示波器原理主要是基于电子束在荧光屏上的偏转来显示信号波形。
示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束,打在涂有荧光物质的屏面上,产生细小的光点。当被测信号输入到示波器时,信号经过放大和处理后,作用于示波管的偏转板上。垂直放大器负责对电压信号进行放大,确保能够清晰地捕捉到信号的细微变化;而水平扫描器则控制电子束在荧光屏上以一定的速度从左向右扫描1。这样,电子束在垂直和水平两个方向的偏转综合作用下,就在荧光屏上描绘出被测信号的波形2。
具体来说,示波器内部电路的作用是获取输入信号并将其转化为一组提供给示波管的电压,以控制电子束的偏转,从而确定电子束显示的位置。示波器的主要部件包括阴极射线管(由电子枪、偏转系统和荧光屏组成)、垂直放大电路、水平放大电路、扫描与同步电路以及电源供给电路等3。
在模拟示波器中,当被测信号输入到垂直放大电路时,信号被放大并作用于示波管的垂直偏转板上,使电子束在垂直方向上根据信号幅度的大小产生相应的位移。同时,扫描发生器产生一个锯齿波信号,该信号经过水平放大电路放大后作用于示波管的水平偏转板,使电子束在水平方向上扫描。数字示波器的工作原理则稍有不同,它通过探头接收被测信号,然后经过前置放大器对信号进行放大和调理,再通过模数转换器将模拟信号转换为数字信号,并存储在存储器中。后,通过数字信号处理技术对存储的数字信号进行处理,并将处理后的数字信号转换为图像信号,在显示屏上显示出被测信号的波形2。
示波器的国产品牌主要包括优利德(UNIT)、普源精电(RIGOL)、是德科技(KEYSIGHT,虽源自美国但在中国有广泛业务)以及鼎阳科技(SIGLENT)等。以下是对这些品牌的详细介绍:
优利德(UNIT):
作为亚洲具规模的仪器仪表公司之一,优利德示波器以高性价比、稳定的性能和丰富的功能选项著称。
其产品系列涵盖了入门级和中档示波器,满足学生实验和初学者的基本需求,同时在研发领域也有出色表现12。
普源精电(RIGOL):
是一家集研发、生产、销售为一体的高新技术企业。
在数字示波器领域,普源凭借其创新的设计、的性能和亲民的价格,赢得了广大电子爱好者和工程师的喜爱。
其示波器产品线丰富,包括入门级到型,如DSA系列和UltraPlus系列等23。
是德科技(KEYSIGHT):
虽然源自美国,但在中国有广泛的业务。
其示波器产品性能稳定、功能丰富,且价格亲民。
提供了级的示波器功能,还有的软件分析,非常适合教学设计实验室使用24。
鼎阳科技(SIGLENT):
作为数字示波器领域的新秀,近年来迅速崛起。
鼎阳示波器以其的性能参数、的数字信号处理技术和人性化的用户界面设计著称。
注重技术创新与产品研发,不断推出符合市场需求的新产品2。
示波器日常保养主要包括以下几个方面:
1. 使用合适的电源线和正确接地
使用电源线并经所在国家/地区认证的电源线1。
将产品接地,通过电源线的接地导线接地,避免电击,并将接地导线与大地相连1。
2. 遵守操作规范
严格按照说明书的指导使用示波器2。
在连接或断开探头时,应按照正确的顺序进行,避免损坏仪器或被测电路3。
限制接入信号幅度,大信号接入时需要先预估信号电平,并选用合适的衰减器对信号进行衰减34。
探头接入时,宜缓慢均匀用力,避免损坏接插端口;探头使用时注意避免拉、拽及折弯,避免撞击或掉落34。
3. 注意使用环境
避免在灰尘过大的环境中使用示波器24。
示波器应存放在控温防潮的环境中,适宜的温度范围为(23 ± 3)°C,相对湿度要求为(50 ± 20)%3。
注意通风散热,避免环境过于潮湿,保持洁净少尘,并定期给仪器除尘23。
4. 定期检测和保养
每个月至少对示波器进行一次半小时的加电,并进行SPC操作45。
定期对示波器进行校准和功能检查,确保其测量精度和各项功能正常3。
定期对仪器进行清洁保养,包括外表面、屏幕和接口的清洁3。