电工测量 作者 陈惠群第9章 第3～4学时.pptVIP

第二节 双踪示波器（3～4节） 一、双踪示波器的结构及工作原理  Y轴偏转系统 作用是放大锯齿波扫描信号。由扫描发生器送来的扫描信号经X轴放大器放大后送到X轴偏转板，以控制电子束在水平方向的运动。 扫描及整步系统 校准信号发生器 由变压器、整流及滤波等电路组成，作用是向整个示波器供电。 注意，上述“交替”和“断续”两种方式都属于“双踪”显示的范围。 （1）电子枪 ③控制栅极 是一个顶部开有小孔的金属圆筒，其上加有比阴极低的负电压，故对阴极发射来的电子有排斥作用。调节控制栅极的负电压高低，可以控制通过小孔的电子束强弱，从而改变荧光屏上光点的亮度。示波器面板一般都设有“亮度”或“辉度”旋钮，就是用改变控制栅极负电压的方法来调节荧光屏上光点或波形的亮度。 ④第一阳极A1和第二阳极A2 它们是两个圆形金属筒，其上加有对阴极来说为正的电压。它的作用有两个，一是吸引由阴极发射来的电子，使之加速；二是使电子束聚焦。第一阳极与第二阳极之间形成的空间电场区，可以把电子束聚焦成一个细束，使荧光屏上电子束所到之处呈现一细小清晰的亮点，这个过程叫“聚焦”。改变A1，A2之间的电位差，可达到改变聚焦的目的。第一阳极和第二阳极的电压都可以通过电位器来进行调节，调节这两个电位器的旋钮分别叫“聚焦旋钮”和“辅助聚焦旋钮”。 为了增加电子束的能量，常在荧光屏附近增加一个石墨涂层作为第三阳极，并在上面加上比第二阳极更高的电压，可使电子束进一步加速获得足够的能量，以提高光点的亮度。 （2）荧光屏 （3）偏转系统 作用是使电子束有规律地移动，从而在荧光屏上显示出被测波形。示波管大多采用静电偏转系统，它包括垂直偏转板Y和水平偏转板X，实际上只要在Y偏转板和X偏转板上加有适当数值和极性的电压，就能使光点停留在荧光屏上的某一位置。示波器面板上设有“垂直位移”和“水平位移”的旋钮，就是分别调节Y偏转板和X偏转板上的直流电压，从而控制荧光屏上光点的位置。 波形显示原理 （1）在Y偏转板上加正弦波电压 如果把一个周期性变化的正弦波电压加到Y偏转板上，则在两块Y偏转板之间就会产生一个方向是垂直的交变电场。当电子束向荧光屏方向加速运动穿过该电场时，受到电场力的作用会产生上下的偏移。由于荧光屏的余辉作用和人眼睛的视觉残留效应，可以看到光点运动的轨迹是一条垂直亮线，如图9-7所示。 图9-7 只在Y偏转板上加正弦波电压所形成的波形 （2）在X偏转板上加锯齿波扫描电压 图9-8 只在X偏转板上加锯齿波扫描电压形成的波形 （3）波形合成 如果在X偏转板和Y偏转板上同时施加电压，则在两个电场力的共同作用下，电子束就可以上下左右地移动,就能在荧光屏上看到亮点所描绘出的各种波形。实际中，往往把被测的正弦波电压加在Y轴偏转板上，而同时在X轴偏转板上加随时间线性变化的锯齿波扫描电压。这样，由于电子束在作垂直运动的同时，又以匀速沿水平方向移动，因而在荧光屏上就扫描出被测电压随时间变化的正弦波形。 如果锯齿波扫描电压的周期与被测电压的周期完全相等，扫描电压每变化一次，荧光屏上就出现一个完整的被测波形。每一个周期出现的波形都重叠在一起，荧光屏上就能看到一个稳定清晰的波形，如图9-9所示。如果锯齿波扫描电压周期是被测信号周期的整数倍，荧光屏上会稳定地显示出若干个被测信号的波形。为达到上述目的，调节扫描电压的周期可以通过调节示波器面板上的扫描时间因数选择开关“T/Div”和“扫描微调”旋钮来实现。 图9-9 波形显示原理 （4）扫描方式 整步作用就是把信号电压送入扫描发生器，使锯齿波扫描电压的频率受到被测信号的控制而使两者同步。这个起整步作用的信号电压叫“整步电压”或“触发电压”，触发电压越大，整步作用越强。触发电压除了可取自被测信号外，还可取自示波器内部的正、负电源。触发电压的选择和大小调节可由示波器面板上的“触发方式开关”和“触发电平”旋钮来实现。 探头是将示波器与被测电路相连接的一个输入电路部件。常见示波器的探头如图9-10所示。探头的作用是提高Y通道的输入电阻、减小输入电容，从而减小杂散信号对被测信号的影响。另外由于探头的分压作用，被测信号通过探头有10：1的衰减，这可以扩大量程，测量更高的电压。 图9-10 示波器的探头 小 结（1） 1． 能在同一屏幕上同时显示两个被测波形的示波器称为双踪示波器。一般常用的双踪示