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示波器的基本構成之顯示電路
基本構成
顯示電路包括示波管及其控制電路兩個(gè)部分。示波管是一種特殊的電子管，是示波器一個(gè)重要組成部分。示波管由電子槍、偏轉系統和熒光屏3個(gè)部分組成。
（1）電子槍
電子槍用于產(chǎn)生并形成高速、聚束的電子流，去轟擊熒光屏使之發(fā)光。它主要由燈絲F、陰極K、控制極G、陽(yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2組成。除燈絲外，其余電極的結構都為金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同一軸線(xiàn)上。陰極被加熱后，可沿軸向發(fā)射電子；控制極相對陰極來(lái)說(shuō)是負電位，改變電位可以改變通過(guò)控制極小孔的電子數目，也就是控制熒光屏上光點(diǎn)的亮度。為了提高屏上光點(diǎn)亮度，又不降低對電子束偏轉的靈敏度，現代示波管中，在偏轉系統和熒光屏之間還加上一個(gè)后加速電極A3。
陽(yáng)極對陰極而言加有約幾百伏的正電壓。在第二陽(yáng)極上加有一個(gè)比陽(yáng)極更高的正電壓。穿過(guò)控制極小孔的電子束，在陽(yáng)極和第二陽(yáng)*電位的作用下，得到加速，向熒光屏方向作高速運動(dòng)。由于電荷的同性相斥，電子束會(huì )逐漸散開(kāi)。通過(guò)陽(yáng)極、第二陽(yáng)極之間電場(chǎng)的聚焦作用，使電子重新聚集起來(lái)并交匯于一點(diǎn)。適當控制陽(yáng)極和第二陽(yáng)極之間電位差的大小，便能使焦點(diǎn)剛好落在熒光屏上，顯現一個(gè)光亮細小的圓點(diǎn)。改變陽(yáng)極和第二陽(yáng)極之間的電位差，可起調節光點(diǎn)聚焦的作用，這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調節的原理。第三陽(yáng)極是示波管錐體內部涂上一層石墨形成的，通常加有很高的電壓，它有三個(gè)作用：①使穿過(guò)偏轉系統以后的電子進(jìn)一步加速，使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏，以獲得足夠的亮度；②石墨層涂在整個(gè)錐體上，能起到屏蔽作用；③電子束轟擊熒光屏會(huì )產(chǎn)生二次電子，處于高電位的A3可吸收這些電子。
(2)偏轉系統
示波管的偏轉系統大都是靜電偏轉式，它由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱(chēng)為水平偏轉板和垂直偏轉板。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動(dòng)。當電子在偏轉板之間運動(dòng)時(shí)，如果偏轉板上沒(méi)有加電壓，偏轉板之間無(wú)電場(chǎng)，離開(kāi)第二陽(yáng)極后進(jìn)入偏轉系統的電子將沿軸向運動(dòng)，射向屏幕的中心。如果偏轉板上有電壓，偏轉板之間則有電場(chǎng)，進(jìn)入偏轉系統的電子會(huì )在偏轉電場(chǎng)的作用下射向熒光屏的位置。
如果兩塊偏轉板互相平行，并且它們的電位差等于零，那么通過(guò)偏轉板空間的，具有速度υ的電子束就會(huì )沿著(zhù)原方向（設為軸線(xiàn)方向）運動(dòng)，并打在熒光屏的坐標原點(diǎn)上。如果兩塊偏轉板之間存在著(zhù)恒定的電位差，則偏轉板間就形成一個(gè)電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)與電子的運動(dòng)方向相垂直，于是電子就朝著(zhù)電位比較高的偏轉板偏轉。這樣，在兩偏轉板之間的空間，電子就沿著(zhù)拋物線(xiàn)在這一點(diǎn)上做切線(xiàn)運動(dòng)。后，電子降落在熒光屏上的A點(diǎn)，這個(gè)A點(diǎn)距離熒光屏原點(diǎn)（0）有一段距離，這段距離稱(chēng)為偏轉量，用y表示。偏轉量y與偏轉板上所加的電壓Vy成正比。同理，在水平偏轉板上加有直流電壓時(shí)，也發(fā)生類(lèi)似情況，只是光點(diǎn)在水平方向上偏轉。
（3）熒光屏
熒光屏位于示波管的終端，它的作用是將偏轉后的電子束顯示出來(lái)，以便觀(guān)察。在示波器的熒光屏內壁涂有一層發(fā)光物質(zhì)，因而，熒光屏上受到高速電子沖擊的地點(diǎn)就顯現出熒光。此時(shí)光點(diǎn)的亮度決定于電子束的數目、密度及其速度。改變控制極的電壓時(shí)，電子束中電子的數目將隨之改變，光點(diǎn)亮度也就改變。在使用示波器時(shí)，不宜讓很亮的光點(diǎn)固定出現在示波管熒光屏一個(gè)位置上，否則該點(diǎn)熒光物質(zhì)將因長(cháng)期受電子沖擊而燒壞，從而失去發(fā)光能力。
涂有不同熒光物質(zhì)的熒光屏，在受電子沖擊時(shí)將顯示出不同的顏色和不同的余輝時(shí)間，通常供觀(guān)察一般信號波形用的是發(fā)綠光的，屬中余輝示波管，供觀(guān)察非周期性及低頻信號用的是發(fā)橙黃色光的，屬長(cháng)余輝示波管；供照相用的示波器中，一般都采用發(fā)藍色的短余輝示波管。
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