示波器显波形的原理

示波器显波形的原理

 示波器虽然具有多种类型或型号，它们在结构上都包含几个基本的部分：示波管、水平放大器、竖直放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。
示波管是示波器的关键部件，当电子枪被加热发出电子束后，经电场加速打在荧光屏上就形成一个亮点，电子束在到达荧光屏之前要经过两对相互垂直的电偏转板，如果没有偏转电场的作用，电子束将打在荧光屏的中央；如果施加了偏转电场，电子束（亮点）的位置就会发生偏移。
   如果只在竖直（Y轴）偏转板上加一交变的正弦电压Uy=U0sinωt，则电子束的亮点将随电压的变化在竖直方向来回运动。由于Ux=0，所以光点在X轴方向无位移，在荧光屏上将显示一条竖直亮线。如果只在水平（X轴）偏转板上加上一个与时间成正比的锯齿波扫描电压Ux=KT（它可由示波器内的扫描发生器产生的），电子束将在水平方向作周期性地从一边匀速移动到另一边，如果锯齿波的周期较长，在荧光屏上可以看到电子束的移动过程，如果锯齿波的周期足够短，荧光屏上将只显示一条水平亮线。
如果在水平偏转板加上一个锯齿波电压的同时，在竖直偏转板加上一个周期性变化的电信号，电子束在水平匀速移动的同时还在竖直方向随周期性电信号的变化而移动，荧光屏上将显示出加在竖直偏转板上的电信号的变化规律——波形。当竖直方向电信号的周期与水平方向锯齿波电压的周期相同或为其整数倍，荧光屏上的图形将通过一次次的扫描得到同步再现，从而显示出竖直方向电信号稳定的波形。荧光屏上的a″点对应于Y轴上所加电压的a点和X轴上所加电压的a′点，依此类推，荧光屏上的光点正好描绘出Y轴上的电压随时间的变化规律。
   如果Y轴上所加电压的周期与扫描电压的周期不相等或不成整数倍，就不能形成稳定的图形，如图14-3所示。为了在荧光屏上得到稳定的信号波形。一般的示波器内都有“整步电路”，用待测信号控制扫描发生器的频率，称为触发扫描。即让锯齿波扫描电压的扫描起点自动跟着被测信号，将被测信号显示出来，这是“内整步”；或者从外部另行接入一整步电压，加到锯齿波发生器上，强迫锯齿波与待测信号频率保持整数倍的关系，这叫“外整步”。