《电子示波器》

布，从而改变聚焦能力。示波器面板上的聚焦旋钮，就是通过改变
第一阳极的电压来调节聚焦的。
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3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管
3．两对偏转板 一对是上下放置的Y1和Y2，叫做垂直偏转板；另一对是左右放 置的X1和X2，叫做水平偏转板。垂直偏转板在前，水平偏转板在后。 如果在垂直偏转板Y1和Y2之间加一直流电压，则在偏转板Y1和Y2 之间产生电场。当电子束经过这一电场时，电场力将使它在垂直方 向偏转，即荧光屏上的光点随电场的变化在垂直方向上下偏移。同
它们是由大小不等的金属圆筒组成的，筒内有几块中间开有小 孔的隔板。阳极圆筒的轴线和栅极圆筒的轴线在一条直线上。 第一阳极的电位比阴极高300～400V，而第二阳极的电位比 阴极高1000V左右，也就是说，第二阳极的电位比第一阳极高 600V～700V，前加速电极G1的电位与第二阳极相近。 第一阳极和第二阳极有两个作用：一是将阴极发射出来的电子 加速到很高的速度，二是使阴极发射出来的电子会聚在荧光屏上一 点，即起着“聚焦”作用。
通过调节两对偏转板上的直流电压的大小和极性，来改变电子束在
荧光屏上的偏转程度，即调节波形图的位置。 为了观察被测信号的波形，垂直偏转板Y1、Y2之间加的是被测 信号电压，而水平偏转板X1、X2之间加的是锯齿波电压。理想的锯 齿波在每一个周期内，其电压 与时间 成正比。锯齿波在达到最大 值以后，电压迅速降为零，以后又开始下一周期，重复上面的变化。
实时显示与数字存储示波器（RTSO）则融合了RDTO和RTSO
两者的优点，既有实时显示的功能，又有数字存储的功能。在屏幕 上显示的是实时波形，同时又能储存供随时调用。
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3.1 概述
3. 1. 2 示波器的分类
（4）逻辑示波器 逻辑示波器又称为逻辑分析仪，它是一种多通道示波器，能够 同时测量几个点的逻辑关系或逻辑状态的波形图。逻辑示波器与一 般多通道示波器的区别是，在显示器屏幕上所显示的各通道的波形， 是经“1”、“0”逻辑值所代表的电平处理后的逻辑状态关系，波形 幅度并不代表具体的电压值。
第三章 电子示波器
3.1 概述
3.1 概述
3. 1. 1 示波器的用途和特点
电子示波器又叫做电子射线示波器，简称为示波器。 它是一种用荧光屏显示电信号变化过程的电子仪器。它能把本 来非常抽象的看不见的电信号转换成人眼能够看到的图案，并具体 显示在荧光屏上，以便对电信号进行定性和定量的观测。 示波器可以用于显示和观察电信号的波形图，测量电压和电流 的幅度、频率、时间、相位差等电学参数，显示电子设备和网络的 频率特性以及电子器件的伏安特性，除了直接用于电信号的测试外， 还可以配合其他设备组成综合性测量仪器。
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3.1 概述
3. 1. 2 示波器的分类
（3）实时显示与存储示波器（RTSO） 前面第一种，即RDTO数字示波器，测量时被测信号没有经过 A/D转换，直接送显示器，所以它是一种实时显示的示波器，它的 CRT光标数字读出功能是靠软件技术获取的。第二种，即DSO存储 示波器，其被测信号必须经过A/D转换后，才送示波管显示。由于 采集、转换、显示需要时间，所以显示出来的波形，已经不是当前 的实时波形，而是已经过去了的波形，所以它是非实时的。
示波器是在时域进行测量，但也可以测量频率。
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3.1 概述
3. 1. 2 示波器的分类 电子示波器的发展最早可溯源到19世纪末研制成的第一 支冷阴极静电偏转电子射线示波管。几十年来，示波器由电 子管示波器发展到晶体管、集成电路示波器，由模拟电路发 展到数字电路，由通用宽带示波器发展到高速取样示波器、 记忆示波器、数字存储示波器、逻辑示波器等多种类型示波 器。
3. 2. 1 阴极射线示波管
其中ky、kx分别为垂直偏转板和水平偏转板的偏转灵敏度。对 于固定的示波管，在阳极电压一定的情况下，ky、kx均为常数。ky、
kx 值越大，示波管的偏转灵敏度越高，电子束在荧光屏上偏转一厘
米所需要的偏转电压越小；反之，所需要的偏转电压就大。 示波器面板上的“水平位移”和“垂直位移”旋钮，就是分别
2245型和XJ2230型等。
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3.1 概述
3. 1. 2 示波器的分类
（2）数字存储示波器（DSO） 这是一种能够显示、存储信号波形的示波器，它的存储不是用 记忆示波管，而是利用计算机技术，先将被测波形的电压值经A/D 转换变成数字量，再经μP/μC处理后将它存储，同时经D/A转换后实 现波形显示。数字存储示波器由于在测量过程中已经把波形数字化 了，因此可以对被测波形进行各种参数的测量。
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3.1 概述
3. 1. 2 示波器的分类 目前生产的示波器可分为模拟示波器和数字示波器两大类： 1. 模拟示波器 （1）通用示波器；（2）取样示波器； （3）多束示波器；（4）特殊示波器。 2．数字示波器 （1）实时显示、数字读出示波器（RDTO）； （2）数字存储示波器（DSO）； （3）实时显示与存储示波器（RTSO）；
H－灯，K－阴极，G－栅极，G1－前加速电极，A1－第一阳极，A2－第二阳极， A3－后加速阳极，Y1、Y2－垂直偏转板， X1、 X2 －水平偏转板 图 3-1 示波器结构示意图
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3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管
1．荧光屏 如图3-1所示，荧光屏是示波管最前端的玻璃屏，有圆形屏和矩 形屏，屏的内壁涂有一层荧光粉，其作用是显示波形图。 当高速运动的电子打到荧光屏上某一点时，这点就发光，在单 位时间内打到荧光屏上的电子数目越多，发光就越强。电子停止作 用荧光屏后，荧光物质发光还需要经过一定的时间后才熄灭，这个 时间叫做余辉时间。 示波管有长余辉、中余辉、短余辉三种。一般来说，观察频率 高的信号时，用短余辉示波管；对于频率低的信号，采用长余辉示 波管。
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3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管
2．电子枪 电子枪由灯丝（H）、阴极（K）、控制栅极（G）、 前加速电极（G1）、第一阳极（A1）、第二阳极（A2）组成， 其作用是发射高速运动的电子束。 （1）灯丝和阴极： 它位于示波管的最尾端，用于产生热电子。阴极离灯丝很近 （见图3-1），当灯丝接通电源后，阴极板被加热，其表面产生大 量的热电子。如外部加有正向电压，阴极表面的热电子将受到电场 力的作用而飞出。
样，在水平偏转板加直流电压也会产生偏移。
理论上可以证明，光点在荧光屏上垂直方向偏移的距离 y（或 水平方向偏移的距离 x）与垂直偏转板Y1和Y2 之间加的电压 Uy（或 水平偏转板X1和 X2之间加的电压 Ux）成正比，即:
y k y U y
x kx U x
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3.2 示波器的显示原理
电子测量技术
第三章 电子示波器
第三章 电子示波器
学习示波器的示波原理，通用示波器结构和性能指标，以 及高速示波器、取样示波器、记忆示波器、数学示波器的工作 原理。
示波管的结构，示波器的示波原理，通用示波器结构和性 能指标。
示波原理，触发扫描，时基电路和择放电路的工作过程， 取样示波器。
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-1.1kV
图 3-4 示波管各电极的电压
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3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管
示波管各电极所加的电压如图3-4所示。被测信号加在垂直偏转 板Y1、Y2之间，锯齿波电压加在水平偏转板X1、X2之间。灯丝H 两端一般加6.3V的交流电压。阴极K接-1000 V的负高压，由于灯丝 与阴极靠得很近，所以灯丝通过电阻R5与阴极负高压相连，以防止 灯丝、阴极之间击穿。控制栅极G与电位器Rp相连，调节Rp使栅极 的电压低于阴极。第一阳极A1接电位器Rp1，其电位必须高于阴极，
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3.2 示波器的显示原理3. . 1 阴极射线示波管现代示波管在荧光屏前部还有一个后加速阳极A3，它是示波管 玻璃内壁的石墨导电层，也用于加速电子。为了避免其电压过高而 使波形畸变，后加速阳极的电压一般为+2000～+4000 V。
A1 S A1 A2 图 3-2 聚焦作用 A2 荧光屏 偏转板 S′ ＋＋ 电子束
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3.1 概述
3. 1. 2 示波器的分类
（3）多束示波器 利用多束示波管构成的示波器称为多束示波器，它与多踪示波 器不同，多踪示波器是用单束示波管通过电子开关交换被测通道， 使两个波形能交替显示在屏幕上。而多束示波器一般用双线示波管， 在一个示波管内备有两个独立的电子枪，一个共同的荧光屏，可同 时观察比较两个以上信号。由于每一个信号使用独立的电子束，所 以不会相互影响。 （4）特殊示波器 指专用场合使用的示波器，具有专用电路装置，能实现特殊功能， 如电视示波器、矢量示波器，产品型号用SZ表示。
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3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管 4．示波管各电极的电压
后加速阳极电压 2kV -1kV A3 R1 第一阳极 R 电压调节 P1 （聚焦） R2 R5 K A1 Y1 X1
～6.3V H G G1 A2 Y2 R3 ＋120V RP0 R4 栅极电压 （调节辉度） C 第二阳极 RP2 电压调节 （辅助聚焦） X2
形图就暗；反之，当栅极负电压减小时，电子所受的静电场的排斥
力小，通过栅极小孔的电子数增多，打在荧光屏上的电子数就多， 屏幕上显示的波形图亮。示波器面板上的辉度旋钮，就是通过调节 栅极的负电压来控制荧光屏上光点亮度的。
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3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管 （3）前加速电极（G1）、第一阳极（A1）和第二阳极（A2）：
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第三章 电子示波器
3.2 示波器的显示原理
3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管
示波管是示波器的核心部件，其结构如图3-1所示。 它是一个真空的玻璃管，内有荧光屏、电子枪、偏转板三部分， 下面分别予以介绍。
电子枪 偏转系统 A3
Y1
X1 荧 光 屏
H Y2 K G G1 A1 A2 X1
（4）逻辑示波器。
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3.1 概述
3. 1. 2 示波器的分类
目前生产的示波器可分为模拟示波器和数字示波器两大类： 1. 模拟示波器 （1）通用示波器 通用示波器是一种由单束示波管构成的，用于检测电压波形的 示波器。通常把频带宽度在40MHz以下的示波器称为普通示波器， 40MHz以上的示波器称为宽带示波器。产品型号用SB、SD表示， 如SD1型、SD13型等。 （2）取样示波器 这类示波器利用取样技术，对高频信号进行跨周期取样，可将 高频信号或超高频信号模拟转换成波形与高频信号相同的低频（中 频）周期性信号，然后用通用示波器的原理进行观测。
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3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管
（2）控制栅极 它位于阴极的前面，其作用是控制飞往荧光屏的电子数目，即 控制荧光屏上波形图的亮度。控制栅极是一个金属圆筒，内有一块 隔板，中央开有一小孔，电子可通过它射出。 在实际使用中，栅极的电位低于阴极，因此从阴极发射的电子， 其中有一部分因静电场的排斥而不能穿过栅极小孔。当栅极加的负 电压增大时，通过小孔并达到荧光屏的电子数目减少，屏幕上的波
θ －－
y
= =图 3-3
电子束的偏转
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3.2 示波器的显示原理
3. 2. 1 阴极射线示波管
由于栅极、第一阳极、第二阳极之间存在电势差，在它们附近 会产生一定的静电场。从阴极发射出来的电子，在通过静电场时， 电子受到静电场力的作用，而电子在电场中某一点所受电场力的方 向沿着电场线的反方向。可见，这个电场力使电子向轴线方向会聚， 经过会聚后的电子打到荧光屏上某一点，形成一个细小的光点，这 叫做聚焦。因此，改变第一阳极（A1）的电压，可以改变电场的分
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3.1 概述
3. 1. 2 示波器的分类
2．数字示波器 （1）实时显示、数字读出示波器（RDTO） 实时显示、数字读出的示波器是在模拟通用示波器基础上，增 加CRT光标数字读出功能，屏幕显示波形图仍然是模拟的。屏幕上 除被测波形外，还会出现两个光标，可以通过按钮用光标指定波形 的起点和终点，然后在屏幕上读出起点和终点的间隔数值，如横坐 标的时间间隔和纵坐标的电压。具有这种功能的产品，有国产的