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示波器辉度控制不正常的维修 示波器如何做好保养

时间:2020-08-11    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
    示波器辉度控制不正常的维修 电子示波器在使用过程中,经常会出现"辉度"控制不正常的故障现象,即调节"辉度"控制旋钮,示波管屏幕上显示波形的辉度很亮,不能调暗,或者波形的辉度暗淡,不能调亮;基至显示不出波形,即无法调亮。根据电子示波器的基本电路结构可知,产生辉度控制不正常的故障原因有两个方面,一种是示波器本身有问题,另一种是示波器的高压电路有问题,兹分述其检修方法与步骤如下:

  (1)如果示波管内部的真空度下降,即存在轻微的漏气问题,则管内的空气会被快速运动的电子束电流所电离,从而大大增强第三阳极(A3)的电流,导致显示的波形无法调暗。或者由于示波管的栅极管座焊片接触不良而发生断路,此时电子束电流量强,并且不受控,导致显示的波形无法调暗。两者情况的区别是,前者在整个屏幕范围会呈现"散光"现象,而后者只受"聚焦"控制的作用。检修时,对于前者可采用"器件替代法"加以确定;对于后者可在示波器通电的情况下,采用"测量电阻法"检测示波管的栅极管脚和管座上相应焊片之间的通路电阻加以判断,并进行必要的修整。

  (2)如果示波管的阴极发射能力下降了,即存在衰老问题,则管内的电子束电流变弱,导致显示波形的辉度暗淡而不能调亮,基至显示不出波形来。检修时可采用"改变现状法",即设法提高示波管灯丝的供电压(7-8V),或者短路示波管阴极串联电阻(RK),以便增大电子束电流,使显示波形的辉度有所改善。但归根结底还是要更新示波管才能根本解决问题。

  (3)示波管的高压电路是指供应示波管各电极用的正、负直流高压电源,以及相应的分压电路。如图示出普通示波管的高压电路原理图。这里R1、W、R2、R3等组成"-1500V"直流高压电源的分压电路。调节电位器W1的活动特点,可使示波管的栅极G对阴极K之间的电位差,在"-10V"至"-100V"范围内变化。"-10V"工作点相当于"辉度"最亮;"-30V"工作点相当于"辉度"暗淡;"-40V"至"-100V"工作点相当于暗区。

  如果分压电阻R2后边各电阻元件存在变值、虚焊、损坏等问题,即分压电路开断了,使得G-K之间的电位差不能调到暗区,因而出现显示波形不能调暗的故障现象。检修时,可在通电的情况下,采用"测量电压法"和"改变现状法"检测示波管G-K之间的电位差是否正常。即一边调节"辉度控制"电位器W1,一边使用高输入阻抗的直流电子电压表检测G-K之间的电压值。或者在不通电的情况下,采用"测量电阻法"检测各分压元件的阻值与通路情况,以便发现问题。

  如果分压电阻R1和W1存在虚焊或损坏等"断路"问题,则示波器管G-K之间的电位差将大大超过"-100V" ,导致无波显示的故障现象,检修时,可采用"测量电压法"或"测量电阻法"予以确定。 如果分压电阻R1变值或者示波管第三阳极A3的插帽脱落,将会出现显示波形暗淡并无法调亮的故障现象。检修时,可采用"不通电观察法"和"测量电阻法"予以确定。

  (4)现代的电子示波器大都采用快速高灵度的示波管作为显示器件,它的示波管高压电路如图所示。这里使用"-1100V"和"-1250V"两组负高压,分别作为"辉度"控制和"聚焦"控制的分压电路的直流电源,其目的是为了减少"辉度"控制和"聚焦"控制相互之间对显示波形的影响,以提高示波器工作的稳定性。但是,如果这两组负高压之一的电压值发生变化,或者这两组分压电路中的电阻元件存在变值、虚焊、损坏等问题,都将会导致波形的"辉度"控制不正常。

  从图可见,示波管G4-1的栅极G和阴极K之间的电位差最大为"-150V",此时没有电子束电流,亦即无波形显示。但是借助R4、W2和W等电阻元件组成的分压电路,可使调节"辉度"控制电位器W时,示波管G-K之间的电位差能在"-10V"至"-100V"范围变化,即可调亮也可调暗,从而实现正常的"辉度"控制。这里,W2是内部分压调整器,用来补偿分压电阻的变量;RK是示波管阴极的串联电阻,用来限制电子束电流的大小。 如果"-1250V"负高压电源的输出偏低了(即电压绝对值小于1250V),或者分压电路中W4前边的电阻元件之一存在变值、虚焊、损环等问题,则示波管G-K之间的电位差可能调不到"暗区"(VG-K<"-30V"),示波器就会出现"辉度"控制不能调暗的故障现象。检修时,可先采用"改变现状法",即改变W2的阻值,以观测其对"辉度"控制的改善程度,或者在不通电的条件下,采用"测量电阻法"检测"-1250V"的滤波电路中G的漏阻,以及各分压电阻的阻值和通路情况,以便查出故障原因加以排除。 问题1:选择示波器时,一般考虑较多的是带宽,那么在什么倩况下要对采样速率存
所考虑呢?
  答:取决于被测对象。在带宽满足的前提下,希望最小采样间隔(采样率的倒数)能够捕捉到您需要的信号细节。业界有些关于采样速率经验的公式,但基本上都是针对示波器带宽得出的,实际应用中,可以不用示波器测相同频率的信号。若在选型时,对正弦波选择示波器带宽应是被测正弦信号频率的3倍以上,采样率是带宽的4到5倍,也即实际上是信号的12到15倍;若是其它波形,要保证采样率足以捕获信号细节。
  若您正在使用示波器,可通过以下方法验证采样率是否够用:将波形停下来,放大波形,若发现波形有变化(如某些幅值)就说明采样率不够,否则无碍。另外也可用点显示来分析采样率是否够用。
  问题2:如何理解“考核波形采样率够不够时,将波形停下来,放大波彩,若发现波形有变化(如某些幅值)就说明采样率不够,否则无碍。也可用点显示来分折采样率是否够用。”这一段话?
  答:当时被测对象是一种看上去很随机且高速变化的信号,用户将触发电平设在-13V左右。波形采集下来后想放大测量细节时,却发现改变示波器时基(SEC/DIV)设置时,信号幅值突然变小,我当时将示波器改成点显示,发现好像是点数(存储深度)不够,但我比较点显示和矢量显示后,发现若矢量显示有一定可信性,那么就是当前的两个采样间隔(采样率的倒数)中信号有突变,但未能被采集到(采样间隔不够细,即采样率不够高)。我换了一台同样存储深度但采样率较高的示波器,发现问题消失了。
  存储深度也会影响示波器能用到的实际最大采样率。存储深度太浅可能是个问题,因为存储深度可能限制能实际用到的最大采样速率,但实质上是采样率不够,丢失了信号细节。存储深度不够深,可能会导致实际采样率不高,这跟厂商提供的指标关系不大。

61. 如何捕捉并重现稍纵即失的瞬时信号? 

答:将示波器设置成单次采集方式(触发模式设置成Normal ,触发条件设置成边沿触发,并将触发电平调到适当值,然后将扫描方式设置成单次方式),如果使用的是安捷伦5462xA/D,5464xA/D,5483xB/D,5485xA,这些仪器都支持MegaZoom功能,就是说,可在观察信号全局的同时,对局部细节进行放大观察,或者通过移动屏幕的方式,或者通过双时基显示功能来完成。注意示波器的存储深度将决定所能采集信号的时间,和能用到的最大采样速率。 

62. 安捷伦的哪种示波器能够测试频率为500M的载波信号? 

答:如果仅测载波信号本身,通常载波信号为正弦波,推荐使用1.5GHz示波器(安捷伦54845B),使用BNC电缆连接被测对象,可得到~94.6%的上升时间测量精度。若必须使用探头,推荐使用1157A 有源探头(2.5GHz带宽)。如果使用500MHz带宽的示波器,即使使用BNC电缆,可以情况下得到的幅度测量误差是29.3%,上升时间测量精度是58.6%。 

63. 示波器标称为60MHZ,是否可以理解为它最大可以测到60MHZ? 

答:60MHz带宽示波器,并不意味着可以很好地测量60MHz的信号,根据示波器带宽的定义,如果输入峰峰值为1V的60MHz的正弦波到60MHz带宽的示波器上,从示波器上将看到0.707V的信号(30%幅值测量误差)。 

64. 用标称为60MHZ的示波器测4.1943MHZ的方波时测不到,为什么? 

答:如果要测试的是方波,选择示波器的参考标准是信号的上升时间,若示波器带宽=0.35/信号上升时间* 3,则上升时间测量误差为5.4%左右。 

示波器的探头带宽也很重要,如果使用的示波器探头包括其前端附件构成的系统带宽很低,将会使示波器带宽大大下降。如若您使用20MHz带宽的探头,则能实现的最大带宽是20MHz。如果在探头前端使用连接导线,会进一步降低探头性能(但对~4MHz方波,不应有太大影响,因为速度不是很快) 。 

另外,查看一下示波器使用手册,有的厂家新推出的示波器,在1:1设置下,其实际带宽将锐减到<=6MHz,对于~4MHz的方波,其三次谐波是12MHz,其五次谐波是20MHz,若带宽降到6MHz,对信号幅值衰减很大,即使能看到信号,也绝对不是方波,而是幅值被衰减了的正弦波。当然,测不出信号的原因可能有多种,如探头接触不好,但该现象很容易被排除。建议可以用BNC电缆连接一函数发生器,检验该示波器本身有没有问题,探头有没有问题,如有问题,可和厂家直接联系。 

65. 怎样测量时钟的稳定度? 

答:假设使用的是5483xB/D、548xxA 、5484xB或5485xA ,可以用其标准配置的直方图方式测量,其时钟边沿或幅值的抖动情况,具体可参见安捷伦的应用文章:“Jitter Analysis Techniques Using an Agilent Infiniium Oscilloscope”(P/N:5988-6109EN),可测量其最坏情况下的抖动情况。对于5485xA,若您希望更加强大的抖动分析功能,其配有专门的抖动分析软件,提供功能十分强大的抖动分析,具体可参见5485x示波器的Datasheet,更详细的信息,可致电安捷伦。 



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