摘 要：電子示波器是一種能把隨時(shí)間變化的電信號(hào)用圖象顯示出來(lái)的電子儀器。用它來(lái)觀(guān)察電壓或電流（被轉(zhuǎn)化成電壓的電流）的波形，并可測(cè)量出電壓的幅度、頻率和相位等。因它可以把電壓或電流的變化用時(shí)間函數(shù)的形式描繪顯示在熒光屏上，因此示波器是時(shí)域測(cè)量中一種用來(lái)分析電信號(hào)的重要顯示儀器。示波器被廣泛地應(yīng)用在無(wú)線(xiàn)電測(cè)量中。

關(guān)鍵詞：電子示波器；組成；性能

1 電子示波器的基本組成

示波器通常由示波管、掃描系統(tǒng)、垂直通道、水平通道和電源五個(gè)主要基本部分組成。

⑴示波管：是示波器中用以顯示被測(cè)信號(hào)波形的器件，是示波器的重要核心部件，目前大多數(shù)示波器中的示波管都是采用靜電偏轉(zhuǎn)的陰極射線(xiàn)管（CRT）。它主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三大部分組成。

1）電子槍?zhuān)核淖饔檬钱a(chǎn)生高速的匯聚電子束。由陰極發(fā)射出的電子經(jīng)過(guò)控制柵極和加速陽(yáng)極形成的第一重電子透鏡前進(jìn)到達(dá)由聚焦陽(yáng)極和加速陽(yáng)極所形成的第二重電子透鏡，電子在這里被聚合成一束，然后經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)板投向熒光屏成為一個(gè)很小的亮點(diǎn)。

2）偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：它的作用是使電子束隨外加信號(hào)偏轉(zhuǎn)。其工作原理是：電子束在偏轉(zhuǎn)極板間通過(guò)時(shí)將受到二塊偏轉(zhuǎn)板（垂直和水平偏轉(zhuǎn)板）間的電位差的影響，致使電子束的前進(jìn)路徑發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)電子束到達(dá)熒光屏?xí)r將形成一個(gè)偏離中心的亮點(diǎn)，其偏離大小和方向受二塊偏轉(zhuǎn)板間的電位差控制。

3）熒光屏：它是在玻殼圓平面的內(nèi)層涂有熒光粉而制成的。由于采用熒光粉材料不同，產(chǎn)生的熒光顏色和余輝時(shí)間也就不同，一般示波管都選用人眼最敏感的黃、綠、藍(lán)三色。所謂余輝時(shí)間，就是指電子束停止轟擊后，光點(diǎn)在熒光屏上的殘留時(shí)間。根據(jù)殘留時(shí)間的長(zhǎng)短，可分為長(zhǎng)余輝（100毫秒～1秒）、中余輝（10毫秒～100毫秒）和短余輝（10微秒～10毫秒）三種。通常綠色大都為中余輝管，宜于肉眼觀(guān)察。藍(lán)色大都為短余輝管，宜用于攝影。而黃色大都為長(zhǎng)余輝管，宜用于觀(guān)察慢變化信號(hào)及一次性信號(hào)。高速電子束轟擊熒光屏?xí)r，其動(dòng)能的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽?，而大部分卻轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此在使用示波器過(guò)程中，切忌在屏幕上出現(xiàn)一個(gè)不動(dòng)的亮點(diǎn)，避免該點(diǎn)因熒光粉過(guò)熱而逐漸失去發(fā)光性能，影響示波管的使用壽命。

⑵掃描系統(tǒng)：通常是由一個(gè)鋸齒波電壓發(fā)生器為主體再輔以必要的輔助電路組成。

鋸齒波發(fā)生器的作用是使電子束在熒光屏上形成與時(shí)間成正比的水平位移，即形成所謂時(shí)間基線(xiàn)，以便把隨時(shí)間變化的被測(cè)信號(hào)不失真地描繪顯示于熒光屏上，故而又稱(chēng)之為掃描發(fā)生器。系統(tǒng)中含有其它輔助電路以確保掃描發(fā)生器能正常工作，產(chǎn)生穩(wěn)定的掃描電壓，使顯示的圖形穩(wěn)定。

⑶垂直通道：是被測(cè)信號(hào)的重要通道，它主要由垂直放大器組成，其主要作用是放大“Y輸入”端輸入信號(hào)，使示波管的電子束產(chǎn)生足夠的垂直偏移，使得熒光屏上不失真地顯示出被測(cè)信號(hào)的波形。

一般要求垂直通道具有足夠高的可調(diào)增益、足夠?qū)挼耐l帶（普通示波器的頻率范圍是DC～30MHz，寬顯示波器為DC～750MHz）、非線(xiàn)性失真?。ㄒ话阋蠓蔷€(xiàn)性失真系數(shù)小于10～3%）、足夠大的輸入電阻和足夠小的輸入電容（其目的是為了減小示波器接入被測(cè)電路進(jìn)行測(cè)量時(shí)對(duì)被測(cè)電路的影響，一般示波器輸入電阻為1M Q左右，輸入電容為10 ～50pf左右）。

⑷水平通道：通常把掃描系統(tǒng)與水平放大器部分統(tǒng)稱(chēng)為水平通道。其主要作用是放大“X輸入”端輸入的信號(hào)，或由掃描發(fā)生器輸出的鋸齒波掃描電壓，使示波管的電子束產(chǎn)生足夠的水平偏移，控制電子束的水平掃描。

⑸電源：供給示波器各部件必要的各種工作電壓。

通常示波器外接50Hz，220士10%V的交流電壓。

2 電子示波器的性能特點(diǎn)

電子示波器的種類(lèi)繁多，按其用途和特點(diǎn)大體可分為：通用示波器；多線(xiàn)示波器；取樣示波器；記憶、存貯示波器；特殊示波器等五類(lèi)。示波器在測(cè)量中應(yīng)用極為廣泛，由于電子的慣性很小，光斑在熒光屏上的運(yùn)動(dòng)能準(zhǔn)確地反映極板上電壓的微小的或迅速的變化，這對(duì)于研究各種電信號(hào)電壓的變化情況是很方便的。它幾乎可以測(cè)量所有的電參量，而且可以通過(guò)適當(dāng)?shù)淖儞Q器測(cè)量各種非電量。

正因?yàn)殡娮邮静ㄆ骶哂邢率龅膸状髢?yōu)點(diǎn)，因而使得它獲得了極為廣泛的應(yīng)用。⑴能直觀(guān)地顯示被測(cè)量的信號(hào)波形，現(xiàn)代的示波器甚至可以用數(shù)字顯示出被測(cè)信號(hào)波形的各種參數(shù)。⑵工作頻帶寬。由于電子的荷質(zhì)比很大，所以電子束的慣性小，速度快，測(cè)量的工作頻率就很寬，一般可達(dá)幾十兆赫至數(shù)百兆赫，如采用特殊的技術(shù)甚至可達(dá)數(shù)十千兆赫。⑶輸入阻抗高。對(duì)被測(cè)系統(tǒng)幾乎不吸收功率因而影響極小。⑷靈敏度高。由于采用了高增益放大器，靈敏度一般可達(dá)毫伏甚至微伏量級(jí)，且過(guò)載能力也強(qiáng)。⑸多功能。配以一定的輔助電路或變換器，可以測(cè)量各種電量或非電量。

示波器的應(yīng)用極為廣泛，它不但能觀(guān)察電壓和電流波形，還能測(cè)定各種基本電學(xué)量，如：電壓、電流、時(shí)間、頻率、相位（或相位差）、功率、阻抗以及已調(diào)波的參數(shù)等等。此外，配以必要的變換器還可以對(duì)各種非電量進(jìn)行測(cè)量。其它的物理現(xiàn)象，如振動(dòng)、聲音、光和溫度的變化，也可以把它們轉(zhuǎn)化變?yōu)殡妷旱淖兓?，然后用示波器?lái)研究。示波器已成了科學(xué)研究、檢測(cè)和修理各種電子儀器的不可缺少的工具。

示波器測(cè)量具有快速、方便、直觀(guān)的特點(diǎn)，其缺點(diǎn)是測(cè)量誤差較大，但隨著數(shù)字化與數(shù)據(jù)處理技術(shù)在示波器中的應(yīng)用，測(cè)量誤差已可大大下降。