资源描述
示波器原理及使用
示波器是一种能把随时间变化的过程用图像显示出来的电子仪器。用它来观察电压(或转换成电压的电流)的波形,并测量电压的幅度、频率和相位等。因此,示波器被广泛地应用在无线电测量中。
示波器的种类很多,但它们都包含下列基本组成部分,如附图3-1 所示。
附图3-1
GOS-620型示波器
(一)面板控制件介绍
1、概述
GOS-620型示波器为便携式双通道示波器。本机垂直系统具有0~20MHz的频带宽度和5mV/DIV~5V/DIV的偏转灵敏度,配以10∶1探极,灵敏度可达5V/DIV。本机在全频带范围内可获得稳定触发,触发方式设有常态、自动、TV和峰值自动,尤其峰值自动给使用带来了极大的方便。内触设置了交替触发,可以稳定地显示两个频率不相关的信号。本机水平系统具有0.5S/DIV~0.2μS/DIV的扫描速度,并设有扩展×10,可将最快扫速度提高到20nS/DIV。
2、面板控制件介绍
CA8020面板图如附图3-2 所示
附图3-2 双踪示波器面板图
序号
控制件名称
功 能
(1)
亮度
调节光迹的亮度
(2)
辅助聚焦
与聚焦配合,调节光迹的清晰度
(3)
聚焦
调节光迹的清晰度
(4)
迹线旋转
调节光迹与水平刻度线平行
(5)
校正信号
提供幅度为0.5V,频率为1KHz的方波信号,用于校正10∶1探极的补偿电容器和检测示波器垂直与水平的偏转因子
(6)
电源指示
电源接通时,灯亮
(7)
电源开关
电源接通或关闭
(8)
CH1移位
PULL CH1-X CH2-Y
调节信道1光迹在屏幕上的垂直位置,用作X-Y显示
(9)
CH2移位
PULL INVERT
调节信道2光迹在屏幕上的垂直位置,在ADD方式时使CH1+CH2或CH1-CH2
(10)
垂直方式
CH1或CH2:信道1或信道2单独显示
ALT:两个信道交替显示
CHOP:两个信道断续显示,用于扫速较慢时的双踪显示
ADD:用于两个通道的代数和或差
(11)
垂直衰减器
调节垂直偏转灵敏度
(12)
垂直衰减器
调节垂直偏转灵敏度
(13)
微调
用于连续调节垂直偏转灵敏度,顺时针旋足为校正位置
(14)
微调
用于连续调节垂直偏转灵敏度,顺时针旋足为校正位置
(15)
耦合方式
(AC-DC-GND)
用于选择被测信号馈入垂直信道的耦合方式
(16)
耦合方式
(AC-DC-GND)
用于选择被测信号馈入垂直信道的耦合方式
(17)
CH1 OR X
被测信号的输入插座
(18)
CH2 OR Y
被测信号的输入插座
(19)
接地(GND)
与机壳相联的接地端
(20)
外触发输入
外触发输入插座
(21)
内触发源
用于选择CH1、CH2或交替触发
(22)
触发源选择
用于选择触发源为INT(内),EXT(外)或LINE(电源)
(23)
触发极性
用于选择信号的上升或下降沿触发扫描
(24)
电平
用于调节被测信号在某一电平触发扫描
(25)
微调
用于连续调节扫描速度,顺时针旋足为校正位置
(26)
扫描速率
用于调节扫描速度
(27)
触发方式
常态(NORM):无信号时,屏幕上无显示;有信号时,与电平控制配合显示稳定波形。
自动(AUTO):无信号时,屏幕上显示光迹;有信号时,与电平控制配合显示稳定波形。
电视场(TV):用于显示电视场信号。
峰值自动(P-P AUTO):无信号时,屏幕上显示光迹;有信号时,无须调节电平即能获得稳定波形显示。
(28)
触发指示
在触发扫描时,指示灯亮
(29)
水平移位
PULL×10
调节迹线在屏幕上的水平位置拉出时扫描速度被扩展10倍
(二)基本操作方法
1)、电源检查
GOS-620双踪示波器电源电压为220V±10%。接通电源前,检查当地电源电压,如果不相符合,则严格禁止使用!
2)、面板一般功能检查
A.将有关控制件按下表置位
控制件名称
作用位置
控制件名称
作用位置
亮 度
居中
触发方式
峰值自动
聚 焦
居中
扫描速率
0.5mS/div
位 移
居中
极 性
正
垂直方式
CH1
触 发 源
INT
灵敏度选择
10mV/div
内触发源
CH1
微 调
校正位置
输入耦合
AC
B.接通电源,电源指示灯亮,稍预热后,屏幕上出现扫描光迹,分别调节亮度、聚焦、辅助聚焦、迹线旋转、垂直、水平移位等控制件,使光迹清晰并与水平刻度平行。
C.用10∶1探极将校正信号输入至CH1输入插座。
D.调节示波器有关控制件,使荧光屏上显示稳定且易观察方波波形。
E.将探极换至CH2输入插座,垂直方式置于“CH2”,内触发源置于“CH2”,重复D操作。
(三)测量方式
1.电压测量
定量测量:
将“伏特/格微调”旋钮置于CAL位置就可以进行电压的定量测量。测量值可由公式(1)或(2)计算出。
a. 用探头的×1位置测量:
电压(伏)=“伏特/格”设定值(V/格)×输入信号显示幅度(格)
b. 用探头的×10位置测量:
电压(伏)=“伏特/格”设定值(V/格)×输入信号显示幅度(格)×10
直流电压测量:
在测量直流电压时本仪器具有高输入阻抗,高灵敏度,快速响应直流电压表的功能。
测量规程如下:
1.置“扫描方式”开关于AUTO,选择扫描速度以使扫描不发生闪炼的现象。
2.置“交流-地-直流”开关于GND。定出OV基准线。
3.置“交流-地-直流”开关于DC,并将被测电压加至输入端。扫线的垂直位移即为信号的电压幅度。如果扫在线移,被测电压相对于地电位为正。如果扫线下移,该电压为负。电压值可用公式(1)或(2)求出。
交流电压测量:
如下进行电压波形的测量:调节“伏特/格”开关以获得一个易于读取的信号幅度,读出该幅度并用公式(1)或(2)计算之。
当测量迭加在直流电上的交流波形时,将“交流-地-直流”开关于DC时就可测出包括直流分量的值。如仅测量交流分量,将该开关置于AC。
按这各规程测得的值为峰值(Vp-p)。正弦波信号的有效值(Vrms)可用公式(3)求出。
有效电压(Vrms)=峰值电压(Vp-p)/
2.时间的测量
信号波形两点间的时间间隔可用下述方法算出:置“时间/格微调”旋钮于CAL,读取“时间/格”以及“×5扩展”开关的设定值,用公式(4)计算。
时间:
时间(S)=时间/格设定值(S/格)×对应于被测时间的长度(格)ד5倍扩展”钮设定值的倒数。
此处ד5倍扩展”设定值的倒数在扫描未扩展时为1,当扫描扩展时是1/5。
脉冲宽度基本测量规程如下:
a.调节脉冲波形的垂直位置,使脉冲波形顶部和底部距刻度水平中心线的距离相等。
b.调整“时间/格”开关,使信号易于观测。
c.读取上升和下降沿中点间的距离,即脉冲沿与水平刻度线相间的两点的距离。用公式(4)计算脉冲宽度。
3.频率的测量
对于频率的测量规程,有下列几种方法。
第一种方式:如图(9.8)所示用公式(4)求出输入信号一个周期的时间,然后用式(5)求出频率。
频率(Hz)=1(C)/周期(S) (5)
第二种方法:数出有效区域中10格内的重复数N,然后用公式(6)计算频率。
频率(Hz)= N/(10×X轴灵敏度 ) (6)
当N很大时(30到50),第二种方法的精确程度比第一种方法更高。这一精度大致与扫描速度相等。但N很小时,由于小数点以下难以数清,会导致显示的误差。
对于频率较低且又具有简单图形的信号,诸如正弦波、方波、三角波和锯齿波,用下述方法可实现高精度的测量:将示波器进行X-Y显示,借助于一个频率已知的信号形成李沙育图形,然后读出所需的值。
4.相位的测量
对于两个信号间相差的测量有以下两种方法。
第一种方法是将仪器进行X-Y显示的李沙育图形法,信号的相位差可由式(7)计算出:相位差(度)=Sin-1(A/B)。
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