示波器使用说明完稿

1、3.5 双踪示波器工作原理3.5.1双踪示波器工作原理示波器用来显示电压波形。图3.5.1 示波管内部结构一、 工作原理：示波器的核心部件是示波管。示波管的结构见图3.5.1。电子枪被灯丝加热后发射电子。聚焦极将电子枪发射的电子聚焦为极细的电子束，可使波形显示清晰。加速极上加有较高的正电压，吸引电子脱离电子枪高速运动；显示屏上加有极高的正电压，吸引电子撞击在显示屏面上，使显示屏面涂的荧光材料发光。垂直偏转板和水平偏转板上加有偏转电压，偏转电压的极性和幅值控制电子束撞击显示屏面的位置。当偏转电压跟随输入信号变化时，就可以使电子束在屏面上“画“出信号波形。双踪示波器具有两路输入端，可同时接入两路电

2、压信号进行显示。在示波器内部，将输入信号放大后，使用电子开关将两路输入信号轮换切换到示波管的偏转板上，使两路信号同时显示在示波管的屏面上，便于进行两路信号的观测比较。示波器的工作原理框图见图3.5.2。3.5.2 XJ4241型双踪示波器XJ4241型二踪示波器是一种采用部分集成电路的半导体化便携式示波器，它具有010MHz频带宽度和10mVdiv的垂直输人灵敏度，经扩展最高灵敏度为2mVdiv；扫描时基为02S100mSdiv经扩展最高扫速可达40nSdiv。它具有Y1、Y2两个结构相同的垂直输入通道，因此非但能对被测信号进行定性定量测试。而且能对两个相关信号的相位进行测定。XJ4241型示

3、波器还具有Y2-X的功能，能以垂直输入灵敏度，来显示李沙育图形，由于具备以上功能，XJ4241型示波器能用于电视机、收录机、音频放大器的生产线。亦可作为程控机床的检修设备。图3.5.2 双踪示波器工作原理框图一、结构特征外形图（见下页图3.5.3）调节控制机件的作用；（序号与外形对应）1辉度控制与电源开关：电源开关与辉度电位器同轴。拉：拉出旋钮电源接通，此时指示灯应发亮，经预热仪器即可正常工作。辉度：辉度控制，控制显示波形亮度，顺时针方向旋转为增亮，当光点停留在屏幕上不动时，应将亮度减弱或熄灭，以延长示波管寿命。2指示灯：发亮表示电源接通。3聚焦与校准信号开关：聚焦控制与校准信号开关同轴。聚焦

4、控制示波管聚焦极电压使电子束正好落在屏幕上，成为清晰的圆点。拉：校准信号开关，当拉出时校准信号电源接通，此时 CZ2输出频率1KHZ、幅度1V的校准信号，不使用校准信号时，应关闭（推入）。4：校准信号输出瑞。5辅助聚焦：聚焦辅助控制器，装于后面板，控制示波管第三阳极电压，使光迹更清晰。6校准：扫速校准，控制输入X放大器的扫描电压幅度，使显示的时基信号符合扫速开关的指示值。图3.5.3XJ4241双踪示波器外形图7X位移：水平移位，在水平方向上移动波形。8Vdiv：Y1垂直衰减器，可改变Y1输入灵敏度从0.01V5Vdiv，按125进位共九个档级。9微调：Y1 微调电位器，微调显示波形的垂直幅度

5、，顺时针方向旋转使显示的波形幅值增大。顺时针旋足为校准位置。10Y1：Y1输人端。11：仪器接地端。12 Y2 ：Y2 输入端。13微调：Y2 微调电位器14Vdiv：Y2 垂直衰减器15平衡：Y1平衡。调整Y1 低阻衰减器两端电位相等从而使Y1 衰减器在不同位置时，光迹在垂直方向上移动最小。16位移：Y1移位，控制Y1显示迹线在屏幕上，垂直方向的位置。17平衡：Y2平衡。18位移：Y2 移位。19Y方式开关：该开关为七档自锁开关。a. 左面 ACDC： Y1输入耦合方式，可选择Y1 输入端为交流或直流耦合。按下为交流耦合，弹起为直流耦合。b左面：Y1接地开关，按下可使Y1 放大器输人端接地，

6、从而可确定Y1 的零电位输入时光迹位置，平时应弹起。c右面 ACDC： Y2 输入耦合方式选择。d右面： Y2 接地开关。e. Y1Y2 ，常态Y2-X，单踪双踪 三个开关：Y工作方式组合选择开关。三档开关按下时，分别为斜线左边的功能：Y1、常态、单踪；弹起时分别为斜线右边的功能：Y2、Y2-X、二踪。这三个开关的按下、弹起的排列组合可组成下表3.5.1所示的工作方式：单 踪二踪常 态Y2-X常 态Y2-XY1：显示通道选择Y1Y1-YY2-X内触发源Y1两个李沙育图形同时显示Y2：显示通道选择Y2Y2-YY2-X内触发源Y2注：两个李沙育同时显示时，交替方式扫描应置HF，断续方式应使扫描停扫

7、。20tdiv：扫速开关，从0.2100分九档，其时间单位由扫速单位开关所置位置决定。21微调：扫速微调电位器。22稳定度：用以改变扫描电路的工作状态，一般应处于待触发状态（扫描即将自激、而又不自激的临界状态）。使用时只需调节电平旋钮即能使波形稳定显示。23电平：调节和确定扫描触发点在信号波形上位置。当拉出时扫描处自激状态。24内外：触发信号选择开关：当开关置于“内”时触发信号取自垂直放大器中分离的被测信号，当开关置于“外”时，触发信号将来自“外触发”插座。25.mSS：扫速单位开关，当开关置“mS”时（弹起）,扫速开关 tdiv的单位为毫秒，且在二踪方式时，垂直两个通道是以断续方式转换；当开

8、关置“S”时（按下），tdiv单位为S，此时垂直两通道将以交替方式转换。26±：触发极性开关用以选择触发电路的上升部分还是下降部分来触发启动扫描电路。27外触发：外触发信号输入端。28光迹旋转：调节流过示波管颈部的偏转线圈的电流，借助洛仑茨力，使扫描光迹能平行于示波管屏幕的水平轴。二、使用说明（一）使用前注意事项：1本仪器使用的电源进线形式为单相三线，其中的地线必须与大地接触良好，以确保安全。2仪器使用电源为交流220V±10% ，由于采用无工频变压器开关式电源，一般情况下，仪器进线在交流150V或直流200V即可正常工作，但不应高于交流250V。3使用前应先参阅说明书的技

9、术性能，控制件作用及使用等有关章节，以帮助正确掌握仪器的使用范围及操作方法。（二）使用前的检查：本仪器收到或久置复用，应鉴别其工作是否正常，其方法如下。1将Y1、Y2输入探头连接“校准信号”输出（“”端），仪器各控制机件按表3.5.2规定设置。表3.5.2 面板控制机件作用位置面板控制机件作用位置Y方式开关全部退出t div02Y1 、Y2 Vdiv开关02Vdiv电平拉出Y1 Y2微调校准位置Y1、Y2移位居中触发极性十X移位居中扫速单位mS触发源选择内2拉电源开关（辉度旋钮），应听到电源起振的“吱”一声叫声，指示灯亮，表示电源接通。拉出聚焦旋钮，将“校准信号”接通电源。3经预热片刻后，顺时

10、针转动“辉度”电位器，应显出不同步的波形。4调节触发电平，使波形同步，应呈现图（3.5.1）波形，其幅度为5div，说明Y1 灵敏度正常，水平方向为5div一个周期，说明时基系统工作正常。5按入Y方式开关Y1 Y2 按键，亦应呈现相同波形，说明Y2 灵敏度正常。（三）时间测量用本仪器来测量各种信号的时间参数，方法简便，读数较精确，因为本仪器示波管采用了内刻度，另外荧光屏X方向上每div的扫描速度是定量的，通常测量步骤如下：1调节有关控制件使显示波形稳定，将“tdiv”开关置于适当档级bdiV。（b为扫描开关刻线所对准的数字，注意扫描微调旋钮应置于校准位置，即顺时针方向旋到底）2借助刻度可读出被

11、测波形上所需测定P、Q二点间的距离D（div）。3被测量二点之间的时间间隔为D×b，见图3.5.4。图3.5.4 时间的测量4测量时基如扩展置于“×5”位置，则测得的时间间隔为D×b÷5面板控制件名称作用位置Y微调校准Y输入耦合AC或DC触发源内触发极性十T/div开关05uSdivX扩展×55脉冲信号时间测量 本机不具备延迟线，对脉冲边沿测量存在一定困难，但若脉冲重复频率高于扫描的频率时，借助于扫速扩展，还是能方便地测出其前沿或后沿的参数，方法如下：（以脉冲信号上升时间为例）（1）将有关控制件置于表3.5.3位置。（2）调节“触发电平”及“X

12、移位”（3）上升时间Tr=a×0.5S÷5=1.6×0.5S÷5=0.08S=160nS（4）若被测脉冲的前沿接近于本机固有额定的上升时间（35nS）则 Tr= Tr22-Tr12式中:Tr2 为读出的上升时间Tr1 为本机固有的上升时间如上例 Tr2=160nS Trl= 35nS图3.5.5 脉冲上升时间的测量则Tr156.1nS（四）相位测量在许多场合，需测量某一网络的相移，例如要测量一正弦波经放大器后，相位滞后若干角度等，可用下述相位测量方法。1单踪测量将触发选择置于“外”，将导前信号由外触发输入，并同时将该信号输入Yl，使波形稳定读出A ，然后

13、将滞后信号输入Y1 ，并读出B（此时仪器的X移位，电平电位器等都不能重新调整），然后再读出信号周期为T，则（相位）×360°在相移较小时读A时应十分仔细，否则将影响测量精度。（见图3.5.6）。图3.5.6 相位测量2双踪测量因本仪器两Y通道放大器间相移很小，故可使本仪器工作于“交替”（频率低时可用断续），然后将滞后信号输至Y2 通道使波形稳定并调节Y1 、Y2 移位使二通道的波形均移到上下对称于00'轴处，读出 A、B与T（见图3.5.6）则（相位）=×360°注：测量时仍将导前信号由外触发输入（五）李沙育图形测量：利用本仪器的Y1Y、 Y2-

14、X特性，可将欲比较的两个信号分别加干Y1 和Y2 ，调节相应控制件使屏幕呈现图3.5.7的图形，此时两信号间的相角差为，当信号频率低于300Hz和高于100KHz时仪器X系统与Y系统具有固有相位，这时可利用Y2-Y李沙育图形（或用双踪李沙育显示）用上述公式算出固有相移然后扣除该固有相移。（六）电压测量用本仪器可对被测试波形进行定量的电压测量。测量方法根据不同的测试波形有所差异，但测量的基本原理是相同的，在一般情况下，多数被测波形同时包含交流和直流分量，测量时也经常需要测量两种分量复合的数值或是单独的数值。1交流分量电压测量一般是测量波形峰到峰之间数值或者测量峰到某一波谷之间的数值，测量时通常将

15、Y输入选择置于”AC”位置，（当测量重复频率极低的交流分量时应置于“DC”位置，否则将因频响的限制，产生不真实的测试结果。测量步骤a将Y微调旋至“校准”位置，调整“Vdiv”开关到适当的位置B（Vdiv）。b读出欲测量的两点在Y轴偏转距离上的读数A（div），则被测电压=A（div）× B（ Vdiv）=A·B（v）。c若用10：1探头，则应乘上探头的衰减因素，如此时Vdiv开关在0.05Vdiv档， A为 3 div。则：被测电压=0.05Vdiv×3div×10=1.5V2瞬时电压测量：瞬时电压测量需要一个相对的参考基准电位，一般情况下，基准电位指地

16、电位，但也可以是其他参考电位。图3.5.8 瞬时电压的测量测量步骤：a将测试探极接入所需参考电位，“电平”拉出置于“HF”，此时出现一扫描线，调节Y移位，使光迹移到荧光屏上的合适位置（基准电位）此时Y移位不能再调节。b将测试探头移至被测信号端，推入“电平”并调节触发电平，使波形稳定显示。c读出被测波形上的某一瞬时相对于基准刻度，在Y轴上的距离B（div）；则：被测瞬时电压n×A×B式中：n为探极衰减比A为Y轴Vdiv开关所处档级读数例：使用10:1探极，Vdiv开关在0.5Vdiv，欲测试点P离基准刻度为5.5div见图3.5.8。则：P点对基准电位的瞬时电压10×0.5Vdi