示波器和電壓表之間的主要區(qū)別是:
1.電壓表可以給出祥測信號的數(shù)值,這通常是有效值即RMS值。但是電壓表不能給出有關(guān)信號形狀的信息。有的電壓表也能測量信號的峰值電壓和頻率。然而,示波器則能以圖形的方式顯示信號隨時間變化的歷史情況。
2.電壓表通常只能對一個信號進行測量,而示波器則能同時顯示兩個或多個信號。
顯示系統(tǒng)
示波器的顯示器件是陰極射線管,縮寫為CRT,見圖1。陰極射線管的基礎(chǔ)是一個能產(chǎn)生電子的系統(tǒng),稱為電子槍。電子槍向屏幕發(fā)射電子。電子槍發(fā)射的電子經(jīng)聚焦形成電子束,并打在屏幕中心的一點上。屏幕的內(nèi)表面涂有熒光物質(zhì),這樣電子束打中的點就發(fā)出光來。
圖1陰極射線管圖
電子在從電子槍到屏幕的途中要經(jīng)過偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上施加電壓就可以使光點在屏幕上移動。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由水平(X)偏轉(zhuǎn)板和垂直(Y)偏轉(zhuǎn)板組成。這種偏轉(zhuǎn)方式稱為靜電偏轉(zhuǎn)。
在屏幕的內(nèi)表面用刻劃或腐蝕的方法作出許多水平和垂直的直線形成網(wǎng)絡(luò),稱為標(biāo)尺。標(biāo)尺通常在垂直方向有8個,水平方向有10個,每個格為1cm。有的標(biāo)尺線又進一步分成小格,并且還有標(biāo)明0%和100%的特別線。這些特別的線和標(biāo)明10%和90%的標(biāo)尺配合使用以進行上升時間的測量。我們后面會討論這個問題。
如上所述,受到電子轟擊后,CRT上的熒光物質(zhì)就會發(fā)光。當(dāng)電子束移開后,熒光物質(zhì)在一個短的時間內(nèi)還會繼續(xù)發(fā)光。這個時間稱為余輝時間。余輝時間的長短隨熒光物質(zhì)的不同而變化。最常用的熒光物質(zhì)是P31,其余輝時間小于一毫秒(ms).而熒光物質(zhì)P7的余輝時間則較長,約為300ms,這對于觀察較慢的信號非常有用。P31材料發(fā)射綠光,而P7材料發(fā)光的顏色為黃綠色。
將輸入信號加到Y(jié)軸偏轉(zhuǎn)板上,而示波器自己使電子束沿X軸方向掃描。這樣就使得光點在屏幕上描繪出輸入信號的波形。這樣掃出的信號波形稱為波形軌跡。
影響屏幕的控制機構(gòu)有:
—輝度
輝度控制用來調(diào)切波形顯示的亮度。本書中用作示例的示波器所采用的電路能夠根據(jù)不同的掃描速度自動調(diào)切輝度。當(dāng)電子束移動得比較快時,熒光物質(zhì)受到激勵的時間就變短,因此必須增加輝度才能看清軌跡。相反,當(dāng)電子束移動緩慢時,屏幕上的光點變得很亮,因此必須減小輝度以免熒光物質(zhì)被燒壞。從而延長示波管的壽命。