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。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。燈絲圖3.5.1示波管內(nèi)部結(jié)構(gòu)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；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)電壓跟隨輸入信號變化時，就可以使電子束在屏面上“畫“出信號波形。雙蹤示波器具有兩路輸入端，可同時接入兩

2、路電壓信號進(jìn)行顯示。在示波器內(nèi)部，將 輸入信號放大后，使用電子開關(guān)將兩路輸入信號輪換切換到示波管的偏轉(zhuǎn)板上，使兩路信 號同時顯示在示波管的屏面上，便于進(jìn)行兩路信號的觀測比較。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10mWdiv的垂直輸人靈敏度，經(jīng)擴(kuò)展最高靈敏度為2mWdiv ;掃描時基為0. 2卩S100mSZdiv .經(jīng)擴(kuò)展最高掃速可達(dá) 40nS/div。它具有丫1、Y2兩個結(jié)構(gòu)相同 的垂直輸入通道，因此非但能對被測信號進(jìn)行定性定量測試。而且能對兩個相關(guān)信號

3、的相 位進(jìn)行測定。XJ4241型示波器還具有 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、結(jié)構(gòu)特征外形圖（見下頁圖 3.5.3）調(diào)節(jié)控制機(jī)件的作用；（序號與外形對應(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，順時針方向旋轉(zhuǎn)為增亮，當(dāng)光點(diǎn)停留在屏幕上 不動時，應(yīng)將亮度減弱或熄滅，以延長示波管壽命。2. 指示燈：發(fā)亮表示電源接通。3. 聚焦

4、與校準(zhǔn)信號開關(guān)：聚焦控制與校準(zhǔn)信號開關(guān)同軸。聚焦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)信號開關(guān)，當(dāng)拉出時校準(zhǔn)信號電源接通，此時CZ2輸出頻率1KHZ幅度1V的校準(zhǔn)信號，不使用校準(zhǔn)信號時，應(yīng)關(guān)閉（推入）。4. :校準(zhǔn)信號輸出瑞。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，使顯示的時基信號符合掃速 開關(guān)的指示值。圖3.5.3XJ4241雙蹤示波器外形圖7. X位移：水平移位，在水平方向上移動波形。& V/div : Y垂直衰減器，可改變 Yi輸入靈敏度從0.01V

5、5V/div，按1 2 5進(jìn)位共九個檔級。9微調(diào)：Yi微調(diào)電位器，微調(diào)顯示波形的垂直幅度，順時針方向旋轉(zhuǎn)使顯示的波形幅 值增大。順時針旋足為校準(zhǔn)位置。10 Yi: Yi輸人端。11 丄：儀器接地端。12 丫2 : Y2輸入端。13 .微調(diào)：丫2微調(diào)電位器.14 . V/ div : 丫2垂直衰減器.15 .平衡：丫1平衡。調(diào)整丫1低阻衰減器兩端電位相等從而使丫1衰減器在不同位置時，光跡在垂直方向上移動最小。16 .位移：丫1移位，控制丫1顯示跡線在屏幕上，垂直方向的位置。17 .平衡：丫2平衡。18 位移：丫2移位。19 Y方式開關(guān)：該開關(guān)為七檔自鎖開關(guān)。a.左面AC/ DC Y1輸入耦合方式

6、，可選擇 丫1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 左面丄：丫1接地開關(guān)，按下可使 丫1放大器輸人端接地，從而可確定丫1的零電位輸入時光跡位置，平時應(yīng)彈起。c 右面AC / DC 丫2輸入耦合方式選擇。d 右面丄：丫2接地開關(guān)。e. Y1/ Y2，常態(tài)/ Y2-X，單蹤/雙蹤 三個開關(guān)：丫工作方式組合選擇開關(guān)。三檔開關(guān) 按下時，分別為斜線左邊的功能：丫1、常態(tài)、單蹤；彈起時分別為斜線右邊的功能：丫2、Y2-X、二蹤。這三個開關(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：表 3.5.1單蹤掃速單位mS時為斷續(xù)方式 -二二蹤丄-掃速單位AS時為交替方式常態(tài)Y2-

7、X常態(tài)Y2-X丫1:顯示通道選擇丫1丫1-丫Y2-X內(nèi)觸發(fā)源Y1兩個李沙育丫 一X丫2 X圖形同時顯示丫2 :顯示通道選擇丫2丫2-丫內(nèi)觸發(fā)源丫2-Y 丫2 -XY2-X丫2注：兩個李沙育同時顯示時，交替方式掃描應(yīng)置HF,斷續(xù)方式應(yīng)使掃描停掃。20 . t /div :掃速開關(guān)，從0.2100分九檔，其時間單位由掃速單位開關(guān)所置位置決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)在信號波形上位置。當(dāng)拉出時掃描處自激狀態(tài)。24 .內(nèi)

8、/外：觸發(fā)信號選擇開關(guān)：當(dāng)開關(guān)置于“內(nèi)”時觸發(fā)信號取自垂直放大器中分 離的被測信號，當(dāng)開關(guān)置于“外”時，觸發(fā)信號將來自“外觸發(fā)”插座。25. mS卩S:掃速單位開關(guān)，當(dāng)開關(guān)置“ mS時（彈起），掃速開關(guān)t / div的單位為 毫秒，且在二蹤方式時，垂直兩個通道是以斷續(xù)方式轉(zhuǎn)換；當(dāng)開關(guān)置“卩S”時（按下），t/div單位為卩S,此時垂直兩通道將以交替方式轉(zhuǎn)換。26 土：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)啟動掃描 電路。27 .外觸發(fā)：外觸發(fā)信號輸入端。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

9、）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Yi、Y2輸入探頭連接“校準(zhǔn)信號”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

10、作用位置Y方式開關(guān)全部退出t / div0 2Y、Y2 V / div 開關(guān)0. 2V/ div電平拉出Yi 丫2微調(diào)校準(zhǔn)位置Yi、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”接通電源。3 經(jīng)預(yù)熱片刻后，順時針轉(zhuǎn)動“ 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Yi靈 敏度正常，水平方向?yàn)?div 一個周期，說明時基系統(tǒng)工作正常。5按入Y方式開關(guān)Yi /丫2按鍵，亦應(yīng)呈現(xiàn)相同波形，說明Y2靈敏度正常。

11、（三）時間測量用本儀器來測量各種信號的時間參數(shù)，方法簡便，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“t / div ”開關(guān)置于適當(dāng)檔級b/diV。 （ b為掃描開關(guān)刻線所對準(zhǔn)的數(shù)字，注意掃描微調(diào)旋鈕應(yīng)置于校準(zhǔn)位置，即順時針方向旋到底）2借助刻度可讀出被測波形上所需測定P、Q二點(diǎn)間的距離D （div ）。3.被測量二點(diǎn)之間的時間間隔為DX b，見圖3.5.4 。pDQ1:圖3.5.4 時間的測量4測量時基如擴(kuò)展置于“X5”位置，則測得的時間間隔為DX b+ 55 脈沖信號時間測量面板控制件名

12、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)0. 5uS/divX擴(kuò)展X 5表 3.5.310%- 90%間波形前沿的水平刻度讀數(shù)a本機(jī)不具備延遲線，對脈沖邊沿測量存 在一定困難，但若脈沖重復(fù)頻率高于掃描的頻率 時，借助于掃速擴(kuò)展，還是能方便地測出其前沿 或后沿的參數(shù)，方法如下：(以脈沖信號上升時間 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移位”，使波形 的前沿在屏幕中央穩(wěn)定顯示，測得被測波形的幅度(例 a= 1. 6div )。見圖 3.5.5(3) 上升時間 Tr=a X 0.5 卩 S- 5=1.6 X 0.5 卩 S

13、- 5=0.08 卩 S=160nS(4) 若被測脈沖的前沿接近于本機(jī)固有額定的上升時間(35nS)22則 Tr= Tr 2 -Tr 1式中:Tr 2為讀出的上升時間Th為本機(jī)固有的上升時間如上例 Tr 2=160nS Tr i= 35nS則 Tr = Ta2 -T =156.1 nS圖3.5.5脈沖上升時間的測量（四）相位測量在許多場合，需測量某一網(wǎng)絡(luò)的相移，例如要測量一正弦波經(jīng)放大器后，相位滯后若 干角度等，可用下述相位測量方法。1 單蹤測量將觸發(fā)選擇置于“外”，將導(dǎo)前信號由外觸發(fā)輸入，并同時將該信號輸入Y，使波形穩(wěn)定讀出A，然后將滯后信號輸入 Yi ,并讀出B （此時儀器的X移位，電平電

14、位器等都不能 重新調(diào)整），然后再讀出信號周期為T,則 $ （相位）=B -A x 360°T在相移較小時讀 A時應(yīng)十分仔細(xì)，否則將影響測量精度。（見圖3.5.6 ）。2 雙蹤測量因本儀器兩Y通道放大器間相移很小，故可使本儀器工作于“交替”（頻率低時可用斷續(xù)），然后將滯后信號輸至 Y2通道使波形穩(wěn)定并調(diào)節(jié) Yi、丫2移位使二通道的波形均移到 上下對稱于00'軸處，讀出 A、B與T （見圖3.5.6 ）則 0 （相位）=B " X 360 °T注：測量時仍將導(dǎo)前信號由外觸發(fā)輸入（五）李沙育圖形測量：利用本儀器的 Yi 丫、Y2-X特性，可將欲比較的兩個信號分別

15、加干Yi和丫2 ,調(diào)節(jié)相應(yīng)控制件使屏幕呈現(xiàn)圖 3.5.7的圖形，此時兩信號間的相角差為0 ,*. Barcs in -A當(dāng)信號頻率低于300Hz和高于100KHZ時儀器X系統(tǒng)與Y系統(tǒng)具有固有相位，這時可利用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）電壓測量用本儀器可對被測試波形進(jìn)行定量的電壓測量。測量方法根據(jù)不同的測試波形有所差異，但測量的基本原理是相同的，在一般情況下，多數(shù)被測波形同時包含交流和直流分量，測量時也經(jīng)常需要測量兩種分量復(fù)合的數(shù)值或是單獨(dú)的數(shù)值。1 .交流分量電壓測量一般是測量波形峰到峰之間數(shù)值或者測量峰到某一波谷之間的數(shù)值，測量時通

16、常將Y輸入選擇置于” AC位置，(當(dāng)測量重復(fù)頻率極低的交流分量時應(yīng)置于“DC位置，否則將因頻響的限制，產(chǎn)生不真實(shí)的測試結(jié)果。測量步驟a. 將Y微調(diào)旋至“校準(zhǔn)”位置，調(diào)整“ V/div ”開關(guān)到適當(dāng)?shù)奈恢?B (V/div )。b. 讀出欲測量的兩點(diǎn)在Y軸偏轉(zhuǎn)距離上的讀數(shù)A (div ),則被測電壓=A (div )x B(V / div ) =A B (v) oc. 若用10: 1探頭，則應(yīng)乘上探頭的衰減因素，如此時V/div開關(guān)在0.05V/div檔,A 為 3 div o則：被測電壓 =0.05V / div x 3div x 10=1.5V2. 瞬時電壓測量:瞬時電壓測量需要一個相對的參考基準(zhǔn)電位，一般情況下，基準(zhǔn)電位指地電位，但也 可以是其他參考電位?；鶞?zhǔn)電位圖3.5.8瞬時電壓的測量測量步驟：a. 將測試探極接入所需參考電位，“電平”拉出置于“ HF',此時出現(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Y移位不能再調(diào)節(jié)。b. 將測試探頭移至被測信號端，推入“電平”并調(diào)節(jié)觸發(fā)電平，使波形穩(wěn)定顯示。貝：被測5.5div 見c. 讀出被測波形上的某一瞬時相對于基準(zhǔn)刻度，在Y軸上的距離B（ div ）;瞬時電壓=nx AX B式中： n 為探極衰減比A 為 Y 軸 V div 開關(guān)所處檔級讀數(shù)例：使用10:1探極，V/ div開關(guān)在0.5V /