本文主要是關于模擬示波器的相關介紹，并著重對動態模擬示波器數據的設計進行了詳細分析。

模擬示波器

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。

模擬示波器的使用

一、模擬示波器的調整模擬示波器的調整和使用方法基本相同，現以MOS-620/640雙蹤示波器為例介紹如下：

1、MOS-620/640雙蹤示波器前面板簡介MOS-620/640雙蹤示波器的調節旋鈕、開關、按鍵及連接器等都位于前面板上，如圖6.1.27所示，其作用如下：

（1）示波管操作部分

6——“POWER”：主電源開關及指示燈。按下此開關，其左側的發光二極管指示燈5亮，表明電源已接通。

2——“INTEN”：亮度調節鈕。調節軌跡或光點的亮度。

3——“FOCUS”：聚焦調節鈕。調節軌跡或亮光點的聚焦。

4——“TRACE ROTATION”：軌跡旋轉。調整水平軌跡與刻度線相平行。33——顯示屏。顯示信號的波形。

（2）垂直軸操作部分

7、22——“VOLTS/DIV”：垂直衰減鈕。調節垂直偏轉靈敏度，從5mV/div～5V/div，共10個檔位。

8——“CH1X”：通道1被測信號輸入連接器。在X-Y模式下，作為X軸輸入端。20——“CH2Y”：通道2被測信號輸入連接器。在X-Y模式下，作為Y軸輸入端。

9、21——“VAR”垂直靈敏度旋鈕：微調靈敏度大于或等于1/2.5標示值。在校正（CAL）位置時，靈敏度校正為標示值。

10、19——“AC-GND-DC”：垂直系統輸入耦合開關。選擇被測信號進入垂直通道的耦合方式。“AC”：交流耦合；“DC”：直流耦合；“GND”：接地。

11、18——“POSITION”：垂直位置調節旋鈕。調節顯示波形在熒光屏上的垂直位置。

12——“ALT”/“CHOP”：交替/斷續選擇按鍵，雙蹤顯示時，放開此鍵（ALT），通道1與通道2的信號交替顯示，適用于觀測頻率較高的信號波形；按下此鍵（CHOP），通道1與通道2的信號同時斷續顯示，適用于觀測頻率較低的信號波形。13、15——“DC BAL”：CH1、CH2通道直流平衡調節旋鈕。垂直系統輸入耦合開關在GND時，在5mV與10mV之間反復轉動垂直衰減開關，調整“DC BAL”使光跡保持在零水平線上不移動。14——“VERTICAL MODE”：垂直系統工作模式開關。CH1：通道1單獨顯示；CH2：

13、15——“DC BAL”：CH1、CH2通道直流平衡調節旋鈕。垂直系統輸入耦合開關在GND時，在5mV與10mV之間反復轉動垂直衰減開關，調整“DC BAL”使光跡保持在零水平線上不移動。

14——“VERTICAL MODE”：垂直系統工作模式開關。CH1：通道1單獨顯示；CH2：通道2單獨顯示；DUAL：兩個通道同時顯示；ADD：顯示通道1與通道2信號的代數或代數差（按下通道2的信號反向鍵“CH2 INV”時）。

17——“CH2 INV”：通道2信號反向按鍵。按下此鍵，通道2及其觸發信號同時反向。

（3）觸發操作部分

23——“TRIG IN”：外觸發輸入端子。用于輸入外部觸發信號。當使用該功能時，“SOURCE”開關應設置在EXT位置。

24——“SOURCE”：觸發源選擇開關。“CH1”：當垂直系統工作模式開關14設定在DUAL或ADD時，選擇通道1作為內部觸發信號源；“CH2”：當垂直系統工作模式開關14設定在DUAL或ADD時，選擇通道2作為內部觸發信號源；“LINE”：選擇交流電源作為觸發信號源；“EXT”：選擇“TRIG IN”端子輸入的外部信號作為觸發信號源。

25——“TRIGGER MODE”：觸發方式選擇開關。“AUTO”（自動）：當沒有觸發信號輸入時，掃描處在自由模式下；“NORM”（常態）：當沒有觸發信號輸入時，蹤跡處在待命狀態并不顯示；“TV-V”（電視場）：當想要觀察一場的電視信號時；“TV-H”（電視行）：當想要觀察一行的電視信號時。

26——“SLOPE”：觸發極性選擇按鍵。釋放為“+”，上升沿觸發；按下為“-”，下降沿觸發。

27——“LEVEL”：觸發電平調節旋鈕。顯示一個同步的穩定波形，并設定一個波形的起始點。向“+”旋轉觸發電平向上移，向“-”旋轉觸發電平向下移。

28——“TRIG ALT”：當垂直系統工作模式開關14設定在DUAL或ADD，且觸發源選擇開關24選CH1或CH2時，按下此鍵，示波器會交替選擇CH1和CH2作為內部觸發信號源。

（4）水平軸操作部分

29——“TIME/DIV”：水平掃描速度旋鈕。掃描速度從0.2μs/div到0.5s/div共20檔。當設置到X-Y位置時，示波器可工作在X-Y方式。

30——“SWP VAR”：水平掃描微調旋鈕。微調水平掃描時間，使掃描時間被校正到于面板上“TIME/DIV”指示值一致。順時針轉到底為校正（CAL）位置。

31——“×10 MAG”：掃描擴展開關。按下時掃描速度擴展10倍。

32——“POSITION”：水平位置調節鈕。調節顯示波形在熒光屏上的水平位置。

（4）其它操作部分

1——“CAL”：示波器校正信號輸出端。提供幅度為2Vpp，頻率為1kHz的方波信號，用于校正10∶1探頭的補償電容器和檢測示波器垂直與水平偏轉因數等。

16——“GND”：示波器機箱的接地端子。

2、雙蹤示波器的正確調整與操作

示波器的正確調整和操作對于提高測量精度和延長儀器的使用壽命十分重要。

（1）聚焦和輝度的調整調整聚焦旋鈕使掃描線盡可能細，以提高測量精度。掃描線亮度（輝度）應適當，過亮不僅會降低示波器的使用壽命，而且也會影響聚焦特性。

（2）正確選擇觸發源和觸發方式觸發源的選擇：如果觀測的是單通道信號，就應選擇該通道信號作為觸發源；如果同時觀測兩個時間相關的信號，則應選擇信號周期長的通道作為觸發源。

觸發方式的選擇：首次觀測被測信號時，觸發方式應設置于“AUTO”，待觀測到穩定信號后，調好其它設置，最后將觸發方式開關置于“NORM”，以提高觸發的靈敏度。當觀測直流信號或小信號時，必須采用“AUTO”觸發方式。

（3）正確選擇輸入耦合方式

根據被觀測信號的性質來選擇正確的輸入耦合方式。一般情況下，被觀測的信號為直流或脈沖信號時，應選擇“DC”耦合方式；被觀測的信號為交流時，應選擇“AC”耦合方式。

（4）合理調整掃描速度調節掃描速度旋鈕，可以改變熒光屏上顯示波形的個數。提高掃描速度，顯示的波形少；降低掃描速度，顯示的波形多。顯示的波形不應過多，以保證時間測量的精度。

（5）波形位置和幾何尺寸的調整觀測信號時，波形應盡可能處于熒光屏的中心位置，以獲得較好的測量線性。正確調整垂直衰減旋鈕，盡可能使波形幅度占一半以上，以提高電壓測量的精度。

（6）合理操作雙通道將垂直工作方式開關設置到“DUAL”，兩個通道的波形可以同時顯示。為了觀察到穩定的波形，可以通過“ALT/CHOP”（交替/斷續）開關控制波形的顯示。按下“ALT/CHOP”開關（置于CHOP），兩個通道的信號斷續的顯示在熒光屏上，此設定適用于觀測頻率較高的信號；釋放“ALT/CHOP”開關（置于ALT），兩個通道的信號交替的顯示在熒光屏上，此設定適用于觀測頻率較低的信號。在雙通道顯示時，還必須正確選擇觸發源。當CH1、CH2信號同步時，選擇任意通道作為觸發源，兩個波形都能穩定顯示，當CH1、CH2信號在時間上不相關時，應按下“TRIG.ALT”（觸發交替）開關，此時每一個掃描周期，觸發信號交替一次，因而兩個通道的波形都會穩定顯示。

值得注意的是：雙通道顯示時，不能同時按下“CHOP”和“TRIG ALT”開關，因為“CHOP”信號成為觸發信號而不能同步顯示。利用雙通道進行相位和時間對比測量時，兩個通道必須采用同一同步信號觸發。

（7）觸發電平調整

調整觸發電平旋鈕可以改變掃描電路預置的閥門電平。向“+”方向旋轉時，閥門電平向正方向移動；向“-”方向旋轉時，閥門電平向負方向移動；處在中間位置時，閥門電平設定在信號的平均值上。觸發電平過正或過負，均不會產生掃描信號。因此，觸發電平旋鈕通常應保持在中間位置。

動態模擬示波器數據的設計實現方案

實驗中常采用示波器觀察數據的波形，可以觀測到實時的結果，比較實際。有時候在沒有示波器的情況下，又想對實驗時觀測到的波形數據進行分析，因為有的實驗重復的價值較大，重新進行實驗可能不現實。現在的示波器都具備有數據存儲功能，可以將存儲的數據重新示波出來，并可以在其他地方重新利用這些數據，如采用應用軟件在計算機上展現波形進行分析等。此類應用軟件比較多，采用的方法也各不相同，但結果都是類似的。筆者在過去的工作中應用戶的要求也做過類似的開發，實現了只采用示波器的存儲數據在計算機上進行動態顯示的功能。

基本思路是這樣的，除了顯示靜態的示波器數據外，對動態的顯示，采用移點后添的方法，即保持數組的總數不變，將數據組前面的點移動到數據組的后面，每移動一點形成一條曲線，然后逐條顯示各數據組，形成動態的錯覺。

下面的圖1是開發的應用圖的界面和圖形輸入選擇參數，參數6是實際示波器得來的數據組的組號，參數5是靜動態顯示的選擇參數，參數14是動態顯示方向的選擇參數，其余參數是圖形調整參數。

圖2是本應用圖的程序和顯示所需要的兩個基本圖形要素。編程時采用了暫態數據組的概念，動態顯示前，先要計算出和原始數據組組元總數相同的正方矩陣，這是自動完成的。顯示結束時，暫態數據組消失。

圖3是經過程序計算后的數據窗口的界面，本示例中原始數據組元總數是1500，因此程序自動計算出了1500×1500的方陣，然后顯示出來。

模擬示波器的故障檢修

示波器是一種利用電子束的偏轉，來重現電信號瞬時圖象的儀器。它不僅能測量電壓、電流等信號幅度的大小，而且還能測量其周期、頻率和相位，并能直觀地、形象地顯示各種電信號的波形。示波器在儀器設備故障檢修中，是一種重要的檢查診斷工具，許多人把它比作維修技術人員的“眼睛”。在故障檢查中，我們可以應用波形觀察、信號尋跡、信號注人等方法，進行監視性觀察，測量性觀察和檢定性觀察。通過檢測電路的有關測試點，了解電路的工作情況，檢查電子元器件的好壞，從而確定和判斷電子儀器或裝備的整機性能和存在的問題） 。

1）檢查直流電派的紋波電壓

電源的紋波電壓對儀器設備的工作影響很大。直流穩壓電源中對紋波電壓的大小通常都有相應的技術指標或要求。若超過其規定的指標，儀器便不能很好地工作。筆者在實際工作中，曾碰到過多例因電源紋波增大而導致儀器不能正常工作的情況。例如：一價值數萬元的進口COZ培養箱，細胞培養時的設置溫度為37℃，而實際顯示溫度卻僅在24~30℃之間跳動，而且溫度總升不到設定值。顯示溫度跳動，說明顯示信號中混人了干擾信號;溫度升不到設定值，說明控制電路工作失控。用示波器檢查，發現紋波電壓很大（近4V）。疑是濾波電容容t衰退，更換濾波電容，儀器工作正常。是紋波影響了測量和控溫部分的工作。因此，碰到儀器工作不穩定時，別忘了檢查電源的紋波） 。

2）檢查電路中有關測試點或有關電路波形

有的儀器附有電路圖，而且電路圖中標有測試點及其波形。用示波器檢查測試點，觀察其波形，分析其差異，便能很快查出其故障） 。

3）檢查無圈紙電路或有關元件的工作波形。檢查前，應做好以下準備工作

①觀察被測電路或器件的連線和結構，參考有關資料，尋找相似電路或器件，進行分析比較，盡可能弄清其原理，繪出其電路框圖。做到測量時有的放矢。②對于型號被抹或被涂黑固化的模塊，可將其視為“黑匣子”，根據其引腳情況及外圍元件，描繪其電路，推側其電路結構，尋找輸人輸出。然后用波形觀察法進行檢查） 。

在上述①②③種故障檢查中，示波器主要用作監測性觀察。其方法主要是波形觀察法。

4）側。電路或整機的有關技術參數

在這種檢測中，示波器主要用作測量性或檢定性觀察，其方法主要采用信號注人法。以音頻放大器為例。利用示波器和信號發生器等輔助儀器，可測量放大器的電壓增益、輸人阻抗、輸出阻抗、輸出功率、交調失真等。與此相類似，利用此方法，還可測量示波器的頻響和上升時間，檢定示波器的某些參數） 。

5）檢查數字集成電路的好壞

市售的集成電路檢查儀，功能全、用途廣、但因價格較貴，因此目前還不能完全普及。儀器設備故障檢修中，常常碰到檢查集成電路好壞的問題，在條件受限的情況下，我們可以自已動手，自制一些簡單實用的儀器。如正弦波信號發生器、方波信號發生器，高低位信號發生器。前兩種儀器的電路很多，后一種發生器在檢查數字集成電路中具有較大的用途。利用它作信號源，用示波器作監視器，必要時再配上方波發生器，便可檢查多種數字集成電路。例如：各種門電路、反相器、緩沖器、譯碼器、觸發器，總線數據收發器。此外，還可以用作微處理器的數據線、地址線，做一些簡單的微處理器實驗，或檢查一些簡單的徽處理器故障） 。

6）檢查傳感器的好壞

很多傳感器加其前置放大器，便可構成一個特殊的信號源。例如：溫度傳忿器，壓力傳感器、光電傳感器、紅外傳感等。因此，修理數字溫控儀時，我們可以用升溫法給傳感器加溫，然后在其前置放大器翰出端用示波器觀察其電壓的變化情況。修理數字天平時，可在天平上加一個間歇力，用示波器在AD變換前觀察其電壓的變化。檢查傳感器的好壞，檢查有關電路的故障，一些帶信號輸出的插口，也可作信號源使用。如計算機顯示器插口愉出的R，B，G，H，V信號，維修顯示器時就很有用。利用它，我們可以用示波器尋跡檢查顯示器的各有關電路。此外，還有一些隱含義信號源，如空中特定頻率的電磁場信號，加上調整諧回路及其放大電路，便可構成一個高頻或超高頻信號源。檢查如接收機、電視機之類的設備時，也可以用示波器對其進行故障尋跡（注：僅觀察信號帶） 。

結語

關于模擬示波器的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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