示波器使用说明doc.docx

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示波器使用说明doc

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。

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。

3.5.2XJ4241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0～10MHz频带宽度和10mV／div的垂直输人灵敏度，经扩展最高灵敏度为2mV／div；扫描时基为0．2μS～100mS／div．经扩展最高扫速可达40nS／div。

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。

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。

7．X位移：

水平移位，在水平方向上移动波形。

8．V／div：

Y1垂直衰减器，可改变Y1输入灵敏度从0.01V～5V／div，按1—2—5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，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。

10．Y1：

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．

14．V／div：

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。

19．Y方式开关：

该开关为七档自锁开关。

a.左面AC∕DC：

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，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AC∕DC：

Y2输入耦合方式选择。

d．右面⊥：

Y2接地开关。

e.Y1∕Y2，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：

表3.5.1

单踪

二踪

常态

Y2-X

常态

Y2-X

Y1：

显示通道选择Y1

Y1-Y

Y2-X

内触发源Y1

两个李沙育图形同时显示

Y2：

显示通道选择Y2

Y2-Y

Y2-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。

20．t／div：

扫速开关，从0.2～100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.mS／μS：

扫速单位开关，当开关置“mS”时（弹起）,扫速开关t／div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；当开关置“μS”时（按下），t／div单位为μS，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／div

0．2

Y1、Y2V／div开关

0．2V／div

电平

拉出

Y1Y2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“t／div”开关置于适当档级b／diV。

（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。

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

0．5uS／div

X扩展

×5

表3.5.3

5．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移位”，使波形的前沿在屏幕中央稳定显示，测得被测波形的幅度10%～90%间波形前沿的水平刻度读数a（例a＝1．6div）。

见图3.5.5

（3）上升时间Tr=a×0.5μS÷5=1.6×0.5μS÷5=0.08μS=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=160nSTrl=35nS

则Tr＝

＝156.1nS

（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φ（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）。

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φ（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Y1－Y、Y2-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φ，

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“V／div”开关到适当的位置B（V／div）。

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（V／div）=A·B（v）。

c．若用10：

1探头，则应乘上探头的衰减因素，如此时V／div开关在0.05V／div档，A为3div。

则：

被测电压=0.05V／div×3div×10=1.5V

2．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，基准电位指地电位，但也可以是其他参考电位。

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V／div开关所处档级读数

例：

使用10:

1探极，V／div开关在0.5V／div，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＝10×0.5V／div×5.5div=27.5伏

三、日常维护

1．存放条件

仪器在日常使用时，应保持干燥和清洁，不使用时，应罩上塑料外罩，以避免金属杂物和尘埃的进入，存放处应干燥和通风，在气候潮湿时，应放进干燥剂，以免机内元件受潮，造成不应有的故障。

2．使用注意事项

本仪器使用的电源为单相三线制，故仪器通电前应检查供电电源是否符合此要求。

仪器在使用时，应注意辉度适中，荧光屏上的光迹不宜长期停留于一点，以免示波管受损。

3．元器件的更换

当发现仪器需更换元器件时，应首先切断电源，拔去电源插头，然后按元件目录所列元件规格进行更换。