示波器基础知识


示波器是一种显示电压波形的电子设备。在示波器中,阴极射线示波器(CRO)是最基本的示波器,它显示随时间变化的信号或波形。

在本章中,我们讨论 CRO 的框图以及使用 CRO 测量一些参数。

CRO框图

阴极射线示波器 (CRO) 由一组块组成。它们是垂直放大器、延迟线、触发电路、时基发生器、水平放大器、阴极射线管(CRT)和电源。CRO的框图如下图所示。

CRO框图

CRO各块的功能如下所述。

  • 垂直放大器- 放大要显示在 CRT 屏幕上的输入信号。

  • 延迟线- 它为信号提供一定量的延迟,这是在垂直放大器的输出处获得的。然后将该延迟信号施加到 CRT 的垂直偏转板。

  • 触发电路- 它产生触发信号以同步电子束的水平和垂直偏转。

  • 时基发生器- 它产生锯齿信号,这对于电子束的水平偏转很有用。

  • 水平放大器- 放大锯齿信号,然后将其连接到 CRT 的水平偏转板。

  • 电源- 它产生高电压和低电压。负高电压和正低电压分别施加到CRT和其他电路。

  • 阴极射线管 (CRT) - 它是 CRO 的主要模块,主要由四个部分组成。它们是电子枪、垂直偏转板、水平偏转板和荧光屏。

电子枪产生的电子束分别通过一对垂直偏转板和一对水平偏转板在垂直和水平方向上偏转。最后,偏转的光束将在荧光屏上显示为一个点。

这样,CRO就会将应用的输入信号显示在CRT的屏幕上。因此,我们可以利用CRO对时域信号进行分析

使用 CRO 进行测量

我们可以使用CRO进行以下测量。

  • 振幅测量
  • 时间段的测量
  • 频率测量

现在,让我们一一讨论这些测量。

振幅测量

CRO 在其屏幕上显示电压信号作为时间的函数。该电压信号的幅度是恒定的,但我们可以通过改变CRO 面板上的伏/格旋钮改变垂直方向上覆盖电压信号的格数。因此,我们将使用以下公式得到 CRO 屏幕上显示的信号幅度。

$$A=j\times n_{v}$$

在哪里,

$A$ 是幅度

$j$ 是伏特/格的值

$n_{v}$ 是垂直方向覆盖信号的划分数。

时间段的测量

CRO 在其屏幕上显示电压信号作为时间的函数。该周期电压信号的时间周期是恒定的,但我们可以通过改变CRO面板上的时间/分度旋钮来改变水平方向上覆盖电压信号一个完整周期的分度数。

因此,我们将使用以下公式得到 CRO 屏幕上出现的信号的时间周期。

$$T=k\times n_{h}$$

在哪里,

$T$ 是时间段

$j$ 是时间/分区的值

$n_{v}$ 是水平方向上周期信号的一个完整周期的划分数。

频率测量

周期信号的频率 f 是时间周期 T 的倒数。数学上,它可以表示为

$$f=\frac{1}{T}$$

因此,我们可以通过以下两个步骤找到周期信号的频率 f。

  • Step1 - 找到周期信号的时间周期

  • Step2 - 取在步骤 1 中获得的周期信号的时间周期的倒数

我们将在下一章讨论专用示波器。