示波器是一種實(shí)驗(yàn)室儀器，通常用于在顯示屏上顯示單個(gè)或重復(fù)波形。可以分析這些波形的不同屬性，如頻率、幅度、上升時(shí)間、失真、時(shí)間間隔等。示波器用于工程、醫(yī)學(xué)、科學(xué)、電信、汽車工業(yè)等不同行業(yè)領(lǐng)域。

在示波器中，有是用于存儲(chǔ)信號(hào)的兩種技術(shù)；模擬和數(shù)字存儲(chǔ)。模擬存儲(chǔ)具有更高的速度，但與數(shù)字存儲(chǔ)相比，它的通用性較差。本文IC先生網(wǎng)簡(jiǎn)單介紹模擬存儲(chǔ)示波器的工作原理及其應(yīng)用。

什么是模擬存儲(chǔ)示波器？

模擬存儲(chǔ)示波器是示波器的一種，用于存儲(chǔ)波形以便以后可視化。這些類型的示波器的性能非常簡(jiǎn)單，而且成本非常高，因此通常僅用于專業(yè)應(yīng)用。這些示波器采用特殊的 CRT（陰極射線管）和長(zhǎng)余輝裝置。這些 CRT 能夠改變持久性，但是，如果極亮的跡線保持較長(zhǎng)時(shí)間，則有可能在顯示器上永久燒毀跡線。所以這些顯示器需要小心使用。

模擬存儲(chǔ)示波器的工作原理

模擬存儲(chǔ)示波器使用具有長(zhǎng)持續(xù)能力的特殊CRT來(lái)工作。一種特殊的 CRT 裝置用于在電子束撞擊的顯示區(qū)域內(nèi)存儲(chǔ)電荷，從而使熒光比普通顯示器停留的時(shí)間更長(zhǎng)。

該示波器的工作原理是將直接測(cè)量的電壓施加到在示波器屏幕上移動(dòng)的電子束上。光束射向涂有熒光粉的屏幕，屏幕在被光束照射時(shí)會(huì)發(fā)光。然后光束被信號(hào)偏轉(zhuǎn)，在屏幕上跟蹤波形。電壓將使光束按比例向上和向下偏轉(zhuǎn)，以在顯示屏上跟蹤波形。因此這提供了即時(shí)的波形圖。

規(guī)格參數(shù)

模擬存儲(chǔ)示波器的規(guī)格包括以下內(nèi)容。

尺寸為近似值：305（寬）x 135（高）x 365（深）毫米。

輸入阻抗為 1 M 歐姆。

觸發(fā)模式為 AUTO/TV-V/NORM/TV-H。

XY 相位差低于或等于 3 度，DC – 50KHz。

極性選擇為+或-。

高靈敏度觸發(fā)相當(dāng)于 1mV/格。

Ch1通道增量放大功能，檢查更清晰。

它具有電視同步分離電路，可顯示穩(wěn)定的電視信號(hào)。

CRT 是一個(gè) 6 英寸矩形屏幕，帶有內(nèi)部刻度線，8 x10 div，其中 1 div = 1cm。

顯示模式有CH1、CH2、ADD、ALT、CHOP。

上升時(shí)間≤8.8ns。

輸入電壓最大為250V≤1KHz。

輸入耦合有交流、直流和接地。

準(zhǔn)確度為±3%。

觸發(fā)源為CH1、CH2、VERT、LINE、EXT。

靈敏度和頻率為20Hz ~ 60MHz。

波形校準(zhǔn)為1KH±20%頻率和0.5V±10%電壓。

電源為220V/110V±10%；50/60赫茲。

其重量約為9公斤。

模擬存儲(chǔ)示波器框圖

下面顯示了使用 CRT 的模擬存儲(chǔ)示波器框圖。該示波器中使用的 CRT 類型是靜電式而不是磁偏轉(zhuǎn)式，因?yàn)樗峁└斓碾娮恿骺刂撇⒃试S模擬示波器實(shí)現(xiàn)非常高頻的操作。模擬示波器包含多個(gè)電路模塊，能夠提供穩(wěn)定的輸入波形圖像。

信號(hào)輸入

有一系列與信號(hào)輸入或顯示屏上的 Y 軸相關(guān)的控件。在許多情況下，信號(hào)會(huì)疊加在直流偏置中。因此，需要在輸入端串接一個(gè)電容，以確保隔斷直流。當(dāng)使用電容器時(shí)，選擇交流選項(xiàng)將意味著低頻信號(hào)可能會(huì)受到限制。

Y衰減器

Y 衰減器用于確保信號(hào)以所需的電平提供給 Y 放大器。

Y 放大器：

示波器中的Y放大器只是提供放大以提供輸出。該放大器主要是線性的，因?yàn)檫@將決定示波器的精度。

Y偏轉(zhuǎn)電路：

當(dāng)來(lái)自 y 放大器的放大信號(hào)被提供給 Y 偏轉(zhuǎn)電路時(shí)，它會(huì)以所需的電平提供給 CRT 板。CRT 上使用的偏轉(zhuǎn)是靜電偏轉(zhuǎn)，因?yàn)檫@提供了示波器所需的高速偏轉(zhuǎn)。

觸發(fā)電路：

觸發(fā)系統(tǒng)用于保證顯示屏上是否呈現(xiàn)穩(wěn)定的波形。需要將斜坡信號(hào)設(shè)置為在要檢查的輸入信號(hào)的每個(gè)周期的相似點(diǎn)處開(kāi)始。以這種方式，波形上的相似點(diǎn)將顯示在顯示器上的相似位置處。

在上面的框圖中，從 Y 放大器的輸出接收信號(hào)并將其提供給另一個(gè)調(diào)理放大器。之后，它通過(guò)施密特觸發(fā)器電路，該電路在波形增大和減小時(shí)提供單個(gè)開(kāi)關(guān)點(diǎn)。為觸發(fā)選擇必要的感測(cè)，以便觸發(fā)點(diǎn)可以發(fā)生在波形的上升沿或下降沿上，無(wú)論觸發(fā)信號(hào)給出斜坡的起始點(diǎn)，在提供給斜坡電路之前都可以選擇該波形的上升沿或下降沿。

從外部源，利用信號(hào)也是可行的。因此，這可能是一個(gè)非常合適的功能，因?yàn)榭赡苄枰獜妮斎胄盘?hào)之外的另一個(gè)源獲取觸發(fā)。

消隱放大器

在整個(gè)反激階段，消隱放大器用于清潔屏幕。只需要斜坡的復(fù)位元件即可產(chǎn)生提供給 CRT 柵極的脈沖。這減少了電子流并在此期間有效地使顯示器空白。

斜坡發(fā)生器（時(shí)基）

時(shí)基控制是模擬存儲(chǔ)示波器的重要控制之一。這將在速度上產(chǎn)生巨大差異，并將針對(duì)示波器CRT上的每個(gè)分區(qū)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。選擇正確的時(shí)基速度來(lái)顯示所需的特定波形至關(guān)重要。

該模擬存儲(chǔ)示波器的操作是；它使用 CRT 在水平和垂直軸上顯示信號(hào)。通常，垂直軸是瞬時(shí)輸入電壓值，水平軸是斜坡波形。

當(dāng)斜坡波形的電壓增加時(shí)，跡線沿水平方向在顯示屏上移動(dòng)。一旦到達(dá)屏幕末端，波形就回到零并且跡線回到起點(diǎn)。通過(guò)使用這種方法，水平軸對(duì)應(yīng)于時(shí)間，而垂直軸對(duì)應(yīng)于幅度。這樣就可以在CRT上顯示常見(jiàn)的波形圖了。

數(shù)字存儲(chǔ)示波器與模擬存儲(chǔ)示波器

數(shù)字存儲(chǔ)示波器與模擬存儲(chǔ)示波器的區(qū)別包括以下幾點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

模擬存儲(chǔ)示波器的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。

模擬存儲(chǔ)示波器通常非常便宜。

這些示波器能夠?yàn)樵S多實(shí)驗(yàn)室和服務(wù)情況提供良好的性能。

這些示波器提供準(zhǔn)確的性能，特別是對(duì)于實(shí)驗(yàn)室練習(xí)。

這些示波器不需要微處理器、ADC 或采集存儲(chǔ)器來(lái)進(jìn)行測(cè)量。

模擬存儲(chǔ)示波器的缺點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。

與數(shù)字示波器相比，不提供附加功能

這些設(shè)備不適合分析電子電路內(nèi)的高頻急劇上升時(shí)間瞬態(tài)。

這些示波器操作起來(lái)并不簡(jiǎn)單，因此您需要進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn)。

應(yīng)用領(lǐng)域

模擬存儲(chǔ)示波器的應(yīng)用包括以下內(nèi)容。

它顯示單次波形和長(zhǎng)周期波形。

模擬示波器用于提供穩(wěn)定的輸入波形圖像。

這些類型的示波器廣泛用于實(shí)時(shí)觀察僅發(fā)生一次的事件。

它用于顯示極低頻信號(hào)。

這些示波器主要用于屏幕顯示時(shí)間太短而無(wú)法檢查待測(cè)信號(hào)的情況。

該示波器用于通過(guò)使用電子束來(lái)映射和顯示信號(hào)的恒定可變輸入電壓。

問(wèn)：模擬存儲(chǔ)示波器可以測(cè)量的最大頻率是多少？

答：模擬存儲(chǔ)示波器可以測(cè)量的最大頻率一般在幾兆赫茲到幾十兆赫茲范圍內(nèi)。

問(wèn)：使用模擬存儲(chǔ)示波器相對(duì)于數(shù)字存儲(chǔ)示波器有哪些優(yōu)勢(shì)？

答：模擬存儲(chǔ)示波器能夠以高分辨率捕獲和顯示復(fù)雜的波形，同時(shí)顯示多個(gè)波形，并在信號(hào)不再存在后將波形存儲(chǔ)一段時(shí)間。此外，模擬存儲(chǔ)示波器通常比數(shù)字存儲(chǔ)示波器便宜。

問(wèn)：存儲(chǔ) CRT 在模擬存儲(chǔ)示波器中如何工作？

答：模擬存儲(chǔ)示波器中的存儲(chǔ)CRT能夠在信號(hào)消失后將波形圖像保留在屏幕上一段時(shí)間。即使信號(hào)不再存在，用戶也可以分析波形。

問(wèn)：模擬存儲(chǔ)示波器有哪些不同類型的觸發(fā)器？

答：模擬存儲(chǔ)示波器提供的觸發(fā)類型包括邊沿觸發(fā)、脈寬觸發(fā)和視頻觸發(fā)。

問(wèn)：模擬存儲(chǔ)示波器如何同時(shí)顯示多個(gè)波形？

答：模擬存儲(chǔ)示波器可以通過(guò)使用稱為“雙束”或“雙跡”的技術(shù)同時(shí)顯示多個(gè)波形，該技術(shù)使用兩束電子束同時(shí)顯示兩個(gè)信號(hào)。

問(wèn)：模擬存儲(chǔ)示波器與數(shù)字存儲(chǔ)示波器在耐用性方面相比如何？

答：模擬存儲(chǔ)示波器由于使用陰極射線管，因此比數(shù)字存儲(chǔ)示波器耐用，陰極射線管易碎，容易損壞。

問(wèn)：模擬存儲(chǔ)示波器中陰極射線管的典型壽命是多少？

答：模擬存儲(chǔ)示波器中陰極射線管的典型使用壽命約為 10,000 至 15,000 小時(shí)。

問(wèn)：模擬存儲(chǔ)示波器可以用來(lái)測(cè)量低頻信號(hào)嗎？

答：是的，模擬存儲(chǔ)示波器可以用來(lái)測(cè)量低頻信號(hào)，但可能需要使用外部低通濾波器。

問(wèn)：模擬存儲(chǔ)示波器使用的常見(jiàn)探頭類型有哪些？

答：模擬存儲(chǔ)示波器常用的探頭類型包括無(wú)源探頭、有源探頭和差分探頭。

審核編輯 黃宇