示波器的工作原理
發(fā)布時(shí)間:2012/1/30 19:50:13 訪問(wèn)次數(shù):4112
通用型示波器原理結(jié)構(gòu)框圖如圖1.2.1所示ADM1486AR
圖1.2.1示波器的原理結(jié)構(gòu)框圖
電子示波器主要是由示波管及其顯示電路、垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(Y軸信號(hào)通道)、水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(X軸信號(hào)通道)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓電源等幾大部分組成。其中,示波管是示波器的核心部件。下面分別簡(jiǎn)要介紹。
1.示波管
普通示波管的結(jié)構(gòu)主要是由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和顯示屏等組成,如圖1.2.2所示,它是把電信號(hào)變成光信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。
1)電子槍
由燈絲(F)、陰極(C)、柵極(G,)、前加速極(G。)、第一陽(yáng)極(A,)和第二陽(yáng)極(A2)組成。電子槍的作用是用來(lái)發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。示波管的燈絲用于加熱陰極。陰極是一個(gè)表面涂有氧化物的金屬圓筒,在燈絲加熱下發(fā)射電子。柵極是一個(gè)頂端有小孔的圓筒,套在陰極外邊,其電位比陰極低,對(duì)陰極發(fā)射出來(lái)的電子起控制作用;只有初速較大的電子才能穿過(guò)柵極頂端小孔對(duì)向熒光屏,初速較小的電子則折回陰極,如果柵極電位足夠低,就會(huì)使電子全部返回陰極。因此,調(diào)節(jié)柵極電位可以控制射向熒光屏的電子流密度,從而改變亮點(diǎn)的輝
度(即示波器面板上“輝度”旋鈕的作用)。如果用外加信號(hào)控制柵、陰極間電壓,則可使亮點(diǎn)輝
度隨信號(hào)強(qiáng)弱而變化。
第一陽(yáng)極A,是一個(gè)與陰極同軸的比較短的金屬圓筒,A,的電位遠(yuǎn)高于陰極。第二陽(yáng)極A2也是與陰極同軸的圓筒,其電位高于Ai。前加速極G2位于G.與Ai之間,與A2相連,對(duì)電子束起加速作用。
由G.,G2,A,及A:構(gòu)成一個(gè)對(duì)電子束的控制系統(tǒng),它對(duì)電子束有聚焦作用。改變第一陽(yáng)極Ai的電位(利用面板上的“聚焦”旋鈕)及第二陽(yáng)極電位(利用面板上的“輔助聚焦”旋鈕),使電子束在熒光屏上會(huì)聚成細(xì)小的亮點(diǎn),以保證顯示波形的清晰度。
2)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)
在第二陽(yáng)極的后面,由兩對(duì)相互垂直的金屬板構(gòu)成示波器y軸和X軸的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。y軸偏轉(zhuǎn)板在前,X軸偏轉(zhuǎn)板在后,對(duì)板間各自形成靜電場(chǎng)。被測(cè)信號(hào)電壓作用在y軸偏轉(zhuǎn)板上,X軸偏轉(zhuǎn)板上作用著鋸齒波掃描電壓。通過(guò)作用在這兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上的電壓控制著從陰極發(fā)射過(guò)來(lái)的電子束在垂直方向和水平方向的偏轉(zhuǎn)。
3)熒光屏
示波器的熒光屏一般為圓形或矩形平面,在其內(nèi)壁沉積有熒光物質(zhì),形成熒光膜。熒光膜受到電子沖擊后能將屯子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為光能,形成亮點(diǎn)。當(dāng)電子束隨信號(hào)電壓偏轉(zhuǎn)時(shí),這個(gè)亮點(diǎn)的移動(dòng)軌跡就形成了信號(hào)的波形并顯示在熒光屏上。當(dāng)電子束停止作用后一段時(shí)間內(nèi),熒光膜仍保留一段發(fā)光過(guò)程,這種激勵(lì)過(guò)后輝度所延續(xù)的時(shí)間稱為余輝。余輝時(shí)間的長(zhǎng)短與所使用的熒光物質(zhì)有關(guān)。余輝時(shí)間在o.1~1 s的稱長(zhǎng)余輝;l~l00 ms的稱中余輝;0.01~1 ms的稱短余輝。一般低頻示波器用于觀察緩慢信號(hào)的,多用長(zhǎng)余輝;觀察高頻信號(hào)宜用短余輝;一般用途多用中余輝。
為了測(cè)量波形的高度或?qū)挾,在熒光屏玻璃?nèi)側(cè)刻有垂直和水平方向的分刻度線,使測(cè)量準(zhǔn)確度較高。
通用型示波器原理結(jié)構(gòu)框圖如圖1.2.1所示ADM1486AR
圖1.2.1示波器的原理結(jié)構(gòu)框圖
電子示波器主要是由示波管及其顯示電路、垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(Y軸信號(hào)通道)、水平偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(X軸信號(hào)通道)和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器、穩(wěn)壓電源等幾大部分組成。其中,示波管是示波器的核心部件。下面分別簡(jiǎn)要介紹。
1.示波管
普通示波管的結(jié)構(gòu)主要是由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和顯示屏等組成,如圖1.2.2所示,它是把電信號(hào)變成光信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。
1)電子槍
由燈絲(F)、陰極(C)、柵極(G,)、前加速極(G。)、第一陽(yáng)極(A,)和第二陽(yáng)極(A2)組成。電子槍的作用是用來(lái)發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。示波管的燈絲用于加熱陰極。陰極是一個(gè)表面涂有氧化物的金屬圓筒,在燈絲加熱下發(fā)射電子。柵極是一個(gè)頂端有小孔的圓筒,套在陰極外邊,其電位比陰極低,對(duì)陰極發(fā)射出來(lái)的電子起控制作用;只有初速較大的電子才能穿過(guò)柵極頂端小孔對(duì)向熒光屏,初速較小的電子則折回陰極,如果柵極電位足夠低,就會(huì)使電子全部返回陰極。因此,調(diào)節(jié)柵極電位可以控制射向熒光屏的電子流密度,從而改變亮點(diǎn)的輝
度(即示波器面板上“輝度”旋鈕的作用)。如果用外加信號(hào)控制柵、陰極間電壓,則可使亮點(diǎn)輝
度隨信號(hào)強(qiáng)弱而變化。
第一陽(yáng)極A,是一個(gè)與陰極同軸的比較短的金屬圓筒,A,的電位遠(yuǎn)高于陰極。第二陽(yáng)極A2也是與陰極同軸的圓筒,其電位高于Ai。前加速極G2位于G.與Ai之間,與A2相連,對(duì)電子束起加速作用。
由G.,G2,A,及A:構(gòu)成一個(gè)對(duì)電子束的控制系統(tǒng),它對(duì)電子束有聚焦作用。改變第一陽(yáng)極Ai的電位(利用面板上的“聚焦”旋鈕)及第二陽(yáng)極電位(利用面板上的“輔助聚焦”旋鈕),使電子束在熒光屏上會(huì)聚成細(xì)小的亮點(diǎn),以保證顯示波形的清晰度。
2)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)
在第二陽(yáng)極的后面,由兩對(duì)相互垂直的金屬板構(gòu)成示波器y軸和X軸的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。y軸偏轉(zhuǎn)板在前,X軸偏轉(zhuǎn)板在后,對(duì)板間各自形成靜電場(chǎng)。被測(cè)信號(hào)電壓作用在y軸偏轉(zhuǎn)板上,X軸偏轉(zhuǎn)板上作用著鋸齒波掃描電壓。通過(guò)作用在這兩個(gè)偏轉(zhuǎn)板上的電壓控制著從陰極發(fā)射過(guò)來(lái)的電子束在垂直方向和水平方向的偏轉(zhuǎn)。
3)熒光屏
示波器的熒光屏一般為圓形或矩形平面,在其內(nèi)壁沉積有熒光物質(zhì),形成熒光膜。熒光膜受到電子沖擊后能將屯子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為光能,形成亮點(diǎn)。當(dāng)電子束隨信號(hào)電壓偏轉(zhuǎn)時(shí),這個(gè)亮點(diǎn)的移動(dòng)軌跡就形成了信號(hào)的波形并顯示在熒光屏上。當(dāng)電子束停止作用后一段時(shí)間內(nèi),熒光膜仍保留一段發(fā)光過(guò)程,這種激勵(lì)過(guò)后輝度所延續(xù)的時(shí)間稱為余輝。余輝時(shí)間的長(zhǎng)短與所使用的熒光物質(zhì)有關(guān)。余輝時(shí)間在o.1~1 s的稱長(zhǎng)余輝;l~l00 ms的稱中余輝;0.01~1 ms的稱短余輝。一般低頻示波器用于觀察緩慢信號(hào)的,多用長(zhǎng)余輝;觀察高頻信號(hào)宜用短余輝;一般用途多用中余輝。
為了測(cè)量波形的高度或?qū)挾,在熒光屏玻璃?nèi)側(cè)刻有垂直和水平方向的分刻度線,使測(cè)量準(zhǔn)確度較高。
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