常用电子仪器原理及使用.doc

附录Ⅰ　示波器原理及使用 　　一、　示波器的基本结构 　　示波器的种类很多，但它们都包含下列基本组成部分，如附图1－1 所示。 附图1－1 示波器的基本结构框图 　 1、 主机 　　主机包括示波管及其所需的各种直流供电电路，在面板上的控制旋钮有：辉度、聚焦、水平移位、垂直移位等。 　　2、垂直通道 垂直通道主要用来控制电子束按被测信号的幅值大小在垂直方向上的偏移。 它包括Y轴衰减器，Y轴放大器和配用的高频探头。通常示波管的偏转灵敏度比较低，因此在一般情况下，被测信号往往需要通过Y轴放大器放大后加到垂直偏转板上， 才能在屏幕上显示出一定幅度的波形。 Y轴放大器的作用提高了示波管Y轴偏转灵敏度。为了保证Y轴放大不失真，加到Y轴放大器的信号不宜太大，但是实际的被测信号幅度往往在很大范围内变化，此Y轴放大器前还必须加一Y轴衰减器，以适应观察不同幅度的被测信号。示波器面板上设有“Y轴衰减器”（通常称“Y轴灵敏度选择”开关）和“Y轴增益微调”旋钮，分别调节Y 轴衰减器的衰减量和Y轴放大器的增益。 　　对Y轴放大器的要求是：增益大，频响好，输入阻抗高。 　　为了避免杂散信号的干扰，被测信号一般都通过同轴电缆或带有探头的同轴电缆加到示波器Y轴输入端。但必须注意，被测信号通过探头 幅值将衰减(或不衰减)，其衰减比为10∶1(或1∶1)。 　　3、水平通道 水平通道主要是控制电子束按时间值在水平方向上偏移。　　 主要由扫描发生器、水平放大器、触发电路组成。 3.1） 扫描发生器 扫描发生器又叫锯齿波发生器，用来产生频率调节范围宽的锯齿波，作为 X 轴偏转板的扫描电压。锯齿波的频率（或周期）调节是由“扫描速率选择”开关和“扫速微调”旋钮控制的。使用时，调节“扫速选择”开关和“扫速微调”旋钮，使其扫描周期为被测信号周期的整数倍，保证屏幕上显示稳定的波形。 3.2） 水平放大器 其作用与垂直放大器一样，将扫描发生器产生的锯齿波放大到X轴偏转板 所需的数值。 3.3） 触发电路 用于产生触发信号以实现触发扫描的电路。为了扩展示波器应用范围，一 般示波器上都设有触发源控制开关，触发电平与极性控制旋钮和触发方式选择开关等。 二、示波器的二踪显示 1、 二踪显示原理 示波器的二踪显示是依靠电子开关的控制作用来实现的。 电子开关由“显示方式”开关控制，共有五种工作状态，即Y1、Y2、Y1＋Y2、交替、断续。当开关置于“交替”或“断续”位置时，荧光屏上便可同时显示两个波形。当开关置于“交替”位置时，电子开关的转换频率受扫描系统控制，工作过程如附图1－2所示。即电子开关首先接通Y2通道，进行第一次扫描，显示由Y2通道送入的被测信号的波形；然后电子开关接通Y1通道，进行第二次扫描，显示由Y1通道送入的被测信号的波形；接着再接通Y2通道……这样便轮流地对Y2和Y1两通道送入的信号进行扫描、显示，由于电子开关转换速度较快，每次扫描的回扫线在荧光屏上又不显示出来，借助于荧光屏的余辉作用和人眼的视觉暂留特性，使用者便能在荧光屏上同时观察到两个清晰的波形。这种工作方式适宜于观察频率较高的输入信号场合。 当开关置于“断续”位置时，相当于将一次扫描分成许多个相等的时间间隔。在第一次扫描的第一个时间间隔内显示Y2信号波形的某一段；在第二个时间时隔内显示Y1信号波形的某一段；以后各个时间间隔轮流地显示Y2、Y1两信号波形的其余段，经过若干次断续转换，使荧光屏上显示出两个由光点组成的完整波形如附图1－3(a)所示。由于转换的频率很高，光点靠得很近，其间隙用肉眼几乎分辨不出，再利用消隐的方法使两通道间转换过程的过渡线不显示出来,见附图1－3(b)，因而同样可达到同时清晰地显示两个波形的目的。这种工作方式适合于输入信号频率较低时使用。 附图1-2 交替方式显示波形 附图1-3 断续方式显示波形 2、触发扫描 在普通示波器中，X轴的扫描总是连续进行的，称为“连续扫描”。为了能更好地观测各种脉冲波形，在脉冲示波器中，通常采用“触发扫描”。采用这种扫描方式时，扫描发生器将工作在待触发状态。它仅在外加触发信号作用下，时基信号才开始扫描，否则便不扫描。这个外加触发信号通过触发选择开关分别取自“内触发”（Y轴的输入信号经由内触发放大器输出触发信号），也可取自“外触发”输入端的外接同步信号。其基本原理是利用这些触发脉冲信号的上升沿或下降沿来触发扫描发生器，产生锯齿波扫描电压，然后经X轴放大后送X轴偏转板进行光点扫描。适当地调节“扫描速率”开关和“电平”调节旋钮，能方便地在荧光屏上显示具有合适宽度的被测信号波形。 　　上面介绍了示波器的基本结构，下面将结合使用介绍电子技术实验中常用的CA8020型双踪示波器。 三、CA8020型双踪示波器 1、概述