因為示波器顯示波形的原理如果只在豎直偏轉板上加一交變的正弦電壓,則電子束的亮點將隨電壓的變化在豎直方向來回運動,如果電壓頻率較高,則看到的是一條豎直亮線,要能顯示波形,必須同時在水平偏轉板上加一掃描電壓,使電子束的亮點沿水平方向拉開。
示波器為什么能顯示被測信號波形?
因為在示波器在水平偏轉板上加入了鋸齒波形電壓。由于在x軸上的偏轉量和U成正比,U在一個周期內(nèi)又是勻速增大的,所以電子會均勻地打在x軸上,留下熒光,看起來就像是熒光在做勻速直線運動,當鋸齒波重復出現(xiàn)時,亮點就不斷地在熒光屏上往復,就好像t的時間軸被展開。這時候再在y軸加上想要觀測的電壓,電壓就會被在x軸上展開。
示波器的波形顯示原理
示波器是依靠示波管和電路配合來顯示各種信號波形的。示波管顯示信號波形的過程是:首先讓陰極發(fā)射電子,然后進行加速和聚焦,再給垂直和水平偏轉板加一定的電壓,讓電子束產(chǎn)生偏轉并對熒光屏進行掃描,這樣就會在熒光屏上顯示信號波形。下面從幾個方面來說明示波器的波形顯示原理。
1.X軸和Y軸偏轉板都不加電壓
如圖(a)所示,X軸和Y軸偏轉板都不加電壓時,陰極發(fā)射的電子束不會發(fā)生偏轉,而是做直線運動轟擊熒光屏中心。在屏幕中心會出現(xiàn)一個亮點。
2. X軸偏轉板加鋸齒波電壓,Y軸不加電壓
由于Y軸偏轉板不加電壓,所以電子束在垂直方向不受電場力,而X軸偏轉板加鋸齒波電壓,電子束在水平方向受到電場力作用而會產(chǎn)生偏轉,在屏幕上掃出水平一條亮線,如圖(b)所示。
具體過程說明如下:
當0~t1期間的鋸齒波電壓加到X軸偏轉板時,偏轉板產(chǎn)生電場,讓電子束由熒光屏的中心掃到熒光屏的左端。
當t1~t2期間的鋸齒波電壓加到X軸偏轉板時,偏轉板產(chǎn)生電場,讓電子束由熒光屏左端掃到中心。
當t2~t3期間的鋸齒波電壓加到X軸偏轉板時,偏轉板產(chǎn)生電場,讓電子束由熒光屏中心掃到右端。
當t3~t4期間的鋸齒波電壓加到X軸偏轉板時,偏轉板產(chǎn)生電場,讓電子束由熒光屏右端掃到中心。
t4是可以后,下一個周期的鋸齒波電壓到來,電子束又重復上述掃描過程,結果在熒光屏上出現(xiàn)一條亮線。
同樣的道理,如果Y軸偏轉板加鋸齒波電壓,X軸偏轉板不加電壓,電子束只受Y軸偏轉板產(chǎn)生的電場力作用,會在熒光屏上掃出垂直的一條亮線。
3.Y軸偏轉板加正弦波電壓,X軸偏轉板加鋸齒波電壓
當Y軸偏轉板加正弦波電壓,X軸偏轉板加鋸齒波電壓時,電子束在垂直和水平方向都受電場力作用,電子束就會在熒光屏上掃出正弦波。如圖(c)所示。
具體過程說明如下:
在0~t1期間,鋸齒波電壓加到X軸偏轉板,Y軸偏轉板無電壓,X軸偏轉板產(chǎn)生電場,讓電子束由熒光屏的中心點直接掃到左端。此期間為逆程,陰極不發(fā)射電子,故不會出現(xiàn)亮線。
在t1~t2期間,逐漸下降的鋸齒波電壓加到X軸偏轉板,先上升后下降的正弦波電壓加到Y軸偏轉板,電子束在這兩個電場力的作用下在熒光屏上掃出正弦波的正半周
在t2~t3期間,反方向逐漸增大的鋸齒波電壓加到X軸偏轉板,反方向先上升后下降的正弦波電壓加到Y軸偏轉板,電子束在這兩個電場力的作用下在熒光屏上掃出正弦波的負半周。
在t3~t4期間,反方向逐漸增大的鋸齒波電壓加到X軸偏轉板,Y軸偏轉板無電壓,X軸偏轉板產(chǎn)生電場,讓電子束由熒光屏的右端直接掃到中心點,此期間為逆程,陰極不發(fā)射電子,故不會產(chǎn)生亮線。
講過上述四個過程,電子束就在熒光屏上掃出一個周期的正弦波信號波形,如果正弦波頻率提高一倍,那么在熒光屏上就會出現(xiàn)兩個周期的正弦波信號波形。
從上面的分析可以得到結論:當給示波管的X軸偏轉板加鋸齒波電壓、Y軸偏轉板加某個信號電壓時,通過電子束的掃描,在屏幕上就會顯示出Y軸偏轉板上的信號波形。
示波器的波形顯示原理是這樣的:由示波器內(nèi)部的掃描電路產(chǎn)生鋸齒波電壓送到X軸偏轉板,然后將被測信號送到Y軸偏轉板,在X、Y軸偏轉板產(chǎn)生的電場作用下,電子束就會在熒光屏上掃出被測信號的波形。