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模拟示波器

模拟示波器采用模拟电路(示波管,基于电子枪)电子枪向屏幕发射电子。发射的电子聚焦形成电子束,并击中屏幕。屏幕内表面涂有荧光材料,使电子束中的点发出光。

中文名

模拟示波器

外文名

Analog oscilloscope原理

电子束偏转

用途

测量信号幅度

模拟示波器简介

如何校正模拟示波器?

和其它仪器一样,示波器(如万用表等)在使用前必须进行校正。对示波器的校正是在测试前正确调试示波器的原始波形。也就是说,校正后的波形应与示波器本身设置的参数一致(这些参数通常在校正测试点标记)。以GW GOS-以602示波器为例(左图):需要在面板左下角校正波形参数,如电压值为2V、频率是1KHz等待(右图),即要求示波器校正波形(或正、余弦波、方波)的电压峰值为2V、频率为1KHz。但是,根据频率和周期的转换,示波器通常不能直接显示波形的频率(T=1/f)将频率转换为周期,然后用周期波表示频率(频率1KHz等效周期为1mS)。

在校正波形的过程中,为了方便观察波形,应首先调整波形的中心位置,将输入之间连接模态信号的开关拨到GND位置(左下图)。此时,如果电源正常连接,应能显示水平亮线;如果没有显示,则需要上下调整POSITION、DC BALT和INTER了。其中,POSITION波形上下调节按钮(中图),DC BAL是水平亮线的中心调整,INTER是亮度调节。如果出现亮线不平衡(相对于X轴),应使用无感螺丝刀进行调节FOCUS附近的TEACE ROTATION(右下图),然后通过FOCUS调整将聚调到最佳状态。

模拟示波器的主要工作

完成后,将GND转换为AC挡(图a);输入校正波形时,应将衰减或扩展按钮调整到原始位置。如果拨号错误,将严重影响测量波形值的准确性;输入跟踪的选择完全由MODE选择键(图)b);如果调试后的波形闪烁,则应考虑同步功能键,即LEVEL(水平同步调整)

模拟示波器周期数调节

电压峰值和周期数的调节通常需要校正,这也是我们对波形的测试。由按钮进行调整VOLTS/DIV、TIME/DIV、SWP.VAR,VOLTS/DIV每个按钮上的标志指向哪个值,表示该值是显示屏坐标轴上每个格的单位值。如:VOLTS/DIV白色指定点拨1V(左下图)表示纵坐标每个小格的电压幅值为1V;在TIME/DIV将指定点指向1mSV(右下图),即横坐标每个小格的周期为1mS。根据波形占用的单位格数,可以直接读取波形的范围和周期(或经验算后读取),然后用来判断是非曲直,分析故障原因。所以,在使用之前

模拟示波器正式校正前

校正工作非常重要

根据示波器左下角校正的参考值,在正式校正前,应将电压档拨到单位1V、将周期档拨到1mS位置(当然也可以选择其他作为单位值),同时确认使用哪一个CHANNEL(哪一踪)或者两个CHANNEL一起使用(用哪个,就看你把MODE选择功能拨到哪个位置):CH1.CH2.DUAL(同时使用两踪),ADD(双踪叠加)。按POWER开始调整,拨打输入耦合模式GDN(输入到地),用于校正波形的中心位置,并配合此功能键POSTION(波形上下调节按钮)。按POWER开始调整,拨打输入耦合模式GDN(输入到地),用于校正波形的中心位置,并配合此功能键POSTION(波形上下调节按钮)。由于我们测量的波形通常是脉冲信号波形,中心位置调整后,挡位通常会拨到AC(交流输入),而DC平时档位(直流输入)少用。

模拟示波器输入模式

设置输入模式AC之后,将信号传输线的探头连接到校正测试口(左下图),在显示屏上可以看到方波。然而,此时的方波不一定是标准的(正确的)能是电压峰值不足,周期错误,这次是测试你对该示波器各种功能的熟悉程度。在电压按钮的轴中心有一个按钮,用于补偿电压值。正常情况下,右旋至卡位定(中图)即可正常使用。如果锁定后仍无法回复校正参数值,则应使用此电压幅值补偿电位器进行补偿。周期调整按钮没有那么隐蔽。它在周期单位设置大按钮的左侧,标记为SWP VAP,它可以调整波形周期。同时,在SWP VAPR的左边还有一个POSMCN按钮的作用是将波形水平移(右下图)WSP VAP我们可以更准确、更方便地观察或调整波形周期,并将示波器的原始波形设置为校正参考值。如果发生这种情况:当探头接到校正试验口时,波形不能静止。这可能是因为它位于周期按钮右侧LEVEL调试不好。LEVEL名称为搜索电平,其实际功能是用于水平同步补充控制。当两个跟踪同时使用时,水平往往无法同步。此时应考虑LEVEL顶头上的TRIC. ALT按钮,这是强制锁定。如果您熟悉使用这些键,则不难校正示波器的原始波形。

模拟示波器的性能特性

操作简单-所有操作都在面板上,波形反应及时,数字示波器处理时间往往较长。

垂直分辨率高-连续无限,数字示波器分辨率一般只有8-10位。

数据更新快-每秒捕捉数十万波形,数字示波器每秒捕捉数十波形。

实时带宽和实时显示-连续波形与单波形带宽相同。数字示波器的带宽与取样率密切相关。当取样率不高时,需要内插计算,容易混淆波形。

模拟示波器注意事项

校正波形不能特别注意的一点是:信号传输线的信号衰减档(见图15)。当其拨到*1.表示无衰减(通常设置点);拨号*10:00,这意味着衰减是10倍。通常,当输入信号的频率过低时,相应的周期会变得非常大。此时,在进行测试之前需要进行衰减,但测试结果仍需提高10倍,这是原始波形值。另一个是位置SWP VAP和POSMCN中间的扩展按钮(*10盘 MAC)(见图16)。当周期单位数设置在最低微秒值看不到波形时,或当波形频率很高时,应使用此扩展按钮。也就是说,所谓的扩张和衰减只对周期有影响,而不对电压范围有影响,无论是扩张还是衰减,调整波形都应相应地缩小或放大周期的倍数。为了使波形的读数更加精确、清晰,在原始校正波形时,一定要把波形调得最准、最清晰、线条调至最精细,只有这样,读数才会最为准确,误差才会减至最少,这对故障分析往往有举足轻重的作用。最后需要注意的是,所有补偿按钮在校正波形调整后不能调动或更改(即SWP VAP还有电压补偿),否则将重新校正示波器

模拟示波器使用要求:注意防水、防坠落、防尘!

模拟示波器在仪器设备故障检修中的应用

示波器是一种利用电子束偏转重现电信号瞬时图像的仪器.它不仅可以测量电压、电流等信号的大小,还可以测量其周期、频率和相位,直观生动地显示各种电信号的波形.在仪器设备故障检修中,示波器是一种重要的检查诊断工具,很多人把它比作维修技术人员的眼睛.在故障检查中,可采用波形观察、信号搜索、信号注入等方法进行监控观察、测量观察和验证观察.通过检测电路的相关试验点,了解电路的工作情况,检查电子元件的质量,确定和判断电子仪器或设备的性能和存在的问题)[1]

1)检查直流电派的纹波电压

电源的纹波电压对仪器设备的工作影响很大.在直流稳压电源中,纹波电压的大小通常有相应的技术指标或要求.如果超过规定的指标,仪器就不能工作得很好.在实际工作中,笔者遇到了许多仪器因电源纹波增大而无法正常工作的情况.例如:进口价值数万元COZ细胞培养的设定温度为37℃,而实际显示温度却仅在24~30℃它们之间跳动,温度无法升高到设定值.显示温度跳动表明干扰信号混合在显示信号中;温度不能上升到设定值,表明控制电路工作失控.用示波器检查,发现纹波电压很大(近4V).怀疑滤波电容T下降,更换滤波电容,仪器正常工作.纹波影响测量和温度控制部分的工作.因此,当仪器工作不稳定时,不要忘记检查电源的纹波)[1]

2)检查电路中的相关试验点或相关电路波形

有些仪器附有电路图,电路图标有试验点和波形.用示波器检查试验点,观察其波形,分析其差异,快速发现其故障)[1]

3)检查无圈纸电路或相关部件的工作波形.检查前应做好以下准备工作

①观察被测电路或设备的连接和结构,参考相关数据,找到类似的电路或设备,进行分析和比较,尽可能了解其原理,绘制其电路框图.测量时要有针对性.②模型被抹黑或涂黑固化的模块可视为黑匣子,根据其引脚和外围元件描述其电路,推侧其电路结构,寻找输出.然后用波形观察法进行检查)[1]

在上述①②③示波器主要用于监测性观察.其主要方法是波形观察.

4)侧.电路或整机的相关技术参数

示波器主要用于测量或检定观察,其方法主要采用信号注人法.以音频放大器为例.使用示波器、信号发生器等辅助仪器,可测量放大器的电压增益、输人阻抗、输出阻抗、输出功率、交叉失真等.类似于这种方法,还可以测量示波器的频率响应和上升时间,检定示波器的某些参数)[1]

5)检查数字集成电路的质量

市售集成电路检查仪功能齐全,用途广泛,但由于价格昂贵,不能完全普及.在仪器设备故障维护中,我们经常遇到检查集成电路质量的问题。在条件有限的情况下,我们可以自己做一些简单实用的仪器.如正弦波信号发生器、方波信号发生器、高低信号发生器.前两种仪器的电路很多,后发生器在检查数字集成电路中有很大的用途.使用它作为信号源,使用示波器作为监视器,必要时可以检查各种数字集成电路.例如:各种门电路、反相器、缓冲器、译码器、触发器、总线数据收发器。此外,还可用作微处理器的数据线和地址线,做一些简单的微处理器实验,或检查一些简单的徽处理器故障)[1]

6)检查传感器的质量

许多传感器和前放大器可以形成一个特殊的信号源.例如:温度传感器、压力传感器、光电传感器、红外传感器等。因此,在修理数字温度控制器时,我们可以用加热法加热传感器,然后用示波器观察其电压的变化.平时修数字,可以天平上加一个间歇力,用示波器在AD变换前观察其电压的变化.检查传感器的好坏,检查有关电路的故障,一些带信号输出的插口,也可作信号源使用.如计算机显示器插口愉出的R,B,G,H,V信号,维修显示器时就很有用.利用它,我们可以用示波器寻迹检查显示器的各有关电路.此外,还有一些隐含义信号源,如空中特定频率的电磁场信号,加上调整谐回路及其放大电路,便可构成一个高频或超高频信号源.检查如接收机、电视机之类的设备时,也可以用示波器对其进行故障寻迹(注:仅观察信号带)[1]

参考资料

1.

模拟示波器在仪器设备故障检修中的应用

.中国知网[引用日期2015-02-21]

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