示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在涂有熒光物質(zhì)的屏面上,就可產(chǎn)生細小的光點.在被測信號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線.利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調(diào)幅度等等.

（一）示波器的組成普通示波器有五個基本組成部分：顯示電路、垂直（Y軸）放大電路、水平（X軸）放大電路、掃描與同步電路、電源供給電路.普通示波器的原理功能方框圖如圖5-1所示.

1．顯示電路

     顯示電路包括示波管及其控制電路兩個部分.示波管是一種特殊的電子管,是示波器一個重要組成部分.示波管的基本原理圖如圖5-2所示.由圖可見,示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏3個部分組成.

（1）電子槍

     電子槍用于產(chǎn)生并形成高速、聚束的電子流,去轟擊熒光屏使之發(fā)光.它主要由燈絲F、陰極K、控制極G、**陽極A1、**陽極A2組成.除燈絲外,其余電極的結(jié)構(gòu)都為金屬圓筒,且它們的軸心都保持在同一軸線上.陰極被加熱后,可沿軸向發(fā)射電子；控制極相對陰極來說是負(fù)電位,改變電位可以改變通過控制極小孔的電子數(shù)目,也就是控制熒光屏上光點的亮度.為了提高屏上光點亮度,又不降低對電子束偏轉(zhuǎn)的靈敏度,現(xiàn)代示波管中,在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏之間還加上一個后加速電極A3.

     **陽極對陰極而言加有約幾百伏的正電壓.在**陽極上加有一個比**陽極更高的正電壓.穿過控制極小孔的電子束,在**陽極和**陽極高電位的作用下,得到加速,向熒光屏方向作高速運動.由于電荷的同性相斥,電子束會逐漸散開.通過**陽極、**陽極之間電場的聚焦作用,使電子重新聚集起來并交匯于一點.適當(dāng)控制**陽極和**陽極之間電位差的大小,便能使焦點剛好落在熒光屏上,顯現(xiàn)一個光亮細小的圓點.改變**陽極和**陽極之間的電位差,可起調(diào)節(jié)光點聚焦的作用,這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調(diào)節(jié)的原理.第三陽極是示波管錐體內(nèi)部涂上一層石墨形成的,通常加有很高的電壓,它有三個作用：①使穿過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)以后的電子進一步加速,使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏,以獲得足夠的亮度；②石墨層涂在整個錐體上,能起到屏蔽作用；③電子束轟擊熒光屏?xí)a(chǎn)生二次電子,處于高電位的A3可吸收這些電子.

（2）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

     示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)大都是靜電偏轉(zhuǎn)式,它由兩對相互垂直的平行金屬板組成,分別稱為水平偏轉(zhuǎn)板和垂直偏轉(zhuǎn)板.分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動.當(dāng)電子在偏轉(zhuǎn)板之間運動時,如果偏轉(zhuǎn)板上沒有加電壓,偏轉(zhuǎn)板之間無電場,離開**陽極后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子將沿軸向運動,射向屏幕的中心.如果偏轉(zhuǎn)板上有電壓,偏轉(zhuǎn)板之間則有電場,進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子會在偏轉(zhuǎn)電場的作用下射向熒光屏的指定位置.

      如圖5-3所示.如果兩塊偏轉(zhuǎn)板互相平行,并且它們的電位差等于零,那么通過偏轉(zhuǎn)板空間的,具有速度υ的電子束就會沿著原方向（設(shè)為軸線方向）運動,并打在熒光屏的坐標(biāo)原點上.如果兩塊偏轉(zhuǎn)板之間存在著恒定的電位差,則偏轉(zhuǎn)板間就形成一個電場,這個電場與電子的運動方向相垂直,于是電子就朝著電位比較高的偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn).這樣,在兩偏轉(zhuǎn)板之間的空間,電子就沿著拋物線在這一點上做切線運動.*后,電子降落在熒光屏上的A點,這個A點距離熒光屏原點（0）有一段距離,這段距離稱為偏轉(zhuǎn)量,用y表示.偏轉(zhuǎn)量y與偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓Vy成正比.同理,在水平偏轉(zhuǎn)板上加有直流電壓時,也發(fā)生類似情況,只是光點在水平方向上偏轉(zhuǎn).

（3）熒光屏

     熒光屏位于示波管的終端,它的作用是將偏轉(zhuǎn)后的電子束顯示出來,以便觀察.在示波器的熒光屏內(nèi)壁涂有一層發(fā)光物質(zhì),因而,熒光屏上受到高速電子沖擊的地點就顯現(xiàn)出熒光.此時光點的亮度決定于電子束的數(shù)目、密度及其速度.改變控制極的電壓時,電子束中電子的數(shù)目將隨之改變,光點亮度也就改變.在使用示波器時,不宜讓很亮的光點固定出現(xiàn)在示波管熒光屏一個位置上,否則該點熒光物質(zhì)將因長期受電子沖擊而燒壞,從而失去發(fā)光能力.

     涂有不同熒光物質(zhì)的熒光屏,在受電子沖擊時將顯示出不同的顏色和不同的余輝時間,通常供觀察一般信號波形用的是發(fā)綠光的,屬中余輝示波管,供觀察非周期性及低頻信號用的是發(fā)橙黃色光的,屬長余輝示波管；供照相用的示波器中,一般都采用發(fā)藍色的短余輝示波管.

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