示波器又叫阴极射线示波器,是应用最广泛的电子仪器之一。用示波器可以测量电信号的波形、频率和幅度等等。在无线电器材制造业中,示波器的用处更大,可以用来校验零件、电路的电气特性,进行调整工作。许多非电量,如温度、压力、距离、声、光等等,变换成相应的电变化后,都可以用示波器来观察。在科学研究、医疗方面,在轻、重工业生产中,在最新的技术设备中,也常应用着示波器。
关于示波器的工作原理,可参阅本刊1962年第9期“巧妙的画家——示波器”一文。这里只谈谈示波器的一般使用方法,以及使用中应注意的问题。
认清旋钮
一般通用示波器,结构大致相同。这里以国产“新建”175A型示波器为例,说明使用示波器的方法。

要了解示波器的使用方法,必须先认清各个控制旋钮,熟悉它们的作用。图1是示波器的前面板图。由图可见,一共有12个旋钮,6个接线柱,一个电源开关,现在分别说明如下:
1.“Y轴位置”在电路图中的符号为W\(_{3}\),是一个电位器,用来控制图形上下位置。转动这个旋钮可将图形移上或移下,使图形处于适当位置。
2.“X轴位置”在电路图中的符号为W\(_{9}\)也是一个电位器。转动这个旋钮可将圆形左右移动。与“Y轴位置”旋钮配合,就能将图形移到屏幕正中位置。
3.“辉度”这个旋钮控制电位器W\(_{7}\),按箭头方向旋转可以增加图形的辉度(亮度)。
4.“聚焦”这个旋钮控制电位器W\(_{12}\),按箭头方向适度旋转时,可以使光束聚集成小圆点或细线,得到清晰的图形。
5.“Y轴增幅”这个旋钮控制电位器W\(_{1}\),可以调节图形垂直(上下)方向的幅度。
6.“X轴增幅”这个旋钮控制电位器W\(_{1}\)0,可以调节图形水平(左右)方向的幅度。
利用以上6个旋钮,可以得到亮度适当,线条清晰,大小适当,以及位置适中的图形,便于观察。
7.“扫波范围”这个旋钮控制一个多掷开关S\(_{3}\)。有六个位置:第一个位置是关,即关闭机内扫波发生器,这时应在X接线柱接入外加信号;第二个位置是“10—100”,这时扫波发生器的频率在10—100赫范围内;以下四中位置是1K、10K、100K、500K,可分别得到1千赫、10千赫、100千赫、500千赫的频率。调节扫波频率,可以在屏幕上显现一定数目的完整波形。如被观测信号的频率为f1, 扫波频率选为f\(_{2}\),使f1/f\(_{2}\)=n(n为整数),那么就可得到n个完整波形。
8.“扫波微调”这个旋钮控制电位器W\(_{6}\)。与“扫波范围”旋钮配合,可以连续调节扫波频率。例如“扫波范围”旋钮放在“10—100”档,转动“扫波微调”就可以得到10—100赫范围内的任一频率。上面谈到在观测波形时,最好选择f1/f\(_{2}\)为一整数。要达到这个目的,可先将“扫波范围”旋钮旋在适当的档位,然后调节“扫波微调”旋钮,就可使荧光屏上出现稳定的几个波形。如果图形还不够稳定,那么就要利用下面介绍的两个旋钮了。
9.“整步电源”这个旋钮控制一个多掷开关S\(_{2}\),有四个位置:第一、二两个位置分别是“内一”、“内十”,都是利用机内Y轴放大器的信号接入扫波发生器作整步电源;第三个位置是“电源”,即利用50赫的市电信号作整步电源;第四个位置是“外”,即利用外加的整步电源,这时外加整步电源应接在“整步输入”和“接地”接线柱上。使用外整电源时,“扫波范围”旋钮应先放在“关”的位置,并且先要将“X轴衰减”旋钮(右下角那个旋钮)放在100位置,然后再根据外整电源的输出电压大小,选择“X轴衰减”的适当档位:当外整电压低于5伏时“X轴衰减”旋钮放在“1”档;起过5伏时,放在“10”档;超过50伏时,放在100档。
10.“整步调节”这个旋钮控制电位器W\(_{4}\),可调节整步电压。为了使图形不失真,整步电压愈小愈好。所以调节这个旋钮时,应从最低点(0点)开始,徐徐向右旋转,只要图形稳定,就应停止。在旋动这个旋钮之前,应先调节“扫波微调”旋钮,一定要使图形移动最慢,然后才调“整步调节”旋钮。
最后两个旋钮,是控制外接信号强度的。
11.“Y轴衰减”这个旋钮控制一个多掷开关S\(_{1}\),可使从“Y轴输入”接线柱接入的信号受到衰减。有三个位置。第一个是“1”档,在这档,输入信号不受衰减;第二个是“10”档。在这档,输入信号衰减到原来的1/10;第三个位置是“100”档,在这档输入信号衰减到原来的1/100。当Y轴输入信号低于5伏时,采用“1”档,超过5伏时采用“10”档,超过50伏时采用“100”档。
12.“X轴衰减”这个旋钮控制多掷开关S\(_{4}\),可使从“X轴输入”接线柱接入的信号受到衰减。有四个位置:第一个位置是“扫描”,放左这个位置时,隔断了从X轴输入接线柱输入的其它信号,而利用机内的扫波发生器。只有“X轴衰减”旋钮停在这个位置时,“扫波范围”、“扫波微调”、“整步调节”、”整步电源”等旋钮才有作用;第二、三、四位置,与“Y轴衰减”旋钮的相同。
关于图1中最下面的6个接线柱,其中“整步输入”接线柱的作用上面已介绍过了。“Y轴输入”接线柱及“接地”接线柱用来连接Y轴信号,“X轴输入”和“接地”接线柱用来连接X轴信号。
“试验电压”接线柱可输出1伏的市电电压,接到“Y轴输入”接线柱时,可观察市电电压波形。
电源开关向上扳,接通电源。面板上荧光屏下有一个指示灯,灯亮时表示电源接通。
背面还有接线柱和旋钮

背面的接线柱和旋钮如图2所示。一般很少用到它们,这里也只简略地谈一下它们的作用。右面的一个调整螺丝是辅助聚焦控制器,如果调节前面板的聚焦旋钮不能达到聚焦要求(光点直径必须小于1毫米才合要求),则用起子调节这个螺丝。辅助聚焦一次调整后,不必经常调整。Y\(_{1}\)、Y2为Y轴输入接线柱,如果Y轴输入信号很强,则从这里接入。直接加在阴极射线管的垂直偏向板上。X\(_{1}\)、X2为X轴输入接线柱,很强的X轴输入信号,可接在这里,直接加在阴极射线管的水平偏向板上。Z接线柱是调辉接线柱,在利用辉度调制法测频率时,将待测频率信号或标准信号接到“Z”与“地”两接线柱上。
左边小金属盖上有一个窗口,露出电源电压数值,在使用之前,必须检查所用电源电压是否与这个数值相符。右下角是一个插入式熔丝。
使用方法
准备工作 在未接电源之前,先检查机背面板上电源变换插头所示电压数值,看是否与所接电源电压相同。如果电源是220伏,电源变换插头所示电压是110伏,应打开金属小盖, 将插头拔出,再按220伏位置插入。
将“辉度”旋钮旋至最小(最左),聚焦旋钮也旋至最左边。这样可避免荧光屏受损,延长示波管使用寿命。
接上电源,开启电源开关,这时指示灯应明亮。等待5—10分钟,电子管即达到正常工作状态,可以开始调节了。
调节 逐渐旋动“辉度”旋钮,亮度适中即行。最好室内光线较暗,这样辉度就可小些。如果辉点不出现,可旋动“Y轴位置”和“X轴位置”旋钮,找到辉点,并将辉点移到正中位置。
如果辉点直径大于1毫米,可调整聚焦旋钮。如果调整聚焦旋钮不能达到要求,可调整机背面板上的辅助聚焦螺丝。辅助聚焦螺丝一次调整后可不必经常调整。调整聚焦时,必须先将“Y轴增幅”、“X轴增幅”两个旋钮旋到最小,以防交流杂音干扰。并且,要注意不让辉点久停在一处。
聚焦调节好以后,即可将辉度旋钮旋到最小,然后根据测试项目,进行接线和调整。
利用示波器进行测试的项目很多,这里只举几个较简单的例子,进一步说明使用示波器的方法。
观察波形 用机内的扫描波,把“X轴衰减”旋钮旋在“扫描”位置,“整步电源”旋钮放在“内十”档,“整步调节”旋钮放在“0”档。调节辉度,并且调“X轴增幅”旋钮,使在荧光屏上出现一条长度适中的水平线。调X、Y轴位置旋钮,将这条水平线放在屏幕正中。将“Y轴衰减”旋钮放在“100”档上。
用两条连接线将待测信号连至“Y轴输入”接线柱和“接地”接线柱(见图3)。如果待测信号输出端子有一个是接地的,注意应将这根连接线接到“接地”接线柱上。如果信号很强,需要直接接到示波管偏向板上时,可将连接线接在机背面板上的Y\(_{1}\)、Y2接线柱上,但是各连接线应分别先串接一个0.1微法以上的隔直流电容器,避免影响偏向板上的直流电压。

信号接入后,根据信号电压大小,把“Y轴衰减”旋钮转动适当档位(见上节)。再根据信号频率,将“扫波范围”旋钮旋在适当档位,调节“扫波微调”旋钮,使图形的移动变到最慢。这时,再徐徐转动“整步调节”旋钮,使圆形完全静止下来,即可进行观察了。如果图形太大或太小,可旋动“X轴增幅”和“Y轴增幅”两个旋钮,适当调节。
测量电压 用一般万能表测高频电压,很不准确。用示波器测高频电压,由于输入阻抗高(2兆欧),频率响应宽(高达5兆赫),所以能得到较精确的结果。测交流电压的连接方法如图4所示。

测量时,将电键S放在“1”位置,按观察波形方法调节示波器,得出一个稳定的电压波形。调节电位器P,使电压表上读数为1伏,记下荧光屏上振幅高度h\(_{1}\)。然后将电键S转到2位置,同样按观察波形方法调节示波器,得出一个稳定的完全波形,记下振幅高度h2。这时待测电压数值即为\(\frac{h}{_{2}}\)h1(伏)。注意在测量过程中不能变动“Y轴增幅”和“X轴增幅”旋钮位置。
降压变压器可用一般电源变压器,初级接市电,电位器P可接在灯丝绕组上。

测量频率 测量频率时的接线方法如图5所示。这时“X轴衰减”和“Y轴衰减”应放在适当档位。调整标准信号发生器的频率,在荧光屏上得到一个简单而稳定的图形,这个图形就叫做李沙育图形。根据李沙育图形即可求出未知频率的数值。\(^{*}\)(本刊根据吴家良、 徐鑫法来稿改写)

用李沙育图形测信号频率的原理如图a所示。图中e\(_{x}\)为被测频率(fx)的信号电压,加到垂直偏转板上;e为已知频率(f)的信号电压,加到水平偏转板上。荧光屏上所显示的是李沙育图形。这个李沙育圆形代表f\(_{x}\)=2f。例如f=1000赫,则fx=2000赫。圆b为几种常用频率比值的李沙育圆形。