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示波器的工作原理是什么？
示波器是一種電子測量儀器，它利用電子示波器的特性，將人眼不能直接觀察到的交變電信號轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上進(jìn)行測量。它是觀察數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問題、測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果*的重要儀器。示波器由示波器管及電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號源等組成。
1. 示波器
陰極射線管（CRT）簡稱示波器，是示波器的核心。它將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。如圖所示，電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏被密封在真空玻璃外殼中，組成一個(gè)完整的示波器管。
示波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電源圖.jpg
2.熒光屏
示波器的電流屏通常是一個(gè)矩形平面，在內(nèi)表面沉積一層磷光材料，形成磷光膜。熒光膜上常加一層蒸鍍鋁膜。高速電子穿過鋁膜撞擊熒光粉發(fā)光形成亮點(diǎn)。鋁膜具有內(nèi)反射作用，有利于提高亮點(diǎn)的亮度。鋁膜還具有散熱等其他功能。
當(dāng)電子停止轟擊時(shí)，亮點(diǎn)不會(huì)立即消失，而是會(huì)保留一段時(shí)間。一個(gè)亮點(diǎn)的亮度下降到其原始值的10%所需的時(shí)間稱為“余輝時(shí)間"。余輝時(shí)間小于10μs為極短余輝，10μs-1ms為短余輝，1ms-0.1s為中余輝，0.1s-1s為長余輝，大于1s為極長余輝。一般示波器配備中余輝示波管，高頻示波器采用短余輝，低頻示波器采用長余輝。
由于使用了不同的熒光粉材料，屏幕上可以發(fā)出不同顏色的光。一般示波器多采用發(fā)綠光的示波管來保護(hù)人的眼睛。
3.電子槍和聚焦
電子槍由燈絲（F）、陰極（K）、柵極（G1）、前加速電極（G2）（或第二柵極）、陽極（A1）和第二陽極（A2）組成。它的作用是發(fā)射電子并形成極細(xì)的高速電子束。燈絲通電加熱陰極，陰極受熱時(shí)發(fā)射電子。大門是金色的，頂部有一個(gè)小洞它是一個(gè)圓柱形管，設(shè)置在陰極外面。由于柵極電位低于陰極，它控制著陰極發(fā)射的電子。一般只有少量初速較大的電子在陽極電壓的作用下才能穿過柵極的小孔，向熒光屏跑去。初速較小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過低，則所有電子都返回陰極，即管子被切斷。調(diào)節(jié)電路中的W1電位器可以改變柵極電位，控制流向熒光屏的電子電流密度，從而調(diào)節(jié)亮點(diǎn)的亮度。陽極、第二陽極和前加速電極都是與陰極同軸的三個(gè)金屬圓柱體。前加速器G2接A2，外加電位高于A1。 G2 的正電位加速電子從陰極流向熒光屏。
電子束在從陰極行進(jìn)到熒光屏?xí)r要經(jīng)過兩個(gè)聚焦過程。二次調(diào)焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2稱為示波器的電子鏡頭。第二次聚焦發(fā)生在G2、A1、A2區(qū)域，調(diào)整第二陽極A2的電位，使電子束會(huì)聚到熒光屏上的一點(diǎn)，即為第二次聚焦。 A1上的電壓稱為聚焦電壓，A1也稱為聚焦電極。有時(shí)調(diào)整A1的電壓仍不能滿足良好的聚焦，需要微調(diào)第二陽極A2的電壓，也稱為輔助聚焦電極。
4.偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)
偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子射線的方向，使熒光屏上的光斑隨著外界信號的變化描繪出被測信號的波形。其中，Y1、Y2、X1、X2為兩對相互垂直的偏轉(zhuǎn)板，構(gòu)成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 Y軸偏轉(zhuǎn)板在前，X軸偏轉(zhuǎn)板在后，所以Y軸靈敏度高（測量信號經(jīng)過處理后加到Y(jié)軸上）。對兩對偏轉(zhuǎn)板分別施加電壓，使兩對偏轉(zhuǎn)板之間形成電場，分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉(zhuǎn)。
5、示波器電源
為了使示波器正常工作，對電源有一定的要求。規(guī)定第二陽極與偏轉(zhuǎn)板之間的電位相近，偏轉(zhuǎn)板的平均電位為零或接近零。陰極必須在負(fù)電位下工作。柵極G1相對于陰極為負(fù)電位（-30V~-100V），可調(diào)節(jié)以達(dá)到亮度調(diào)整。陽極為正電位（約+100V~+600V），也應(yīng)可調(diào)節(jié)調(diào)焦。第二陽極接前加速極，陰極為正高壓（約+1000V），相對于地電位的可調(diào)范圍為±50V。由于示波器各電極的電流很小，可以用普通高壓通過電阻分壓器供電。
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