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示波器的垂直系统

时间:2018-05-31
 

   示波器 的主要任务是不失真地显示被测信号,而由于示波器的偏转板只能接收一定幅值的信号,而且示波管的灵敏度很低,因而采用垂直通道来放大被测的很小的微伏信号或衰减很高的大信号,还有加有倒相及延时功能。垂直系统是信号的主要通道,它对示波测量质量起决定作用。
普通示波器垂直系统的组成如图2.7所示。


   (1)输入电路
   Y通道输入电路的基本作用是引入被测信号,为前置放大器提供良好的工作条件,并在输入信号和前置放大器之间起阻抗变换器、电压变换作用。输入电路必须具有适当的输入阻抗,较高的灵敏度,大的过载能力,适当的耦合方式,还要尽可能地靠近被测信号源。它一般采用平衡对称输出,可以为宽带放大抑制零漂提供差动信号。输入电路如图2.8所示。


   1)输入衰减器
   输入衰减器的作用是在测量幅度较大的信号时,用来衰减输入信号,以保证显示在荧光屏上的信号不致因而过大而失真。它常由具有频率补偿的RC电路组成,如图2.9所示

 


   可见,衰减比与被测信号无关,这种状态称为最佳补偿。在最佳补偿状态下,信号为线性传递,波形无失真。
   示波器的衰减器实际上由一系列RC分压器组成,改变分压比即可改变示波器的偏转灵 敏度,它即为示波器面板上的偏转因数粗调开关,单位记为V/cm或V/div。DOS-622型示波 器偏转因数范围为5 mVdiv~5 Vdiv分为10挡步进衰减。
   2)阻抗变换一倒相电路。
   为了观察低频信号,现代示波器的下限频率都扩展到直流。为了克服直流放大器的零点 漂移,放大器采用差动放大电路,因而要求Y通道输入电路具有变单端为平衡传输的功能,此 功能由倒相电路完成。
   3) 探头
   探头的作用是便于直接探测被測信号,提高示波器的输入阻抗,减少波形失真及展宽示波 器的使用频带等,有的还具有10倍的衰减比。探头常通过1 m长的专用电缆与机体相连。
探头分为有源和无源两种。无源探头由RC组成,在测量前要通过測试标准方波及调节 可变电容来达到最佳补偿,如图2.10所示。有源探头中装有场效应管或晶体管或二者都有, 构成源(射)随器,因而其输入阻抗高,输出阻抗小,高频特性好。适合于測量小信号或高频、 快脉冲信号。


  (2)延迟线
   因为采用内同步扫描时,扫描电路需要Y通道被測信号且要有一定的电平才能触发启动 扫描,考虑到被测信号上升到一定的电平和接受触发信号到开始扫描都会有一段延迟时间,这 样会造成起扫时间滞后于被測信号的起始时间,使荧光屏显示信号不完整。因而通过60 ~ 200 ns的延迟线来保证被测信号的完整。
示波器对延迟时间的准确性没有严格要求,只要延迟时间稳定,没有产生图像在水平方向 的漂移或晃动即可。并且延迟线要有足够的带宽和良好的频率特性,以便不失真地传送被測 信号。
 (3)Y轴放大器
  它通常有前置放大器和后置放大器两部分。前置放大器的输出一方面引至触发电路,作 为同步触发信号:另一方面经过延迟线引至后置输出放大器加到Y偏转板,使表征被測信号 的电子束得到足够的偏转。

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