摘 要：針對通用雙蹤示波器控制面板上的按鈕和旋鈕較多而且使用非常復(fù)雜的問題，以YB4328雙蹤示波器為例，通過研究其結(jié)構(gòu)和波形顯示原理，提出了一套先將主機(jī)各個旋鈕置于中間位置，再次調(diào)節(jié)兩個偏轉(zhuǎn)電路的使用方法。經(jīng)驗(yàn)證按照這個使用步驟可以很便捷的對波形參數(shù)進(jìn)行測量。

關(guān)鍵詞：雙蹤示波器；波形顯示原理；調(diào)節(jié)旋鈕；使用技巧

示波器是一種能夠直接顯示電壓變化波形的電子儀器，它不僅能夠觀察電信號的變化過程，而且能夠?qū)Σㄐ芜M(jìn)行測量，如測量電壓的幅值、周期、頻率和相位等。示波器廣泛應(yīng)用于電氣產(chǎn)品的生產(chǎn)和科研實(shí)驗(yàn)中，更是家用電子產(chǎn)品維修的“萬用儀器”。常用的示波器根據(jù)顯示信號的多少，可分為單蹤示波器、雙蹤示波器、多蹤示波器，而實(shí)際工作中應(yīng)用最多的是雙蹤示波器。示波器因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和工作原理復(fù)雜，使用時面板上需要調(diào)節(jié)的旋鈕很多，所以示波器的測量方法很復(fù)雜，一般人員不易掌握。在此以電力企業(yè)廣泛使用的YB4328雙蹤示波器為例，介紹其結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細(xì)論述一種操作好方法的使用過程。

1 示波器的結(jié)構(gòu)

示波器的結(jié)構(gòu)包括機(jī)內(nèi)的核心部件示波管和示波管的調(diào)節(jié)電路，機(jī)外的連接電路有電源插頭和信號輸入的探頭。示波管是示波器的核心，是一個小型的顯像管，由電子槍、偏轉(zhuǎn)電路、熒光屏三部分組成。

1.1 電子槍的結(jié)構(gòu)

電子槍相當(dāng)于一個發(fā)射電子“子彈”的機(jī)關(guān)槍，它由燈絲、陰極、控制柵極、第一陽極、第二陽極、第三陽極組成，其中控制柵極和陽極制作成圓筒狀并在同一個軸線上。工作時燈絲通電加熱陰極，陰極受熱產(chǎn)生電子，電子這個帶負(fù)電的“子彈”在三個陽極的加速作用下，高速發(fā)出形成一束電子流射線。此時有兩個調(diào)節(jié)部件，一個是控制柵極，它的電位比陰極低，通過調(diào)節(jié)其電位的高低可以控制陰極發(fā)出電子的密度，而電子流的密度大小與熒光屏顯示的波形的亮度有關(guān)，所以，通過改變控制柵極電壓的方法可以調(diào)節(jié)波形的亮度，在面板上就是用輝度旋鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)亮度。另一個是三個加速陽極，陽極的電位都高于陰極，所以，電子流在電場力的作用下加速運(yùn)動，速度越快電子束作用到熒光屏上的波形更加清晰，所以調(diào)整陽極的電位就可以調(diào)節(jié)波形顯示的清晰程度，在面板上的聚焦旋鈕就是這個調(diào)節(jié)陽極電位的旋鈕。

1.2 偏轉(zhuǎn)電路的結(jié)構(gòu)

偏轉(zhuǎn)電路的作用是使得電子束有規(guī)律的發(fā)生偏移，在熒光屏上形成對應(yīng)的信號波形。它是安裝到第三陽極后的兩對相互垂直的偏轉(zhuǎn)極板，一對極板上下放置，稱為垂直偏轉(zhuǎn)板或稱Y軸偏轉(zhuǎn)板，另一對極板水平放置，稱為水平偏轉(zhuǎn)板或稱X偏轉(zhuǎn)板。

1.3 熒光屏的結(jié)構(gòu)

是在玻璃管的內(nèi)壁涂上熒光粉制成。電子槍發(fā)射出的高速電子流射擊到熒光屏的熒光粉上就可產(chǎn)生可見光，電子流的能量越大則光點(diǎn)的亮度越高。電子流停止射擊熒光仍然能夠保留一段時間，人們正是利用這個光的余暉現(xiàn)象，把電子的運(yùn)動軌跡顯示出來。

2 波形顯示原理

（1）只在Y偏轉(zhuǎn)極板上加正弦電壓，光點(diǎn)在熒光屏上可打出豎直的一條亮線。

（2）只在X偏轉(zhuǎn)極板上加鋸齒波電壓，光點(diǎn)在熒光屏上可打出水平的一條亮線。

（3）波的合成。將被測信號的正弦電壓加到Y(jié)偏轉(zhuǎn)極板上，在X偏轉(zhuǎn)極板上加鋸齒波掃描電壓，且Y偏轉(zhuǎn)極和X偏轉(zhuǎn)極板的這兩個信號的頻率相等或成整倍數(shù)關(guān)系時，就像在坐標(biāo)紙上畫圖一樣，一個完整的信號波形即可顯示出來。此時稱為示波器的同步，因?yàn)椴ㄐ螆D是一個二維的圖形，所以電子束需要Y軸和X軸上同步受力，就能完整顯示。

3 示波器的面板旋鈕及功能介紹

示波器面板上的旋鈕、按鍵、插座分為三部分，有主機(jī)部分、垂直通道部分、水平通道部分。

3.1 主機(jī)部分

在面板的左側(cè)區(qū)域，從上到下排列的旋鈕和按鍵有輝度旋鈕、聚焦旋鈕、光跡旋轉(zhuǎn)、電源開關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)信號源。輝度旋鈕是調(diào)節(jié)波形的明亮程度。聚焦旋鈕是調(diào)節(jié)顯示波形的清晰程度。光跡旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)波形是否和水平軸線對稱，如果不對稱可以用螺絲刀進(jìn)行微調(diào)，一般不用調(diào)節(jié)。電源開關(guān)采用按鍵式，按下去是閉合，彈出來是斷開。標(biāo)準(zhǔn)信號源是示波器內(nèi)置的一個矩形波測試信號，Up-p電壓為0.5V，頻率為1kHz的一個方波信號，在示波器輸入測量信號前先要取其標(biāo)準(zhǔn)信號進(jìn)行校核，校核無誤后方可接入測量信號進(jìn)行測量。

3.2 垂直通道部分

在面板的中間區(qū)域，YB4328是雙蹤示波器，所以垂直通道部分包括兩個信號的輸入和調(diào)節(jié)旋鈕。最上面兩個旋鈕是兩路信號的垂直位移，調(diào)節(jié)旋鈕可以調(diào)整波形上下移動。再往下是一排按鍵，其中位于兩側(cè)的兩個×5擴(kuò)展按鍵，分別表示兩路信號的兩個擴(kuò)展旋鈕，按下這個擴(kuò)展5倍的按鍵，則顯示波形的垂直幅值擴(kuò)大5倍，還有CH1和CH2按鍵，按下CH1顯示第一路信號，按下CH2顯示第二路信號，CH1和CH2都按下則顯示雙蹤信號，還有斷續(xù)和交替按鍵以及反相和常態(tài)按鍵。再往下是兩個較大的旋鈕，分別表示兩路信號的兩個垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)DY的調(diào)節(jié)旋鈕，垂直偏轉(zhuǎn)旋鈕是一個組合旋鈕，分為內(nèi)外兩圈，內(nèi)圈小旋鈕是微調(diào)旋鈕，在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測量時不使用，應(yīng)將其右旋到底并且能聽到“啪”的一聲即為校準(zhǔn)位置了，外圈大旋鈕是垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)DY的標(biāo)準(zhǔn)旋鈕，共有11個檔位，最下邊是兩個信號的輸入插座，用CH1和CH2表示，輸入信號就是通過探頭由此插座輸入。

3.3 水平通道部分

在面板的右側(cè)。最上面有兩個重要旋鈕，一個是水平位移旋鈕，可以調(diào)節(jié)波形水平移動，另一個是電平旋鈕，在出現(xiàn)波形不穩(wěn)的時候調(diào)節(jié)一下電平旋鈕可以調(diào)節(jié)波形的穩(wěn)定性。再往下一排按鍵有極性、掃描方式的自動和常態(tài)按鍵、復(fù)位按鍵。再向下是水平的時基因數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕，這也是一個組合旋鈕，中間一圈小旋鈕是一個微調(diào)旋鈕，一般進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)測量時應(yīng)右旋到底聽到“啪”的一聲即為校準(zhǔn)位置了，外圈大旋鈕表示時基因數(shù)DX的不同檔位。再向下一排按鍵是觸發(fā)源的CH1和CH2交替按鍵、電源按鍵、外接按鍵，還有耦合方式的兩個按鍵，一個是DC和AC耦合按鍵，另一個是TV耦合按鍵。

4 YB4328示波器的使用技巧

4.1 將電源插頭插到電源插座上，注意電壓為220V

4.2 開機(jī)前的調(diào)節(jié)

（1）將輝度、聚焦、垂直位移、水平位移、電平、垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)DY、時基因數(shù)DX旋鈕均調(diào)到中間位置。

（2）將垂直偏轉(zhuǎn)的微調(diào)、時基偏轉(zhuǎn)因數(shù)的微調(diào)均右旋到底，即為標(biāo)準(zhǔn)測量位置。

（3）按下三個重要按鍵：CH1（垂直方式）、自動（掃描方式）、TV（耦合方式）

a.信號若從CH2插座輸入，則垂直方式按鍵需按下CH2鍵。

b.若信號為雙蹤輸入，則將CH1和CH2兩鍵均按下。

4.3通電調(diào)節(jié)

按下主機(jī)部分的電源按鍵，此時顯示屏?xí)@示一條水平亮線，調(diào)節(jié)輝度、聚焦、垂直位移、水平位移、電平旋鈕，可使亮線明亮、清晰、居中、穩(wěn)定。

4.4接好探頭檢測標(biāo)準(zhǔn)信號

（1）將插頭插入CH1輸入插座上。

（2）調(diào)節(jié)探頭衰減開關(guān)到×1檔（共有×1和×10兩個檔位，×1的信號衰減比是1：1，×10的信號衰減比是10：1）

（3）將探頭的掛鉤接頭接到主機(jī)部分的標(biāo)準(zhǔn)信號接頭處（標(biāo)準(zhǔn)信號峰-峰值Up-p為0.5V，頻率為1kHz）

（4）調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)旋鈕為DY=0.5V/格，水平偏轉(zhuǎn)為DX=0.5ms/格，若圖像閃動，可調(diào)節(jié)電平旋鈕即可得到穩(wěn)定的波形圖像，此時檢測方波的峰-峰值Up-p正好是一格，水平一個周期T正好是兩格，具體的計算方法如下：

計算：Up-p=DY·H=0.5V/格×1格=0.5V

T= DXoL=0.5ms/格×2格=1ms=1×10-3S

f=1/T=1/1×10-3=103Hz=1kHz

（5）也可變換垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)DY和水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)DX的不同檔位和按下垂直擴(kuò)展×5和水平擴(kuò)展×5的按鍵，則圖像會變大或變小，但計算的方法相同。

4.5 測試信號源的信號

（1）用探頭接到信號源的輸出上，調(diào)節(jié)垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)DY和水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)DX的不同檔位和按下垂直擴(kuò)展×5和水平擴(kuò)展×5的按鍵，即可得到所測得波形，計算電壓、周期、頻率的方法如上所述。

（2）同時也可輸入兩個信號進(jìn)行雙蹤信號的檢測。

5 結(jié)束語

通過分析YB4328示波器的結(jié)構(gòu)和波形顯示原理，總結(jié)出一套雙蹤示波器操作使用的巧方法，可以快速準(zhǔn)確的對波形進(jìn)行測量。這個方法可以應(yīng)用到電力電子企業(yè)的工作中，也可應(yīng)用到電子產(chǎn)品的維修測量上，當(dāng)然對于高等院校電氣類的學(xué)生，學(xué)習(xí)示波器使用時更是一個值得推廣的好方法。

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作者簡介：武海軍（1968-），男，內(nèi)蒙古包頭人，本科，高級工程師，烏海職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電力工程系，主要從事電機(jī)技術(shù)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、電工測量儀表等課程的教學(xué)和科研工作。