第四章電子示波器(上)

1、1第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量 目錄目錄 4.1 概述概述 4.2 示波管示波管 4.3 電子示波器的組成結(jié)構(gòu)電子示波器的組成結(jié)構(gòu) 4.4 雙蹤和雙線示波器雙蹤和雙線示波器 4.5 高速和取樣示波器高速和取樣示波器 4.6 記憶示波器和存儲(chǔ)示波器記憶示波器和存儲(chǔ)示波器 2第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量 本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)： 示波器結(jié)構(gòu)、原理示波器結(jié)構(gòu)、原理電壓測(cè)量電壓測(cè)量時(shí)間測(cè)量時(shí)間測(cè)量頻率測(cè)量頻率測(cè)量相位測(cè)量相位測(cè)量示波器示波器34-1 4-1 概述概述 電子示波器電子示波器（簡(jiǎn)稱示波器）（簡(jiǎn)稱示波器） 是一種用是一種用熒光屏顯示電量隨時(shí)間變化過(guò)程的電子測(cè)熒

2、光屏顯示電量隨時(shí)間變化過(guò)程的電子測(cè)量?jī)x器。量?jī)x器。 能把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成人眼能夠看到的波形，顯示在示能把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成人眼能夠看到的波形，顯示在示波屏幕上。波屏幕上。 能夠?qū)﹄娦盘?hào)進(jìn)行定性和定量觀測(cè)。能夠?qū)﹄娦盘?hào)進(jìn)行定性和定量觀測(cè)。 非電物理量亦可經(jīng)轉(zhuǎn)換成為電量使用示波器進(jìn)行觀測(cè)。非電物理量亦可經(jīng)轉(zhuǎn)換成為電量使用示波器進(jìn)行觀測(cè)。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量4電子示波器的基本特點(diǎn)電子示波器的基本特點(diǎn): 能顯示信號(hào)波形，可測(cè)量瞬時(shí)值，具有直觀性。能顯示信號(hào)波形，可測(cè)量瞬時(shí)值，具有直觀性。 輸入阻抗高，對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小。輸入阻抗高，對(duì)被測(cè)信號(hào)影響小。 測(cè)量靈敏度高，并有較強(qiáng)的過(guò)載能力測(cè)量

3、靈敏度高，并有較強(qiáng)的過(guò)載能力. 目前示波器的最高靈敏度可達(dá)到 10V/div(伏/格)。 工作頻帶寬，速度快，便于觀察高速變化的波形的細(xì)節(jié)。工作頻帶寬，速度快，便于觀察高速變化的波形的細(xì)節(jié)。 目前示波器的工作頻帶最寬可達(dá)1000MHz，預(yù)計(jì)不久將研制出帶 寬2GHz以上的示波器。 可描繪出任意兩個(gè)電壓或電流量的函數(shù)關(guān)系，可描繪出任意兩個(gè)電壓或電流量的函數(shù)關(guān)系，可作為比較信號(hào)可作為比較信號(hào) 用的高速用的高速X XY Y記錄儀記錄儀。 由于示波器的上述特點(diǎn)，電子示波器除直接用于電子測(cè)量外，也可配以由于示波器的上述特點(diǎn)，電子示波器除直接用于電子測(cè)量外，也可配以其他設(shè)備組成綜合測(cè)量?jī)x器。其他設(shè)備組成綜

4、合測(cè)量?jī)x器。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量5 （1）觀測(cè)電信號(hào)波形。）觀測(cè)電信號(hào)波形。 （2）測(cè)量電壓、電流的幅度、頻率、時(shí)間、相位等電量）測(cè)量電壓、電流的幅度、頻率、時(shí)間、相位等電量參數(shù)。參數(shù)。 （3）顯示電子網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。）顯示電子網(wǎng)絡(luò)的頻率特性。 （4）顯示電子器件的伏安特性。）顯示電子器件的伏安特性。 電子示波器主要用途：電子示波器主要用途：第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量6由電子管發(fā)展到晶體管、集成電路示波器；由電子管發(fā)展到晶體管、集成電路示波器；由模擬電路發(fā)展到數(shù)字電路；由模擬電路發(fā)展到數(shù)字電路；由通用寬帶示波器發(fā)展到高速取樣示波器、記憶示波器、邏輯

5、由通用寬帶示波器發(fā)展到高速取樣示波器、記憶示波器、邏輯示波器等。示波器等。還可與微型計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)組成智能測(cè)量系統(tǒng)。還可與微型計(jì)算機(jī)聯(lián)結(jié)組成智能測(cè)量系統(tǒng)。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量電子示波器發(fā)展趨勢(shì)電子示波器發(fā)展趨勢(shì)：74-2 示波管示波管 示波器的核心部件：示波器的核心部件： 示波管示波管 也叫陰極射線管它在很大程度上決定了整機(jī)的性能。也叫陰極射線管它在很大程度上決定了整機(jī)的性能。 示波管由電子槍示波管由電子槍、電子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)電子偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和和熒光屏熒光屏三部分組成。三部分組成。 其用途是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)并在熒光屏上顯示。其用途是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)并在熒光屏上顯示。 電子

6、槍電子槍 作用是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。作用是發(fā)射電子并形成很細(xì)的高速電子束。 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 作用是決定電子束怎樣偏轉(zhuǎn)。作用是決定電子束怎樣偏轉(zhuǎn)。 熒光屏熒光屏 作用是顯示偏轉(zhuǎn)電信號(hào)的波形。作用是顯示偏轉(zhuǎn)電信號(hào)的波形。 這三部分組成了一個(gè)電子顯示器件這三部分組成了一個(gè)電子顯示器件示波管。示波管。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量8電子槍電子槍 組成：燈絲（組成：燈絲（h）、陰極）、陰極(K)、柵極、柵極(G1)、前加速極、前加速極(G2)、第一陽(yáng)極、第一陽(yáng)極(A1)和第二陽(yáng)和第二陽(yáng) 極極(A2)組成。組成。 燈絲燈絲h 用于對(duì)陰極用于對(duì)陰極K 加熱，加熱后的陰極發(fā)射電

7、子。加熱，加熱后的陰極發(fā)射電子。 柵極柵極 G1電位比陰極電位比陰極K 低，對(duì)電子形成排斥力，使電子朝軸向運(yùn)動(dòng)，形成交差點(diǎn)低，對(duì)電子形成排斥力，使電子朝軸向運(yùn)動(dòng)，形成交差點(diǎn)F1 ，并且只有初速較高的電子能夠穿過(guò)柵極奔向熒光屏，初速較低的電子則返回，并且只有初速較高的電子能夠穿過(guò)柵極奔向熒光屏，初速較低的電子則返回陰極，被陰極吸收。陰極，被陰極吸收。1XS2F1Y2Y1A2A1G2GKhE1R W輝 度2R W聚 焦3RW高 壓輔 助 聚 焦1F2X電 子 槍偏 轉(zhuǎn) 系 統(tǒng)熒光屏 圖圖4.21 示波管及電子束控制電路示波管及電子束控制電路第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量9 如果柵極

8、如果柵極 G1 電位足夠低，就可使發(fā)射出的電子全部返回陰極，因此調(diào)節(jié)柵極電位足夠低，就可使發(fā)射出的電子全部返回陰極，因此調(diào)節(jié)柵極 G1的電位可控制射向熒光屏的電子流密度，從而改變熒光屏亮點(diǎn)的輝度。的電位可控制射向熒光屏的電子流密度，從而改變熒光屏亮點(diǎn)的輝度。控制輝度的方法控制輝度的方法: (1): 輝度調(diào)節(jié)旋紐控制電位器輝度調(diào)節(jié)旋紐控制電位器RW1 進(jìn)行分壓的調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)柵極進(jìn)行分壓的調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)柵極G1的電位。的電位。 (2): 以外加電信號(hào)控制柵極陰極間電壓，使亮點(diǎn)輝度隨電信號(hào)強(qiáng)弱而變化，這以外加電信號(hào)控制柵極陰極間電壓，使亮點(diǎn)輝度隨電信號(hào)強(qiáng)弱而變化，這 種工作方式稱為種工作方式稱為“輝度

9、調(diào)節(jié)輝度調(diào)節(jié)”。 這個(gè)外加電信號(hào)的控制形成了除這個(gè)外加電信號(hào)的控制形成了除X X方向和方向和Y Y方向之外的三維圖形顯示，方向之外的三維圖形顯示，稱為稱為Z Z軸控制軸控制。1XS2F1Y2Y1A2A1G2GKhE1R W輝 度2R W聚 焦3R W高 壓輔 助 聚 焦1F2X電 子 槍偏 轉(zhuǎn) 系 統(tǒng)熒光屏 圖圖4.21 示波管示波管及電子束控制電路及電子束控制電路第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量輝度控制系統(tǒng)：輝度控制系統(tǒng)：10 G2、A1、A2構(gòu)成一個(gè)對(duì)電子束的控制系統(tǒng)，構(gòu)成一個(gè)對(duì)電子束的控制系統(tǒng)， 這三個(gè)極板上都加有這三個(gè)極板上都加有較高的正電位，并且較高的正電位，并且G2

10、與與A2 相連。相連。 穿過(guò)柵極交叉點(diǎn)穿過(guò)柵極交叉點(diǎn)F1的電子束，由于電子間的相互排斥作用又散開(kāi)。的電子束，由于電子間的相互排斥作用又散開(kāi)。 進(jìn)入進(jìn)入G2、A1、A2構(gòu)成的靜電場(chǎng)后：一方面受到陽(yáng)極正電壓的作用加構(gòu)成的靜電場(chǎng)后：一方面受到陽(yáng)極正電壓的作用加速向熒光屏運(yùn)動(dòng)，另一方面由于速向熒光屏運(yùn)動(dòng)，另一方面由于A1與與G2、A1與與A2形成的電子透鏡的作用形成的電子透鏡的作用向軸線聚攏，形成很細(xì)的電子束。向軸線聚攏，形成很細(xì)的電子束。 如果電壓調(diào)節(jié)得適當(dāng)，電子束恰好聚焦在熒光屏如果電壓調(diào)節(jié)得適當(dāng)，電子束恰好聚焦在熒光屏S 的中心點(diǎn)的中心點(diǎn)F2 處。處。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)

11、量1XS2F1Y2Y1A2A1G2GKhE1R W輝 度2R W聚 焦3R W高 壓輔 助 聚 焦1F2X電 子 槍偏 轉(zhuǎn) 系 統(tǒng)熒光屏聚焦控制系統(tǒng)：聚焦控制系統(tǒng)：11偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 如果僅在如果僅在 Y1 、Y2 偏轉(zhuǎn)板間加電壓，則電子束將根據(jù)所形成的電場(chǎng)的強(qiáng)弱與極性偏轉(zhuǎn)板間加電壓，則電子束將根據(jù)所形成的電場(chǎng)的強(qiáng)弱與極性在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。 在在 X1、X2 間加電壓，電子束將根據(jù)電場(chǎng)的強(qiáng)弱與極性在水平方向上運(yùn)動(dòng)間加電壓，電子束將根據(jù)電場(chǎng)的強(qiáng)弱與極性在水平方向上運(yùn)動(dòng). 電子束最終的運(yùn)動(dòng)情況取決于水平和垂直方向電壓的合成作用電子束最終的運(yùn)動(dòng)情況取決于水平和垂直方向電壓的合成作

12、用. 當(dāng)當(dāng)X、Y 偏轉(zhuǎn)板加不同電壓時(shí)，熒光屏上亮點(diǎn)可以移動(dòng)到屏面上的任一位置。偏轉(zhuǎn)板加不同電壓時(shí)，熒光屏上亮點(diǎn)可以移動(dòng)到屏面上的任一位置。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量Y放大鋸齒波掃描電壓1X2X1Y2Y信號(hào)輸入（a）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)12電信號(hào)波形的顯示電信號(hào)波形的顯示：水平偏轉(zhuǎn)板：加線性鋸齒波掃描電壓水平偏轉(zhuǎn)板：加線性鋸齒波掃描電壓Ux 垂直偏轉(zhuǎn)板：加信號(hào)電壓垂直偏轉(zhuǎn)板：加信號(hào)電壓Uy形成一條形成一條“信號(hào)電壓時(shí)間信號(hào)電壓時(shí)間”曲線，即信號(hào)波形。曲線，即信號(hào)波形。水平偏轉(zhuǎn)板水平偏轉(zhuǎn)板X 板上所加鋸齒形電壓板上所加鋸齒形電壓稱為稱為“時(shí)基信號(hào)時(shí)基信號(hào)”或或“掃描信號(hào)掃描信號(hào)”。Y放

13、大鋸 齒 波 掃 描 電 壓1X2X1Y2Y信 號(hào) 輸 入（ a） 偏 轉(zhuǎn) 系 統(tǒng)0000011001222333444xTyuxTxuyuxutyTtyxTT2（b） 的波形的波形 （c） 的波形的波形 yxTT yxTT2第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量13 熒光屏熒光屏 非導(dǎo)電體，當(dāng)電子束轟擊熒光粉時(shí)，激發(fā)產(chǎn)生熒光形成亮點(diǎn)。非導(dǎo)電體，當(dāng)電子束轟擊熒光粉時(shí)，激發(fā)產(chǎn)生熒光形成亮點(diǎn)。 不同成份的熒光粉，發(fā)光的顏色不盡相同。不同成份的熒光粉，發(fā)光的顏色不盡相同。 一般示波器選用人眼最為敏感的黃綠色。一般示波器選用人眼最為敏感的黃綠色。 余輝時(shí)間：余輝時(shí)間：熒光粉從電子激發(fā)到停止激發(fā)

14、時(shí)的瞬間亮度下降到該亮度的熒光粉從電子激發(fā)到停止激發(fā)時(shí)的瞬間亮度下降到該亮度的10 所經(jīng)過(guò)的時(shí)間稱為余輝時(shí)間。所經(jīng)過(guò)的時(shí)間稱為余輝時(shí)間。 長(zhǎng)余輝（長(zhǎng)余輝（100ms1s） 中余輝（中余輝（1ms100ms） 短余輝（短余輝（10s10ms）的不同規(guī)格。）的不同規(guī)格。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量144-3 電子示波器的組成結(jié)構(gòu)電子示波器的組成結(jié)構(gòu)電子示波器結(jié)構(gòu)框圖電子示波器結(jié)構(gòu)框圖 由由Y 通道、通道、X 通道、通道、Z 通道、示波管、幅度校正器、通道、示波管、幅度校正器、 掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成掃描時(shí)間校正器、電源幾部分組成.第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波

15、測(cè)量衰減器射極跟隨前置放大器延遲線末級(jí)放大器觸發(fā)電路時(shí)基發(fā)生器末級(jí)放大器X輸入電路Z軸電路校正器電源XY1G內(nèi)外X同步Y(jié)輸入X輸入12345678910觸發(fā)電平12（a） 示波器框圖（b)波形關(guān)系圖ttttttt15 如何在示波管上得到穩(wěn)定的波形？如何在示波管上得到穩(wěn)定的波形？ 要求每次掃描的鋸齒波信號(hào)起點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于周期性被顯示信號(hào)的同一相應(yīng)點(diǎn)。要求每次掃描的鋸齒波信號(hào)起點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于周期性被顯示信號(hào)的同一相應(yīng)點(diǎn)。 將被顯示信號(hào)將被顯示信號(hào)的一部分送到觸發(fā)同步電路，當(dāng)該電路得到的信號(hào)相應(yīng)于輸?shù)囊徊糠炙偷接|發(fā)同步電路，當(dāng)該電路得到的信號(hào)相應(yīng)于輸 入信號(hào)的某個(gè)電平和極性，觸發(fā)同步電路即產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)入信號(hào)

16、的某個(gè)電平和極性，觸發(fā)同步電路即產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào) 去啟動(dòng)時(shí)基發(fā)生器，產(chǎn)生一個(gè)由觸發(fā)信號(hào)控制的掃描電壓去啟動(dòng)時(shí)基發(fā)生器，產(chǎn)生一個(gè)由觸發(fā)信號(hào)控制的掃描電壓。衰減器射極跟隨前置放大器延遲線末級(jí)放大器觸發(fā)電路時(shí)基發(fā)生器末級(jí)放大器X輸入電路Z軸電路校正器電源XY1G內(nèi)外X同步Y(jié)輸入X輸入12345678910觸發(fā)電平12（a） 示波器框圖（b)波形關(guān)系圖ttttttt圖圖4.31 示波器組成框圖及波形關(guān)系圖示波器組成框圖及波形關(guān)系圖 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量16 如何在示波管上得到穩(wěn)定的波形？如何在示波管上得到穩(wěn)定的波形？ Z Z軸電路應(yīng)在時(shí)基發(fā)生器輸出的正程時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生加亮（增輝）軸電

17、路應(yīng)在時(shí)基發(fā)生器輸出的正程時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生加亮（增輝）信號(hào)信號(hào)加到示波管控制柵極上，使得示波管在掃描正程加亮光加到示波管控制柵極上，使得示波管在掃描正程加亮光跡，在掃描回程使光跡消隱跡，在掃描回程使光跡消隱. . 衰減器射極跟隨前置放大器延遲線末級(jí)放大器觸發(fā)電路時(shí)基發(fā)生器末級(jí)放大器X輸入電路Z軸電路校正器電源XY1G內(nèi)外X同步Y(jié)輸入X輸入12345678910觸發(fā)電平12（a） 示波器框圖（b)波形關(guān)系圖ttttttt圖圖4.31 示波器組成框圖及波形關(guān)系圖示波器組成框圖及波形關(guān)系圖 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量17圖圖4.31 示波器組成框圖及波形關(guān)系圖示波器組成框圖及波形關(guān)系圖

18、 衰減器射極跟隨前置放大器延遲線末級(jí)放大器觸發(fā)電路時(shí)基發(fā)生器末級(jí)放大器X輸入電路Z軸電路校正器電源XY1G內(nèi)外X同步Y(jié)輸入X輸入12345678910觸發(fā)電平12（a） 示波器框圖（b)波形關(guān)系圖ttttttt第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量如何顯示信號(hào)前沿如何顯示信號(hào)前沿？ 由下圖的波形可見(jiàn)，觸發(fā)點(diǎn)即鋸齒波掃描起點(diǎn)并不在被由下圖的波形可見(jiàn)，觸發(fā)點(diǎn)即鋸齒波掃描起點(diǎn)并不在被顯示信號(hào)的起始過(guò)零點(diǎn)。顯示信號(hào)的起始過(guò)零點(diǎn)。因此，信號(hào)前沿?zé)o法觀察。因此，信號(hào)前沿?zé)o法觀察。18圖圖4.31 示波器組成框圖及波形關(guān)系圖示波器組成框圖及波形關(guān)系圖 衰減器射極跟隨前置放大器延遲線末級(jí)放大器觸發(fā)電路

19、時(shí)基發(fā)生器末級(jí)放大器X輸入電路Z軸電路校正器電源XY1G內(nèi)外X同步Y(jié)輸入X輸入12345678910觸發(fā)電平12（a） 示波器框圖（b)波形關(guān)系圖ttttttt第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量如何顯示信號(hào)前沿如何顯示信號(hào)前沿？解決辦法解決辦法：在垂直前置放大器之后加入延遲線在垂直前置放大器之后加入延遲線，對(duì)，對(duì)Y 方向加入的方向加入的信號(hào)進(jìn)行延遲，并且使其延遲時(shí)間信號(hào)進(jìn)行延遲，并且使其延遲時(shí)間2 2略大于由水平通道引起的固略大于由水平通道引起的固有觸發(fā)延遲有觸發(fā)延遲1 1 ，以確保觸發(fā)掃描與顯示信號(hào)同步。，以確保觸發(fā)掃描與顯示信號(hào)同步。19圖圖4.31 示波器組成框圖及波形關(guān)系圖

20、示波器組成框圖及波形關(guān)系圖 衰減器射極跟隨前置放大器延遲線末級(jí)放大器觸發(fā)電路時(shí)基發(fā)生器末級(jí)放大器X輸入電路Z軸電路校正器電源XY1G內(nèi)外X同步Y(jié)輸入X輸入12345678910觸發(fā)電平12（a） 示波器框圖（b)波形關(guān)系圖ttttttt第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量示波器同步方式示波器同步方式 “ “內(nèi)內(nèi)”同步：同步信號(hào)來(lái)自于同步：同步信號(hào)來(lái)自于Y 通道。通道。 “ “外外”同步：同步信號(hào)來(lái)自于儀器外部的方式。同步：同步信號(hào)來(lái)自于儀器外部的方式。20圖圖4.31 示波器組成框圖及波形關(guān)系圖示波器組成框圖及波形關(guān)系圖 衰減器射極跟隨前置放大器延遲線末級(jí)放大器觸發(fā)電路時(shí)基發(fā)生器末級(jí)

21、放大器X輸入電路Z軸電路校正器電源XY1G內(nèi)外X同步Y(jié)輸入X輸入12345678910觸發(fā)電平12（a） 示波器框圖（b)波形關(guān)系圖ttttttt第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量示波器同步方式示波器同步方式用于其它測(cè)量時(shí)，用于其它測(cè)量時(shí)，X 偏轉(zhuǎn)板也可不加時(shí)基信號(hào)，而是加上待偏轉(zhuǎn)板也可不加時(shí)基信號(hào)，而是加上待測(cè)的或參考的信號(hào)，可從測(cè)的或參考的信號(hào)，可從X 輸入端直接接入示波器，經(jīng)過(guò)輸輸入端直接接入示波器，經(jīng)過(guò)輸入電路和放大器后加于入電路和放大器后加于X 偏轉(zhuǎn)板。輸入電路一般由衰減器、偏轉(zhuǎn)板。輸入電路一般由衰減器、射級(jí)跟隨器和放大器組成。射級(jí)跟隨器和放大器組成。21 校正器：校正器

22、： 用來(lái)校準(zhǔn)示波器的主要特征。常用的有幅度校正器和掃描時(shí)間校正器用來(lái)校準(zhǔn)示波器的主要特征。常用的有幅度校正器和掃描時(shí)間校正器。 電源：電源： 一般由兩個(gè)整流器組成。高壓整流器分別供給示波管高壓電極電壓，一般由兩個(gè)整流器組成。高壓整流器分別供給示波管高壓電極電壓，低壓整流器供給示波器所有其它電路的電壓和示波管低壓電極電壓。通常低壓整流器供給示波器所有其它電路的電壓和示波管低壓電極電壓。通常低壓電源采用穩(wěn)壓器，較精密的示波器高壓電源也采取穩(wěn)壓措施。低壓電源采用穩(wěn)壓器，較精密的示波器高壓電源也采取穩(wěn)壓措施。 電子束控制電路與電源連在一起，包括亮度、聚焦、輔助聚焦和光點(diǎn)電子束控制電路與電源連在一起，包

23、括亮度、聚焦、輔助聚焦和光點(diǎn)位置控制。位置控制。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量224-4 電子示波器的基本部件電子示波器的基本部件 垂直偏轉(zhuǎn)通道、水平偏轉(zhuǎn)通道、增輝和垂直偏轉(zhuǎn)通道、水平偏轉(zhuǎn)通道、增輝和Z軸調(diào)制、校正器軸調(diào)制、校正器及電源組成。及電源組成。4-4.1、垂直偏轉(zhuǎn)通道（、垂直偏轉(zhuǎn)通道（Y 通道）通道） 由輸入電路、延遲線和放大器組成。由輸入電路、延遲線和放大器組成。 任務(wù)：任務(wù)：（1 1）檢測(cè)被觀察的信號(hào)，并將它無(wú)失真的或失檢測(cè)被觀察的信號(hào)，并將它無(wú)失真的或失真很小的傳輸?shù)绞静ü艿拇怪逼D(zhuǎn)極板上。真很小的傳輸?shù)绞静ü艿拇怪逼D(zhuǎn)極板上。 （2 2）將被測(cè)信號(hào)進(jìn)行一定的

24、延遲。）將被測(cè)信號(hào)進(jìn)行一定的延遲。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量231.1.輸入電路輸入電路 由耦合電路、衰減器、探頭組成由耦合電路、衰減器、探頭組成 被測(cè)信號(hào)通過(guò)垂直偏轉(zhuǎn)通道加到示波管的被測(cè)信號(hào)通過(guò)垂直偏轉(zhuǎn)通道加到示波管的Y 偏轉(zhuǎn)板上，偏轉(zhuǎn)板上，整個(gè)輸入電路可以看成一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)，為了不失真的傳輸整個(gè)輸入電路可以看成一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)，為了不失真的傳輸信號(hào)，此二端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是一個(gè)交直流耦合電路，通過(guò)該耦合信號(hào)，此二端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是一個(gè)交直流耦合電路，通過(guò)該耦合電路后，信號(hào)再加到放大器進(jìn)行放大。電路后，信號(hào)再加到放大器進(jìn)行放大。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量241.1.輸入電路

25、輸入電路 由耦合電路、衰減器、探頭組成由耦合電路、衰減器、探頭組成 被測(cè)信號(hào)通過(guò)垂直偏轉(zhuǎn)通道加到示波管的被測(cè)信號(hào)通過(guò)垂直偏轉(zhuǎn)通道加到示波管的Y Y偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn)板上，整個(gè)輸入電路可以看成一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)，為了不失真上，整個(gè)輸入電路可以看成一個(gè)二端網(wǎng)絡(luò)，為了不失真的傳輸信號(hào)，此二端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是一個(gè)交直流耦合電路，通的傳輸信號(hào)，此二端網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是一個(gè)交直流耦合電路，通過(guò)該耦合電路后，信號(hào)再加到放大器進(jìn)行放大。過(guò)該耦合電路后，信號(hào)再加到放大器進(jìn)行放大。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量251.1.輸入電路輸入電路 由耦合電路、衰減器、探頭組成由耦合電路、衰減器、探頭組成（1 1）輸入耦合方式）輸入耦合

26、方式 對(duì)于通頻帶下限不是零的示波器，放大器為交流耦合，對(duì)于通頻帶下限不是零的示波器，放大器為交流耦合，其輸入端用電容耦合。其輸入端用電容耦合。 對(duì)于通頻帶從零開(kāi)始的示波器，可以觀測(cè)信號(hào)的直流分對(duì)于通頻帶從零開(kāi)始的示波器，可以觀測(cè)信號(hào)的直流分量或觀察變化極慢的信號(hào)，放大器是直流耦合。量或觀察變化極慢的信號(hào)，放大器是直流耦合。 因此，被測(cè)信號(hào)輸入端的耦合則視需要而定，可以是直因此，被測(cè)信號(hào)輸入端的耦合則視需要而定，可以是直流耦合，也可以是交流耦合流耦合，也可以是交流耦合, ,用開(kāi)關(guān)來(lái)控制用開(kāi)關(guān)來(lái)控制. .第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量26（2 2）衰減器）衰減器 由電阻、電容構(gòu)成由

27、電阻、電容構(gòu)成 為滿足觀察幅度較小和幅度較大的電壓波形，必須接入衰減器。為滿足觀察幅度較小和幅度較大的電壓波形，必須接入衰減器。 要求：要求：( (1 1）輸入阻抗高。輸入阻抗高。 （2 2）在示波器的整個(gè)通頻帶內(nèi)衰減的分壓比均勻不變。）在示波器的整個(gè)通頻帶內(nèi)衰減的分壓比均勻不變。 要達(dá)到這個(gè)要求，僅用簡(jiǎn)單的電阻分壓是達(dá)不到目的的。要達(dá)到這個(gè)要求，僅用簡(jiǎn)單的電阻分壓是達(dá)不到目的的。 因?yàn)樵谙乱患?jí)的輸入及引線都存在分布電容，對(duì)于被測(cè)因?yàn)樵谙乱患?jí)的輸入及引線都存在分布電容，對(duì)于被測(cè)信號(hào)高頻分量有嚴(yán)重的衰減，造成信號(hào)的高頻分量的失真。信號(hào)高頻分量有嚴(yán)重的衰減，造成信號(hào)的高頻分量的失真。第四章第四章

28、示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量271C2C1R2RiRiC輸 入信 號(hào)D CA CkR1、R2為分壓電阻（為分壓電阻（R2包括下一級(jí)的輸入電阻），包括下一級(jí)的輸入電阻），C2 2為下為下一級(jí)的輸入電容和分布電容，一級(jí)的輸入電容和分布電容，C1 1為補(bǔ)償電容。調(diào)節(jié)為補(bǔ)償電容。調(diào)節(jié)C1 1 當(dāng)滿當(dāng)滿足關(guān)系式足關(guān)系式 C1R1=C2R2 時(shí)，分壓比時(shí)，分壓比 K0 0 在整個(gè)通頻帶內(nèi)是均在整個(gè)通頻帶內(nèi)是均勻的。它被表示為勻的。它被表示為 這樣的分壓器做成的衰減器就可以無(wú)畸變的傳輸窄脈沖信號(hào)，僅僅是信號(hào)幅這樣的分壓器做成的衰減器就可以無(wú)畸變的傳輸窄脈沖信號(hào)，僅僅是信號(hào)幅度降為原幅度的度降為原幅度的1

29、/ K 。圖4.41 耦合電路和衰減器 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量解決辦法：解決辦法：采用如下圖所示的采用如下圖所示的阻容補(bǔ)償分壓器阻容補(bǔ)償分壓器2122120CCCRRRK28（3 3）探頭）探頭 CRiCiRiRiC探 頭電 纜探 頭觸 點(diǎn)圖4.4-2示波器探頭 輸入的引線會(huì)引進(jìn)各種雜散干擾，所以通常使用同軸電纜輸入的引線會(huì)引進(jìn)各種雜散干擾，所以通常使用同軸電纜作為輸入引線。作為輸入引線。 同軸電纜內(nèi)外導(dǎo)體間存在電容使輸入電容同軸電纜內(nèi)外導(dǎo)體間存在電容使輸入電容Ci顯著增加，不顯著增加，不利于觀察高頻電路或窄脈沖。探頭里可接一個(gè)可調(diào)的小電容和利于觀察高頻電路或窄脈沖。探

30、頭里可接一個(gè)可調(diào)的小電容和大電阻大電阻 R并聯(lián)。并聯(lián)。 若若Ri =1=1M , ,R應(yīng)取應(yīng)取9 9M，同時(shí)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電容，同時(shí)調(diào)節(jié)補(bǔ)償電容 C 得到最佳補(bǔ)得到最佳補(bǔ)償償 CRCiRi，參看如圖波形。，參看如圖波形。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量29 由于探頭中的電阻電容由于探頭中的電阻電容 R R、C C 與示波器的輸入阻抗與示波器的輸入阻抗 RiCiRiCi 形成補(bǔ)償式分壓器，一般采用分壓比為形成補(bǔ)償式分壓器，一般采用分壓比為1010：1 1的分壓器，此時(shí)的分壓器，此時(shí)分壓器不會(huì)引入被測(cè)信號(hào)的失真。分壓器不會(huì)引入被測(cè)信號(hào)的失真。 必須強(qiáng)調(diào)的是，探頭里的微調(diào)電容是對(duì)特定的示波

31、器調(diào)定必須強(qiáng)調(diào)的是，探頭里的微調(diào)電容是對(duì)特定的示波器調(diào)定的，各臺(tái)示波器的值一般都不相同，所以探頭不能互換，否則的，各臺(tái)示波器的值一般都不相同，所以探頭不能互換，否則會(huì)引入明顯畸變。會(huì)引入明顯畸變。（ a)正 常 補(bǔ) 償（ b)過(guò) 補(bǔ) 償（ c)欠 補(bǔ) 償 圖4.43 補(bǔ)償電容的波形 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量302.2.阻抗變換器阻抗變換器 由射極跟隨器構(gòu)成由射極跟隨器構(gòu)成 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）射極跟隨器的高輸入阻抗使得示波器對(duì)外呈射極跟隨器的高輸入阻抗使得示波器對(duì)外呈 現(xiàn)高輸入阻抗現(xiàn)高輸入阻抗 （2 2）射極跟隨器的低輸出阻抗易于與后接的低阻）射極跟隨器的低輸出阻抗易于

32、與后接的低阻 延遲線相匹配延遲線相匹配第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量313.3.延遲線延遲線 采用多節(jié)采用多節(jié)LCLC網(wǎng)絡(luò)（窄帶示波器）或平衡螺網(wǎng)絡(luò)（窄帶示波器）或平衡螺旋線（寬帶示波器）旋線（寬帶示波器） 基本要求：在垂直系統(tǒng)的工作頻帶內(nèi)，它能夠無(wú)失真基本要求：在垂直系統(tǒng)的工作頻帶內(nèi)，它能夠無(wú)失真地并有一定延時(shí)地傳遞信號(hào)。地并有一定延時(shí)地傳遞信號(hào)。 通常延遲時(shí)間在通常延遲時(shí)間在5050200ns200ns之間，這個(gè)延遲準(zhǔn)確性要之間，這個(gè)延遲準(zhǔn)確性要求不高，但延遲應(yīng)穩(wěn)定，否則會(huì)導(dǎo)致圖象的水平漂移和晃求不高，但延遲應(yīng)穩(wěn)定，否則會(huì)導(dǎo)致圖象的水平漂移和晃動(dòng)。動(dòng)。第四章第四章 示波器及

33、示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量324.4.垂直偏轉(zhuǎn)放大器垂直偏轉(zhuǎn)放大器 作用：被測(cè)信號(hào)經(jīng)探頭檢測(cè)引入示波器后，微弱的信號(hào)作用：被測(cè)信號(hào)經(jīng)探頭檢測(cè)引入示波器后，微弱的信號(hào)必須通過(guò)放大器放大后加到示波器的垂直偏轉(zhuǎn)板，使電子束必須通過(guò)放大器放大后加到示波器的垂直偏轉(zhuǎn)板，使電子束有足夠大的偏轉(zhuǎn)能量。有足夠大的偏轉(zhuǎn)能量。 要求：當(dāng)示波管靈敏度及示波器偏轉(zhuǎn)因數(shù)一定的情況下，要求：當(dāng)示波管靈敏度及示波器偏轉(zhuǎn)因數(shù)一定的情況下，放大器的增益放大器的增益K K為：為： K=(S/Sv)K=(S/Sv)10001000 其中其中S S為示波器偏轉(zhuǎn)因數(shù)，為示波器偏轉(zhuǎn)因數(shù)， SvSv 為示波管的靈敏度。為示波管的靈敏度。 第

34、四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量334.4.垂直偏轉(zhuǎn)放大器垂直偏轉(zhuǎn)放大器 例如：當(dāng)例如：當(dāng)S S為為1cm/50mV1cm/50mV，( (高靈敏度示波管高靈敏度示波管)S)Sv v=0.5cm/V=0.5cm/V，要，要求放大器的放大倍數(shù)求放大器的放大倍數(shù)K=40K=40；( (一般示波管一般示波管)S)Sv v=0.04cm/V,=0.04cm/V,則要?jiǎng)t要求放大器的放大倍數(shù)求放大器的放大倍數(shù)K=500K=500。 垂直偏轉(zhuǎn)放大器設(shè)計(jì)中要考慮的因素，除了放大器應(yīng)具垂直偏轉(zhuǎn)放大器設(shè)計(jì)中要考慮的因素，除了放大器應(yīng)具有足夠大的信號(hào)放大倍數(shù)外，還要考慮波形無(wú)失真的被放大，有足夠大的信號(hào)

35、放大倍數(shù)外，還要考慮波形無(wú)失真的被放大，即放大器應(yīng)具有足夠的帶寬。也就是具有足夠低的低頻截至即放大器應(yīng)具有足夠的帶寬。也就是具有足夠低的低頻截至頻率和足夠高的高頻截至頻率。頻率和足夠高的高頻截至頻率。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量34 放大器的低頻截止頻率受耦合電容或射極旁路電容的限放大器的低頻截止頻率受耦合電容或射極旁路電容的限制，必須加大這些電容以降低低頻截止頻率或采用直接耦合。制，必須加大這些電容以降低低頻截止頻率或采用直接耦合。 高頻截止頻率受兩個(gè)因素限制：高頻截止頻率受兩個(gè)因素限制： 一一 是晶體管放大倍數(shù)隨頻率升高而下降是晶體管放大倍數(shù)隨頻率升高而下降 二二 是晶體

36、管輸出端分布電容是晶體管輸出端分布電容C C0 0（集電結(jié)電容和引線分布（集電結(jié)電容和引線分布電容之和）及負(fù)載電容電容之和）及負(fù)載電容CL L對(duì)高頻的分流使高頻增益下降由它對(duì)高頻的分流使高頻增益下降由它造成的高頻截至頻率為：造成的高頻截至頻率為：12kLLfRC式中式中 RL L 和和 C L L 是放大器的等效負(fù)載電阻和等效負(fù)載電容。是放大器的等效負(fù)載電阻和等效負(fù)載電容。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量4.4.垂直偏轉(zhuǎn)放大器垂直偏轉(zhuǎn)放大器 35為擴(kuò)大通頻帶寬度必須采用下列措施：為擴(kuò)大通頻帶寬度必須采用下列措施： 選用截止頻率高的器件，盡量減小負(fù)載電容和分布選用截止頻率高的器件

37、，盡量減小負(fù)載電容和分布電容，并選取小的集電極電阻。電容，并選取小的集電極電阻。 電路中引入強(qiáng)的負(fù)反饋。電路中引入強(qiáng)的負(fù)反饋。 在電路中用電抗元件（電容或電感）加以補(bǔ)償，使放在電路中用電抗元件（電容或電感）加以補(bǔ)償，使放大器截止頻率高一些，使總的頻率響應(yīng)在高頻端有所提升。大器截止頻率高一些，使總的頻率響應(yīng)在高頻端有所提升。 采取以上措施后，放大器的通帶寬度可大大提高，若要求采取以上措施后，放大器的通帶寬度可大大提高，若要求更高的帶寬，如大于更高的帶寬，如大于1GHz1GHz，則可采用取樣的方法把觀察信號(hào)，則可采用取樣的方法把觀察信號(hào)“減減慢慢”，然后再用帶寬較窄的放大器放大，這就是取樣示波器。

38、，然后再用帶寬較窄的放大器放大，這就是取樣示波器。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量36 垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的末級(jí)放大器采用推挽式放大器垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的末級(jí)放大器采用推挽式放大器. . 優(yōu)點(diǎn)：它輸出一對(duì)平衡的交流電壓加到偏轉(zhuǎn)板，當(dāng)被優(yōu)點(diǎn)：它輸出一對(duì)平衡的交流電壓加到偏轉(zhuǎn)板，當(dāng)被測(cè)電壓幅度任意改變時(shí)，可保持偏轉(zhuǎn)的基線電位不變。測(cè)電壓幅度任意改變時(shí)，可保持偏轉(zhuǎn)的基線電位不變。 垂直偏轉(zhuǎn)通道放大器可以設(shè)計(jì)成差動(dòng)放大器。垂直偏轉(zhuǎn)通道放大器可以設(shè)計(jì)成差動(dòng)放大器。 優(yōu)點(diǎn)：差動(dòng)放大器具有抑制寄生信號(hào)的能力，不管這優(yōu)點(diǎn)：差動(dòng)放大器具有抑制寄生信號(hào)的能力，不管這種信號(hào)是由附近的干擾源通過(guò)空間耦合而來(lái)，還是通

39、過(guò)傳種信號(hào)是由附近的干擾源通過(guò)空間耦合而來(lái)，還是通過(guò)傳導(dǎo)而來(lái)。導(dǎo)而來(lái)。 差動(dòng)放大器還能大大改善因環(huán)境溫度、電源電壓、晶差動(dòng)放大器還能大大改善因環(huán)境溫度、電源電壓、晶體管參數(shù)等變化而引起的漂移。體管參數(shù)等變化而引起的漂移。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量374-4.2、水平偏轉(zhuǎn)通道（、水平偏轉(zhuǎn)通道（X通道）通道） 作用是產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間呈線性關(guān)系的電壓，并加到示波作用是產(chǎn)生一個(gè)與時(shí)間呈線性關(guān)系的電壓，并加到示波管的管的X偏轉(zhuǎn)板上去，使電子射線沿水平方向線性地偏移，形偏轉(zhuǎn)板上去，使電子射線沿水平方向線性地偏移，形成時(shí)間基線。成時(shí)間基線。 設(shè)設(shè) Sx 為水平方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度，水平板上所加

40、電壓為為水平方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度，水平板上所加電壓為Ux( (t) ) ，則偏轉(zhuǎn)距離，則偏轉(zhuǎn)距離x為為 x = Sx Ux(t) 。 由此式可知，隨時(shí)間線形增長(zhǎng)的掃描電壓加在水平偏轉(zhuǎn)由此式可知，隨時(shí)間線形增長(zhǎng)的掃描電壓加在水平偏轉(zhuǎn)板上，屏幕電子束即能由左向右隨時(shí)間作水平掃描，這種掃板上，屏幕電子束即能由左向右隨時(shí)間作水平掃描，這種掃描稱為線性時(shí)基掃描。描稱為線性時(shí)基掃描。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量381.1.掃描分類：掃描分類：連續(xù)掃描方式和觸發(fā)掃描連續(xù)掃描方式和觸發(fā)掃描（1 1）連續(xù)掃描：）連續(xù)掃描： 掃描電壓是由示波器本身的時(shí)基電路產(chǎn)生，與被測(cè)信號(hào)掃描電壓是由示波器本身的時(shí)

41、基電路產(chǎn)生，與被測(cè)信號(hào)電壓不相關(guān)的，電壓不相關(guān)的， 一般采用被測(cè)信號(hào)（或與被測(cè)信號(hào)相關(guān)的信號(hào)）控制觸一般采用被測(cè)信號(hào)（或與被測(cè)信號(hào)相關(guān)的信號(hào)）控制觸發(fā)時(shí)使發(fā)時(shí)使TnTy ，這個(gè)過(guò)程稱為同步。，這個(gè)過(guò)程稱為同步。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量穩(wěn)定顯示波形的條件：穩(wěn)定顯示波形的條件：T TnTynTyyTyUxUTxUtttTyTT yTT3被 測(cè) 信 號(hào)ttttTTTyTxUxUxU0t被 測(cè) 脈 沖連 續(xù) 掃 描pTT 連 續(xù) 掃 描0tT 0tT 觸 發(fā) 掃 描(a)(b)(c)(d) 圖圖4.44 連續(xù)掃描的波形顯連續(xù)掃描的波形顯圖圖4.45脈沖信號(hào)的連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描顯示

42、脈沖信號(hào)的連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描顯示 39（2 2）觸發(fā)掃描）觸發(fā)掃描: :圖（圖（a）是被測(cè)脈沖波形，脈沖的持續(xù)時(shí)間與重復(fù)周期比（）是被測(cè)脈沖波形，脈沖的持續(xù)時(shí)間與重復(fù)周期比（T0 /Ty）很小，式中）很小，式中T0為被測(cè)脈沖底寬。圖為被測(cè)脈沖底寬。圖( (b) )上很難看清波形的上很難看清波形的細(xì)節(jié)，特別是脈沖波的上升沿。圖細(xì)節(jié)，特別是脈沖波的上升沿。圖(c)(c)雖然可以觀察被測(cè)脈沖雖然可以觀察被測(cè)脈沖細(xì)節(jié)，但顯示的脈沖波形很暗淡，而時(shí)基線卻很亮，這不僅細(xì)節(jié)，但顯示的脈沖波形很暗淡，而時(shí)基線卻很亮，這不僅觀察困難，而且同步也較難。觀察困難，而且同步也較難。yTyUxUTxUtttTyTT y

43、TT3被 測(cè) 信 號(hào)ttttTTTyTxUxUxU0t被 測(cè) 脈 沖連 續(xù) 掃 描pTT 連 續(xù) 掃 描0tT 0tT 觸 發(fā) 掃 描(a)(b)(c)(d) 圖圖4.44 連續(xù)掃描的波形顯連續(xù)掃描的波形顯圖圖4.45脈沖信號(hào)的連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描顯示脈沖信號(hào)的連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描顯示 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量40（2 2）觸發(fā)掃描）觸發(fā)掃描: :圖圖(d)(d)所示是觸發(fā)掃描的情形，掃描發(fā)生器平時(shí)處于等待工作所示是觸發(fā)掃描的情形，掃描發(fā)生器平時(shí)處于等待工作狀態(tài)，只有送入狀態(tài)，只有送入觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖時(shí)才產(chǎn)生一次掃描電壓，在屏幕上時(shí)才產(chǎn)生一次掃描電壓，在屏幕上掃出一個(gè)展寬的脈

44、沖波形，而不顯示出時(shí)間基線。掃出一個(gè)展寬的脈沖波形，而不顯示出時(shí)間基線。 yTyUxUTxUtttTyTT yTT3被 測(cè) 信 號(hào)ttttTTTyTxUxUxU0t被 測(cè) 脈 沖連 續(xù) 掃 描pTT 連 續(xù) 掃 描0tT 0tT 觸 發(fā) 掃 描(a)(b)(c)(d) 圖圖4.44 連續(xù)掃描的波形顯連續(xù)掃描的波形顯圖圖4.45脈沖信號(hào)的連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描顯示脈沖信號(hào)的連續(xù)掃描與觸發(fā)掃描顯示 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量41 時(shí)基觸發(fā)器時(shí)基觸發(fā)器：水平通道的核心，它產(chǎn)生線性度好，頻率：水平通道的核心，它產(chǎn)生線性度好，頻率穩(wěn)定、幅度相等的鋸齒波電壓；穩(wěn)定、幅度相等的鋸齒波電壓；

45、觸發(fā)電路觸發(fā)電路：控制時(shí)基的掃描閘門，以實(shí)現(xiàn)與被測(cè)信號(hào)的：控制時(shí)基的掃描閘門，以實(shí)現(xiàn)與被測(cè)信號(hào)的嚴(yán)格同步。嚴(yán)格同步。 水平放大器水平放大器：是用來(lái)放大鋸齒電壓波，產(chǎn)生對(duì)稱的鋸齒：是用來(lái)放大鋸齒電壓波，產(chǎn)生對(duì)稱的鋸齒波輸至水平偏轉(zhuǎn)板；波輸至水平偏轉(zhuǎn)板；2.2.水平通道組成框圖水平通道組成框圖 觸發(fā)電路、時(shí)基發(fā)生器、水平放大器觸發(fā)電路、時(shí)基發(fā)生器、水平放大器圖4.46水平通道結(jié)構(gòu)框圖第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量423.3.時(shí)基發(fā)生器（時(shí)基發(fā)生器（時(shí)基閘門、掃描發(fā)生器、電壓比較器和釋抑時(shí)基閘門、掃描發(fā)生器、電壓比較器和釋抑電路組成）電路組成）1t時(shí)基閘門電路掃描電壓發(fā)生器電壓比較器

46、穩(wěn)定度EP釋抑電路1t1t2t2t0U增輝1t2trUCREK0U正程回程K斷開(kāi)K閉合圖4.47 時(shí)基發(fā)生器 圖4.48 密勒積分電路 時(shí)基閘門電路時(shí)基閘門電路：它是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當(dāng)觸發(fā)脈沖在：它是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當(dāng)觸發(fā)脈沖在t1 1時(shí)刻到來(lái)，電路翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，使得掃描電壓發(fā)生器時(shí)刻到來(lái)，電路翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，使得掃描電壓發(fā)生器開(kāi)始工作。開(kāi)始工作。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量433.3.時(shí)基發(fā)生器時(shí)基發(fā)生器1t時(shí)基閘門電路掃描電壓發(fā)生器電壓比較器穩(wěn)定度EP釋抑電路1t1t2t2t0U增輝1t2trUCREK0U正程回程K斷開(kāi)K閉合圖4.47 時(shí)基發(fā)生器 圖4.48 密勒

47、積分電路掃描電壓產(chǎn)生器掃描電壓產(chǎn)生器：是一個(gè)密勒積分器，它能產(chǎn)生高線性度：是一個(gè)密勒積分器，它能產(chǎn)生高線性度的鋸齒波電壓。其原理如下圖所示。的鋸齒波電壓。其原理如下圖所示。 當(dāng)開(kāi)關(guān)當(dāng)開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)時(shí)，電源電壓斷開(kāi)時(shí)，電源電壓 E 通過(guò)電阻通過(guò)電阻R對(duì)電容對(duì)電容C充電，充電，產(chǎn)生負(fù)向鋸齒波產(chǎn)生負(fù)向鋸齒波U0 0，時(shí)基閘門電路的兩個(gè)狀態(tài)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)，時(shí)基閘門電路的兩個(gè)狀態(tài)相當(dāng)于開(kāi)關(guān)K K的斷開(kāi)和閉合，開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)和閉合，開(kāi)關(guān)K K閉合時(shí)，電容閉合時(shí)，電容C迅速放電，使迅速放電，使U0 0迅速迅速回升，形成掃描回程電壓?；厣纬蓲呙杌爻屉妷?。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量44 電壓比較器

48、將送入的電壓電壓比較器將送入的電壓U0 與參考電壓與參考電壓Ur 進(jìn)行比較，進(jìn)行比較，當(dāng)當(dāng)U0Ur 時(shí)，電壓比較器輸出隨時(shí)，電壓比較器輸出隨U0 0下降，給釋抑電路的電容下降，給釋抑電路的電容器充電，時(shí)基閘門電路的輸入電壓下降器充電，時(shí)基閘門電路的輸入電壓下降. . 當(dāng)降到雙穩(wěn)態(tài)時(shí)基閘門的負(fù)觸發(fā)電平時(shí)，時(shí)基閘門電路翻當(dāng)降到雙穩(wěn)態(tài)時(shí)基閘門的負(fù)觸發(fā)電平時(shí)，時(shí)基閘門電路翻轉(zhuǎn)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)K接通，控制掃描電壓發(fā)生器結(jié)束向鋸齒波的接通，控制掃描電壓發(fā)生器結(jié)束向鋸齒波的生成而進(jìn)入回程期，電路翻轉(zhuǎn)的時(shí)刻為生成而進(jìn)入回程期，電路翻轉(zhuǎn)的時(shí)刻為t2 2 。1t時(shí)基閘門電路掃描電壓發(fā)生器電壓比較器穩(wěn)定度

49、EP釋抑電路1t1t2t2t0U增輝1t2trUCREK0U正程回程K斷開(kāi)K閉合圖圖4.47 時(shí)基發(fā)生器時(shí)基發(fā)生器 圖圖4.48 密勒積分電路密勒積分電路第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量45 釋抑電路釋抑電路: : 用來(lái)保證每次掃描都開(kāi)始在同樣的起始電平用來(lái)保證每次掃描都開(kāi)始在同樣的起始電平上上, ,由由RC電路組成。電路組成。 該電路保持了電壓比較器送來(lái)的較負(fù)的電平，當(dāng)掃描回該電路保持了電壓比較器送來(lái)的較負(fù)的電平，當(dāng)掃描回程期，掃描電壓程期，掃描電壓 U0 0 迅速回升，但由于電容的電荷存貯效應(yīng)，迅速回升，但由于電容的電荷存貯效應(yīng)，使得時(shí)基閘門輸入保持一個(gè)較低的電平，從而保證密

50、勒電路的使得時(shí)基閘門輸入保持一個(gè)較低的電平，從而保證密勒電路的電容電容C C有足夠的放電時(shí)間，以保證下一次積分在同樣的起始電有足夠的放電時(shí)間，以保證下一次積分在同樣的起始電平上開(kāi)始。平上開(kāi)始。1t時(shí)基閘門電路掃描電壓發(fā)生器電壓比較器穩(wěn)定度EP釋抑電路1t1t2t2t0U增輝1t2trUCREK0U正程回程K斷開(kāi)K閉合圖圖4.47 時(shí)基發(fā)生器時(shí)基發(fā)生器 圖圖4.48 密勒積分電路密勒積分電路第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量464.4.觸發(fā)電路：觸發(fā)電路：觸發(fā)源選擇、觸發(fā)信號(hào)耦合方式選擇、觸發(fā)信觸發(fā)源選擇、觸發(fā)信號(hào)耦合方式選擇、觸發(fā)信號(hào)放大、觸發(fā)整型電路。號(hào)放大、觸發(fā)整型電路。 （1

51、 1）觸發(fā)源：）觸發(fā)源：觸發(fā)信號(hào)的三種來(lái)源如下觸發(fā)信號(hào)的三種來(lái)源如下 內(nèi)觸發(fā)：內(nèi)觸發(fā)信號(hào)來(lái)自于示波器內(nèi)的內(nèi)觸發(fā)：內(nèi)觸發(fā)信號(hào)來(lái)自于示波器內(nèi)的Y Y通通 道觸發(fā)放大器，它位于延遲線前。道觸發(fā)放大器，它位于延遲線前。 當(dāng)需要利用被測(cè)信號(hào)觸發(fā)掃描發(fā)生器時(shí)，采用當(dāng)需要利用被測(cè)信號(hào)觸發(fā)掃描發(fā)生器時(shí)，采用這種方式。這種方式。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量474.4.觸發(fā)電路：觸發(fā)電路：觸發(fā)源選擇、觸發(fā)信號(hào)耦合方式選擇、觸發(fā)信觸發(fā)源選擇、觸發(fā)信號(hào)耦合方式選擇、觸發(fā)信號(hào)放大、觸發(fā)整型電路。號(hào)放大、觸發(fā)整型電路。 （1 1）觸發(fā)源：）觸發(fā)源： 外觸發(fā)：用外接信號(hào)觸發(fā)掃描，該信號(hào)由觸發(fā)外觸發(fā)：用外

52、接信號(hào)觸發(fā)掃描，該信號(hào)由觸發(fā)“輸入輸入” ” 端接入。端接入。 當(dāng)被測(cè)信號(hào)不適于作觸發(fā)信號(hào)或?yàn)榱吮容^兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間當(dāng)被測(cè)信號(hào)不適于作觸發(fā)信號(hào)或?yàn)榱吮容^兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間關(guān)系等用途時(shí)，可用外觸發(fā)。關(guān)系等用途時(shí)，可用外觸發(fā)。 電源觸發(fā)：來(lái)自電源觸發(fā)：來(lái)自50Hz50Hz交流電源（經(jīng)變壓器）產(chǎn)生的觸交流電源（經(jīng)變壓器）產(chǎn)生的觸 發(fā)脈沖。發(fā)脈沖。 用于觀察與交流電源頻率有時(shí)間關(guān)系的信號(hào)。用于觀察與交流電源頻率有時(shí)間關(guān)系的信號(hào)。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量48（2 2）觸發(fā)耦合方式：）觸發(fā)耦合方式：為了適應(yīng)不同的信號(hào)頻率，示波器設(shè)有四種觸發(fā)耦合方式，可用開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，如下圖所示。觸 發(fā)放大

53、器內(nèi)外電源低頻抑制ACACDCHF2K1C2C3C47. 001. 0p100t圖4.49 觸發(fā)源與觸發(fā)耦合方式 圖4.410 具有低頻干擾的信號(hào) 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量 “DC”“DC”直流耦合：直流耦合：用于接入直流或緩慢變化的信號(hào)，或頻率較低并且有直流成份的信號(hào)，一般用“外”觸發(fā)或連續(xù)掃描方式。49觸 發(fā)放大器內(nèi)外電源低頻抑制ACACDCHF2K1C2C3C47. 001. 0p100t圖4.49 觸發(fā)源與觸發(fā)耦合方式 圖4.410 具有低頻干擾的信號(hào) 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量 “AC ”交流耦合：觸發(fā)信號(hào)經(jīng)電容交流耦合：觸發(fā)信號(hào)經(jīng)電容 C1

54、 接入，用于觀接入，用于觀察由低頻到高頻的信號(hào)，用內(nèi)觸發(fā)或外觸發(fā)均可。使用方便，察由低頻到高頻的信號(hào)，用內(nèi)觸發(fā)或外觸發(fā)均可。使用方便，所以常用這一耦合方式。所以常用這一耦合方式。 （2 2）觸發(fā)耦合方式：）觸發(fā)耦合方式：為了適應(yīng)不同的信號(hào)頻率，示波器設(shè)有為了適應(yīng)不同的信號(hào)頻率，示波器設(shè)有四種觸發(fā)耦合方式，可用開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，如下圖所示。四種觸發(fā)耦合方式，可用開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，如下圖所示。50 “ “AC”低頻抑制：觸發(fā)信號(hào)經(jīng)電容低頻抑制：觸發(fā)信號(hào)經(jīng)電容 C1 1 及及C2 2 接入，接入，電容量減小，阻抗較大，用于抑制電容量減小，阻抗較大，用于抑制2 2kHz以下的低頻成份。以下的低頻成份。 例如觀

55、測(cè)有低頻干擾（例如觀測(cè)有低頻干擾（5050Hz噪聲）的信號(hào)時(shí)，用這一種噪聲）的信號(hào)時(shí)，用這一種耦合方式較合適，可以避免波形晃動(dòng)。耦合方式較合適，可以避免波形晃動(dòng)。觸 發(fā)放 大 器內(nèi)外電源低 頻 抑 制ACACDCHF2K1C2C3C47. 001. 0p100t圖4.49 觸發(fā)源與觸發(fā)耦合方式 圖4.410 具有低頻干擾的信號(hào) 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量51 “ “HF”高頻耦合：觸發(fā)信號(hào)經(jīng)電容高頻耦合：觸發(fā)信號(hào)經(jīng)電容C1 1 及及C3 3 接入，接入，電容量較小，用于觀測(cè)大于電容量較小，用于觀測(cè)大于5 5MHz的信號(hào)。的信號(hào)。觸 發(fā)放 大 器內(nèi)外電源低 頻 抑 制ACAC

56、DCHF2K1C2C3C47. 001. 0p100t圖4.49 觸發(fā)源與觸發(fā)耦合方式 圖4.410 具有低頻干擾的信號(hào) 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量52（3 3）觸發(fā)方式及觸發(fā)整形電路：）觸發(fā)方式及觸發(fā)整形電路： 示波器的觸發(fā)方式通常有示波器的觸發(fā)方式通常有常態(tài)、自動(dòng)和高頻常態(tài)、自動(dòng)和高頻三種方式，三種方式，這三種方式控制觸發(fā)整形電路，以便產(chǎn)生不同形式的掃描觸這三種方式控制觸發(fā)整形電路，以便產(chǎn)生不同形式的掃描觸發(fā)信號(hào)，由該觸發(fā)信號(hào)去觸發(fā)掃描電壓發(fā)生器，形成不同形發(fā)信號(hào)，由該觸發(fā)信號(hào)去觸發(fā)掃描電壓發(fā)生器，形成不同形式的掃描電壓。式的掃描電壓。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示

57、波器及示波測(cè)量53（3 3）觸發(fā)方式及觸發(fā)整形電路：）觸發(fā)方式及觸發(fā)整形電路： 常態(tài)觸發(fā)方式：常態(tài)觸發(fā)方式：常態(tài)觸發(fā)方式是將觸發(fā)信號(hào)輸入整常態(tài)觸發(fā)方式是將觸發(fā)信號(hào)輸入整形電路，以便經(jīng)整形后，輸出足以觸發(fā)掃描電壓電路的觸發(fā)形電路，以便經(jīng)整形后，輸出足以觸發(fā)掃描電壓電路的觸發(fā)脈沖。它的觸發(fā)極性是可調(diào)的，上升沿觸發(fā)即為正極性觸發(fā)，脈沖。它的觸發(fā)極性是可調(diào)的，上升沿觸發(fā)即為正極性觸發(fā)，下降沿觸發(fā)即為負(fù)極性觸發(fā)，另外還可調(diào)節(jié)觸發(fā)電平。下降沿觸發(fā)即為負(fù)極性觸發(fā)，另外還可調(diào)節(jié)觸發(fā)電平。 這種觸發(fā)方式的不足點(diǎn)是：在沒(méi)有輸入信號(hào)或觸發(fā)電平這種觸發(fā)方式的不足點(diǎn)是：在沒(méi)有輸入信號(hào)或觸發(fā)電平不當(dāng)時(shí)，就沒(méi)有觸發(fā)脈沖輸出

58、，因而也無(wú)掃描基線。不當(dāng)時(shí)，就沒(méi)有觸發(fā)脈沖輸出，因而也無(wú)掃描基線。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量54 自動(dòng)觸發(fā)方式：自動(dòng)觸發(fā)方式：整形電路為射極定時(shí)自激多諧振蕩整形電路為射極定時(shí)自激多諧振蕩器，振蕩器的固有頻率由電路時(shí)間參數(shù)決定該振蕩器的輸出器，振蕩器的固有頻率由電路時(shí)間參數(shù)決定該振蕩器的輸出經(jīng)變換后去驅(qū)動(dòng)掃描電壓發(fā)生器，所以，在無(wú)被測(cè)信號(hào)輸入經(jīng)變換后去驅(qū)動(dòng)掃描電壓發(fā)生器，所以，在無(wú)被測(cè)信號(hào)輸入時(shí)仍有掃描，一旦有觸發(fā)信號(hào)且其頻率高于自激頻率時(shí)，由時(shí)仍有掃描，一旦有觸發(fā)信號(hào)且其頻率高于自激頻率時(shí)，由觸發(fā)信號(hào)同步而形成觸發(fā)掃描，一般測(cè)量均使用自動(dòng)觸發(fā)方觸發(fā)信號(hào)同步而形成觸發(fā)掃描，一

59、般測(cè)量均使用自動(dòng)觸發(fā)方式。式。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量55 高頻觸發(fā)方式：高頻觸發(fā)方式：原理同自動(dòng)觸發(fā)方式，不同原理同自動(dòng)觸發(fā)方式，不同點(diǎn)是射極定時(shí)電容變小，自激振蕩頻率較高，當(dāng)用高點(diǎn)是射極定時(shí)電容變小，自激振蕩頻率較高，當(dāng)用高頻觸發(fā)信號(hào)去同步它時(shí)，同步分頻比不需太高。使同頻觸發(fā)信號(hào)去同步它時(shí)，同步分頻比不需太高。使同步較為穩(wěn)定。常高頻觸發(fā)方式常用于觀測(cè)高頻信號(hào)。步較為穩(wěn)定。常高頻觸發(fā)方式常用于觀測(cè)高頻信號(hào)。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量564-4.3、校正器、校正器 校正器是示波器內(nèi)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)校準(zhǔn)或檢驗(yàn)示波器校正器是示波器內(nèi)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，用來(lái)校準(zhǔn)或檢驗(yàn)示

60、波器X X軸軸和和Y Y軸標(biāo)尺的刻度軸標(biāo)尺的刻度. . 一般一般Y軸校正單位為電壓，軸校正單位為電壓，X軸校正單位為時(shí)間。軸校正單位為時(shí)間。 一般示波器設(shè)有兩個(gè)校正器，分別調(diào)整幅度和掃描速度。一般示波器設(shè)有兩個(gè)校正器，分別調(diào)整幅度和掃描速度。第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量571.1.幅度校正器幅度校正器 幅度校正器產(chǎn)生幅度穩(wěn)定不變并經(jīng)過(guò)校正的幅度校正器產(chǎn)生幅度穩(wěn)定不變并經(jīng)過(guò)校正的電壓（一般為方波），用于校正電壓（一般為方波），用于校正 Y 通道靈敏度。通道靈敏度。 第四章第四章 示波器及示波測(cè)量示波器及示波測(cè)量581.1.幅度校正器幅度校正器 設(shè)校正器輸出電壓幅度為設(shè)校正器輸出