010-51658042010-51658042
学生示波器由于示波管的偏转灵敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V（约12V电压产生1cm的偏转量），所以般的被测信号电压都要经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以得到垂直方向的适当大小的图形。
由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压（锯齿波电压或其它电压）也要经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向适当大小的图形。
扫描电路产生个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线。这样，才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。
电源供给电路：供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负压、灯丝电压等。
由示波器的原理能方框图可见，被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有个水平信号选择开关，以便按照需要选用示波器内的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。SDS1000CML
此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入个同步信号。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）种状态的简易示波器（如产SB10型等示波器）而言，需要在其扫描电路上输入个与被观察信号频率相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生个锯齿波，行次扫描）的示波器（如产ST-16型示波器、SR-8型双踪示波器等）为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号，此信号称为“外同步”（或“外触发”）信号，该信号加在外同步（或外触发）输入端；③有些示波器的同步信号选择开关还有档“电源同步”，是由220V，50Hz电源电压，通过变压器次降压后作为同步信号。
由示波管的原理可知，个直电压加到对偏转板上时，将使光点在荧光屏上产生个固定位移，该位移的大小与所加直电压成正比。如果分别将两个直电压同时加到垂直和水平两对偏转板上，则荧光屏上的光点位置就由两个方向的位移所共同决定。
如果将个正弦交电压加到对偏转板上时，光点在荧光屏上将随电压的变化而移动。当垂直偏转板上加个正弦交电压时，在时间t=0的瞬间，电压为Vo（零值），荧光屏上的光点位置在坐标原点0上，在时间t=1的瞬间，电压为V1（正值），荧光屏上光点在坐标原点0点上方的1上，位移的大小正比于电压V1；在时间t=2的瞬间，电压为V2（zui大正值），荧光屏上的光点在坐标原点0点上方的2点上，位移的距离正比于电压V2；以此类推，在时间t=3，t=4，…，t=8的各个瞬间，荧光屏上光点位置分别为3、4、…、8点。在交电压的二个周期、三个周期……都将重复*个周期的情况。如果此时加在垂直偏转板上的正弦交电压之频率很低，仅为lHz～2Hz，那么，在荧光屏上便会看见个上下移动着的光点。这光点距离坐标原点的瞬时偏转值将与加在垂直偏转板上的电压瞬时值成正比。如果加在垂直偏转板上的交电压频率在10Hz～20Hz以上，则由于荧光屏的余辉现象和人眼的视觉暂留现象，在荧光屏上看到的就不是个上下移动的点，而是根垂直的亮线了。该亮线的长短在示波器的垂直放大增益定的情况下决定于正弦交电压峰峰值的大小。如果在水平偏转板上加个正弦交电压，则会产生相类似的情况，只是光点在水平轴上移动罢了。
如果将随时间线性变化的电压（如锯齿波电压）加到对偏转板上，则光点在荧光屏上又会怎样移动呢？当水平偏转板上有锯齿波电压时，在时间t=0瞬间，电压为Vo（zui大负值），荧光屏上光点在坐标原点左侧的起始位置（零点上），位移的距离正比于电压Vo；在时间t=1的瞬间，电压为V1（负值），荧光屏上光点在坐标原点左方的1点上，位移的距离正比于电压V1；以此类推，在时间t=2，t=3，...,t=8的各个瞬间，荧光屏上光点的对应位置是2、3、…、8各点。在t=8这个瞬间，锯齿波电压由zui大正值V8跃变到zui大负值Vo，则荧光屏上光点从8点其迅速地向左移到起始位置零点。如果锯齿波电压是周期性的，则在锯齿波电压的二个周期、三个周期、……都将重复*个周期的情形。如果此时加在水平偏转板上的锯齿波电压频率很低，仅为1Hz ～2Hz，在荧光屏上便会看见光点自左边起始位置零点向右边8点处匀速地移动，随后光点又从右边8点处其迅速地移动到左边起始位置零点。上述这个过程称为扫描。在水平轴加有周期性锯齿波电压时，扫描将周而复始地行下去。光点距离起始位置零点的瞬时值，将与加在偏转板上的电压瞬时值成正比。如果加在偏转板上的锯齿波电压频率在10Hz～20Hz以上，则由于荧光屏的余辉现象和人眼的视觉暂留现象，就看到根水平亮线，该水平亮线的长度，在示波器水平放大增益定的情况下决定于锯齿波电压值，锯齿波电压值是与时间变化成正比的，而荧光屏上光点的位移又是与电压值成正比的，因此荧光屏上的水平亮线可以代表时间轴。在此亮线上的何相等的线段都代表相等的段时间。
如果将被测信号电压加到垂直偏转板上，锯齿波扫描电压加到水平偏转板上，而且被测信号电压的频率等于锯齿波扫描电压的频率，则荧光屏上将显示出个周期的被测信号电压随时间变化的波形曲线（如图5-6所示）。由图5-6所示可见，在时间t=0的瞬间，信号电压为Vo（零值），锯齿波电压为V0′（负值），荧光屏上光点在坐标原点左面，位移的距离正比于电压V0′；在时间t=1的瞬间，交电压为V1（正值），锯齿波电压为V1′（负值），荧光屏上光点在坐标的Ⅱ象限中。同理，在时间t=2，t=3，…，t=8的瞬间，荧光屏上光点分别位于2，3，…，8点。在t=8瞬间，锯齿波电压由zui大正值V8′跳变到zui大负V0′，因而荧光屏上的光点也从8点其迅速地向左移到起始位置0点。以后，在被测周期信号的二个周期、三个周期……都重复*个周期的情形，光点在荧光屏上描出的轨迹也都重叠在*次描出的轨迹上。所以，荧光屏上显示出来的被测信号电压是随时间变化的稳定波形曲线。
由上述可见，为使荧光屏上的图形稳定，被测信号电压的频率应与锯齿波电压的频率保持整数比的关SHS1000系，即同步关系。为了实现这点，就要求锯齿波电压的频率连续可调，以便适应观察各种不同频率的周期信号。其次，由于被测信号频率和锯齿波振荡信号频率的相对不稳定性，即使把锯齿波电压的频率临时调到与被测信号频率成整倍数关系，也不能使图形直保持稳定。因此，示波器中都设有同步装置。也就是在锯齿波电路的某分加上个同步信号来促使扫描的同步，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始连续不断的锯齿波）种状态的简易示波器（如产SB-10型示波器等）而言，需要在其扫描电路上输入个与被观察信号频率相关的同步信号，当所加同步信号的频率接近锯齿波频率的自主振荡频率（或接近其整数倍）时，就可以把锯齿波频率“拖入同步”或“锁住”。对于具有等待扫描（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生个锯齿波行次扫描）能的示波器（如产ST-16型示波器、SBT-5型同步示波器、SR-8型双踪示波器等等）而言，需要在其扫描电路上输入个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合。这样，只要按照需要来选择适当的同步信号或触发信号，便可使何欲研究的过程与锯齿波扫描频率保持同步。
在电子实践过程中，常常需要同时观察两种（或两种以上）信号随时间变化的过程。并对这些不同信号行电
量的测试和。为了达到这个目的，人们在应用普通示波器原理的基础上，采用了以下两种同时显示多个波形的方法：种是双线（或多线）示波法；另种是双踪（或多踪）示波法。应用这两种方法制出来的示波器分别称为双线（或多线）示波器和双踪（或多踪）示波器。
双线（或多线）示波器是采用双枪（或多枪）示波管来实现的。下面以双枪示波管为例加以简单说明。双枪示波管有两个互相立的电子枪产生两束电子。另有两组互相立的偏转系统，它们各自控制束电子作上下、左右的运动。荧光屏是共用的，因而屏上可以同时显示出两种不同的电信号波形，双线示波也可以采用单枪双线示波管来实现。这种示波管只有个电子枪，在作时是依靠殊的电把电子分成两束。然后，由管内的两组互相立的偏转系统，分别控制两束电子上下、左右运动。荧光屏是共用的，能同时显示出两种不同的电信号波形。由于双线示波管的制要求，成本也，所以应用并不十分普遍。
双踪（或多踪）示波是在单线示波器的基础上，增设个用电子开关，用它来实现两种（或多种）波形的分别显示。由于实现双踪（或多踪）示波比实现双线（或多线）示波来得简单，不需要使用结构复杂、价格昂贵的“双腔”或“多腔”示波管，所以双踪（或多踪）示波获得了普遍的应用。
（1）双踪示波的显示原理
图5-8（a）是双踪示波法基本原理的示意图。图中，电子开关K的作用是使加在示波管垂直偏转板上的两种信号电压作周期性转换。例如，在0～1这段时间里，电子开关K与信号通道A接通，这时在荧光屏上显示出信号UA的段波形；在1～2这段时间里，电子开关K与信号通道B接通，这时在荧光屏上显现出信号UB的段波形；在2～3这段时间里，荧光屏上再次显示出信号UA的段波形；在3～4这段时间里，荧光屏上将再次显示出UB的段波形……。这样，两个信号在荧光屏上虽然是交替显示的，但由于人眼的视觉暂留现象和荧光屏的余辉（速电子在停止冲击荧光屏后，荧光屏上受冲击处仍保留段发光时间）现象，就可在荧光屏上同时看到两个被测信号波形（图5-8（b）所示）。
图5-8 双踪示波器基本原理
为了保持荧光屏显示出来的两种信号波形稳定，则要求被测信号频率、扫描信号频率与电子开关的转换频率三者之间满足定的关系。
，两个被测信号频率与扫描信号频率之间应该是成整数比的关系，也就是要求“同步”。这点与单线示波器的原理是相同的，只是现在的被测信号是两个，而扫描电压是个。在实际应用中，需要观察和的两个信号常常是互相有内在的，所以上述的同步要求般是容易满足的。
为了使荧光屏上显示的两个被测信号波形都稳定，除满足上述要求外，还合理地选择电子开关的转换频率，使得在示波器上所显示的波形个数合适，以便于观察。下面谈谈电子开关的作方式问题，这个问题与电子开关的转换频率有关。
电子开关的作方式有“交替”转换和“断续”转换两种。
当前位置：