电子测量技术教案
4.Y轴前置放大电路和输出放大电路
➢ 都是采用宽带放大器。
➢ 前置放大电路可以使信号得到放大,补偿延迟 线对信号的损耗。
➢ 输出放大电路放大信号到能够使电子束偏转足 够大的幅度。
3.2.3 X通道
1.触发电路 触发电路包括触发源选择、触发信号耦合方式选
择触发放大器、触发整形电路。
图3-6触发电 路
正常补偿
过补偿
欠补偿
图3-5 调节补偿电容时的波形
➢ 探头的缺点是送到示波器输入端的信号减小了 10倍。计算脉冲幅度时,应将偏转因数乘以10。
➢ 为了避免探头衰减,可采用有源探头,即探头 内有一个场效应源极跟随器,它的传输系数为1, 同时又具有高输入阻抗和屏蔽性。
➢ 另外必须强调,探头里的微调电容是对特定的 示波器设定的,各台示波器的Ci值一般都不相同, 所以探头不能互换,否则会引入明显畸变。
3)当Y轴偏转板不加电压,只在X轴偏转板加上电 压时,则电子束水平偏离中心,偏离的大小也是与 偏转板上的电压成正比。
4)当X轴、Y轴偏转板同时也加上电压时,电子束 的偏转可以这样来确定,电子束最终打在分别平行 于Y轴(ux的作用)和X轴(uy的作用)的线的交点 处的屏幕上。
3.1.2 扫描
1.扫描是电子束在电场的作用下,按一定的规律在 荧光屏上运动的过程。 2. X轴偏转板加的锯齿波电压,称为扫描电压。 3.X轴偏转板加重复的锯齿波电压时,在屏幕上就 显示一条亮线,这个过程叫做水平扫描。 4.电子束从左到右的扫描叫水平正程扫描,从右到 左的扫描叫水平逆程扫描。 5.水平逆程扫描时间最好为零,这就要求锯齿波扫 描电压的逆程时间为零。
(3)衰减器
由于示波器的灵敏度设计得较高,当需要观 察幅度较大的信号时,可能出现信号失真。为了 避免失真,必须接入衰减器。
2.射极跟随器
射极跟随器的输入阻抗高使示波器的输入阻 抗高,对被测网络影响小;射极跟随器的输出阻 抗低可以适应后接的低阻抗延迟线。
3.延迟线
Y通道加入延迟线是为了使被测信号与X通道 的扫描信号同时到达各自的偏转板,最后在屏幕 上能观察到起始的波形。
图3-4 输入电路
(1)探头
➢ 同轴电缆作为输入引线,使输入电容Ci显著增 加,在测量高频信号或窄脉冲信号时容易出现失 真。因此,宽带示波器常用探头检测被观察信号。
➢ 探头里有一可调的小电容C(5—10pF)和大电 阻R并联
➢ 调整补偿电容C可以得到最佳补偿,即满足 CiRi =RC.
➢ 应调整C,使达到图(a)的正确补偿情况。
(1)触发源选择
➢ 触发源选择通常由转换开关来选择内触发、外 触发或电源触发。
➢ 内触发信号来自示波器内Y通道的被测信号。
➢ 外触发是用外接信号作为触发信号,由触发输 入端接入。当比较两个信号的时间关系时,可用外 触发。
➢ 电源触发是用交流电源经变压器降压后再产生 的脉冲作为触发信号。电源触发信号用于观察与交 流电源频率有时间关系的信号。
(2)偏转系统
偏转系统是由两对位置互相垂直的偏转板组成。 靠近电子枪的一对是垂直偏转板,另一对是水平偏转 板。电子束靠偏转板上加的电场发生偏转。
(3)荧光屏
荧光屏是荧光粉涂在玻璃屏的内表壁而制成。 荧光屏的发光颜色通常有绿色、黄色、兰色和白色。
余辉时间有中余辉时间(0.01~0.1s)、长余 辉时间(0.1s以上)、短余辉时间(小于10-3s)。
(2)触发耦合方式
➢ 触发耦合方式有四种,“DC”直流耦合、“AC” 交流耦合、“AC”低频抑制和“HF”高频耦合。
(2)输入耦合方式
➢ 如果示波器的下限频率不为零,那么放大器为 交流放大器,其输入端用电容耦合;
➢ 如果示波器的下限频率为零,可以观察信号的 直流分量或观察变化极慢的信号,那么放大器是 直流放大器。
➢ 输入端的耦合方式,可以是直流耦合,也可以 是交流耦合,用开关K来控制。
➢ 将开关置于“DC”位置,信号直接通过,开关 置于“AC”位置,信号通过电容隔断直流。开关 置于“⊥”位切断信号,这时扫描基线所在位置 为零电平。
Y轴偏转系统是由Y轴衰减器、延迟线和Y轴放大 器等组成。
X轴偏转系统是由同步触发电路、扫描发生器、 消隐电路和X轴放大器等组成。
主机系统是由示波管、电源、Z通道和标准信号源 等组成。
图 3-3 通用示波器的组成框图
3.2.2 Y通道
1.输入电路 输入电路的作用是使输入信号进行电压变换
及被测电路的输出端与示波器前置放大器之间起 阻抗匹配的作用,当被测信号输入,前置放大器 工作于最佳状态。
3.1示波器显示波形的基本原理 3.2通用示波器
3.3双踪示波器
3.4示波器的选择和使用
3.5示波器的基本测量方 法 3.6实训
第3章 电子示波器
本章要点 示波器波形显示原理 示波器原理框图 示波器的基本测量方法,测量信号电压的
幅度、频率、周期、相位。
3.1 示波器显示波形的基本原理
3.1.1偏转电压的作用
❖ 如果被测信号电压uy的周期为Ty,扫描电压的
周期为Tx,当TX = Ty,并同时加到偏转板,电子
就在uy与ux共同所产生的偏转电场作用下,打在 荧光屏上形成的亮点的光迹正是与uy相同的曲线。
图3-2波形显示图
3.2 通用示波器
3.2.1 通用示波器的基本组成和原理框图
通用示波器是由Y轴偏转系统、X轴偏转系统和主 机部分组成。
1.示波管 示波管是示波器最终显示信号波形的部件。它
包括三个部分:电子枪、偏转系统和荧光屏。这三 部分密封在玻璃壳内,形成电真空器件。
图3-1示波管及电子束控制电路
(1)电子枪
电子枪的作用是发射电子并形成很细的高速电子 束,撞击荧光屏而发光。它是由灯丝(F)、阴极 (K)、栅极(G1)、前加速极(G2)、第一阳极 (A1)、第二阳极(A2)组成。灯丝的作用是加热 阴极,加热后的阴极发射电子。
观察频率较低的信号时用长余辉时间的示波管; 观察频率较高偏转电压的作用
1)当X轴、Y轴偏转板都不加电压,电子束打在荧 光屏的中心。
2)当X轴偏转板不加电压,只在Y轴偏转板加上电 压时,则电子束垂直偏离中心,偏离的大小与偏转 板上加的电压成正比。