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示波器的主要組成部分
示波器是一種用途十分廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。它能把肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成看得見(jiàn)的圖像,便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過(guò)程。
示波器的主要部分有示波管、帶衰減器的Y軸放大器、帶衰減器的X軸放大器、掃描發(fā)生器(鋸齒波發(fā)生器)、觸發(fā)同步和電源等,其結(jié)構(gòu)方框圖如圖1所示。為了適應(yīng)各種測(cè)量的要求,示波器的電路組成是多樣而復(fù)雜的,這里僅就主要部分加以介紹:
示波器結(jié)構(gòu).jpg
一、示波管
如上圖所示,示波管主要包括電子、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分,全都密封在玻璃外殼內(nèi),里面抽成高真空。下面分別說(shuō)明各部分的作用。
1、熒光屏:它是示波器的顯示部分,當(dāng)加速聚焦后的電子打到熒光上時(shí),屏上所涂的熒光物質(zhì)就會(huì)發(fā)光,從而顯示出電子束的位置。當(dāng)電子停止作用后,熒光劑的發(fā)光需經(jīng)一定時(shí)間才會(huì)停止,稱為余輝效應(yīng)。
2、電子:由燈絲H、陰極K、控制柵極G、第一陽(yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2五部分組成。燈絲通電后加熱陰極。陰極是一個(gè)表面涂有氧化物的金屬筒,被加熱后發(fā)射電子?刂茤艠O是一個(gè)頂端有小孔的圓筒,套在陰極外面。它的電位比陰極低,對(duì)陰極發(fā)射出來(lái)的電子起控制作用,只有初速度較大的電子才能穿過(guò)柵極頂端的小孔然后在陽(yáng)極加速下奔向熒光屏。示波器面板上的“亮度”調(diào)整就是通過(guò)調(diào)節(jié)電位以控制射向熒光屏的電子流密度,從而改變了屏上的光斑亮度。陽(yáng)極電位比陰極電位高很多,電子被它們之間的電場(chǎng)加速形成射線。當(dāng)控制柵極、第一陽(yáng)極、第二陽(yáng)極之間的電位調(diào)節(jié)合適時(shí),電子內(nèi)的電場(chǎng)對(duì)電子射線有聚焦作用,所以第一陽(yáng)極也稱聚焦陽(yáng)極。第二陽(yáng)極電位更高,又稱加速陽(yáng)極。面板上的“聚焦”調(diào)節(jié),就是調(diào)第一陽(yáng)極電位,使熒光屏上的光斑成為明亮、清晰的小圓點(diǎn)。有的示波器還有“輔助聚焦”,實(shí)際是調(diào)節(jié)第二陽(yáng)極電位。
3、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng):它由兩對(duì)相互垂直的偏轉(zhuǎn)板組成,一對(duì)垂直偏轉(zhuǎn)板Y,一對(duì)水平偏轉(zhuǎn)板X(qián)。在偏轉(zhuǎn)板上加以適當(dāng)電壓,電子束通過(guò)時(shí),其運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而使電子束在熒光屏上的光斑位置也發(fā)生改變。
容易證明,光點(diǎn)在熒光屏上偏移的距離與偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓成正比,因而可將電壓的測(cè)量轉(zhuǎn)化為屏上光點(diǎn)偏移距離的測(cè)量,這就是示波器測(cè)量電壓的原理。
二、信號(hào)放大器和衰減器
示波管本身相當(dāng)于一個(gè)多量程電壓表,這一作用是靠信號(hào)放大器和衰減器實(shí)現(xiàn)的。由于示波管本身的X及Y軸偏轉(zhuǎn)板的靈敏度不高(約0.1—1mm/V),當(dāng)加在偏轉(zhuǎn)板的信號(hào)過(guò)小時(shí),要預(yù)先將小的信號(hào)電壓加以放大后再加到偏轉(zhuǎn)板上。為此設(shè)置X軸及Y軸電壓放大器。衰減器的作用是使過(guò)大的輸入信號(hào)電壓變小以適應(yīng)放大器的要求,否則放大器不能正常工作,使輸入信號(hào)發(fā)生畸變,甚至使儀器受損。對(duì)一般示波器來(lái)說(shuō),X軸和Y軸都設(shè)置有衰減器,以滿足各種測(cè)量的需要。
三、掃描系統(tǒng)
掃描系統(tǒng)也稱時(shí)基電路,用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間作線性變化的掃描電壓,這種掃描電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系如同鋸齒,故稱鋸齒波電壓,這個(gè)電壓經(jīng)X軸放大器放大后加到示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上,使電子束產(chǎn)生水平掃描。這樣,屏上的水平坐標(biāo)變成時(shí)間坐標(biāo),Y軸輸入的被測(cè)信號(hào)波形就可以在時(shí)間軸上展開(kāi)。掃描系統(tǒng)是示波器顯示被測(cè)電壓波形必需的重要組成部分。
文章編輯:北京凡實(shí)測(cè)控技術(shù)有限公司


 

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