示波器的使用方法及工作原理 示波器是一種用途非常廣泛的電子測(cè)量?jī)x器。它可以將不可見的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為可見的圖像，便于人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。
示波器的使用方法：
示波器，顧名思義，就是一臺(tái)顯示波形的機(jī)器，也被稱為“電子工程師的眼睛"。其核心功能是將被測(cè)信號(hào)的實(shí)際波形顯示在屏幕上，供工程師查找和定位問題或評(píng)估系統(tǒng)性能等。它的發(fā)展也經(jīng)歷了模擬和數(shù)字兩個(gè)時(shí)代
數(shù)字示波器，更準(zhǔn)確的名稱是數(shù)字存儲(chǔ)示波器，即DSO（Digital Storage Oscilloscope）。這個(gè)“存儲(chǔ)"并不是說可以將波形存儲(chǔ)在U盤等介質(zhì)上，而是指模擬示波器的實(shí)時(shí)顯示特性。模擬示波器依靠陰極射線管（CRT，俗稱電子槍）發(fā)射電子束，電子束在被測(cè)信號(hào)形成的磁場(chǎng)作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而反映被測(cè)信號(hào)的波形。屏幕上的被測(cè)信號(hào)。這個(gè)過程是即時(shí)的，中間沒有任何存儲(chǔ)過程。數(shù)字示波器的原理如下：首先，示波器利用前端ADC對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行快速采樣。這個(gè)采樣速度通常可以達(dá)到每秒幾百M(fèi)到幾G次，相當(dāng)快；端顯示組件為液晶屏，液晶屏的刷新率一般只有幾十到100多赫茲；這樣前端采樣的數(shù)據(jù)就不能實(shí)時(shí)反映在屏幕上，于是就誕生了存儲(chǔ)環(huán)節(jié)：示波器對(duì)前端采樣進(jìn)來的數(shù)據(jù)暫存到內(nèi)存中，當(dāng)顯示時(shí)刷新后，從這個(gè)內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，這個(gè)級(jí)別的存儲(chǔ)用來解決前端采樣和后端顯示的速度差異。
很多人第一次看到示波器時(shí)，可能會(huì)被面板上的眾多按鈕嚇到。另外，示波器一般都比較貴，所以有一種怕用的心理。這是不必要的，因?yàn)槭静ㄆ麟m然看起來很復(fù)雜，但實(shí)際上使用它的核心功能——顯示波形并不復(fù)雜，只需要三四步就可以搞定。現(xiàn)在示波器的復(fù)雜性是由許多附加的輔助功能造成的，而這些輔助功能自然也有自己的價(jià)值，熟練靈活的應(yīng)用它們可以起到事半功倍的效果。作為初學(xué)者，我們先忽略這些，只能應(yīng)用其最核心最基本的功能。
使用示波器
與萬用表類似，要使用示波器，必須首先使用示波器探頭將其連接到被測(cè)系統(tǒng)，如圖 20-4 所示。示波器一般有2個(gè)或4個(gè)通道（通常標(biāo)有1到4的數(shù)字，額外的探頭插座是外觸發(fā)，一般不用）。將探頭插入其中一個(gè)通道，探頭另一端的小夾子連接到被測(cè)系統(tǒng)的參考地（這里必須注意一個(gè)問題：示波器探頭上的夾子直接接大地，即三插插頭上的地線，所以如果被測(cè)系統(tǒng)的參考地與大地之間存在電壓差，會(huì)造成示波器或被測(cè)系統(tǒng)損壞)，探頭接觸被測(cè)點(diǎn)，使示波器采集該點(diǎn)的電壓波形（普通探頭不能測(cè)量電流，必須選擇專用電流探頭測(cè)量電流）。
接下來，調(diào)整示波器面板上的按鈕，使測(cè)量的波形以適當(dāng)?shù)拇笮★@示在屏幕上。你只需要根據(jù)一個(gè)信號(hào)的兩大要素——幅度和周期來調(diào)整示波器的參數(shù)（頻率和周期在概念上是等價(jià)的）
每個(gè)通道插座上方的旋鈕用于調(diào)節(jié)通道的幅度。值，即波形垂直大小的調(diào)整。旋轉(zhuǎn)它們可以改變示波器屏幕上每個(gè)垂直網(wǎng)格所代表的電壓值，因此可以稱為“伏格"調(diào)整，如下兩個(gè)比較所示：左側(cè)為1V/格，右側(cè)為500mV/格，左邊波形的幅度占2.5格，所以是2.5V，右邊波形的幅度占5格，也是2.5V。建議將波形向右調(diào)整，因?yàn)榇藭r(shí)波形占可以提高整個(gè)測(cè)量范圍的更大空間，提高波形測(cè)量的精度，如圖3所示。
除了上面的Volg旋鈕外，面板上通常還有一個(gè)相同尺寸的旋鈕（不一定是20-6所示的位置）。這個(gè)旋鈕是周期性調(diào)整的，也就是波形水平大小的調(diào)整。轉(zhuǎn)動(dòng)它可以改變示波器屏幕上每個(gè)水平網(wǎng)格所代表的時(shí)間值，因此可以稱為“第二網(wǎng)格"調(diào)整，如下兩個(gè)比較所示：左側(cè)為500us/grid，右側(cè)為200us/grid，左周期占2格，周期為1ms，即頻率為1KHz，右周期占5格，同樣為1ms，即1KHz。這里沒有更合理的問題，處理具體問題都是合理的。
示波器使用由高速電子組成的窄電子束撞擊涂有熒光物質(zhì)的屏幕，以產(chǎn)生微小的光點(diǎn)。在被測(cè)信號(hào)的作用下，電子束就像筆尖，可以在屏幕上描繪出被測(cè)信號(hào)瞬時(shí)值的變化曲線。
使用示波器，可以觀察各種電信號(hào)幅度隨時(shí)間變化的波形曲線，也可以用來測(cè)試各種信號(hào)的功率，如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅等.
雙跡示波器由y軸前置放大電路、門控電路、電子開關(guān)、混合電路、延時(shí)電路、y軸后置放大電路、觸發(fā)電路、掃描電路、x軸放大電路、z-軸由軸放大電路、校準(zhǔn)信號(hào)電路、示波管和高低壓電源電路組成。
在觀察信號(hào)波形時(shí)，被測(cè)信號(hào)UA和UB通過CHA和CHB兩個(gè)輸入端輸入示波器，然后分別送到y(tǒng)軸前置放大電路yA和yB進(jìn)行放大。因?yàn)橥ǖ纘A和通道yB都是由電子開關(guān)控制的，所以UA和UB這兩個(gè)信號(hào)交替送到下面的混頻電路、延時(shí)電路和y軸后放大電路，加到垂直偏轉(zhuǎn)板上。示波器。
為了滿足各種測(cè)試需要，電子開關(guān)可以有五種不同的工作狀態(tài)，分別是CHA、CHB、交替、間歇、ADD等。這五種工作狀態(tài)由顯示模式開關(guān)控制。
當(dāng)顯示模式開關(guān)處于交替位置時(shí)，電子開關(guān)為雙穩(wěn)態(tài)電路。它由來自掃描電路的柵極信號(hào)控制，使y軸的前兩個(gè)通道跟隨掃描電路。觸發(fā)方式有內(nèi)觸發(fā)和外觸發(fā)兩種，由觸發(fā)源選擇開關(guān)選擇。當(dāng)開關(guān)置于內(nèi)側(cè)位置時(shí)，觸發(fā)信號(hào)來自通過y軸通道發(fā)送的測(cè)量信號(hào)。位置，觸發(fā)信號(hào)從外部發(fā)出。該信號(hào)應(yīng)與測(cè)量信號(hào)的頻率成比例。在示波器的使用中，大多采用內(nèi)部觸發(fā)。
掃描電路產(chǎn)生掃描信號(hào)（鋸齒電路）。通過x軸選擇開關(guān)與x軸放大電路連接，放大后送至示波器的x軸偏轉(zhuǎn)板。
Z軸放大電路的作用是調(diào)節(jié)屏幕上光點(diǎn)的亮度，擦除不需要顯示的光點(diǎn)痕跡。當(dāng)掃描電路的柵極信號(hào)到達(dá)z軸放大電路時(shí)，z軸放大電路輸出一個(gè)正增強(qiáng)脈沖信號(hào)，加到示波器的控制極上。也就是說，當(dāng)掃描信號(hào)在正過程中時(shí)，熒光屏上的光斑可以變亮。在電子開關(guān)的轉(zhuǎn)換過程中，電子開關(guān)電路還將輸出脈沖信號(hào)加到z軸放大電路中。這時(shí)z軸放大電路會(huì)輸出負(fù)脈沖信號(hào)，加到示波器的控制極上。這樣在電子開關(guān)的轉(zhuǎn)換過程中，消除了兩個(gè)通道交替工作時(shí)出現(xiàn)的過多光斑，從而提高了顯示波形的清晰度
校正信號(hào)產(chǎn)生電路產(chǎn)生具有一定頻率和幅度的矩形信號(hào)。用于校正y軸放大電路的靈敏度和x軸的掃描速度。
高低壓電源，其中高壓供給示波器顯示系統(tǒng)。低壓為示波器的各級(jí)電路供電。 |
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