什么是模擬示波器
模擬示波器,采用的是模擬電路(示波管,其基礎是電子槍)電子槍向屏幕發射電子,發射的電子經聚焦形成電子束,并打到屏幕上,屏幕的內表面涂有熒光物質,這樣電子束打中的點就會發出光來。工作方式是直接測量信號電壓,并且通過從左到右穿過示波器屏幕的電子束在垂直方向描繪電壓。
模擬示波器特點
模擬示波器天生具備概率顯示的特點,由于熒光屏的余輝暫留,不同概率出現的波形事件會以不同亮度出現在屏幕上,但由于波形的再現過程無法停止,某些偶然出現的單次事件因不具備一定的持續性而無法顯示。概率顯示是一個很有用的功能,比如某個波形上一個不是每次都出現的毛刺,如果用DSO,則這個毛刺的顯示會不停的抖動,如果你暫停顯示,則可能沒有毛刺,也可能有毛刺,你無法判斷毛刺出現的概率,如果用ART,則這個毛刺的出現概率會以不同亮度顯示,因為這個特性,目前在開關電源開發領域,模擬示波器以其低廉的價格被廣泛使用。
模擬示波器原理
模擬式示波器的核心部件是陰極射線示波管,電子槍發射出電子束,經過Y偏轉板和X偏轉板后電子束射向熒光屏。裝置原理圖如圖1所示。
圖1 陰極射線示波管
(1)當把待測試信號施加到Y偏轉板,而X軸偏轉板不加電壓時,在熒光屏的最左側縱坐標上就會打出一個亮點,且電壓越大亮點位置越高。
(2)當把鋸齒波信號施加到X偏轉板,而在Y偏轉板不加電壓時,隨著鋸齒波電壓的升高,光點從屏幕最左邊均勻移動到屏幕最右邊。當鋸齒波從零開始后,又迅速從最左邊重復移動。
故對于模擬示波器,Y偏轉板上應施加待測信號,X偏轉板上應施加鋸齒波信號(掃描信號)。但僅靠上述描述,還不足以將信號波形穩定的顯示在示波器屏幕上。當X軸偏轉板鋸齒波自動觸發時,由于觸發位置的不確定,使得觀察者在示波器上看到的波形好像是在滾動,且有多條波形重疊。
圖2 自動觸發下引起的波形滾動
為解決這個問題,引出觸發概念。即滿足何種觸發條件下打開X偏轉板上的鋸齒波的問題?模擬示波器上存在觸發電平旋鈕(level),并能夠選擇上升/下降沿(slope)觸發。當確定一個直流觸發電壓并選擇上升沿觸發時,示波器熒光屏上的圖形如圖3所示。
圖3 觸發電平對波形顯示的影響
從圖3中也能看出X軸鋸齒波周期決定了橫軸時基的大小。當鋸齒波周期越長(三角部分寬度越寬),則時基(time/div,橫軸每格代表的時間)越大,顯示屏上顯示的波形周期數越多。