)手持彩色液晶�(shù)字存�(chǔ)式示波器�,我�?cè)诰軆x器儀表領(lǐng)域內(nèi)快速成�(zhǎng),時(shí)至今�,OWON已可提供�(shù)字示波器系列�(shù)十�(gè)系列的產(chǎn)�。無論是技�(shù)人員、工程師還是科研、教�(xué)人員,他們都可通過OWON�(chǎn)品擴(kuò)展�(gè)人能力并出色完成工作�
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科泰CALTEK �www.y-caltek.com�
�(yáng)中科泰電子儀器有限公司(原揚(yáng)中市光電儀器廠)是江蘇省高新技�(shù)企業(yè),建� 1995 �,集科研開發(fā)、生�(chǎn)制�、經(jīng)�(yíng)銷售于一體。目前已開發(fā)生產(chǎn)電子�(cè)�?jī)x器各類產(chǎn)� 40 余種。公司年銷售量為30000 �(tái)以上,其中示波器�(chǎn)量約占全�(guó)同類示波器總需求量�1/2 左右,已成為我國(guó)電子行業(yè)骨干企業(yè)之一�
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維庫(kù)電子通,電子知識(shí),一查百��
已收錄詞�153979�(gè)