第2章 时域测量02

由几级宽带 放大器组成
以使被测信号比扫 描电压延迟到达示 波管的垂直偏转板
进一步放大信号，提供 满足y轴频率特性和输 出幅度的偏转电压
2.2.4 垂直系统
1 耦合方式
S1接法：DC：信号直接通过 AC：信号经C1耦合， 隔离直流和变化慢的 GND：信号通路断开,C1预充电，当转拔到AC 时，不会发生光迹短时间内大幅度偏移。
通常采用共发共基差分放大电路，由VT1,VT2,VT3,VT4四只管子组成，输入单端 信号经VT1,VT2两管对称倒相放大，受控制后由VT3,VT4输出。
• 晶体管VT5是恒流管，可以提高放大电路的共模抑制能力； • 开关管S2改变共发电路发射极间耦合电阻大小，使扩展增 益*5，RP3为校准*5时的增益； • R3,R4,RP4组成电路放大后的信号分流电路，调节RP4就 可以改变负载R47,R48上的电压，达到增益微调的目的； • RP5校准增益*1； • 开关S3，改变垂直放大信号的“+”，“-”极性； • 调节RP6，改变上的电流大小，达到显示垂直信号位移的 目的 • RP1是使共发电路输出电平平衡； • RP2和C11对放大电路起频率响应补偿作用。
2.2.4 垂直系统
示波器既要能观测小信号（mV数量级），又要能观 测大信号（几十~几百伏），而示波管的垂直偏转灵敏度 一般为4~10V/cm；需要设置垂直系统（y轴放大器）， 通过放大或衰减，显示大范围的被测信号。 垂直系统主要由输入电路、前置放大器、延迟线和后 置放大器等组成。
包括衰减器 和跟随器
VT1,VT2构成差分共发射极放大器，驱动延迟线YC1，电阻R2,R3是延迟线终端匹配电阻 ; VT3,VT4构成共基极电路，其输入阻抗极低，起着缓冲隔离延迟线驱动放大器负载分布 电容影响，保证高频特性良好匹配作用。 针对VT1和VT2为了能驱动大电容，及高频增益低的特点，采用串联电容C26的方法补偿
5 垂直通道极性转换电路
S置“+”：R61接-12 V,VD2,3,6,7导通，信号顺向通过，而另一R45接+12V， VD1,4,5,8截止，没有信号通过，这时，y2通道信号是正极性； 反之，S置“-”， y2通道信号是正极性。
6 垂直通道开关转换电路（电子开关）
y1单踪显示：S1接地电平， IC4A的R端为高态“1”，在输出端Q产生高态“1”， 被测信号通过y1通道放大器，y2通道被阻断； _ y2单踪显示：R接地电平， IC4A的S端为高态“1”，在输出端Q产生高态“1”， 被测信号通过y2通道放大器，y1通道被阻断；
防止热漂移
低输出电阻的计算
• R0=(R46+RP2+R48)//R19//rbe2/(1+ββ2) ≈ rbe2/(1+ββ2) • 当rbe2 =1k， β =100,则 R0= 10 Ω 恰与低阻分压器R19系列匹配。
4 前置放大器
将单端输入信号变成双端对称输出信号
她的增益要求不高，但频带宽度要比整体的频响指标宽； 实现控制功能——增益微调，增益扩展，变换极性和垂直位移
2 衰减器
10倍衰减电路
•当输入电压u1为低频信号时 C6,C7不起作用，衰减比取 决于电阻比。 当u1为高频信号时7，使衰减比与信号频率无关， 称为最佳补偿，上例中 C6=R11C7/R9=100k*22/900k≈2.4pF。
上图中调节C6还有与探极线的阻抗匹配作用。
2.2.3 示波管及直流供电系统
正高压+4800v加至后加速极，电子获得能量，高速轰击荧光屏，显示增亮
•高压发生器产生的负高 压(-1200v)加至2脚使阴 极为极低负电位； •经R2,R3,RP1分压加至 5脚进行聚焦控制； •RP3低压送至9脚进行 辅助聚焦控制； •RP01调节电压加至4脚 改善聚焦和几何图形畸 变； •RP02调整电压加至6脚 校正几何图形； •RP03调整电压加至13 脚改变栅网电压，消除 二次电子,使屏幕清晰； •偏转线圈了L1,其感应电 压由RP04调整可使图像 旋转,使水平扫描光迹平 行水平轴； •调节RP4改变栅极偏压 改变辉度起始点； •RP2改变示波管屏幕亮 暗度。
• Y1+Y2显示：R,S分别被VD1，2控制在低 — 态“0”， IC4A的输出端Q,Q产生高态“1”， 被测信号y1和y2相加，通过放大器显示；
7 延迟线功能及驱动放大器
水平锯齿波信号起始点与触发信号间有一 段延迟时间，为了观测前沿就必须在y轴 放大器中插入延迟线，使被测信号的起点 与扫描信号起点同步。 对延迟线的要求：延迟时间应足够长和稳 定以补偿x通道扫描电路启动时间的延迟。 图a.扫描是从td1开始 图b.当uy达到A点，其uA大于触发电平Uf 时扫描电压ux由0开始增加，此时，荧光 屏上不能显示信号的起始部分（OA段） 如图c
3 混合阻抗变换电路
VT1，VT2，VT3组成 源极-射极跟随器，获 得高阻输入Ri≥1M，低 阻输出R0 AT1，AT2为高阻衰减 可以为阻容分立元件 R19为低阻衰减 被测信号经R3和R5 分压网络送A1的反向 端，由R46，RP2和 R48分压反馈到A1的 同相端经A1比较放大， 其输出改变恒流管 VT3的导通电平，对 VT1的源极进行误差 修正，维持VT2输出 高度稳定
对称螺旋延迟电缆
串臂是螺旋线的电感，并臂是螺旋线与外部导体间的分布电容
单位时间的延时时间为: t1=(LC)
1/2
若示波器延时电缆为2米，每米约延时50ns,总延时为100ns 。 延迟线的特性阻抗：在双端平衡传输时一般不超过几百欧，所 以在输入端要用低输出阻抗驱动，终端用低输出阻抗电路缓冲.
共发共基型延迟线驱动缓冲电路
当y轴输入端上的接探极线时，也要保证整机的频率特性。为了避免 因连接导线的寄生参数影响而产生谐振，因此当交流正弦信号频率大于 1MHz或测试脉冲信号时，均需用探极线连接，其等效电路如下
• 例：如上图，已知输入阻抗Ri=1MΩ,Ci=33pF， 为了得到最佳补偿，在R1=9.1MΩ时，有
C1=Ri*Ci/R1 =1M*33/9.1M ≈3.6 pF