模擬示波器

模擬示波器，採用的是模擬電路（示波管，其基礎是電子槍）電子槍向螢幕發射電子，發射的電子經聚焦形成電子束，並打到螢幕上，螢幕的內表面塗有螢光物質，這樣電子束打中的點就會發出光來。

基本介紹

• 中文名：模擬示波器
• 外文名：Analog oscilloscope
• 原理：電子束偏轉
• 用途：測量信號幅度

簡介

如何校正模擬示波器

示波器與其它儀器一樣（如萬用表等），在使用之前都必需要先對其進行校正。而所謂對示波器的校正，是將示波器的原來波形在測試之前正確調試出來。也就是說，校正出來的波形要與示波器本身所設定的參數一致（這些參數通常會在校正的測試點標誌出來）。以GW GOS-602示波器為例(左圖)：在其面板的左下角就是要求校正波形的參數，如電壓值為2V、頻率是1KHz等(右圖)，就是要求示波器的校正波形（或正、餘弦波、方波）的電壓峰峰值為2V、頻率為1KHz。但示波器通常不能直接顯示波形的頻率，而是根據頻率與周期的轉換（T=1/f）來將頻率化為周期，再用周期波表示頻率（頻率1KHz的等效周期為1mS）。

在校正波形過程中，為了方便觀察波形，應首先將波形的中心位置調節好，這就要將輸入之間的連線模態信號的開關撥到GND位置上(左下圖)。這時若正常接通電源，應該能夠顯出一條水平亮線；如果沒有顯示，那就要上下調節POSITION、DC BALT和INTER了。其中，POSITION是波形上下調節按鈕(中圖)，DC BAL是水平亮線的中心調整，INTER是亮度調整，如果現出亮線不平衡（相對於X軸）時，則要用無感螺絲刀調節在FOCUS附近的TEACE ROTATION(右下圖)，之後通過FOCUS的調節把會聚調至最佳狀態。

首要工作

完成後，將GND轉換為AC擋(圖a)；在輸入校正波形時，要把衰減或擴大按鈕調到原始位置上，如果撥錯了會嚴重影響被測波形數值的準確性；對輸入蹤道的選擇，完全操縱在MODE選擇鍵上(圖b)；調試出來的波形如果是閃爍不定的，那就要考慮到同步功能鍵，即LEVEL（水平同步調節）

周期數調節

而通常需要校正的主要是電壓峰峰值和周期數的調節，這也是我們對波形的測試內容。這些調節由按鈕VOLTS/DIV、TIME/DIV、SWP.VAR，VOLTS/DIV共同配合完成，各按鈕上的標誌指向哪一個數值，表示這一數值就是顯示屏的坐標軸上每一格的單位數值。橫坐標表示周期，縱坐標表示電壓幅值，例如：VOLTS/DIV白色指定點撥在1V(左下圖)，即表示縱坐標的每一小格的電壓幅值為1V；在TIME/DIV上將指定點指向1mSV(右下圖)，即表示橫坐標的每一小格的周期為1mS。再根據波形所占的單位格數，就可以直接讀出（或者經驗算後讀出）波形的幅度和周期，進而用來判斷是非曲直、分析故障原因了。所以說，在使用之前

正式校正前

的校正工作是非常重要

在正式進行校正之前，根據示波器左下角校正的參考數值，應把電壓擋撥到單位1V、把周期擋位撥到1mS的位置上（當然，你也可以選擇其它為單位值），同時還要確認使用哪一個CHANNEL（哪一蹤）或者兩個CHANNEL一起使用（到底使用哪個，就看你把MODE的選擇功能撥到哪個位置上了）：CH1（第一蹤）、CH2（第二蹤）、DUAL（兩蹤同時使用）、ADD（雙蹤疊加）。按POWER開始調整，把輸入耦合方式撥到GDN（輸入到地），這是用來對波形的中心位置校正的，配合此功能鍵的還有POSTION（波形上下調節按鈕）。由於我們所測量的波形常常是脈衝信號波形，所以當中心位置調整完畢後，在一般情況下都會把擋位撥到AC（交流輸入），而DC檔位（直流輸入）在平時較為少用。

輸入方式

將輸入方式設到AC後，將信號傳輸線的探頭接到校正的測試口(左下圖)，即可在顯示屏上看到方波。但這時的方波不一定是標準的（正確的），有可能電壓的峰峰值不足，周期不對，這個時候就是考驗你對這示波器各功能的熟悉程度了。在電壓按鈕的軸中心有一個按鈕，是用來對電壓值的補償的，在正常情況下將它右旋到卡位鎖定(中圖)，就可以正常使用了。如果出現鎖定後仍不能回復校正參數值的情況，就要利用這個電壓幅值補償電位器來補償了。而周期的調節按鈕則沒有那么隱蔽，它在周期單位設定大按鈕的左邊，標記是SWP VAP，它可以對波形周期的調整。同時，在SWP VAPR的左邊還有一個POSMCN按鈕，其作用是將波形水平平移(右下圖)，它是協調WSP VAP使用的，讓我們能更準確方便地觀察或調節波形的周期，這些都可以將示波器的原始波形設定成符合校正參考數值。如果遇到了這種情況：探頭接到校正測試口時波形不能靜止下來。則有可能是因為這個位於周期大按鈕右邊的LEVEL還沒有調試好。LEVEL的名稱叫“尋跡電平”，而它的實際作用是用來水平同步補充控制，當兩蹤同時使用時往往會出現水平不能同步，這個時候就要考慮到LEVEL頂頭上的TRIC. ALT按鍵了，這是強制性鎖定。如果你熟悉使用這些鍵，把示波器的原始波形校正並不是困難的事。

性能特點

操作簡單——全部操作都在面板上，波形反應及時，數字示波器往往要較長處理時間。

垂直解析度高——連續而且無限級，數字示波器解析度一般只有8位至10位。

數據更新快——每秒捕捉幾十萬波形，數字示波器每秒捕捉幾十個波形。

實時頻寬和實時顯示——連續波形與單次波形的頻寬相同，數字示波器的頻寬與取樣率密切相關，取樣率不高時需藉助內插計算，容易出現混淆波形。

注意事項

校正波形不能不特別注意的一個地方就是：信號傳輸線的信號衰減擋位(見圖15)。當其撥到*1時，表示無衰減（平時設定點）；撥在*10時，表示衰減10倍，通常在輸入信號的頻率過低時，它相應的周期會變得很大，這時就要先進行衰減再作測試了，不過還是要在測試出的結果中提升10倍才行，這樣才是原來的波形值。還有一個就是位於SWP VAP和POSMCN中間的擴大按鍵（*10盤 MAC）(見圖16)。當周期單位數設定在最低的微秒值都還不能看清波形時，或是說當波形的頻率很高時，就要運用到這個擴大按鍵了。也就是說，所謂的擴大和衰減只是對周期而言，而對電壓幅度則不起作用，而且不論是擴大還是衰減，調整波形完畢後都要相應地將周期的倍數縮小或放大。為了使波形的讀數更加精確、清晰，在原始校正波形時，一定要把波形調得最準、最清晰、線條調至最精細，只有這樣，讀數才會最為準確，誤差才會減至最少，這對故障分析往往有舉足輕重的作用。最後還有一點需要注意的是：校正波形調整完畢後，所有補償按鈕都不能調動或更改（即SWP VAP和電壓補償），否則將要再次對示波器重新校正一次

模擬示波器使用要求：模擬示波器注意防水，防摔，防塵！

在儀器設備故障檢修中的套用

示波器是一種利用電子束的偏轉，來重現電信號瞬時圖象的儀器.它不僅能測量電壓、電流等信號幅度的大小，而且還能測量其周期、頻率和相位，並能直觀地、形象地顯示各種電信號的波形.示波器在儀器設備故障檢修中，是一種重要的檢查診斷工具，許多人把它比作維修技術人員的“眼睛”.在故障檢查中，我們可以套用波形觀察、信號尋跡、信號注人等方法，進行監視性觀察，測量性觀察和檢定性觀察.通過檢測電路的有關測試點，了解電路的工作情況，檢查電子元器件的好壞，從而確定和判斷電子儀器或裝備的整機性能和存在的問題)。

1）檢查直流電派的紋波電壓

電源的紋波電壓對儀器設備的工作影響很大.直流穩壓電源中對紋波電壓的大小通常都有相應的技術指標或要求.若超過其規定的指標，儀器便不能很好地工作.筆者在實際工作中，曾碰到過多例因電源紋波增大而導致儀器不能正常工作的情況.例如:一價值數萬元的進口COZ培養箱，細胞培養時的設定溫度為37℃，而實際顯示溫度卻僅在24~30℃之間跳動，而且溫度總升不到設定值.顯示溫度跳動，說明顯示信號中混人了干擾信號;溫度升不到設定值，說明控制電路工作失控.用示波器檢查，發現紋波電壓很大(近4V).疑是濾波電容容t衰退，更換濾波電容，儀器工作正常.是紋波影響了測量和控溫部分的工作.因此，碰到儀器工作不穩定時，別忘了檢查電源的紋波)。

2）檢查電路中有關測試點或有關電路波形

有的儀器附有電路圖，而且電路圖中標有測試點及其波形.用示波器檢查測試點，觀察其波形，分析其差異，便能很快查出其故障)。

3）檢查無圈紙電路或有關元件的工作波形.檢查前，應做好以下準備工作

①觀察被測電路或器件的連線和結構，參考有關資料，尋找相似電路或器件，進行分析比較，儘可能弄清其原理，繪出其電路框圖.做到測量時有的放矢.②對於型號被抹或被塗黑固化的模組，可將其視為“黑匣子”，根據其引腳情況及外圍元件，描繪其電路，推側其電路結構，尋找輸人輸出.然後用波形觀察法進行檢查)。

在上述①②③種故障檢查中，示波器主要用作監測性觀察.其方法主要是波形觀察法.

4）側.電路或整機的有關技術參數

在這種檢測中，示波器主要用作測量性或檢定性觀察，其方法主要採用信號注人法.以音頻放大器為例.利用示波器和信號發生器等輔助儀器，可測量放大器的電壓增益、輸人阻抗、輸出阻抗、輸出功率、交調失真等.與此相類似，利用此方法，還可測量示波器的頻響和上升時間，檢定示波器的某些參數)。

5）檢查數字積體電路的好壞

市售的積體電路檢查儀，功能全、用途廣、但因價格較貴，因此目前還不能完全普及.儀器設備故障檢修中，常常碰到檢查積體電路好壞的問題，在條件受限的情況下，我們可以自已動手，自製一些簡單實用的儀器.如正弦波信號發生器、方波信號發生器，高低位信號發生器.前兩種儀器的電路很多，後一種發生器在檢查數字積體電路中具有較大的用途.利用它作信號源，用示波器作監視器，必要時再配上方波發生器，便可檢查多種數字積體電路.例如:各種門電路、反相器、緩衝器、解碼器、觸發器，匯流排數據收發器。此外，還可以用作微處理器的數據線、地址線，做一些簡單的微處理器實驗，或檢查一些簡單的徽處理器故障)。

6）檢查感測器的好壞

很多感測器加其前置放大器，便可構成一個特殊的信號源.例如:溫度傳忿器，壓力感測器、光電感測器、紅外感測等。因此，修理數字溫控儀時，我們可以用升溫法給感測器加溫，然後在其前置放大器翰出端用示波器觀察其電壓的變化情況.修理數字天平時，可在天平上加一個間歇力，用示波器在AD變換前觀察其電壓的變化.檢查感測器的好壞，檢查有關電路的故障，一些帶信號輸出的插口，也可作信號源使用.如計算機顯示器插口愉出的R，B，G，H，V信號，維修顯示器時就很有用.利用它，我們可以用示波器尋跡檢查顯示器的各有關電路.此外，還有一些隱含義信號源，如空中特定頻率的電磁場信號，加上調整諧迴路及其放大電路，便可構成一個高頻或超高頻信號源.檢查如接收機、電視機之類的設備時，也可以用示波器對其進行故障尋跡(注:僅觀察信號帶)。