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示波器的工作原理是什么？

        示波器是一種電子測(cè)量?jī)x器，它利用電子示波器的特性，將人眼不能直接觀察到的交變電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上進(jìn)行測(cè)量。它是觀察數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問題、測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果*的重要儀器。示波器由示波器管及電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源等組成。
         1. 示波器
        陰極射線管（CRT）簡(jiǎn)稱示波器，是示波器的核心。它將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。如圖所示，電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏被密封在真空玻璃外殼中，組成一個(gè)完整的示波器管。
        示波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電源圖.jpg
         2.熒光屏
        示波器的電流屏通常是一個(gè)矩形平面，在內(nèi)表面沉積一層磷光材料，形成磷光膜。熒光膜上常加一層蒸鍍鋁膜。高速電子穿過鋁膜撞擊熒光粉發(fā)光形成亮點(diǎn)。鋁膜具有內(nèi)反射作用，有利于提高亮點(diǎn)的亮度。鋁膜還具有散熱等其他功能。
        當(dāng)電子停止轟擊時(shí)，亮點(diǎn)不會(huì)立即消失，而是會(huì)保留一段時(shí)間。一個(gè)亮點(diǎn)的亮度下降到其原始值的10%所需的時(shí)間稱為“余輝時(shí)間"。余輝時(shí)間小于10μs為極短余輝，10μs-1ms為短余輝，1ms-0.1s為中余輝，0.1s-1s為長(zhǎng)余輝，大于1s為極長(zhǎng)余輝。一般示波器配備中余輝示波管，高頻示波器采用短余輝，低頻示波器采用長(zhǎng)余輝。
        由于使用了不同的熒光粉材料，屏幕上可以發(fā)出不同顏色的光。一般示波器多采用發(fā)綠光的示波管來保護(hù)人的眼睛。
         3.電子槍和聚焦
        電子槍由燈絲（F）、陰極（K）、柵極（G1）、前加速電極（G2）（或第二柵極）、陽(yáng)極（A1）和第二陽(yáng)極（A2）組成。它的作用是發(fā)射電子并形成極細(xì)的高速電子束。燈絲通電加熱陰極，陰極受熱時(shí)發(fā)射電子。大門是金色的，頂部有一個(gè)小洞它是一個(gè)圓柱形管，設(shè)置在陰極外面。由于柵極電位低于陰極，它控制著陰極發(fā)射的電子。一般只有少量初速較大的電子在陽(yáng)極電壓的作用下才能穿過柵極的小孔，向熒光屏跑去。初速較小的電子仍返回陰極。如果柵極電位過低，則所有電子都返回陰極，即管子被切斷。調(diào)節(jié)電路中的W1電位器可以改變柵極電位，控制流向熒光屏的電子電流密度，從而調(diào)節(jié)亮點(diǎn)的亮度。陽(yáng)極、第二陽(yáng)極和前加速電極都是與陰極同軸的三個(gè)金屬圓柱體。前加速器G2接A2，外加電位高于A1。 G2 的正電位加速電子從陰極流向熒光屏。
        電子束在從陰極行進(jìn)到熒光屏?xí)r要經(jīng)過兩個(gè)聚焦過程。二次調(diào)焦由K、G1、G2完成，K、K、G1、G2稱為示波器的電子鏡頭。第二次聚焦發(fā)生在G2、A1、A2區(qū)域，調(diào)整第二陽(yáng)極A2的電位，使電子束會(huì)聚到熒光屏上的一點(diǎn)，即為第二次聚焦。 A1上的電壓稱為聚焦電壓，A1也稱為聚焦電極。有時(shí)調(diào)整A1的電壓仍不能滿足良好的聚焦，需要微調(diào)第二陽(yáng)極A2的電壓，也稱為輔助聚焦電極。
         4.偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)
        偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制電子射線的方向，使熒光屏上的光斑隨著外界信號(hào)的變化描繪出被測(cè)信號(hào)的波形。其中，Y1、Y2、X1、X2為兩對(duì)相互垂直的偏轉(zhuǎn)板，構(gòu)成偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。 Y軸偏轉(zhuǎn)板在前，X軸偏轉(zhuǎn)板在后，所以Y軸靈敏度高（測(cè)量信號(hào)經(jīng)過處理后加到Y(jié)軸上）。對(duì)兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板分別施加電壓，使兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板之間形成電場(chǎng)，分別控制電子束在垂直方向和水平方向偏轉(zhuǎn)。
         5、示波器電源
        為了使示波器正常工作，對(duì)電源有一定的要求。規(guī)定第二陽(yáng)極與偏轉(zhuǎn)板之間的電位相近，偏轉(zhuǎn)板的平均電位為零或接近零。陰極必須在負(fù)電位下工作。柵極G1相對(duì)于陰極為負(fù)電位（-30V~-100V），可調(diào)節(jié)以達(dá)到亮度調(diào)整。陽(yáng)極為正電位（約+100V~+600V），也應(yīng)可調(diào)節(jié)調(diào)焦。第二陽(yáng)極接前加速極，陰極為正高壓（約+1000V），相對(duì)于地電位的可調(diào)范圍為±50V。由于示波器各電極的電流很小，可以用普通高壓通過電阻分壓器供電。