一、无扫描线 1、出现无扫描线故障的原因 应先检查电源电路、示波管电路、触发扫描电路、X轴放大器等的工作是否正常。若这些部分工作都正常,则可能是增辉通道(Z通道)的故障,因为示波管栅极电位通常比阴极电位负60—70伏,一般情况下,阴极发射电子受栅极负压抑制能到达荧光屏的甚少。X轴通道产生扫描电压的同时也产生一增辉信号,增辉信号经Z通道后送到示波管栅级,使栅极电位提高30伏左右,阴极电子就会射到荧光屏上,形成较亮的扫描线。如果无增辉脉冲或增辉脉冲幅度不够,则必然引起无扫描线故障。 2、解决办法 a、通道的基线偏移过大,也就是说现在的0电平不在屏幕中心,这种情况可以把示波器的耦合打到GND的方式,触发方式为AUTO,此时调节垂直位移旋钮,再将基线调节到屏幕的中间位置在测量信号。 b、如果此时你的垂直灵敏度过低,信号的DC电平过大也是观测不到信号的,这时候调节垂直位移,看看能否将信号调到屏幕的显示位置,或将基线调到中心后,输入耦合打到AC方式,再看看有没有信号。 c、触发电平不对,就是信号没有触发,调节触发电平看看有没有显示。 二、通电后扫描线逐渐变暗 这种故障可能是高压电源故障引起,也可能由示波管灯丝电路故障引起。对于高压电源,为保证示波管有良好的聚焦和稳定的亮度,要求电源有很小的纹波和足够的稳定性,因此通用示波器高压电源大多采用直流~直流变换器(通称高频高压),如果高频高压电路的滤波电容性能变劣,或高压引线绝缘层老化,都可能造成高压漏电致使扫描线逐渐暗淡。 此外,示波管灯丝一端一般是通过一电阻与阴极相连的,故灯丝也处于负高压电位。若变压器绕组对地绝缘性能变差,则会造成负高压漏电,使阴极负压绝对值减小,因而栅、阴之间电位差绝对值增大,结果造成扫描线变暗,这种故障往往与通电时间有关。要解决此问题可以重绕变压器,但比较麻烦。较简单的方法是另取一6.3伏变压器直接给灯丝供电。 三、扫描线有调辉现象 调辉现象(一小段明,一小段暗) 引起此类故障的原因主要有三个: 1、消隐电路隔直电容断路,失去抑制干扰能力,致使扫描线出现调辉现象。 2、示波管老化,电子发射能力差,调制能力也差,即使微弱干扰信号也不能掩盖,造成调辉现象。解决办法可以更换示波管。 3、重新绕制高频高压电路的振荡变压器,在绝缘、浸渍、烘干等工序中未按严格的工艺要求进行,因而变压器工作一段时间后发热,使变压器损耗增加,整流电源供给的电流增加,100Hz脉动成份也相应增大,高频高压受100Hz纹波的调制,就使扫描线出现调辉现象。因此,在重绕高频变压器时,应按严格的工艺要求进行。
示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、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、示波管 阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。如图所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。 2、荧光屏 现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。 当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。 由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。 3、电子枪及聚焦 电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低,则全部电子返回阴极,即管子截止。调节电路中的W1电位器,可以改变栅极电位,控制射向荧光屏的电子流密度,从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连,所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。 电子束从阴极奔向荧光屏的过程中,经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域,调节第二阳极A2的电位,能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点,这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压,A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦,需微调第二阳极A2的电压,A2又叫做辅助聚焦极。 4、偏转系统 偏转系统控制电子射线方向,使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。中,Y1Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前,X轴偏转板在后,因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压,使两对偏转板间各自形成电场,分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。 5、示波管的电源 为使示波管正常工作,对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近,偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(—30V~—100V),而且可调,以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V~+600V),也应可调,用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连,对阴极为正高压(约+1000V),相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小,可以用公共高压经电阻分压器供电。 1、示波器使用前一定要进行校准和补偿。 校准主要是为了使当前的测量值处于优化的,不受外界温度环境等的影响。校准的方法是调用示波器里面自行加载的校准文件进行校准,基本上就是按下校准键就可以了。 补偿是为了使输入示波器的信号不会因为阻抗不匹配而发生信号完整性问题。补偿的方法是将探头接到示波器的方波发生信号引脚(这个引脚示波器都会有的,主要就是用来进行补偿校准的),用小螺丝刀调整探头的松紧,使方波信号呈现正确的形状。补偿过度会使波形上下冲,补偿不足会使波形过缓。 2、调节示波器的量程,时基,观察中心点坐标等使波形达到较佳观测状态。 3、电源文波的测量 电源文波测量的正确方法: (1)将探头的套帽摘掉以减少探头引入的寄生电感 (2)将地线回路尽可能减小,地线缠绕在探头上,或直接使用地线夹(很多示波器厂商都有,eg、R&W) (3)在测量端并入一个10uF和一个0、1uF的电容,同时将示波器的带宽限制在20MHz,起到低通滤波的作用,防止高频信号串扰使测量值不准 (4)根据奈奎斯特采样率,时基选择要使得测量频率是开关频率的2倍以上,(5)测试点要远离干扰源。 4、变压器的原边用差分探头,副边用普通探头,不能同时用不同探头,因为普通探头之间的地是相通的,但是主副边的地是有电压差的,这样会使示波器的地之间被短路,有烧坏示波器的风险。示波器的工作原理是什么?
示波器的使用技巧
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