1樓:行者馬玉
示波器分為模擬示波器和數字示波器,現階段大多數都是數字示波器,我目前只用過鼎陽的數字示波器,現在我主要說一下數字示波器的工作原理。
數字示波器簡單的說是對連續訊號進行片斷式的採集,然後以波形的方式顯示。
在示波器內部主要分為這幾個部分:輸入單元,放大單元,採集儲存單元,觸發單元,資料處理單元,顯示單元。
數字示波器原理圖
1.訊號輸入系統
被測訊號通過探頭前端到達探頭主體,進入阻抗轉換電路,以衰減成合適比例的輸入訊號,送入示波器前端,通過耦合電路,到達前置放大器。
訊號輸入系統
2.資料處理顯示系統
訊號通過前置放大器的放大輸送給模數轉換器(adc)進行取樣,adc將離散後的電平轉換為一系列的數字的點。這些數字的點首先被儲存在採集儲存器裡取樣示波器一旦接收到「觸發」指令,這些採集儲存器的點將被送顯示和測量分析。測量和分析的結果送螢幕顯示。
adc原理
螢幕顯示
3.存檔系統
在示波器處理完資料後,可以把當前的波形影象或者是資料儲存到儲存器中,一般為外部儲存器如u盤,sd卡,電腦等。
不同品牌的示波器可能使用不同,但是原理基本上就是這些了。
2樓:安靜的小孩
回答示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電訊號變換成看得見的影象,便於人們研究各種電現象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。
在被測訊號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測訊號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同訊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、調幅度等等。
3樓:匿名使用者
一、示波器的工作原理:
示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點。在被測訊號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測訊號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同訊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、偏轉系統和熒光屏3個部分組成。
(1)電子槍
電子槍用於產生並形成高速、聚束的電子流,去轟擊熒光屏使之發光。它主要由燈絲f、陰極k、控制極g、第一陽極a1、第二陽極a2組成。除燈絲外,其餘電極的結構都為金屬圓筒,且它們的軸心都保持在同一軸線上。
陰極被加熱後,可沿軸向發射電子;控制極相對陰極來說是負電位,改變電位可以改變通過控制極小孔的電子數目,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的靈敏度,現代示波管中,在偏轉系統和熒光屏之間還加上一個後加速電極a3。
第一陽極對陰極而言加有約幾百伏的正電壓。在第二陽極上加有一個比第一陽極更高的正電壓。穿過控制極小孔的電子束,在第一陽極和第二陽極高電位的作用下,得到加速,向熒光屏方向作高速運動。
由於電荷的同性相斥,電子束會逐漸散開。通過第一陽極、第二陽極之間電場的聚焦作用,使電子重新聚集起來並交匯於一點。適當控制第一陽極和第二陽極之間電位差的大小,便能使焦點剛好落在熒光屏上,顯現一個光亮細小的圓點。
改變第一陽極和第二陽極之間的電位差,可起調節光點聚焦的作用,這就是示波器的「聚焦」和「輔助聚焦」調節的原理。第三陽極是示波管錐體內部塗上一層石墨形成的,通常加有很高的電壓,它有三個作用:①使穿過偏轉系統以後的電子進一步加速,使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏,以獲得足夠的亮度;②石墨層塗在整個錐體上,能起到遮蔽作用;③電子束轟擊熒光屏會產生二次電子,處於高電位的a3可吸收這些電子。
(2)偏轉系統
示波管的偏轉系統大都是靜電偏轉式,它由兩對相互垂直的平行金屬板組成,分別稱為水平偏轉板和垂直偏轉板。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動。當電子在偏轉板之間運動時,如果偏轉板上沒有加電壓,偏轉板之間無電場,離開第二陽極後進入偏轉系統的電子將沿軸向運動,射向螢幕的中心。
如果偏轉板上有電壓,偏轉板之間則有電場,進入偏轉系統的電子會在偏轉電場的作用下射向熒光屏的指定位置。
如圖5-3所示。如果兩塊偏轉板互相平行,並且它們的電位差等於零,那麼通過偏轉板空間的,具有速度υ的電子束就會沿著原方向(設為軸線方向)運動,並打在熒光屏的座標原點上。如果兩塊偏轉板之間存在著恆定的電位差,則偏轉板間就形成一個電場,這個電場與電子的運動方向相垂直,於是電子就朝著電位比較高的偏轉板偏轉。
這樣,在兩偏轉板之間的空間,電子就沿著拋物線在這一點上做切線運動。最後,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,這段距離稱為偏轉量,用y表示。偏轉量y與偏轉板上所加的電壓vy成正比。
同理,在水平偏轉板上加有直流電壓時,也發生類似情況,只是光點在水平方向上偏轉。
(3)熒光屏
熒光屏位於示波管的終端,它的作用是將偏轉後的電子束顯示出來,以便觀察。在示波器的熒光屏內壁塗有一層發光物質,因而,熒光屏上受到高速電子衝擊的地點就顯現出熒光。此時光點的亮度決定於電子束的數目、密度及其速度。
改變控制極的電壓時,電子束中電子的數目將隨之改變,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在示波管熒光屏一個位置上,否則該點熒光物質將因長期受電子衝擊而燒壞,從而失去發光能力。
塗有不同熒光物質的熒光屏,在受電子衝擊時將顯示出不同的顏色和不同的餘輝時間,通常供觀察一般訊號波形用的是發綠光的,屬中餘輝示波管,供觀察非週期性及低頻訊號用的是發橙黃色光的,屬長餘輝示波管;供照相用的示波器中,一般都採用發藍色的短餘輝示波管。
「示波器」的工作原理是什麼?
4樓:莊生曉夢
由示波管的原理可知,一個直流電壓加到一對偏轉板上時,將使光點在熒光屏上產生一個固定位移,該位移的大小與所加直流電壓成正比。如果分別將兩個直流電壓同時加到垂直和水平兩對偏轉板上,則熒光屏上的光點位置就由兩個方向的位移所共同決定。
雙蹤(或多蹤)示波是在單線示波器的基礎上,增設一個專用電子開關,用它來實現兩種(或多種)波形的分別顯示。由於實現雙蹤(或多蹤)示波比實現雙線(或多線)示波來得簡單,不需要使用結構複雜、**昂貴的「雙腔」或「多腔」示波管,所以雙蹤(或多蹤)示波獲得了普遍的應用。
儀器分類:
1、模擬式
模擬示波器的工作方式是直接測量訊號電壓,並且通過從左到右穿過示波器螢幕的電子束在垂直方向描繪電壓。
2、數字式
數字示波器的工作方式是通過模擬轉換器(adc)把被測電壓轉換為數字資訊。數字示波器捕獲的是波形的一系列樣值,並對樣值進行儲存,儲存限度是判斷累計的樣值是否能描繪出波形為止,隨後,數字示波器重構波形。
5樓:浩星樂詠
被測訊號經過探頭和前端放大器以及歸一化後轉換成adc可以接受的電壓範圍,取樣保持電路按固定的取樣率將訊號分割成一個個獨立的取樣電平,adc將這些電平轉化為數字的取樣點,這些數字的取樣點儲存在採集存貯器裡送顯示和測量分析。
6樓:匿名使用者
一、示波器的工作原理:
示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點。在被測訊號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測訊號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同訊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、偏轉系統和熒光屏3個部分組成。
(1)電子槍
電子槍用於產生並形成高速、聚束的電子流,去轟擊熒光屏使之發光。它主要由燈絲f、陰極k、控制極g、第一陽極a1、第二陽極a2組成。除燈絲外,其餘電極的結構都為金屬圓筒,且它們的軸心都保持在同一軸線上。
陰極被加熱後,可沿軸向發射電子;控制極相對陰極來說是負電位,改變電位可以改變通過控制極小孔的電子數目,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的靈敏度,現代示波管中,在偏轉系統和熒光屏之間還加上一個後加速電極a3。
第一陽極對陰極而言加有約幾百伏的正電壓。在第二陽極上加有一個比第一陽極更高的正電壓。穿過控制極小孔的電子束,在第一陽極和第二陽極高電位的作用下,得到加速,向熒光屏方向作高速運動。
由於電荷的同性相斥,電子束會逐漸散開。通過第一陽極、第二陽極之間電場的聚焦作用,使電子重新聚集起來並交匯於一點。適當控制第一陽極和第二陽極之間電位差的大小,便能使焦點剛好落在熒光屏上,顯現一個光亮細小的圓點。
改變第一陽極和第二陽極之間的電位差,可起調節光點聚焦的作用,這就是示波器的「聚焦」和「輔助聚焦」調節的原理。第三陽極是示波管錐體內部塗上一層石墨形成的,通常加有很高的電壓,它有三個作用:①使穿過偏轉系統以後的電子進一步加速,使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏,以獲得足夠的亮度;②石墨層塗在整個錐體上,能起到遮蔽作用;③電子束轟擊熒光屏會產生二次電子,處於高電位的a3可吸收這些電子。
(2)偏轉系統
示波管的偏轉系統大都是靜電偏轉式,它由兩對相互垂直的平行金屬板組成,分別稱為水平偏轉板和垂直偏轉板。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動。當電子在偏轉板之間運動時,如果偏轉板上沒有加電壓,偏轉板之間無電場,離開第二陽極後進入偏轉系統的電子將沿軸向運動,射向螢幕的中心。
如果偏轉板上有電壓,偏轉板之間則有電場,進入偏轉系統的電子會在偏轉電場的作用下射向熒光屏的指定位置。
如圖5-3所示。如果兩塊偏轉板互相平行,並且它們的電位差等於零,那麼通過偏轉板空間的,具有速度υ的電子束就會沿著原方向(設為軸線方向)運動,並打在熒光屏的座標原點上。如果兩塊偏轉板之間存在著恆定的電位差,則偏轉板間就形成一個電場,這個電場與電子的運動方向相垂直,於是電子就朝著電位比較高的偏轉板偏轉。
這樣,在兩偏轉板之間的空間,電子就沿著拋物線在這一點上做切線運動。最後,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,這段距離稱為偏轉量,用y表示。偏轉量y與偏轉板上所加的電壓vy成正比。
同理,在水平偏轉板上加有直流電壓時,也發生類似情況,只是光點在水平方向上偏轉。
(3)熒光屏
熒光屏位於示波管的終端,它的作用是將偏轉後的電子束顯示出來,以便觀察。在示波器的熒光屏內壁塗有一層發光物質,因而,熒光屏上受到高速電子衝擊的地點就顯現出熒光。此時光點的亮度決定於電子束的數目、密度及其速度。
改變控制極的電壓時,電子束中電子的數目將隨之改變,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在示波管熒光屏一個位置上,否則該點熒光物質將因長期受電子衝擊而燒壞,從而失去發光能力。
塗有不同熒光物質的熒光屏,在受電子衝擊時將顯示出不同的顏色和不同的餘輝時間,通常供觀察一般訊號波形用的是發綠光的,屬中餘輝示波管,供觀察非週期性及低頻訊號用的是發橙黃色光的,屬長餘輝示波管;供照相用的示波器中,一般都採用發藍色的短餘輝示波管。
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