示波器作用示波器作用实验报告 _知识分享

在数字电路实验中，需要几种仪器、观察仪器实验的现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、记忆示波器、逻辑分析仪等。万用和表格逻辑笔使用起来相对简单，而逻辑分析仪和记忆示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器被广泛使用，并且使用相对复杂的仪器。本第二章从使用的角度介绍了示波器的原理和使用方法。
1、示波器的工作原理示波器利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观察到的交流电信号转换成图像，显示在荧光屏上进行测量的电子测量仪器。就是观察数字电路的实验现象、在分析实验中的问题、测量实验结果不可或缺的仪器。示波器由示波管和电源系统组成、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
1.1、示波管
阴极射线管(CRT)简称示波器，是示波器的核心。它将电信号转换成光信号。正如图1所示，电子枪、偏转系统和荧光屏密封在真空玻璃外壳中，就形成了一个完整的示波管。

文章插图
图1示波管内部结构和电源图
1.荧光屏
今天的示波器屏幕通常是矩形的，一层磷光材料沉积在内表面上以形成荧光膜。荧光膜上常加一层蒸镀铝膜。电子高速穿过铝膜，撞击荧光粉发光形成亮点。铝膜具有内反射效果，有利于提高亮点亮度。铝膜还有散热等其他功能。
当电子停止轰击时，亮点不能马上消失，要保持一段时间。亮度下降到原始值10％经过的时间称为“时间余辉” 。时间余辉短于10μs极短的利润辉， 10μs—1ms是短暂的余辉， 1ms—0.1s中等余辉， 0.1s-1s长余辉，大于1s是极长的余辉。一般示波器都配有中余辉示波管，高频示波器的选择短余辉，低频示波器选用长余辉。
因为使用了不同的磷光材料，荧光屏可以发出不同颜色的光。示波器一般使用发绿光的示波器，保护人们的眼睛。
2.和电子枪聚焦
电子枪灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或者第二个网格)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的功能是发射电子并形成非常精细高速电子束。灯丝通电加热阴极，阴极受热时会发射电子。网格是一个金属圆柱体，顶部有一个小孔，阴极外面的套管。因为栅极电势低于阴极电势，控制阴极发射的电子用，一般只有几个初速度高的电子，可以在阳极电压的作用下通过栅孔，跑到屏幕前。初速度低的电子仍然返回阴极。如果栅极电位太低，所有的电子都回到阴极极，即管道切断。在调节电路中W1电位器，可以改变栅极电势，控制发射到荧光屏的电子流的密度，从而调节亮点的亮度。第一阳极、第二阳极和前加速电极彼此连接三个阴极在同一轴线上的金属圆筒。前加速极G2与A2相连，外加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子跑到屏幕前起加速作用。
来自电子束阴极跑到屏幕前的过程中，在两次聚焦过程之后。第一个重点包括K、G1、G2完成， K、K、G1、G2第一个电子透镜叫做示波管。第二次聚焦发生在G2、 A1、A2区域，调节第二阳极A2的电位，能使电子束会聚在荧光屏上的一点，这是第二个重点。A1上的电压称为聚焦电压， A1也被称为聚焦极。有时调节A1电压还是不能满足好的对焦，微调需要第二个阳极A2的电压， A2也叫辅助聚焦极。
3.偏转系统
偏转系统控制电子射线的方向，使荧屏幕上的光斑描绘了测量信号随外加信号变化的波形。图8.1中， Y1、Y2和Xl、X2两对垂直偏转板形成偏转系统。Y前部的轴偏转板， X轴偏转板在后，因此Y高轴灵敏度(测得的信号经过处理后添加到Y轴) 。两对偏转板分别施加电压，在两对偏转板之间形成电场，分别控制电子束在垂直方向和水平偏转的偏转。
4.示波管电源
为了使示波管正常工作，对电源有一定要求。规定第二阳极和偏转板之间的电势接近，偏转板的平均电位为零或接近零。阴极必须在负电位下工作。栅极G1相对阴负电位(—30V~—100V) ，和可调节的，从而实现亮度调节。第一阳极处于正电位(约+100V~+600V) ，也应该是可调的，用作焦点调节。第二阳极和正面加速极性连接，正极到负极的高电压(约+1000V) ，相对于地电位的可调范围为±50V 。因为示波管每个电极的电流很小，它可以通过电阻分压器由公共高压供电。

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