示波器的工作原理

    示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号源变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有 荧光 物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号源的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号源的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号源幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。 
 
　　普通示波器有五个基本组成部分：显示电路、垂直（Y轴）放大电路、水平（X轴）放大电路、扫描与同步电路、电源供给电路。 　　
1．显示电路 　　
     显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。 　　
2．垂直（Y轴）放大电路 　　
    由于示波管的偏转灵敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V（约12V电压产生1cm的偏转量），所以一般的被测信号源电压都要先经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以得到垂直方向的适当大小的图形。 　　
3．水平（X轴）放大电路 　　
    由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压（锯齿波电压或其它电压）也要先经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向适当大小的图形。 　　
4．扫描与同步电路 　　
    扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线。这样，才能把加在垂直方向的被测信号源按时间的变化波形展现在荧光屏上。 　　
5．电源供给电路 　　
     电源供给电路供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电压等。 　　
     由的原理功能方框图可见，被测信号源电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板。示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时），但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、相位差等时），因此在水平放大电路输入端有一个水平信号源选择开关，以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转电压。 此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定，要求锯齿波电压信号源的频率和被测信号源的频率保持同步。这样，不仅要求锯齿波电压的频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号源。这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器而言，需要在其扫描电路上输入一个与被观察信号源频率相关的同步信号源，以牵制锯齿波的振荡频率。对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号源来到时才产生一个锯齿波，进行一次扫描）功能的示波器，需要在其扫描电路上输入一个与被测信号源相关的触发信号源，使扫描过程与被测信号源密切配合。为了适应各种需要，同步（或触发）信号源可通过同步或触发信号源选择开关来选择，通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信号源作为同步（或触发）信号源，此信号源称为“内同步”（或“内触发”）信号源；②引入某种相关的外加信号源为同步（或触发）信号源，此信号源称为“外同步”（或“外触发”）信号源，该信号源加在外同步（或外触发）输入端；③有些示波器的同步信号源选择开关还有一档“电源同步”，是由220V，50Hz电源电压，通过变压器次级降压后作为同步信号源。