通用示波器是電子測量中最常用的儀器之一。它不僅能夠直接觀測和真實顯示被測信號,而且還可以觀測脈沖信號的前后沿、脈寬、上沖、下沖等參數(shù)。為保證示波器的正常使用和測量精度,應對示波器定期進行檢定和校準。通用示波器的很多技術指標難以用一般儀器直接檢定,采取間接方法利用常用電子測量儀器既可達到檢定的目的,又可以擴展它的使用范圍,提高它的測量精度。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。示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏3個部分組成。
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,離開第二陽極后進入偏轉(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(設為軸線方向)運動,并打在熒光屏的坐標原點上。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。最后,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)。
熒光屏示波器
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。