示波器是一种用来展示信号波形及测量信号波形的幅度和周期等相关参数的电子仪器。一切可以转化为电信号的电学参量或物理量都可转换成等效的波形进行观测,如电流、电功率、阻抗、温度、位移、压力、磁场等参量的波形及其随时间变化的过程都可用示波器进行观测。
示波器根据测量功能可分为模拟示波器和数字示波器。
模拟示波器是一种采用模拟电路作为基础的示波器,显示波形的部件为CRT显像管(示波管),是比较常用的能够进行实时观测波形的示波器。
图2-1为模拟示波器的外形结构。由图可知,模拟示波器主要由显示部分、键控区域、测试线及探头、外壳等构成。
图2-1 模拟示波器的外形结构
资料与提示
模拟示波器示波管的显像原理与CRT电视机基本相同,由内部的电子枪向显示屏发射电子,经聚焦形成电子束打到显示屏上,显示屏的内表面涂有荧光物质,被电子束打中就会发光。
在实际应用中,模拟示波器能观测周期性的信号,如正弦波、方波、三角波及电视机的视频信号等一些复杂的周期性信号。
1.显示部分
示波器的显示部分主要由显示屏、CRT护罩和刻度盘组成,如图2-2所示。
图2-2 模拟示波器的显示部分
2.键控区域
键控区域的每个旋钮、按钮、开关、连接端等都有相应的标识符号来表示功能,如图2-3所示。
图2-3 模拟示波器的键控区域
① 电源开关:用来接通和断开电源。当接通电源时,位于电源开关上方的指示灯亮。
② 指示灯:指示模拟示波器的工作状态。模拟示波器的电源开关和指示灯如图2-4所示。
图2-4 模拟示波器的电源开关和指示灯
③ CH1信号输入端:用来连接CH1测试线。
④ CH2信号输入端:用来连接CH2测试线。
两个输入端既可以单独使用,也可以同时使用。图2-5为由CH1信号输入端和CH2信号输入端同时输入信号波形。
图2-5 由CH1信号输入端和CH2信号输入端同时输入信号波形
⑤ 时间轴(水平轴)微调旋钮:用来调节波形的时间轴(水平轴),如图2-6所示。
⑥ 水平位置调节旋钮:用来调节扫描线的水平位置,如图2-7所示。
⑦ 亮度调节旋钮:用来调节扫描线的亮度,如图2-8所示。
⑧ 聚焦调节旋钮:用来调节波形的聚焦状态,使其更加清晰,如图2-9所示。
图2-6 时间轴(水平轴)微调旋钮
图2-7 水平位置调节旋钮
图2-8 亮度调节旋钮
图2-9 聚焦调节旋钮
⑨ CH1交流-接地-直流切换开关:根据CH1信号输入端输入的信号选择不同的挡位,AC为观测交流信号,DC为观测直流信号,GND 为观测接地,如图2-10所示。
图2-10 CH1交流-接地-直流切换开关
⑩ CH2交流-接地-直流切换开关:根据CH2信号输入端输入的信号选择不同的挡位,AC为观测交流信号,DC为观测直流信号,GND为观测接地,如图2-11所示。
图2-11 CH2的交流-接地-直流切换开关
⑪显示方式选择旋钮:有CH1、CH2、CHOP、ALT和ADD 5个挡位,如图2-12所示。
◆CH1:只显示由CH1信号输入端输入的信号波形。
◆ CH2:只显示由CH2信号输入端输入的信号波形。
◆ CHOP:快速切换显示方式。
◆ ALT:两个输入信号波形交替显示。
◆ADD:CH1和CH2两个输入信号进行加法或减法处理后并显示。
图2-12 显示方式选择按钮
⑫CH1垂直位置调节旋钮:用来移动波形位置以便于观察。
⑬CH2垂直位置调节旋钮:用来移动波形位置以便于观察,如图2-13所示。
图2-13 CH2垂直位置调节旋钮
⑭CH1垂直轴灵敏度微调和粗调旋钮:同心调节旋钮,外圆环形旋钮是灵敏度粗调旋钮,内圆旋钮是灵敏度微调旋钮,用来调节CH1信号波形的垂直灵敏度,如图2-14所示。
图2-14 CH1垂直轴灵敏度微调和粗调旋钮
⑮CH2垂直轴灵敏度微调和粗调旋钮:同心调节旋钮,用来调节CH2信号波形的垂直灵敏度,如图2-15所示。
图2-15 CH2垂直轴灵敏度微调和粗调旋钮
⑯同步调节旋钮:用来微调同步信号的频率或相位,使其与被测信号的频率或相位一致,如图2-16所示。
⑰同步方式选择开关:用来显示电视信号中的行信号波形或场信号波形,如图2-17所示。
图2-16 同步调节旋钮
图2-17 同步方式选择开关(开关置在TV-H时显示的行信号波形)
⑱外部触发输入端:内部扫描信号与外部信号同步时从该输入端输入外部同步信号,如图2-18所示。
图2-18 外部触发输入端
⑲触发信号切换开关:用来使被测信号波形静止在显示屏上,INT为内同步源,LINE为线路输入信号,EXT为由外部输入信号作为同步基准,如图2-19所示。
图2-19 触发信号切换开关
⑳校正信号输出端:用来输出内部产生的标准信号,如图2-20所示。
图2-20 校正信号输出端
㉑接地端:观测信号波形时要将地线与被测设备的地线连接在一起。
㉒扫描线倾斜调节按钮:用来调节扫描线的水平方向。
㉓内触发切换开关:用来设定内部触发方式。
㉔延迟时间选择按钮:用来设置5个延迟时间挡位,如图2-21所示。
图2-21 延迟时间选择按钮
㉕延迟显示选择按钮:设置NORM、INTEN、DELAY挡位可供选择,如图2-22所示。
图2-22 延迟显示选择按钮
3.测试线及探头
图2-23为模拟示波器的测试线及探头。由图可知,探头主要是由探头头部(探针、探头护套及挂钩)、手柄、接地夹等组成的。探头护套主要起保护作用,在探头护套的前端是挂钩,拧下探头护套即可看到探针,检测时,使用挂钩或探针与被测引脚连接即可实现对信号波形的检测。
图2-23 模拟示波器的测试线及探头
模拟示波器的连接线主要有电源线和测试线。电源线用来为模拟示波器供电,测试线用来检测信号。图2-24为模拟示波器电源线和测试线的连接方法。
图2-24 模拟示波器电源线和测试线的连接方法
若是第一次使用或较长时间没有使用模拟示波器时,在开机后,需要对模拟示波器进行自校正调整:按下电源开关,开启模拟示波器,指示灯点亮,约10秒后,显示屏显示一条水平亮线,即扫描线;模拟示波器正常开启后,为了使其处于最佳的测试状态,需要对探头进行校正,校正时,将探针搭在基准信号输出端(1000 Hz、0.5 V的方波信号),在正常情况下,显示屏会显示出1000 Hz的方波信号波形。
图2-25为模拟示波器的开机和测量前的调整。
图2-25 模拟示波器的开机和测量前的调整