示波器的基本原理-顯示電路

顯示電路包括示波管及其控制電路兩個(gè)部分。示波管是一種特殊的電子管,，是示波器一個(gè)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(gè)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,、第一陽(yáng)極A1,、第二陽(yáng)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(duì)陰極來(lái)說是負(fù)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(diǎn)的亮度,。為了提高屏上光點(diǎn)亮度，又不降低對(duì)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(gè)后加速電極A3。

第一陽(yáng)極對(duì)陰極而言加有約幾百伏的正電壓,。在第二陽(yáng)極上加有一個(gè)比第一陽(yáng)極更高的正電壓,。穿過控制極小孔的電子束，在第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)*電位的作用下,，得到加速,，向熒光屏方向作高速運(yùn)動(dòng)。由于電荷的同性相斥,，電子束會(huì)逐漸散開,。通過第一陽(yáng)極、第二陽(yáng)極之間電場(chǎng)的聚焦作用,，使電子重新聚集起來(lái)并交匯于一點(diǎn),。適當(dāng)控制第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極之間電位差的大小,，便能使焦點(diǎn)剛好落在熒光屏上，顯現(xiàn)一個(gè)光亮細(xì)小的圓點(diǎn),。改變第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極之間的電位差,，可起調(diào)節(jié)光點(diǎn)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(yáng)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(gè)作用：①使穿過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)以后的電子進(jìn)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(gè)錐體上,，能起到屏蔽作用,；③電子束轟擊熒光屏?xí)a(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(duì)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(yùn)動(dòng),。當(dāng)電子在偏轉(zhuǎn)板之間運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果偏轉(zhuǎn)板上沒有加電壓,，偏轉(zhuǎn)板之間無(wú)電場(chǎng),，離開第二陽(yáng)極后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子將沿軸向運(yùn)動(dòng)，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(chǎng),，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的電子會(huì)在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的作用下射向熒光屏的定位置,。

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(huì)沿著原方向（設(shè)為軸線方向）運(yùn)動(dòng)，并打在熒光屏的坐標(biāo)原點(diǎn)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(gè)電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)與電子的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)上做切線運(yùn)動(dòng),。最后,，電子降落在熒光屏上的A點(diǎn)，這個(gè)A點(diǎn)距離熒光屏原點(diǎn)（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(shí)，也發(fā)生類似情況,，只是光點(diǎn)在水平方向上偏轉(zhuǎn),。

（3）熒光屏示波器實(shí)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(lái),，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(diǎn)就顯現(xiàn)出熒光,。此時(shí)光點(diǎn)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(shí),，電子束中電子的數(shù)目將隨之改變，光點(diǎn)亮度也就改變,。在使用示波器時(shí),，不宜讓很亮的光點(diǎn)固定出現(xiàn)在示波管熒光屏一個(gè)位置上，否則該點(diǎn)熒光物質(zhì)將因長(zhǎng)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(shí)將顯示出不同的顏色和不同的余輝時(shí)間,，通常供觀察一般信號(hào)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(hào)用的是發(fā)橙黃色光的,，屬長(zhǎng)余輝示波管,；供照相用的示波器中，一般都采用發(fā)藍(lán)色的短余輝示波管,。

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