雙蹤示波器能直接觀察電信號的波形,分析和研究電信號的變化規(guī)律,還可測試多種電量,如:幅值、頻率、相位差和時間等。若配以傳感器,還能對一些非電量進行測量。本文以sr-8型雙蹤示波器為例介紹它的面板旋鈕、雙蹤示波器使用方法和使用注意事項。
sr-8型雙蹤示波器使用
sr-8型雙蹤示波器是全晶體管化的便攜式通用示波器。它的頻帶寬度為dc15mhz,可以同時觀察和測定兩種不同電信號的瞬間過程,并把它們的波形同時顯示在屏幕上,以便進行分析比較。該雙蹤示波器可以把兩個電信號疊加后再顯示出來,也可作單蹤示波器使用。
①y軸系統(tǒng)
y軸系統(tǒng)的前置放大器分別由兩個結(jié)構(gòu)相仿的電路組成,借助電子開關(guān)能同時觀察和測定兩個時間信號,因此,雙蹤示波器前置通道ya和yb的性能和精度是相同的。
a、輸入靈敏度:10mv/div~20v/div,按1-2-5進位分11檔級,處于校準位置時,誤差≤5%,微調(diào)增益比≥2.5:1。
b、頻帶寬度?!癮c”(交流耦合):10hz~15mhz,≤3db;“dc”(直流耦合):0~15mhz,≤3db。
c、輸入阻抗。直接輸入,1mω/35pf。經(jīng)探極耦合(10:1),10mω/15pf。
d、最大輸入電壓。dc耦合:250v[dc+(acp-p)]。ac耦合:500v(acp-p)。
②x軸系統(tǒng)
a、描速度:0.2μs/div~ls/div,按1-2-5進位分21檔級,誤差≤5%。微調(diào)比>2.5:1。擴展×10時,其最快掃描速度可以達到20ns/div。誤差除了0.2μs/div檔≤15%外,其余各檔均≤10%。
b、頻帶寬度。ohz~500khz,≤3db。
c、輸入阻抗。1mω/35pf。
d、x外接靈敏度≤3v/div。
③雙蹤示波器主機校準信號
a、波形,矩形波。
b、頻率:1khz,誤差≤2%
幅度:1v,誤差≤3%。
工作環(huán)境:溫度為(-10~+40)℃;相對濕度85%。電源:電壓為220v±10%,頻率為50hz±4%。功率消耗:約55v.a。連續(xù)工作時間:8h。
sr-8型雙蹤示波器面板旋鈕及說明
新手在雙蹤示波器使用前必須認真閱讀示波器說明書,熟悉雙蹤示波器面板上各個按鈕的工作及使用方法,才能在測量過程中正確、熟練使用雙蹤示波器。sr-8型雙蹤示波器面板圖如圖所示。
sr-8型雙蹤示波器面板圖
①雙蹤示波器顯示部分
a、“電源開”。控制sr-8型雙蹤示波的總電源開關(guān)。當此開關(guān)接通后,指示燈立即發(fā)光,表示雙蹤示波器已接通電源。
b、“指示燈”。為接通電源的指示標志。
c、“*-輝度”。用于調(diào)節(jié)雙蹤示波器波形或光點的亮度。順時針轉(zhuǎn)動時,亮度增加;逆時針轉(zhuǎn)動時,亮度減弱直至顯示亮度消失。
d、“⊙-聚焦”。用于調(diào)節(jié)雙蹤示波器波形或光點的清晰度。
e、“○-輔助聚焦”。它與“聚焦”控制旋鈕相互配合調(diào)節(jié),提高雙蹤示波器顯示器有效工作面內(nèi)波形或光點的清晰度。
f、“⊕-標尺亮度”。用于調(diào)節(jié)示波器坐標軸上刻度線亮度的控制旋鈕。當順時針旋轉(zhuǎn)時,刻度線亮度將增加;反之則減弱。
g、“尋跡”。當按鍵向下按時,偏離熒光屏的光點回到顯示區(qū)域,從而尋到光點的所在位置,實際上它的作用是降低y軸和x軸放大器的放大量,同時使時基發(fā)生器處于自勵狀態(tài)。
h、“校準信號輸出”。此插座為bnc型。雙蹤示波器使用過程中校準信號由此插座輸出。
②雙蹤示波器y軸插件
a、顯示方式開關(guān)。用作轉(zhuǎn)換兩個y軸前置放大器ya及yb工作狀態(tài)的控制件,它有五個作用位置。
“交替”,ya和yb通道處于交替工作狀態(tài)。它的交替工作轉(zhuǎn)換是受掃描重復頻率所控制,以便顯示雙蹤信號。
“ya”,ya通道放大器單獨工作。示波器作為單蹤示波器使用。
“ya+yb”,ya和yb兩通道同時工作。通過ya通道的“極性”作用開關(guān),可以顯示兩通道輸入信號的和或差。
“yb”,yb通道放大器單獨工作,“斷續(xù)”受電子開關(guān)的自勵振蕩頻率(約200khz)的控制,使兩通道交換工作,從而顯示雙蹤信號。
“斷續(xù)”,電子開關(guān)以250khz的固定頻率,輪換接通ya和yb通道,從而實現(xiàn)雙蹤顯示,在雙蹤示波器使用過程中于信號頻率較低時。
b、“d-┻-ac”——y軸輸入選擇開關(guān)。用以選擇被測信號反饋至示波器輸入端的耦合方法。置于“dc”位置時,能觀察到含有直流分量的輸入信號。當置于“ac”位置時,只耦合交流分量,切斷輸入信號中含有的直流分量。當開關(guān)置于“┻”位置時,y軸放大器的輸入端與被測輸入信號切斷,雙蹤示波器內(nèi)放大器的輸入端接地,這時很容易檢查地電位的顯示位置,它有操作簡便的優(yōu)點,一般在測試直流電平時作參考用。
c、“微調(diào)y/div”——靈敏度選擇開關(guān)及其微調(diào)裝置。靈敏度選擇開關(guān)系套軸裝置,黑色旋鈕是y軸靈敏度的粗調(diào)裝置,從10mv/div~20v/div分11個檔級,可按被測信號的幅度選擇最適當?shù)臋n級,以便觀測。
當“微調(diào)”裝置的紅色旋鈕以順時針方向轉(zhuǎn)至滿度時,即“校準”位置,可按黑色旋鈕所指示的面板上標稱值讀取被測信號的幅度值。
“微調(diào)”的紅色旋鈕是用來連續(xù)調(diào)節(jié)輸入信號增益的細調(diào)裝置,當此旋鈕以逆時針轉(zhuǎn)到滿度(非校準位置)處時,其變化范圍應大于2.5倍,因此,可連續(xù)調(diào)節(jié)“微調(diào)”裝置,以獲得各擋級之間的靈敏度覆蓋。唯在作定量測試時,此旋鈕應處在順時針滿度的“校準”位置上。
d、“平衡”。當y軸放大器輸入級電路出現(xiàn)不平衡時,顯示的光點或波形會隨“v/div”開關(guān)的“微調(diào)”轉(zhuǎn)動而作y軸軸向位移,“平衡”控制器可把這種變化調(diào)至最小。
e、“↓↑-y軸移位”。雙蹤示波器使用中它是用來調(diào)節(jié)波形或光點的垂直位置。當顯示位置高于所要求的位置時,可逆時針方向調(diào)節(jié),使波形向下移,如位置偏低,可順時針方向調(diào)節(jié),使顯示的被測波形向上移動,調(diào)到所需的位置上。
f、“極性拉-ya”。在ya通道系統(tǒng)中,設(shè)有極性轉(zhuǎn)換按拉式開關(guān),雙蹤示波器使用過程中此開關(guān)拉出時,ya通道為倒相顯示。
g、“內(nèi)觸發(fā)拉-yb”。該按拉式開關(guān)用于選擇內(nèi)觸發(fā)源。在“按”的位置上(常態(tài)),掃描的觸發(fā)信號取自經(jīng)放大后ya及yb通道的輸入信號。在“拉”的位置上,掃描的觸發(fā)信號只取自yb通道的輸入信號,通常適用于有時間關(guān)系的兩路跟蹤信號顯示。
h、y軸輸入插座。為bnc型插座。示波器使用時被測信號由此直接或經(jīng)探頭輸入。
③示波器x軸插件
a、“微調(diào)t/div”——掃描速度開關(guān)。在用雙蹤示波器顯示電壓與時間關(guān)系曲線時,通常以y軸表示電壓,x軸表示時間。
示波管屏幕上光點沿x軸方向的移動速度由掃描速度開關(guān)“t/div”所決定。該開關(guān)上“微調(diào)”電位器按順時針方向轉(zhuǎn)至滿度,并接上開關(guān)后,即為“校準”位置,此時面板上所指示的標稱值即掃描速度值。
b、“微調(diào)”。置于掃描速度選擇套軸開關(guān)上的紅色旋鈕,是用來連續(xù)改變雙蹤示波器掃描速度的細調(diào)裝置。此旋鈕以逆時針旋至滿度時為非校準位置,其掃描速度變化范圍應大于2.5倍。當以順時針轉(zhuǎn)至滿度并接通開關(guān)時是“校準”位置。
c、“校準”。此為掃描速度校準裝置,示波器使用時可借助較高精度的時標信號對掃描速度校準。
d、“擴展拉×10”。雙蹤示波器的擴展裝置系按拉式開關(guān)。在“按”的位置上儀器作正常使用。在“拉”的位置時,x軸放大顯示,可擴大10倍,此時,面板上的掃速標稱值應以10倍計算,放大后的允許誤差值應相應增加。
e、“→-x軸移位”。為套軸旋鈕,用來調(diào)節(jié)示波器時基線或光點的位置。順時針旋轉(zhuǎn)時,時基線向右移;逆時針旋轉(zhuǎn)時,時基線向左移。其套軸上的小旋鈕系細調(diào)裝置。
f、“外觸發(fā)x外接”插座。為bnc型插座。示波器使用時該插座可作為連接外觸發(fā)信號的插座。也可用作x軸放大器外接信號輸入插座。
g、“電平”。用來選擇輸入信號波形的觸發(fā)點,使在某一所需的電平上啟動掃描。當觸發(fā)電平的位置越過觸發(fā)區(qū)域時,掃描將不被啟動,屏幕上無波形顯示。
h、“穩(wěn)定性”。系半調(diào)整器件。該器件在雙蹤示波器使用時用來調(diào)整掃描電路的工作狀態(tài),以達到穩(wěn)定的觸發(fā)掃描,調(diào)準后不需經(jīng)常調(diào)節(jié)。
i、“內(nèi)外”——觸發(fā)源選擇開關(guān)。在“內(nèi)”的位置上,掃描觸發(fā)信號取自y軸通道的被測信號;在“外”的位置上,觸發(fā)信號取自外來信號源,即取自“外觸發(fā)×外接”輸入端的外觸發(fā)信號。
j、“acac(h)dc”——觸發(fā)耦合方式選擇開關(guān)。有三種耦合方式。在外觸發(fā)輸入方式時,也可以同時選擇輸人信號的耦合方式。
“ac”觸發(fā)形式屬交流耦合方式,由于觸發(fā)信號的直流分量已被切斷,因而其觸發(fā)性能不受直流分量的影響。
“ac(h)”觸發(fā)形式屬低頻抑制狀態(tài),通過高通濾波器進行耦合,高通濾波器起抑制低頻噪聲或低頻信號的作用。
“dc”觸發(fā)形式屬直流耦合方式,可用于對變化緩慢的信號進行觸發(fā)掃描。
k、“高頻觸發(fā)自動”——觸發(fā)方式開關(guān)。其作用是按不同的目的或用途轉(zhuǎn)換觸發(fā)方式。置于“高頻”時,掃描處于“高頻”同步狀態(tài),機內(nèi)產(chǎn)生約50khz的自勵信號,對被測信號進行同步掃描,本方式通常用作觀察較高頻率信號的波形。開關(guān)置于“觸發(fā)”時,是觀察脈沖信號常用的觸發(fā)掃描方式,由來自y軸或外接觸發(fā)源的輸入信號進行觸發(fā)掃描。開關(guān)置于“自動”時,掃描處于自勵狀態(tài),不必調(diào)整“電平”旋鈕,即能’自動顯示掃描線,適用于觀測較低頻率信號。
“+ -”——觸發(fā)極性開關(guān)。用于選擇觸發(fā)信號的上升沿或下降沿部分來對掃描進行觸發(fā)。
“+”掃描是以輸入觸發(fā)信號波形的上升沿進行觸發(fā)并使掃描啟動。
“-”掃描是以輸入觸發(fā)信號波形的下降沿進行觸發(fā)并使掃描啟動。
④后面板
電源插座專供雙蹤示波器總電源輸入用。采用本機提供的電源插頭插保險絲座,用1a的保險絲管。
⑤底蓋板
“ya增益校準”、“yb增益校準”分別調(diào)準ya、yb通道的靈敏度。
示波器使用方法
時基線的調(diào)節(jié)將各控制件位置置于表所示位置。如看不到光跡,判斷光跡偏離方向,然后松開按鍵,把光跡移至熒光屏中心位置。
表時基線顯示時控制件作用位置
②聚焦及輔助聚焦的調(diào)節(jié)
聚焦調(diào)節(jié)旋鈕用于調(diào)節(jié)光跡的聚焦(粗細工程度,使用時以圖形清晰為佳。把光點或時基線移至熒光屏中心位置,然后調(diào)節(jié)聚焦及輔助聚焦,使光點或時基線最清晰。
③輸入信號的連接
以顯示校準信號(1v1000hz方波)為例,用同軸電纜將校準信號接人ya通道,ya通道的輸入耦合開關(guān)置于“ac”位置,根據(jù)輸入信號的幅度調(diào)節(jié)旋鈕的位置,靈敏度開關(guān)(v/div)置于“0.2”檔,并將其微調(diào)旋至滿度的校準位置上,觸發(fā)方式置于“自動”。將旋鈕指示的數(shù)值(如0.2v/div,表示垂直方向每格幅度為0.2v)乘以被測信號在屏幕垂直方向所占格數(shù),即得出該被測信號的幅度,此時,熒光屏上應顯示出約5div的矩形波。
調(diào)節(jié)掃描速度,應根據(jù)輸入信號的頻率調(diào)節(jié)旋鈕的位置,將該旋鈕指示數(shù)值(如0.5ms/div,表示水平方向每格時間為0.5ms),乘以被測信號一個周期占有格數(shù),即得出該信號的周期,也可以換算成頻率。
④高頻探頭的應用
在使用高頻探頭測量時,輸入阻抗提高到lomω,但同時也引進了10:1的衰減,使測量靈敏度下降到未使用高頻探頭的1/10。所以在使用高頻探頭測量電壓時,被測電壓的實際值應是熒光屏上讀數(shù)的10倍。
在使用高頻探頭測量快速變化的信號時,必須注意探頭的接地點應選擇在被測點附近。
⑤“交替”與“斷續(xù)”的選擇
a、“交替”顯示方式的特點是:掃描周期要比被測信號周期長,即掃描頻率要比信號頻率低,否則就無法觀測到完整的一個周期的波形。在雙蹤示波器使用中若采用這種顯示方式在采用低速掃描時,會產(chǎn)生明顯的閃爍現(xiàn)象,甚至可以看出兩個通道的轉(zhuǎn)換過程。因此,“交替”顯示方式不適用于觀測頻率較低的信號。
b、“斷續(xù)”顯示方式的特點是:電子開關(guān)頻率要比掃描頻率高得多,否則當二者頻率相近時,波形將產(chǎn)生明顯的間斷現(xiàn)象。因此,在雙蹤示波器使用過程中“斷續(xù)”顯示方式不適用于觀測頻率較高的信號。
c、“交替”或“斷續(xù)”顯示方式的觸發(fā)都應選擇“內(nèi)觸發(fā)”,因為采用這兩種顯示方式所顯示的波形都是經(jīng)多次掃描形成的,只有取用被測信號本身做觸發(fā)信號,才能做到每次掃描起點一致,也才能保證所顯示的波形穩(wěn)定。
對兩個信號做一般比較時,如觀測頻率、幅度、波形失真等,采用上述“內(nèi)觸發(fā)”方式是可以的,但是,當涉及這兩個信號之間的相位關(guān)系及時間關(guān)系時,因為觸發(fā)信號是有極性的,所以只能采用其中一個通道的信號作為觸發(fā)信號,這樣就有了一個統(tǒng)一的時間標準,相位關(guān)系就能如實地顯示出來。例如,sr-8型雙蹤示波器的“拉-yb”拉出后,掃描的觸發(fā)信號即取自yb通道的輸入信號。兩個輸入信號中,選哪一個信號作為觸發(fā)信號,就應把該信號從yb輸入端輸入。
還應注意,使用雙蹤示波器觀測脈沖信號時,觸發(fā)方式開關(guān)應置“常態(tài)”。
示波器使用注意事項
①雙蹤示波器使用前,應檢查電網(wǎng)電壓是否與雙蹤示波器的電源電壓要求一致。檢查旋鈕、開關(guān)、電源線有無問題,示波器的電源線應選用三芯插頭線,機殼應良好接地、防止機殼帶電引發(fā)事故。
②使用示波器時,輝度不宜調(diào)得過亮,不能讓光點長期停留在一點。若暫不觀測波形,應將輝度調(diào)暗。
③調(diào)聚焦時應注意采用光點聚焦而不要用掃描線聚焦,這樣才能使電子束在x、y方向都能很好地聚攏。
④輸入電壓幅度不能超過示波器允許的最大輸入電壓。
⑤注意信號連接線的使用。當被測信號為幾百千赫以下信號時,可用一般導線連接;當信號幅度較小時,應當用屏蔽線連接,以防干擾;測量脈沖信號和高頻信號時,必須用高頻同軸電纜連接。
⑥要合理使用探頭。
在測量低頻高壓電路時,應選用電阻分壓器套頭;在測量高頻脈沖電路時,應選用低電容探頭,并注意調(diào)節(jié)微調(diào)電容,以保證高頻補償良好。探頭和示波器應配套使用,一般不能互換,否則會導致誤差增加或高頻補償不當。
⑦定量觀測應在示波器屏幕的中心區(qū)域進行,以減小測量誤差。
⑧對于x軸掃描帶有擴展的示波器,若利用雙蹤示波器本身的掃描頻率能正常測試,則應盡量少用擴展功能,因為利用擴展功能要增大亮度,有損示波器的壽命。
⑨示波器不能在強磁場或電場中使用,以免測量時受干擾。