同步示波器
同步示波器(SYNCHROSCOPE)是一种观察和测定各种电讯变化过程最理想的电子测量仪器。早期发展的示波器属机械式,利用扫描笔在移动纸带上留下电讯痕迹,由於记录电讯的扫描笔具有较大的惰性,所以频率响应局限在数千赫(Hz)。在电子技术飞跃发展下,为了适应观察高频电讯的需求,机械示波器已被电子式示波器所取代。
电子式示波器的主要元件是静电式阴极射线管(CRT。管内包括有电子枪,水平、垂直偏向板及荧光屏,其阴极所产生的电子经聚焦後形成电子束射向荧光屏,使屏幕之荧光粉发光。若在水平偏向板注入锯齿波形电压,就会使光点在水平方向左右移动(扫描)成一水平基线。再在垂直偏向板加入正弦波电压,调节扫描频率使与待测电讯成整数比的关系。此两电压对电子束合成偏向作用,使荧光屏呈现几个周期的波形。上述扫描电压的频率是自由振荡(FREE-RU-NNING),此类扫描形式称为连续扫描,常应用在普通示波器内,时基控制器的刻度盘以扫描频率标出。前述显示的波形只能取得暂时之稳定,如扫描频率或电讯频率稍有变动,波形就会出现漂移或叠加等现象。解决此难题通常运用外来讯号加在扫描电路(时基电路),迫其顺从,使扫描波形受控制以获得同步,这样的同步称为强迫同步。用普通连续扫描的示波器来观察窄脉冲时是困难的,图(1)示出连渎扫描困同步情形:由於输入讯号(A)娠冲宽广较窄,在脉冲与锯齿波(B)为1:1同步关系时,荧光屏上脉冲(C)显得非常狭小,如需对此部份扩大作详细观测,唯有加快水平扫描速度(频率)。例如像(E)在讯号与时基1:6的整数比关系时,能使狭脉冲扩大伸展至整屏幕上,但此时同步已难取得稳定。另一问题是尾子束扫描水平基线6次才扫脉冲讯号一次,形成基线与脉冲讯号辉度差别太大,使观察带来困难。例如遇到测量非周期性讯号或单次过程讯号,连续扫描时基是不可能获得正确同步。因此必须采用另一种时基巳路来代替连续扫描时基,以适应科技需要。图(2)所示是新型时基扫描锯齿波与讯号同步之关系。时基锯齿波产生器平时处於截止状态,而当有讯号输入时,才触发时基启动产生一周扫描,之後又回复截止状态,故称此为触发扫描。此类时基控制器四刻度盘则以扫描时间标出(时间为频率之倒数)。被测讯号图(2A)进入垂直放大系统後引出部份讯号,经整形後产生窄脉冲(B)用来触发时基电路产生锯齿波扫描电压,此类形式扫描电路由於并非受输入讯号直接控制,因此扫描电压(C)的时间可无需和被测讯号成关系而任意选用,(D)显示扩展的波形。把扫描电压(E)速度变慢能使荧光屏(F)出现几个周的波形)如此对时基电路控制盘的时间刻度校正和扩展波形等相当有利,为定性定量测定及分析奠定优良条件。
同步示波器与普通示波器的主要不同点在於所采用扫描形式。总括而言,普通示波器是应用连续扫描时基;而同步示波器的时基尾路则采用触发扫描。现在我们就以普通示波器和同步示波器的方块图未作比较。可见同步示波器的电路结构是由较多部份组成,例如增加延迟级电路、开启脉冲电路(增辉电路)、延迟扫描电路、扩展电路、校正电路等。以下就以所增加各特殊电路作扼要概述。
电子式示波器的主要元件是静电式阴极射线管(CRT。管内包括有电子枪,水平、垂直偏向板及荧光屏,其阴极所产生的电子经聚焦後形成电子束射向荧光屏,使屏幕之荧光粉发光。若在水平偏向板注入锯齿波形电压,就会使光点在水平方向左右移动(扫描)成一水平基线。再在垂直偏向板加入正弦波电压,调节扫描频率使与待测电讯成整数比的关系。此两电压对电子束合成偏向作用,使荧光屏呈现几个周期的波形。上述扫描电压的频率是自由振荡(FREE-RU-NNING),此类扫描形式称为连续扫描,常应用在普通示波器内,时基控制器的刻度盘以扫描频率标出。前述显示的波形只能取得暂时之稳定,如扫描频率或电讯频率稍有变动,波形就会出现漂移或叠加等现象。解决此难题通常运用外来讯号加在扫描电路(时基电路),迫其顺从,使扫描波形受控制以获得同步,这样的同步称为强迫同步。用普通连续扫描的示波器来观察窄脉冲时是困难的,图(1)示出连渎扫描困同步情形:由於输入讯号(A)娠冲宽广较窄,在脉冲与锯齿波(B)为1:1同步关系时,荧光屏上脉冲(C)显得非常狭小,如需对此部份扩大作详细观测,唯有加快水平扫描速度(频率)。例如像(E)在讯号与时基1:6的整数比关系时,能使狭脉冲扩大伸展至整屏幕上,但此时同步已难取得稳定。另一问题是尾子束扫描水平基线6次才扫脉冲讯号一次,形成基线与脉冲讯号辉度差别太大,使观察带来困难。例如遇到测量非周期性讯号或单次过程讯号,连续扫描时基是不可能获得正确同步。因此必须采用另一种时基巳路来代替连续扫描时基,以适应科技需要。图(2)所示是新型时基扫描锯齿波与讯号同步之关系。时基锯齿波产生器平时处於截止状态,而当有讯号输入时,才触发时基启动产生一周扫描,之後又回复截止状态,故称此为触发扫描。此类时基控制器四刻度盘则以扫描时间标出(时间为频率之倒数)。被测讯号图(2A)进入垂直放大系统後引出部份讯号,经整形後产生窄脉冲(B)用来触发时基电路产生锯齿波扫描电压,此类形式扫描电路由於并非受输入讯号直接控制,因此扫描电压(C)的时间可无需和被测讯号成关系而任意选用,(D)显示扩展的波形。把扫描电压(E)速度变慢能使荧光屏(F)出现几个周的波形)如此对时基电路控制盘的时间刻度校正和扩展波形等相当有利,为定性定量测定及分析奠定优良条件。
同步示波器与普通示波器的主要不同点在於所采用扫描形式。总括而言,普通示波器是应用连续扫描时基;而同步示波器的时基尾路则采用触发扫描。现在我们就以普通示波器和同步示波器的方块图未作比较。可见同步示波器的电路结构是由较多部份组成,例如增加延迟级电路、开启脉冲电路(增辉电路)、延迟扫描电路、扩展电路、校正电路等。以下就以所增加各特殊电路作扼要概述。