示波器原理和測量方法

基本原理

顯示電路

顯示電路包括示波管及其控制電路兩個部分。示波管是一種特殊的電子管,，是示波器一個重要組成部分,。示波管由電子槍,、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏3個部分組成,。

（1）電子槍

電子槍用于產(chǎn)生并形成高速,、聚束的電子流，去轟擊熒光屏使之發(fā)光,。它主要由燈絲F,、陰極K、控制極G,、*陽極A1,、第二陽極A2組成。除燈絲外,，其余電極的結(jié)構(gòu)都為金屬圓筒,，且它們的軸心都保持在同一軸線上。陰極被加熱后,，可沿軸向發(fā)射電子,；控制極相對陰極來說是負電位，改變電位可以改變通過控制極小孔的電子數(shù)目，也就是控制熒光屏上光點的亮度,。為了提高屏上光點亮度,，又不降低對電子束偏轉(zhuǎn)的靈敏度,，現(xiàn)代示波管中，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏之間還加上一個后加速電極A3,。

*陽極對陰極而言加有約幾百伏的正電壓,。在第二陽極上加有一個比*陽極更高的正電壓,。穿過控制極小孔的電子束，在*陽極和第二陽*電位的作用下,，得到加速,，向熒光屏方向作高速運動。由于電荷的同性相斥,，電子束會逐漸散開,。通過*陽極、第二陽極之間電場的聚焦作用,，使電子重新聚集起來并交匯于一點,。適當控制*陽極和第二陽極之間電位差的大小，便能使焦點剛好落在熒光屏上,，顯現(xiàn)一個光亮細小的圓點,。改變*陽極和第二陽極之間的電位差，可起調(diào)節(jié)光點聚焦的作用,，這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調(diào)節(jié)的原理,。第三陽極是示波管錐體內(nèi)部涂上一層石墨形成的，通常加有很高的電壓,，它有三個作用：①使穿過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)以后的電子進一步加速,，使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏，以獲得足夠的亮度,；②石墨層涂在整個錐體上,，能起到屏蔽作用；③電子束轟擊熒光屏會產(chǎn)生二次電子,，處于高電位的A3可吸收這些電子,。

(2)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)

示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)大都是靜電偏轉(zhuǎn)式，它由兩對相互垂直的平行金屬板組成,，分別稱為水平偏轉(zhuǎn)板和垂直偏轉(zhuǎn)板,。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動。當電子在偏轉(zhuǎn)板之間運動時,，如果偏轉(zhuǎn)板上沒有加電壓,，偏轉(zhuǎn)板之間無電場，離開第二陽極后進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子將沿軸向運動，射向屏幕的中心,。如果偏轉(zhuǎn)板上有電壓,，偏轉(zhuǎn)板之間則有電場，進入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子會在偏轉(zhuǎn)電場的作用下射向熒光屏的位置,。

如果兩塊偏轉(zhuǎn)板互相平行,，并且它們的電位差等于零，那么通過偏轉(zhuǎn)板空間的,，具有速度υ的電子束就會沿著原方向（設為軸線方向）運動,，并打在熒光屏的坐標原點上。如果兩塊偏轉(zhuǎn)板之間存在著恒定的電位差,，則偏轉(zhuǎn)板間就形成一個電場,，這個電場與電子的運動方向相垂直，于是電子就朝著電位比較高的偏轉(zhuǎn)板偏轉(zhuǎn),。這樣,，在兩偏轉(zhuǎn)板之間的空間，電子就沿著拋物線在這一點上做切線運動,。zui后,，電子降落在熒光屏上的A點，這個A點距離熒光屏原點（0）有一段距離,，這段距離稱為偏轉(zhuǎn)量,，用y表示。偏轉(zhuǎn)量y與偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓Vy成正比,。同理,，在水平偏轉(zhuǎn)板上加有直流電壓時，也發(fā)生類似情況,，只是光點在水平方向上偏轉(zhuǎn),。

（3）熒光屏示波器實物圖

熒光屏位于示波管的終端，它的作用是將偏轉(zhuǎn)后的電子束顯示出來,，以便觀察,。在示波器的熒光屏內(nèi)壁涂有一層發(fā)光物質(zhì)，因而,，熒光屏上受到高速電子沖擊的地點就顯現(xiàn)出熒光,。此時光點的亮度決定于電子束的數(shù)目、密度及其速度,。改變控制極的電壓時,，電子束中電子的數(shù)目將隨之改變，光點亮度也就改變,。在使用示波器時,，不宜讓很亮的光點固定出現(xiàn)在示波管熒光屏一個位置上,，否則該點熒光物質(zhì)將因長期受電子沖擊而燒壞，從而失去發(fā)光能力,。

涂有不同熒光物質(zhì)的熒光屏,，在受電子沖擊時將顯示出不同的顏色和不同的余輝時間，通常供觀察一般信號波形用的是發(fā)綠光的,，屬中余輝示波管,，供觀察非周期性及低頻信號用的是發(fā)橙黃色光的，屬長余輝示波管,；供照相用的示波器中,，一般都采用發(fā)藍色的短余輝示波管,。

折疊垂直（Y軸）放大電路

學生示波器由于示波管的偏轉(zhuǎn)靈敏度甚低,，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏轉(zhuǎn)靈敏度為0.86mm/V（約12V電壓產(chǎn)生1cm的偏轉(zhuǎn)量）,，所以一般的被測信號電壓都要先經(jīng)過垂直放大電路的放大,，再加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，以得到垂直方向的適當大小的圖形,。

折疊水平（X軸）放大電路

由于示波管水平方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度也很低,，所以接入示波管水平偏轉(zhuǎn)板的電壓（鋸齒波電壓或其它電壓）也要先經(jīng)過水平放大電路的放大以后，再加到示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上,，以得到水平方向適當大小的圖形,。

折疊掃描與同步電路

掃描電路產(chǎn)生一個鋸齒波電壓。該鋸齒波電壓的頻率能在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),。鋸齒波電壓的作用是使示波管陰極發(fā)出的電子束在熒光屏上形成周期性的,、與時間成正比的水平位移，即形成時間基線,。這樣,，才能把加在垂直方向的被測信號按時間的變化波形展現(xiàn)在熒光屏上。

折疊電源供給電路

電源供給電路：供給垂直與水平放大電路,、掃描與同步電路以及示波管與控制電路所需的負高壓,、燈絲電壓等。

由示波器的原理功能方框圖可見,，被測信號電壓加到示波器的Y軸輸入端,，經(jīng)垂直放大電路加于示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板。示波管的水平偏轉(zhuǎn)電壓,，雖然多數(shù)情況都采用鋸齒電壓（用于觀察波形時）,，但有時也采用其它的外加電壓（用于測量頻率、相位差等時）,，因此在水平放大電路輸入端有一個水平信號選擇開關,，以便按照需要選用示波器內(nèi)部的鋸齒波電壓,，或選用外加在X軸輸入端上的其它電壓來作為水平偏轉(zhuǎn)電壓。SDS1000CML

此外,，為了使熒光屏上顯示的圖形保持穩(wěn)定,，要求鋸齒波電壓信號的頻率和被測信號的頻率保持同步。這樣,，不僅要求鋸齒波電壓的頻率能連續(xù)調(diào)節(jié),，而且在產(chǎn)生鋸齒波的電路上還要輸入一個同步信號。這樣,，對于只能產(chǎn)生連續(xù)掃描（即產(chǎn)生周而復始,、連續(xù)不斷的鋸齒波）一種狀態(tài)的簡易示波器（如國產(chǎn)SB10型等示波器）而言，需要在其掃描電路上輸入一個與被觀察信號頻率相關的同步信號,，以牽制鋸齒波的振蕩頻率,。對于具有等待掃描功能（即平時不產(chǎn)生鋸齒波，當被測信號來到時才產(chǎn)生一個鋸齒波,，進行一次掃描）的示波器（如國產(chǎn)ST-16型示波器,、SR-8型雙蹤示波器等）為了適應各種需要，同步（或觸發(fā)）信號可通過同步或觸發(fā)信號選擇開關來選擇,，通常來源有3個：①從垂直放大電路引來被測信號作為同步（或觸發(fā)）信號,，此信號稱為“內(nèi)同步”（或“內(nèi)觸發(fā)”）信號；②引入某種相關的外加信號為同步（或觸發(fā)）信號,，此信號稱為“外同步”（或“外觸發(fā)”）信號,，該信號加在外同步（或外觸發(fā)）輸入端；③有些示波器的同步信號選擇開關還有一檔“電源同步”,，是由220V,，50Hz電源電壓，通過變壓器次級降壓后作為同步信號,。

折疊波形顯示的基本原理

由示波管的原理可知,，一個直流電壓加到一對偏轉(zhuǎn)板上時，將使光點在熒光屏上產(chǎn)生一個固定位移,，該位移的大小與所加直流電壓成正比,。如果分別將兩個直流電壓同時加到垂直和水平兩對偏轉(zhuǎn)板上，則熒光屏上的光點位置就由兩個方向的位移所共同決定,。

如果將一個正弦交流電壓加到一對偏轉(zhuǎn)板上時,，光點在熒光屏上將隨電壓的變化而移動。當垂直偏轉(zhuǎn)板上加一個正弦交流電壓時,，在時間t=0的瞬間,，電壓為Vo（零值），熒光屏上的光點位置在坐標原點0上,，在時間t=1的瞬間,，電壓為V1（正值）,，熒光屏上光點在坐標原點0點上方的1上，位移的大小正比于電壓V1,；在時間t=2的瞬間,，電壓為V2（zui大正值），熒光屏上的光點在坐標原點0點上方的2點上,，位移的距離正比于電壓V2,；以此類推，在時間t=3,，t=4,，…，t=8的各個瞬間,，熒光屏上光點位置分別為3,、4、…,、8點,。在交流電壓的第二個周期、第三個周期……都將重復*個周期的情況,。如果此時加在垂直偏轉(zhuǎn)板上的正弦交流電壓之頻率很低，僅為lHz～2Hz,，那么,，在熒光屏上便會看見一個上下移動著的光點。這光點距離坐標原點的瞬時偏轉(zhuǎn)值將與加在垂直偏轉(zhuǎn)板上的電壓瞬時值成正比,。如果加在垂直偏轉(zhuǎn)板上的交流電壓頻率在10Hz～20Hz以上,，則由于熒光屏的余輝現(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象，在熒光屏上看到的就不是一個上下移動的點,，而是一根垂直的亮線了,。該亮線的長短在示波器的垂直放大增益一定的情況下決定于正弦交流電壓峰一峰值的大小。如果在水平偏轉(zhuǎn)板上加一個正弦交流電壓,，則會產(chǎn)生相類似的情況,，只是光點在水平軸上移動罷了。

如果將一隨時間線性變化的電壓（如鋸齒波電壓）加到一對偏轉(zhuǎn)板上,，則光點在熒光屏上又會怎樣移動呢,？當水平偏轉(zhuǎn)板上有鋸齒波電壓時，在時間t=0瞬間,，電壓為Vo（zui大負值）,，熒光屏上光點在坐標原點左側(cè)的起始位置（零點上），位移的距離正比于電壓Vo,；在時間t=1的瞬間,，電壓為V1（負值）,，熒光屏上光點在坐標原點左方的1點上，位移的距離正比于電壓V1,；以此類推,，在時間t=2，t=3,，...,t=8的各個瞬間,，熒光屏上光點的對應位置是2、3,、…,、8各點。在t=8這個瞬間,，鋸齒波電壓由zui大正值V8躍變到zui大負值Vo,，則熒光屏上光點從8點極其迅速地向左移到起始位置零點。如果鋸齒波電壓是周期性的,，則在鋸齒波電壓的第二個周期,、第三個周期、……都將重復*個周期的情形,。如果此時加在水平偏轉(zhuǎn)板上的鋸齒波電壓頻率很低,，僅為1Hz ～2Hz，在熒光屏上便會看見光點自左邊起始位置零點向右邊8點處勻速地移動,，隨后光點又從右邊8點處極其迅速地移動到左邊起始位置零點,。上述這個過程稱為掃描。在水平軸加有周期性鋸齒波電壓時,，掃描將周而復始地進行下去,。光點距離起始位置零點的瞬時值，將與加在偏轉(zhuǎn)板上的電壓瞬時值成正比,。如果加在偏轉(zhuǎn)板上的鋸齒波電壓頻率在10Hz～20Hz以上,，則由于熒光屏的余輝現(xiàn)象和人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就看到一根水平亮線,，該水平亮線的長度,，在示波器水平放大增益一定的情況下決定于鋸齒波電壓值，鋸齒波電壓值是與時間變化成正比的,，而熒光屏上光點的位移又是與電壓值成正比的,，因此熒光屏上的水平亮線可以代表時間軸。在此亮線上的任何相等的線段都代表相等的一段時間,。

如果將被測信號電壓加到垂直偏轉(zhuǎn)板上,，鋸齒波掃描電壓加到水平偏轉(zhuǎn)板上，而且被測信號電壓的頻率等于鋸齒波掃描電壓的頻率,，則熒光屏上將顯示出一個周期的被測信號電壓隨時間變化的波形曲線（如圖5-6所示）,。由圖5-6所示可見,，在時間t=0的瞬間，信號電壓為Vo（零值）,，鋸齒波電壓為V0′（負值）,，熒光屏上光點在坐標原點左面，位移的距離正比于電壓V0′,；在時間t=1的瞬間,，交流電壓為V1（正值），鋸齒波電壓為V1′（負值）,，熒光屏上光點在坐標的第Ⅱ象限中,。同理，在時間t=2,，t=3,，…，t=8的瞬間,，熒光屏上光點分別位于2,，3，…,，8點,。在t=8瞬間，鋸齒波電壓由zui大正值V8′跳變到zui大負V0′,，因而熒光屏上的光點也從8點極其迅速地向左移到起始位置0點,。以后，在被測周期信號的第二個周期,、第三個周期……都重復*個周期的情形，光點在熒光屏上描出的軌跡也都重疊在*次描出的軌跡上,。所以,，熒光屏上顯示出來的被測信號電壓是隨時間變化的穩(wěn)定波形曲線。

由上述可見,，為使熒光屏上的圖形穩(wěn)定,，被測信號電壓的頻率應與鋸齒波電壓的頻率保持整數(shù)比的關SHS1000系，即同步關系,。為了實現(xiàn)這一點,，就要求鋸齒波電壓的頻率連續(xù)可調(diào)，以便適應觀察各種不同頻率的周期信號,。其次,，由于被測信號頻率和鋸齒波振蕩信號頻率的相對不穩(wěn)定性，即使把鋸齒波電壓的頻率臨時調(diào)到與被測信號頻率成整倍數(shù)關系,，也不能使圖形一直保持穩(wěn)定,。因此,，示波器中都設有同步裝置。也就是在鋸齒波電路的某部分加上一個同步信號來促使掃描的同步,，對于只能產(chǎn)生連續(xù)掃描（即產(chǎn)生周而復始連續(xù)不斷的鋸齒波）一種狀態(tài)的簡易示波器（如國產(chǎn)SB-10型示波器等）而言,，需要在其掃描電路上輸入一個與被觀察信號頻率相關的同步信號，當所加同步信號的頻率接近鋸齒波頻率的自主振蕩頻率（或接近其整數(shù)倍）時,，就可以把鋸齒波頻率“拖入同步”或“鎖住”,。對于具有等待掃描（即平時不產(chǎn)生鋸齒波，當被測信號來到時才產(chǎn)生一個鋸齒波進行一次掃描）功能的示波器（如國產(chǎn)ST-16型示波器,、SBT-5型同步示波器,、SR-8型雙蹤示波器等等）而言，需要在其掃描電路上輸入一個與被測信號相關的觸發(fā)信號,，使掃描過程與被測信號密切配合,。這樣，只要按照需要來選擇適當?shù)耐叫盘柣蛴|發(fā)信號,，便可使任何欲研究的過程與鋸齒波掃描頻率保持同步,。

折疊雙線示波的顯示原理

在電子實踐技術過程中，常常需要同時觀察兩種（或兩種以上）信號隨時間變化的過程,。并對這些不同信號進行電

量的測試和比較,。為了達到這個目的，人們在應用普通示波器原理的基礎上,，采用了以下兩種同時顯示多個波形的方法：一種是雙線（或多線）示波法,；另一種是雙蹤（或多蹤）示波法。應用這兩種方法制造出來的示波器分別稱為雙線（或多線）示波器和雙蹤（或多蹤）示波器,。

雙線（或多線）示波器是采用雙槍（或多槍）示波管來實現(xiàn)的,。下面以雙槍示波管為例加以簡單說明。雙槍示波管有兩個互相獨立的電子槍產(chǎn)生兩束電子,。另有兩組互相獨立的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),，它們各自控制一束電子作上下、左右的運動,。熒光屏是共用的,，因而屏上可以同時顯示出兩種不同的電信號波形，雙線示波也可以采用單槍雙線示波管來實現(xiàn),。這種示波管只有一個電子槍,，在工作時是依靠特殊的電極把電子分成兩束。然后,，由管內(nèi)的兩組互相獨立的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng),，分別控制兩束電子上下、左右運動。熒光屏是共用的,，能同時顯示出兩種不同的電信號波形,。由于雙線示波管的制造工藝要求高，成本也高,，所以應用并不十分普遍,。

折疊雙蹤示波的顯示原理

雙蹤（或多蹤）示波是在單線示波器的基礎上，增設一個電子開關,，用它來實現(xiàn)兩種（或多種）波形的分別顯示,。由于實現(xiàn)雙蹤（或多蹤）示波比實現(xiàn)雙線（或多線）示波來得簡單，不需要使用結(jié)構(gòu)復雜,、價格昂貴的“雙腔”或“多腔”示波管,，所以雙蹤（或多蹤）示波獲得了普遍的應用。

（1）雙蹤示波的顯示原理

圖5-8（a）是雙蹤示波法基本原理的示意圖,。圖中,，電子開關K的作用是使加在示波管垂直偏轉(zhuǎn)板上的兩種信號電壓作周期性轉(zhuǎn)換。例如,，在0～1這段時間里,，電子開關K與信號通道A接通，這時在熒光屏上顯示出信號UA的一段波形,；在1～2這段時間里,，電子開關K與信號通道B接通，這時在熒光屏上顯現(xiàn)出信號UB的一段波形,；在2～3這段時間里,，熒光屏上再一次顯示出信號UA的一段波形；在3～4這段時間里,，熒光屏上將再一次顯示出UB的一段波形……,。這樣，兩個信號在熒光屏上雖然是交替顯示的,，但由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象和熒光屏的余輝（高速電子在停止沖擊熒光屏后,，熒光屏上受沖擊處仍保留一段發(fā)光時間）現(xiàn)象，就可在熒光屏上同時看到兩個被測信號波形（圖5-8（b）所示）,。

圖5-8 雙蹤示波器基本原理

為了保持熒光屏顯示出來的兩種信號波形穩(wěn)定，則要求被測信號頻率,、掃描信號頻率與電子開關的轉(zhuǎn)換頻率三者之間必須滿足一定的關系,。

首先，兩個被測信號頻率與掃描信號頻率之間應該是成整數(shù)比的關系,，也就是要求“同步”,。這一點與單線示波器的原理是相同的，只是現(xiàn)在的被測信號是兩個,，而掃描電壓是一個,。在實際應用中,，需要觀察和比較的兩個信號常常是互相有內(nèi)在的，所以上述的同步要求一般是容易滿足的,。

為了使熒光屏上顯示的兩個被測信號波形都穩(wěn)定,，除滿足上述要求外，還必須合理地選擇電子開關的轉(zhuǎn)換頻率,，使得在示波器上所顯示的波形個數(shù)合適,，以便于觀察。下面談談電子開關的工作方式問題,，這個問題與電子開關的轉(zhuǎn)換頻率有關,。

電子開關的工作方式有“交替”轉(zhuǎn)換和“斷續(xù)”轉(zhuǎn)換兩種。

圖5-9是電子開關“交替”轉(zhuǎn)換工作方式的波形示意圖,。在0～1時間內(nèi),，電子開關與通道A接通，加在X軸上的掃描信號開始進行*個正程掃描,，此時熒光屏上將顯現(xiàn)出信號UA的波形,；在完成UA波形顯示后，掃描電壓迅速回掃,；在1～2時間內(nèi),，電子開關K與通道B接通，X軸上的掃描信號開始進行第二個正程掃描,，熒光屏上將顯示出信號UB的波形,；在2～3時間內(nèi)，熒光屏上再一次顯示出信號UA的波形,；在3～4時間內(nèi),，熒光屏上再一次顯示出信號UB的波形……。由此可見,，被測信號UA,、UB的波形是依次、交替地出現(xiàn)在熒光屏上的,，熒光屏上顯示的波形如圖5-9（b）所示,。顯然，此時電子開關的轉(zhuǎn)換與X軸的掃描始終保持著一致的步調(diào),，即電子開關的轉(zhuǎn)換頻率等于X軸掃描信號的頻率,。圖5-9（b）中的虛線實際上是看不見的。

圖5-10 采用“斷續(xù)”轉(zhuǎn)換

圖5-9 采用“交替”轉(zhuǎn)換方式的波形示意圖方式的波形示意圖

采用交替轉(zhuǎn)換工作方式的顯示的波形與雙線示波法所顯示的波形非常相似,，它們都沒有間斷點,。但由于被測信號UA、UB的波形是依次交替地出現(xiàn)在熒光屏上的，所以,，如果交替的間隙時間超過了人眼的視覺暫留時間和熒光屏的余輝時間,，則人們所看到的熒光屏上的波形就會有閃爍現(xiàn)象。為了避免這種情況的出現(xiàn),，就要求電子開關有足夠高的轉(zhuǎn)換頻率,。這就是說當被測信號的頻率較低時，不宜采用交替轉(zhuǎn)換工作方式,，而應采用斷續(xù)轉(zhuǎn)換工作方式,。

當電子開關用斷續(xù)轉(zhuǎn)換工作方式時，在X軸掃描的每一個過程中,，電子開關都以足夠高的轉(zhuǎn)換頻率,，分別對所顯示的每個被測信號進行多次取樣。這樣,，即使被測信號頻率較低,，也可避免出現(xiàn)波形的閃爍現(xiàn)象。同時,，由于在一次掃描的過程中,，光點在兩個圖形上交換的次數(shù)極多，所以圖形上的細小斷裂痕跡不顯著,，并不妨礙對波形細節(jié)的觀察,。圖5-10是電于開關采用斷續(xù)轉(zhuǎn)換方式時的波形示意圖。實際上,，由于開關的轉(zhuǎn)換頻率選得遠大于X軸掃描頻率,，所以熒光屏上顯示的圖形不會是圖5-10所示的斷續(xù)圖形，而是連續(xù)的圖形,。圖中垂直方向的細虛線表示了電子開關的轉(zhuǎn)換過程,。因在轉(zhuǎn)換過程中示波器電路的設置使電子束截止，所以圖中所示的垂直細虛線實際上也是不可見的,。

在了解上述用電子開關來實現(xiàn)雙蹤示波的原理后,，就不難聯(lián)想到用環(huán)形計數(shù)器來實現(xiàn)多蹤示波的原理。由于兩者的顯示原理相似,，這里就不再贅述,。

（2）雙蹤示波器的基本組成

圖5-11是雙蹤示波器的原理功能方框圖。由圖可見,，它主要是由兩個通道的Y軸前置放大電路,、門控電路、電子開關,、混合電路、延遲電路、Y軸后置放大電路,、觸發(fā)電路,、掃描電路、X軸放大電路,、Z軸放大電路,、校準信號電路、示波管和高低壓電源供給電路等組成,。

觀察信號波形時,，被測信號uA，uB通過YA,，YB兩個輸入端輸入示波器,，先分別送到Y軸前置放大電路YA和YB進行放大。因通道YA和通道YB都受電子開關的控制,，所以uA,，uB兩信號輪換著輸送到后面的混合電路，加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上,。

為了適應各種不同的測試需要,，電子開關可有五種不同的工作狀態(tài)，即交替,、YA,、YB、YA+YB,、斷續(xù)等,。這5種工作狀態(tài)由顯示方式開關來控制。

當顯示方式開關置于交替位置時,，電子開關為一雙穩(wěn)態(tài)電路,。它受由掃描電路來的閘門信號控制，使得Y軸兩個前置通道隨著掃描電路門信號的變化而交替地工作,。每秒鐘交替轉(zhuǎn)換次數(shù)與由掃描電路產(chǎn)生的掃描信號的重復頻率有關,。交替工作狀態(tài)適用于觀察頻率不太低的被測信號。

圖5-11 雙蹤示波器的原理功能方框圖

當顯示方式開關置于YA或YB位置時,，電子開關為一單穩(wěn)態(tài)電路,。前置放大電路YA或YB可單獨工作，此時,，雙蹤示波器可作為普通單線示波器使用,。

當顯示方式開關置于YA+YB位置時，電子開關處于不工作狀態(tài),。此時,，YA,、YB兩通道同時工作，因而可得到兩信號相加或兩信號相減的顯示,。然而,，兩信號究竟是相加還是相減，這要通過YA通道的極性作用開關來選擇,。這個開關有兩個位置,，在*個位置時，熒光屏上的圖形為兩信號之和,；在第二個位置（-YA）時,，熒光屏上的圖形為兩信號之差。

為了觀察被測信號隨時間變化的波形,，示波管的水平偏轉(zhuǎn)板上必須加以線性掃描電壓（鋸齒波電壓）,。這個掃描電壓是由掃描電路產(chǎn)生的。當觸發(fā)信號加到觸發(fā)電路時,，觸發(fā)了掃描電路,，掃描電路就產(chǎn)生相應的掃描信號；當不加觸發(fā)信號時,，掃描電路就不產(chǎn)生掃描信號,。

觸發(fā)有內(nèi)觸發(fā)、外觸發(fā)兩種,，由觸發(fā)選擇開關來選擇,。當該開關置于內(nèi)的位置時，觸發(fā)信號來自經(jīng)Y軸通道送入的被測信號,。當該開關置于外的位置時,，觸發(fā)信號是由外部送入的。這個信號應與被測信號的頻率成整數(shù)比的關系,。示波器在使用中,，多數(shù)采用內(nèi)觸發(fā)工作方式。

所謂內(nèi)觸發(fā)也分為兩種情況,，并由內(nèi)觸發(fā)選擇開關控制,。當開關置于常態(tài)的位置時，觸發(fā)電路的觸發(fā)信號來自YA,，YB通道,。此時，兩個通道即可同時穩(wěn)定地顯示出各自的被測信號,。當用雙蹤顯示來作時間比較分析時,，就應該將內(nèi)觸發(fā)選擇開關置于YB的位置。在這個位置時,，觸發(fā)電路的觸發(fā)信號只取自YB通道的輸入信號,。此時只有當uA,，uB的頻率成整數(shù)比時，熒光屏上才能同時穩(wěn)定地顯示兩個波形,。

掃描電路產(chǎn)生的掃描信號（鋸齒波信號）,，通過X軸選擇開關接到X軸放大電路，經(jīng)放大后送到示波管的X軸偏轉(zhuǎn)板,。這就是通常在觀察信號隨時間變化的波形時，開關選掃描檔的情況,。除上述情況外,，用示波器進行其它測試（比如觀察李沙育圖形）時，開關置X外接檔,，此時可將X軸輸入端輸入的信號,，加到X軸放大電路進行放大，隨后再送至X軸偏轉(zhuǎn)板,。

Z軸放大電路對熒光屏上光點輝度起著調(diào)節(jié)的作用,，抹去不必要顯示的光點軌跡。當掃描電路閘門信號來到Z軸放大電路,，Z軸放大電路便輸出正向的增輝脈沖信號,，加至示波管的控制極。這就是說,，在掃描信號的過程中,，熒光屏上的光點得以增輝；在電子開關的轉(zhuǎn)換過程中,，電子開關電路將輸出脈沖信號也加至Z軸放大電路,，此時Z軸放大電路便輸出負向脈沖信號，加至示波管的控制極,。這樣,，就消去了兩個通道交替工作時的過渡光點，以提高顯示波形的清晰度,。

校正信號電路產(chǎn)生一個一定頻率,、一定幅度的矩形信號（如國產(chǎn)SR-8型兩蹤示波器的校正信號是頻率為lkHz、幅度為1V）,。它是作校正Y軸放大電路的靈敏度和X軸的掃描速度之用的,。

高、低壓電源供給電路中的低壓是供給示波器各級所需的低壓電源的,，高壓是供給示波管顯示系統(tǒng)電源的,。

測量方法

(1)將示波器探頭插入通道1插孔，并將探頭上的衰減置于"1"檔;

(2)將通道選擇置于CH1,，耦合方式置于DC檔;

(3)將探頭探針插入校準信號源小孔內(nèi),，此時示波器屏幕出現(xiàn)光跡;

(4)調(diào)節(jié)垂直旋鈕和水平旋鈕,，使屏幕顯示的波形圖穩(wěn)定，并將垂直微調(diào)和水平微調(diào)置于校準位置;

(5)讀出波形圖在垂直方向所占格數(shù),，乘以垂直衰減旋鈕的指示數(shù)值,，得到校準信號的幅度;

(6)讀出波形每個周期在水平方向所占格數(shù)，乘以水平掃描旋鈕的指示數(shù)值,，得到校準信號的周期(周期的倒數(shù)為頻率);

(7)一般校準信號的頻率為1kHz,，幅度為0.5V，用以校準示波器內(nèi)部掃描振蕩器頻率,，如果不正常,，應調(diào)節(jié)示波器(內(nèi)部)相應電位器，直至相符為止,。