在中学物理演示实验中,有时需要定性地观察一些暂态过程,如电感电路中,电路接通或切断时电流的变化情况;电容器充电或放电时电压的变化情况;LC电路的阻尼振荡情况等;有时还要观察一些频率较低的周期过程,如LC电路的超低频等幅振荡等。但一般中学很少有超低频示波器,而普通的简易示波器由于扫描频率太高,又没有触发扫描装置,不能直接作这些实验。为此,我们在简易示波器上加装了两个简单的附加装置,较好地解决了这个问题。
手动触发扫描附加电路

附加电路见图1。这是一个RC充放电回路。当开关K\(_{1}\)按下时,电源通过R向C充电,C两端的电压按指数规律上升,由于开始的一段近似地按直线规律上升,我们把这一段作为触发扫描信号,加到示波器的X轴输入端。为了保证取出的扫描电压在线性范围内,在电容器C的两端并联了两只串联的二极管D1和D\(_{2}\),由于硅二极管的正向导通电压为0.6~0.7伏,当C两端的充电电压增加到1.2~1.4伏时,二极管导通,这时C上的电压不再上升,只要适当地选取R、C数值,可以保证电容的充电电压在0~1.2伏(或1.4)之间为线性递增。扫描的时间常数由R、C的数值决定。一般R可取数十至数百千欧,C可取为数十至数百微法。图1是用这个附加器演示LC电路阻尼振荡的原理图,在这个电路里,附加器的R取值100千欧,C取值100微法,扫描的全程约长达2至3秒,D1、D\(_{2}\)可用任何类型的硅二极管。
演示时,首先将示波器“扫频选择”开关置于“外接”位置,调节“X轴水平”位置旋钮,使光点停留在荧光屏左边,“X轴增益”调到适当位置。当按下微动开关K\(_{1}\)后,电源通过电阻R向电容器C充电,这时电容器两端向示波器的“X”输入端输入一近似线性速度增长的电压,随着这电压的增加,光点均匀地向右移动,移至一定位置时,由于二极管导通,光点就不动了。当松开按钮开关K1后,C被开关短路,光点迅速回到起始位置,说明扫描正常。然后再按下K\(_{1}\),使光点移动,紧接着把实验电路的开关K2由“1”扳到“2”位,这时在荧光屏上即可显示出阻尼振荡的波形。振荡槽路可根据情况自行选定。
有些型号的示波器,X轴输入的电压经放大后相位可能颠倒,按下K\(_{1}\)后,荧光屏上的光点向左移动,遇到这种情况只要将扫描发生器中电池、电解电容、二极管的极性反过来就可以。
如果要观察一些电路的暂态过程,也可以仿照这里的原理设计实验电路。
整个附加装置包括9伏积层电池都装在一块线路板上,直接固定在示波器“X”输入端的接线柱上。
示波器的超低频扫描附加装置

一般示波器的电压发生电路见图2(右半部),其扫描频率由电阻(r+r')及电容C\(_{1}\)~C4的乘积决定,若我们在原有电容器上并联一较大的电容,见图2中左半部,那就可以获得超低频扫描电压。
我们在325—2型示波器上接上一个6微法的电容作C',扫描周期可长达2~3秒,用以演示LC电路的超低频振荡等慢过程,效果较好。
由于一般示波器X轴放大系统级间耦合电容不够大,当加上附加电路作周期很大的扫描时,水平的线性要差些(光点在水平方向上的移动不是匀速的),但因仅作定性观察,没有什么大的妨碍。示波管最好用长余辉的,若用一般中余辉管,只要将亮度尽可能开大,当周围环境光线又不太强时,效果还是可以的。(夏蒙森)