基本操作
在开始使用示波器前,首先应检查装在后面(或侧面)的电源变换装置,它的位置是否与供电电源电压相适应。这种变换实际上是改变电源变压器初级的两个绕组的连接方法,220V时串联使用,在110V时改变成并联使用。在110V时,示波器进线电流较220V时增大一倍,其保险丝也必须换用5A的。然后接通电源,开启开关。此时,面板上的指示灯即应发亮,机内并无冒烟及异常的亮光、声音,预热5分钟后即可使用。此时面板上的控制旋钮应作如下的调节:
“Y轴移位”与“X轴移位”旋钮应置于旋转范围的中心位置;“辉度”旋钮顺时针方向逐渐旋转,使荧光屏上有适宜的亮度;再旋转“聚焦”旋钮,使图象清晰;并可配合调节“辅助聚焦”使得图象在荧光屏有效工作面的任何位置上都比较清晰且亮度适宜。这些调节也可以在输入被测信号后进行。
调节和使用中都应注意亮度适宜,且光点不能停留在一点上,以免烧坏示波管的屏幕。
示波器的“Y轴输入”端设有一个“L\(_{16}\)”型高频插座和一个接地插孔,用导线将被测信号的“地”与示波器的接地插孔连接,被测点与高频插座中心连接。在输入插座与Y轴前置放大级之间,机内接有隔直流电容器,其击穿电压为250V,因此,输入电压的直流值加上交流电压峰值不能超过250V,否则,可能使电容器击穿而损坏示波器。如要测量高于250V的电压时,必须使用外接衰减器。
为了减少示波器对被测电路的影响,可使用探极。把探极的插头插入示波器的插座,探极上的鳄鱼夹与被测信号的“地”连起来,触针与被测点相接触。探极相当于一个衰减倍数为10的衰减器,输入信号先经过这个衰减器衰减,再加到“Y轴输入”插座。探极的最大输入电压不能超过400V。
当被测信号足够大,其峰峰值为20V~100V的一对推挽信号时,也可将这两个信号用香蕉插头加在示波器后面的Y\(_{1}\)、Y2插孔中,不经过放大器而直接加到示波管垂直偏转板。这样还能使测试的频带范围超过10MHz。
“Y轴选择”一般应置于“1MΩ”位置。当仅需要与“75Ω”阻抗匹配(如测试特性阻抗为75Ω电缆时)时,才将其置于“75Ω”位置。
示波器的Y轴灵敏度不低于25mV/cm,表示峰峰值为25mV的信号,在荧光屏上显示出1cm高度的图像,8cm则对应着200mV信号。加上微调的因素,在荧光屏有效工作面高度为8cm范围内可以不失真的显示660mV的信号。超过660mV的输入信号必须利用“Y轴衰减”开关的转换将其相应地衰减3、10、30、100、300或1000倍。在使用过程中,荧光屏上图象的高度均不得长时间超过8cm。
当需要把“比较信号”显示在荧光屏上时,可将“Y轴选择”置于“比较信号”。
“Y轴增幅”旋钮可使经过“Y轮衰减”衰减后的图象高度再作一定的调节,起微调的作用。其调节范围不低于3.3倍,因而能保证“Y轴衰减”倍数的覆盖。
“X轴选择”一般应置于“扫描”位置,仅当要看李沙育图形等,而要使波形随外接X轴信号而在水平方向移动时,可在“X轴输入”接线柱输入有关信号。根据信号的大小,由“X轴选择”开关上选用相应的衰减倍数。
“X轴增幅”系控制X轴放大器的增益大小。当“X轴输入”外接信号时,依信号的大小,适当调节“X轴增幅”旋钮,使其在荧光屏的图象能得到需要的幅度。
“扫描时间”与“扫描微调”的选择,由被观测脉冲持续时间或重复频率的不同来决定。例如:宽度为50μS重复频率为5KHz的短形脉冲,当“扫描时间”置于10μS/cm档级(“扫描微调”于校正)时,荧光屏上呈现约5cm宽的单个矩形脉冲。又例如:重复频率为5KHz(周期为200μS)的矩形脉冲,当“扫描时间”置于100μS/cm时,荧光屏上就能看到5个周期的波形,两个相邻脉冲之距离约为2cm。因此,由扫描时间与荧光屏上的距离,可获得脉冲宽度及重复频率之近似值。
“扫描微调”可使扫描时间增大约10倍。
要能在荧光屏上得到一个稳定而清晰的波形,必须调节“触发增幅”和“稳定调节”,首先将“触发增幅”置于反时针到底位置,慢慢地顺时针方向调节“稳定调节”,使其在荧光屏上得到一个扫描波形,因扫描波形未与信号同步,因此,不能使所显示的图形在荧光屏上停住,此时,继续顺时针方向旋转“稳定调节”让波形刚刚消失,扫描发生器的工作点已调节在临界状态,再顺时针调节“触发增幅”,加大同步电压,直至在荧光屏上得到一个稳定而清晰的图形。
“扫描扩展”在一般情况下,应置于校正位置。当需要仔细观测复杂波形中某一局部区域时,便将扫描扩展顺时针方向打开,于是在荧光屏上的波形约被扩展5倍。且能随“扫描扩展”旋钮的顺时针旋转,波形将由右向左移动,直到所需观察的部分出现在荧光屏的正中为止。
“触发选择”可选择触发信号的来源及极性,“内”触发信号取自Y轴放大器中的被测信号,还可按被测信号之正负极性选择内+或内-。“外”触发信号来自“触发输入”引入的信号,根据该信号的正、负极性,适当选择外+或外-。当被观测信号与电源频率有关,例如观测直流电源中所含有的纹波电压时,可使用“电源”触发。
当使用外界信号进行触发、同步时,可将不小于0.5V(峰峰值)的信号接至“触发输入”接线柱,使示波器的扫描被此信号同步。
“时标”用来测量信号的时间关系,可使波形被时标调辉,根据时标的点数及每点代表的时间而得到波形上段的时间。
“Z轴输入”用来使波形被外接信号调辉。
“扫描输出”通过接线柱输出之正向锯齿波,可供给外电路作线性时基或触发、比较之用。
“标尺亮度”是调节和改变荧光屏上座标刻度的亮度和不同色别的装置,调节标尺亮度可发出黄色或红色的亮光,供观测和拍摄波形用。
检查
示波器在使用之前,必须进行一次检查。开启电源后,面板大的控制旋钮应置于表中所示位置。
控制旋钮名称 所处位置
Y轴选择 比较信号
Y轴衰减 1
Y轴增幅 逆时针旋足
时 标 关
比较信号 0.15
X轴选择 扫描
扫描时间 100μS
扫描微调 校正
触发选择 内+
扫描扩展 校正
触发增幅 逆时针旋足
稳定调节 逆时针旋足
辉度、聚焦、辅助聚焦、X轴移位、Y轴移位、X轴增幅等控制器所处的位置,前面已有说明,这里不多介绍了。
示波器控制旋钮置于上述工作位置后,仪器即处在待触发扫描状态。顺时针旋转“稳定调节”,使荧光屏上出现扫描线,再顺时针方向逐渐旋转使其刚刚停扫(此点称为待触发点),然后再顺时针调节“触发增幅”即可得到稳定的方波,如图1所示。

(1)从波形的稳定来看,说明触发放大器工作是正常的。
Y轴输入的比较信号其频率是1KHz,又是较对称的方波,所以脉冲宽度应为500μS,从方波显示的宽度为5cm左右,可知此档级的扫描速度100μS/cm亦是正确的。
(2)将“时标”置于100μS位置时,荧光屏上之波形立即改变如图2所示的波形。可证明方波宽度为500μS。
(3)将“扫描微调”旋钮逆时针方向逐渐旋转时,可看到波形在水平方向上逐渐压缩,直至使方波的宽度小至5mm以下,说明“扫描微调”作用是正常的。
(4)此时,再将“扫描时间”置于10μS/cm时,可看到波形又突然拉宽,方波的宽度不超过5cm。
(5)将“扫描微调”置于校正位置,“扫描时间”置于1000μS/cm位置时,宽度约为5mm。
顺时针旋转“扫描扩展”旋钮时,能拉开波形,宽度约可达2.5cm。
在进行上述各条的调节时,可能产生波形的不对称,则可重新调节“稳定调节”和“触发增幅”两旋钮。
通过上述的检查可说明10、100、1000μs/cm三档“扫描时间”及“扫描扩展”都是正常的。至于0.1及1μS/cm两档的检查要送入频率较高的信号后才能进行。
(6)逐渐改变比较信号的输出幅度,由0.05~50V,同时应逐档改变Y轴衰减倍数,由1~1000时,可看到显示的波形幅度皆不小于2cm。说明各档比较信号的输出幅度及Y轴衰减倍数都是正确的。
测量
(1)波形幅度的测量:
将0.5V比较信号显示于荧光屏上,调节“Y轴增幅”使幅度为5cm,可得此时的灵敏度为0.1V/cm(峰峰值),然后,将“Y轴选择”置于“1MΩ”,若被测波形显示的幅度为3.2cm则可知其幅度为:3.2cm×0.1V/cm=0.32V
若使用探极,则还应将测得的幅度乘以十倍。
(2)时间的测量:
调节各旋钮,让显示的波形清晰后,再旋转“时标”旋钮至合适位置。每点时标代表的时间乘以点数,即可得被测波形上相应二点之间的时间。
时标的点数要合适,太少时读数精度太低,太多时读数较困难。
(3)频率的测量:
通过时间测量的方法测出波形的周期,而周期的倒数即为频率。
也可把未知频率的被测波形送到“Y轴输入”端,把已知频率可调波形,送到“X轴输入”端,调节已知波形的频率,使其在荧光屏上得到稳定的合成波形。此合成波形置于荧光屏中心时,由曲线与Y轴及X轴的交点数N\(_{Y}\)及NX,则求出被测波形的频率即为:
f=f(已知)×\(\frac{N}{_{Y}}\)NX
上述方法即为大家所熟悉的李沙育图形法。
利用李沙育图形来测量频率,是比较方便的,但当测量二个频率比相当大的信号时,图形将复杂而难以判断。如果采用分相比较法来测量,则是较为方便的。分相比较的连接方法如图3所示。

已知低频信号,通过C与R的移相网络,送入Y轴与X轴偏转系统,旋动移相调节器R\(_{a}\),可使荧光屏上呈现的圆环形图形变为正圆形或椭圆。被测的高频信号通过Rb幅度的控制送入X轴偏转系统。
如果高低频率比较接近于简单整数比的时候,可在原来圆环图形上出现一串波形且移动不已;若完全等于整数比时,环形波形将稳定不动,数一下波峰的数目(正半峰或负半峰),可得出高低频率的比值。
(4)延迟时间的测量:
测量延迟网络、延迟电缆、同轴电缆等延迟装置的延迟时间,可按图4所示的方法连接:

A端是信号的输入端,B端是信号的输出端,两信号的对应关系,如图5所示:

r——是被测延迟装置的延迟时间。
(a)——延迟前的波形。
(b)——延迟后的波形。
测量时,示波器置于外触发状态。(a)与(b)两次测量之间,仪器的控制旋钮不能任意变动,尤其不能触动“触发增幅”与“稳定调节”二旋钮,以避免测量误差。(上海无线电廿一厂技术组)