示波器使用說明

1、3.5 雙蹤示波器工作原理3.5.1雙蹤示波器工作原理示波器用來顯示電壓波形。圖3.5.1 示波管內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、 工作原理：示波器的核心部件是示波管。示波管的結(jié)構(gòu)見圖3.5.1。電子槍被燈絲加熱后發(fā)射電子。聚焦極將電子槍發(fā)射的電子聚焦為極細(xì)的電子束，可使波形顯示清晰。加速極上加有較高的正電壓，吸引電子脫離電子槍高速運(yùn)動(dòng)；顯示屏上加有極高的正電壓，吸引電子撞擊在顯示屏面上，使顯示屏面涂的熒光材料發(fā)光。垂直偏轉(zhuǎn)板和水平偏轉(zhuǎn)板上加有偏轉(zhuǎn)電壓，偏轉(zhuǎn)電壓的極性和幅值控制電子束撞擊顯示屏面的位置。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓跟隨輸入信號(hào)變化時(shí)，就可以使電子束在屏面上“畫“出信號(hào)波形。雙蹤示波器具有兩路輸入端，可同時(shí)接入兩路電

2、壓信號(hào)進(jìn)行顯示。在示波器內(nèi)部，將輸入信號(hào)放大后，使用電子開關(guān)將兩路輸入信號(hào)輪換切換到示波管的偏轉(zhuǎn)板上，使兩路信號(hào)同時(shí)顯示在示波管的屏面上，便于進(jìn)行兩路信號(hào)的觀測(cè)比較。示波器的工作原理框圖見圖3.5.2。3.5.2 XJ4241型雙蹤示波器XJ4241型二蹤示波器是一種采用部分集成電路的半導(dǎo)體化便攜式示波器，它具有010MHz頻帶寬度和10mVdiv的垂直輸人靈敏度，經(jīng)擴(kuò)展最高靈敏度為2mVdiv；掃描時(shí)基為02S100mSdiv經(jīng)擴(kuò)展最高掃速可達(dá)40nSdiv。它具有Y1、Y2兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的垂直輸入通道，因此非但能對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行定性定量測(cè)試。而且能對(duì)兩個(gè)相關(guān)信號(hào)的相位進(jìn)行測(cè)定。XJ4241型示

3、波器還具有Y2-X的功能，能以垂直輸入靈敏度，來顯示李沙育圖形，由于具備以上功能，XJ4241型示波器能用于電視機(jī)、收錄機(jī)、音頻放大器的生產(chǎn)線。亦可作為程控機(jī)床的檢修設(shè)備。圖3.5.2 雙蹤示波器工作原理框圖一、結(jié)構(gòu)特征外形圖（見下頁(yè)圖3.5.3）調(diào)節(jié)控制機(jī)件的作用；（序號(hào)與外形對(duì)應(yīng)）1輝度控制與電源開關(guān)：電源開關(guān)與輝度電位器同軸。拉：拉出旋鈕電源接通，此時(shí)指示燈應(yīng)發(fā)亮，經(jīng)預(yù)熱儀器即可正常工作。輝度：輝度控制，控制顯示波形亮度，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)為增亮，當(dāng)光點(diǎn)停留在屏幕上不動(dòng)時(shí)，應(yīng)將亮度減弱或熄滅，以延長(zhǎng)示波管壽命。2指示燈：發(fā)亮表示電源接通。3聚焦與校準(zhǔn)信號(hào)開關(guān)：聚焦控制與校準(zhǔn)信號(hào)開關(guān)同軸。聚焦

4、控制示波管聚焦極電壓使電子束正好落在屏幕上，成為清晰的圓點(diǎn)。拉：校準(zhǔn)信號(hào)開關(guān)，當(dāng)拉出時(shí)校準(zhǔn)信號(hào)電源接通，此時(shí) CZ2輸出頻率1KHZ、幅度1V的校準(zhǔn)信號(hào)，不使用校準(zhǔn)信號(hào)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉（推入）。4：校準(zhǔn)信號(hào)輸出瑞。5輔助聚焦：聚焦輔助控制器，裝于后面板，控制示波管第三陽極電壓，使光跡更清晰。6校準(zhǔn)：掃速校準(zhǔn)，控制輸入X放大器的掃描電壓幅度，使顯示的時(shí)基信號(hào)符合掃速開關(guān)的指示值。圖3.5.3XJ4241雙蹤示波器外形圖7X位移：水平移位，在水平方向上移動(dòng)波形。8Vdiv：Y1垂直衰減器，可改變Y1輸入靈敏度從0.01V5Vdiv，按125進(jìn)位共九個(gè)檔級(jí)。9微調(diào)：Y1 微調(diào)電位器，微調(diào)顯示波形的垂直幅度

5、，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)使顯示的波形幅值增大。順時(shí)針旋足為校準(zhǔn)位置。10Y1：Y1輸人端。11：儀器接地端。12 Y2 ：Y2 輸入端。13微調(diào)：Y2 微調(diào)電位器14Vdiv：Y2 垂直衰減器15平衡：Y1平衡。調(diào)整Y1 低阻衰減器兩端電位相等從而使Y1 衰減器在不同位置時(shí)，光跡在垂直方向上移動(dòng)最小。16位移：Y1移位，控制Y1顯示跡線在屏幕上，垂直方向的位置。17平衡：Y2平衡。18位移：Y2 移位。19Y方式開關(guān)：該開關(guān)為七檔自鎖開關(guān)。a. 左面 ACDC： Y1輸入耦合方式，可選擇Y1 輸入端為交流或直流耦合。按下為交流耦合，彈起為直流耦合。b左面：Y1接地開關(guān)，按下可使Y1 放大器輸人端接地，

6、從而可確定Y1 的零電位輸入時(shí)光跡位置，平時(shí)應(yīng)彈起。c右面 ACDC： Y2 輸入耦合方式選擇。d右面： Y2 接地開關(guān)。e. Y1Y2 ，常態(tài)Y2-X，單蹤雙蹤 三個(gè)開關(guān)：Y工作方式組合選擇開關(guān)。三檔開關(guān)按下時(shí)，分別為斜線左邊的功能：Y1、常態(tài)、單蹤；彈起時(shí)分別為斜線右邊的功能：Y2、Y2-X、二蹤。這三個(gè)開關(guān)的按下、彈起的排列組合可組成下表3.5.1所示的工作方式：?jiǎn)?蹤二蹤常 態(tài)Y2-X常 態(tài)Y2-XY1：顯示通道選擇Y1Y1-YY2-X內(nèi)觸發(fā)源Y1兩個(gè)李沙育圖形同時(shí)顯示Y2：顯示通道選擇Y2Y2-YY2-X內(nèi)觸發(fā)源Y2注：兩個(gè)李沙育同時(shí)顯示時(shí)，交替方式掃描應(yīng)置HF，斷續(xù)方式應(yīng)使掃描停掃

7、。20tdiv：掃速開關(guān)，從0.2100分九檔，其時(shí)間單位由掃速單位開關(guān)所置位置決定。21微調(diào)：掃速微調(diào)電位器。22穩(wěn)定度：用以改變掃描電路的工作狀態(tài)，一般應(yīng)處于待觸發(fā)狀態(tài)（掃描即將自激、而又不自激的臨界狀態(tài)）。使用時(shí)只需調(diào)節(jié)電平旋鈕即能使波形穩(wěn)定顯示。23電平：調(diào)節(jié)和確定掃描觸發(fā)點(diǎn)在信號(hào)波形上位置。當(dāng)拉出時(shí)掃描處自激狀態(tài)。24內(nèi)外：觸發(fā)信號(hào)選擇開關(guān)：當(dāng)開關(guān)置于“內(nèi)”時(shí)觸發(fā)信號(hào)取自垂直放大器中分離的被測(cè)信號(hào)，當(dāng)開關(guān)置于“外”時(shí)，觸發(fā)信號(hào)將來自“外觸發(fā)”插座。25.mSS：掃速單位開關(guān)，當(dāng)開關(guān)置“mS”時(shí)（彈起）,掃速開關(guān) tdiv的單位為毫秒，且在二蹤方式時(shí)，垂直兩個(gè)通道是以斷續(xù)方式轉(zhuǎn)換；當(dāng)開

8、關(guān)置“S”時(shí)（按下），tdiv單位為S，此時(shí)垂直兩通道將以交替方式轉(zhuǎn)換。26±：觸發(fā)極性開關(guān)用以選擇觸發(fā)電路的上升部分還是下降部分來觸發(fā)啟動(dòng)掃描電路。27外觸發(fā)：外觸發(fā)信號(hào)輸入端。28光跡旋轉(zhuǎn)：調(diào)節(jié)流過示波管頸部的偏轉(zhuǎn)線圈的電流，借助洛侖茨力，使掃描光跡能平行于示波管屏幕的水平軸。二、使用說明（一）使用前注意事項(xiàng)：1本儀器使用的電源進(jìn)線形式為單相三線，其中的地線必須與大地接觸良好，以確保安全。2儀器使用電源為交流220V±10% ，由于采用無工頻變壓器開關(guān)式電源，一般情況下，儀器進(jìn)線在交流150V或直流200V即可正常工作，但不應(yīng)高于交流250V。3使用前應(yīng)先參閱說明書的技

9、術(shù)性能，控制件作用及使用等有關(guān)章節(jié)，以幫助正確掌握儀器的使用范圍及操作方法。（二）使用前的檢查：本儀器收到或久置復(fù)用，應(yīng)鑒別其工作是否正常，其方法如下。1將Y1、Y2輸入探頭連接“校準(zhǔn)信號(hào)”輸出（“”端），儀器各控制機(jī)件按表3.5.2規(guī)定設(shè)置。表3.5.2 面板控制機(jī)件作用位置面板控制機(jī)件作用位置Y方式開關(guān)全部退出t div02Y1 、Y2 Vdiv開關(guān)02Vdiv電平拉出Y1 Y2微調(diào)校準(zhǔn)位置Y1、Y2移位居中觸發(fā)極性十X移位居中掃速單位mS觸發(fā)源選擇內(nèi)2拉電源開關(guān)（輝度旋鈕），應(yīng)聽到電源起振的“吱”一聲叫聲，指示燈亮，表示電源接通。拉出聚焦旋鈕，將“校準(zhǔn)信號(hào)”接通電源。3經(jīng)預(yù)熱片刻后，順時(shí)

10、針轉(zhuǎn)動(dòng)“輝度”電位器，應(yīng)顯出不同步的波形。4調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，使波形同步，應(yīng)呈現(xiàn)圖（3.5.1）波形，其幅度為5div，說明Y1 靈敏度正常，水平方向?yàn)?div一個(gè)周期，說明時(shí)基系統(tǒng)工作正常。5按入Y方式開關(guān)Y1 Y2 按鍵，亦應(yīng)呈現(xiàn)相同波形，說明Y2 靈敏度正常。（三）時(shí)間測(cè)量用本儀器來測(cè)量各種信號(hào)的時(shí)間參數(shù)，方法簡(jiǎn)便，讀數(shù)較精確，因?yàn)楸緝x器示波管采用了內(nèi)刻度，另外熒光屏X方向上每div的掃描速度是定量的，通常測(cè)量步驟如下：1調(diào)節(jié)有關(guān)控制件使顯示波形穩(wěn)定，將“tdiv”開關(guān)置于適當(dāng)檔級(jí)bdiV。（b為掃描開關(guān)刻線所對(duì)準(zhǔn)的數(shù)字，注意掃描微調(diào)旋鈕應(yīng)置于校準(zhǔn)位置，即順時(shí)針方向旋到底）2借助刻度可讀出被

11、測(cè)波形上所需測(cè)定P、Q二點(diǎn)間的距離D（div）。3被測(cè)量二點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為D×b，見圖3.5.4。圖3.5.4 時(shí)間的測(cè)量4測(cè)量時(shí)基如擴(kuò)展置于“×5”位置，則測(cè)得的時(shí)間間隔為D×b÷5面板控制件名稱作用位置Y微調(diào)校準(zhǔn)Y輸入耦合AC或DC觸發(fā)源內(nèi)觸發(fā)極性十T/div開關(guān)05uSdivX擴(kuò)展×55脈沖信號(hào)時(shí)間測(cè)量 本機(jī)不具備延遲線，對(duì)脈沖邊沿測(cè)量存在一定困難，但若脈沖重復(fù)頻率高于掃描的頻率時(shí)，借助于掃速擴(kuò)展，還是能方便地測(cè)出其前沿或后沿的參數(shù)，方法如下：（以脈沖信號(hào)上升時(shí)間為例）（1）將有關(guān)控制件置于表3.5.3位置。（2）調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”及“X

12、移位”（3）上升時(shí)間Tr=a×0.5S÷5=1.6×0.5S÷5=0.08S=160nS（4）若被測(cè)脈沖的前沿接近于本機(jī)固有額定的上升時(shí)間（35nS）則 Tr= Tr22-Tr12式中:Tr2 為讀出的上升時(shí)間Tr1 為本機(jī)固有的上升時(shí)間如上例 Tr2=160nS Trl= 35nS圖3.5.5 脈沖上升時(shí)間的測(cè)量則Tr156.1nS（四）相位測(cè)量在許多場(chǎng)合，需測(cè)量某一網(wǎng)絡(luò)的相移，例如要測(cè)量一正弦波經(jīng)放大器后，相位滯后若干角度等，可用下述相位測(cè)量方法。1單蹤測(cè)量將觸發(fā)選擇置于“外”，將導(dǎo)前信號(hào)由外觸發(fā)輸入，并同時(shí)將該信號(hào)輸入Yl，使波形穩(wěn)定讀出A ，然后

13、將滯后信號(hào)輸入Y1 ，并讀出B（此時(shí)儀器的X移位，電平電位器等都不能重新調(diào)整），然后再讀出信號(hào)周期為T，則（相位）×360°在相移較小時(shí)讀A時(shí)應(yīng)十分仔細(xì)，否則將影響測(cè)量精度。（見圖3.5.6）。圖3.5.6 相位測(cè)量2雙蹤測(cè)量因本儀器兩Y通道放大器間相移很小，故可使本儀器工作于“交替”（頻率低時(shí)可用斷續(xù)），然后將滯后信號(hào)輸至Y2 通道使波形穩(wěn)定并調(diào)節(jié)Y1 、Y2 移位使二通道的波形均移到上下對(duì)稱于00'軸處，讀出 A、B與T（見圖3.5.6）則（相位）=×360°注：測(cè)量時(shí)仍將導(dǎo)前信號(hào)由外觸發(fā)輸入（五）李沙育圖形測(cè)量：利用本儀器的Y1Y、 Y2-

14、X特性，可將欲比較的兩個(gè)信號(hào)分別加干Y1 和Y2 ，調(diào)節(jié)相應(yīng)控制件使屏幕呈現(xiàn)圖3.5.7的圖形，此時(shí)兩信號(hào)間的相角差為，當(dāng)信號(hào)頻率低于300Hz和高于100KHz時(shí)儀器X系統(tǒng)與Y系統(tǒng)具有固有相位，這時(shí)可利用Y2-Y李沙育圖形（或用雙蹤李沙育顯示）用上述公式算出固有相移然后扣除該固有相移。（六）電壓測(cè)量用本儀器可對(duì)被測(cè)試波形進(jìn)行定量的電壓測(cè)量。測(cè)量方法根據(jù)不同的測(cè)試波形有所差異，但測(cè)量的基本原理是相同的，在一般情況下，多數(shù)被測(cè)波形同時(shí)包含交流和直流分量，測(cè)量時(shí)也經(jīng)常需要測(cè)量?jī)煞N分量復(fù)合的數(shù)值或是單獨(dú)的數(shù)值。1交流分量電壓測(cè)量一般是測(cè)量波形峰到峰之間數(shù)值或者測(cè)量峰到某一波谷之間的數(shù)值，測(cè)量時(shí)通常將

15、Y輸入選擇置于”AC”位置，（當(dāng)測(cè)量重復(fù)頻率極低的交流分量時(shí)應(yīng)置于“DC”位置，否則將因頻響的限制，產(chǎn)生不真實(shí)的測(cè)試結(jié)果。測(cè)量步驟a將Y微調(diào)旋至“校準(zhǔn)”位置，調(diào)整“Vdiv”開關(guān)到適當(dāng)?shù)奈恢肂（Vdiv）。b讀出欲測(cè)量的兩點(diǎn)在Y軸偏轉(zhuǎn)距離上的讀數(shù)A（div），則被測(cè)電壓=A（div）× B（ Vdiv）=A·B（v）。c若用10：1探頭，則應(yīng)乘上探頭的衰減因素，如此時(shí)Vdiv開關(guān)在0.05Vdiv檔， A為 3 div。則：被測(cè)電壓=0.05Vdiv×3div×10=1.5V2瞬時(shí)電壓測(cè)量：瞬時(shí)電壓測(cè)量需要一個(gè)相對(duì)的參考基準(zhǔn)電位，一般情況下，基準(zhǔn)電位指地

16、電位，但也可以是其他參考電位。圖3.5.8 瞬時(shí)電壓的測(cè)量測(cè)量步驟：a將測(cè)試探極接入所需參考電位，“電平”拉出置于“HF”，此時(shí)出現(xiàn)一掃描線，調(diào)節(jié)Y移位，使光跡移到熒光屏上的合適位置（基準(zhǔn)電位）此時(shí)Y移位不能再調(diào)節(jié)。b將測(cè)試探頭移至被測(cè)信號(hào)端，推入“電平”并調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，使波形穩(wěn)定顯示。c讀出被測(cè)波形上的某一瞬時(shí)相對(duì)于基準(zhǔn)刻度，在Y軸上的距離B（div）；則：被測(cè)瞬時(shí)電壓n×A×B式中：n為探極衰減比A為Y軸Vdiv開關(guān)所處檔級(jí)讀數(shù)例：使用10:1探極，Vdiv開關(guān)在0.5Vdiv，欲測(cè)試點(diǎn)P離基準(zhǔn)刻度為5.5div見圖3.5.8。則：P點(diǎn)對(duì)基準(zhǔn)電位的瞬時(shí)電壓10×0.5Vdi