陰極射線示波�(cathode ray oscillograph)顯示電壓波形的電子儀器。由示波��放大�和鋸齒波�(fā)生器等部分構(gòu)�。在示波管垂直偏�(zhuǎn)板上加信�(hào)電壓,在水平偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒波電壓,可使電子束在熒光屏上描繪出欲研究的電壓波形,以便觀�、記錄或拍攝照片??捎糜跍y(cè)量頻�、相�,電�,研�電子��晶體管的特性曲�,作電化�(xué)�(cè)量等�
陰極射線示支器(CathodeRayOscilloscope,CRO�,簡(jiǎn)稱示波器,是科研和工程技�(shù)中最常用的儀�,它可以顯示一路或多路隨時(shí)間變化的壓波形,是最通用的電生理信號(hào)�(jiān)�(cè)工具。其�(shí),電示波器已�(jīng)成為一種“第六感官�,也就是我們感官的延伸�
各種信號(hào),無(wú)論是正弦�、方波或者更�(fù)雜的波形,如果頻率在10-20HZ以上,都可以方便地用示波器來(lái)分析。神�(jīng)�(dòng)作電位等脈沖信號(hào)以及不規(guī)則的脈沖序列也可以在示波器上觀�。通用示波器的頻帶寬度至少�20MHz,對(duì)于大多數(shù)生物電信�(hào)是足夠的。但低頻信號(hào)最好用記錄儀記錄�
示波器的核心是一�(gè)顯像�,這種顯像管與電視�(jī)和計(jì)算機(jī)�(jiān)視器所用的顯像管相似。在顯像管的頸部有一�(gè)與真空電子管相似的電極系�(tǒng),產(chǎn)生細(xì)小的電子�,也就是陰極射線。與電子�--�,顯像管的電子束也是由加熱的陰極�(fā)射的。柵極在這里稱為門�,用于調(diào)節(jié)電子束流�,也就是電子束的�(qiáng)�。電子管只有一�(gè)�(yáng)�,但是顯像管有一排陽(yáng)極電�,它們各自帶有不同的電壓,具有電子透鏡的作�,將電子束聚焦到屏幕上�,整�(gè)電極部分稱為電子�。如果電子束只是筆直投射到屏幕上,那么僅在屏幕中心出�(xiàn)一�(gè)小點(diǎn)。如果要在屏幕上畫出
所需的波形曲�,就要有兩對(duì)外加電極�(lái)偏轉(zhuǎn)電子束,這種電極稱為偏轉(zhuǎn)�。如圖下圖所示:
其中一�(duì)偏轉(zhuǎn)板由被測(cè)電壓信號(hào)控制,在垂直方向偏轉(zhuǎn)電子�;另一�(duì)偏轉(zhuǎn)板在水平方向偏轉(zhuǎn)電子束�
水平偏轉(zhuǎn)板上加的是鋸齒波信號(hào),用于顯示信�(hào)隨時(shí)�(wèn)的變化過(guò)程,因此,水平偏�(zhuǎn)電路稱為�(shí)基。這與電視�(jī)屏幕的工作方式不�,電視機(jī)的偏�(zhuǎn)系統(tǒng)是顯像管外部的強(qiáng)磁場(chǎng),其電子束掃描形成的是平行線組成的連續(xù)光柵;而電視信�(hào)用于�(diào)節(jié)電子束強(qiáng)�,在屏幕上形成明暗不同的圖像。示波器不是這樣,在畫波形曲線的�(guò)程中,示波器的電子束�(qiáng)度通常保持不變,只在電子束返回起始�(diǎn)的過(guò)程中,電子束被抑�。電視機(jī)和示波器的同步控制也不同。電視機(jī)的水平掃描線在掃描返回點(diǎn)被“斷開�,在這些�(diǎn)處有行同步信�(hào)。電視機(jī)還有�(chǎng)同步信號(hào),也稱幀同步,在最后一行(即最下面一行)掃描完成之后,場(chǎng)同步信號(hào)控制掃描�(diǎn)返回屏幕頂端。在�(méi)有接收電視臺(tái)信號(hào)的情況下,電視機(jī)的水平偏�(zhuǎn)和垂直偏�(zhuǎn)按照自身的設(shè)置�(jìn)�,稱為空�(yùn)��
示波器用另一種不同的方法�(chǎn)生穩(wěn)定的圖形,稱為觸�(fā)。示波器掃描完一條信�(hào)曲線之后,其掃描�(diǎn)返回到掃描線的最左端,并在此處等待觸�(fā)信號(hào)的出�(xiàn)。觸�(fā)信號(hào)可以�(lái)自垂直方向的信號(hào),比如某�(gè)被測(cè)信號(hào)的電壓水�;也可以是獨(dú)立的外部觸發(fā)信號(hào)。例�,當(dāng)我們用閃光刺激�(dòng)物的眼睛�(shí),需要觀察從閃光�(shí)刻開始記錄的電信�(hào),就可以用閃光信�(hào)作為觸發(fā)信號(hào)。在顯示正弦波信�(hào)�(shí),則�(jīng)常將正向�(guò)零點(diǎn)作為觸發(fā)信號(hào)�
陰極射線示波器是一種萬(wàn)能的儀�,可用于電信�(hào)的檢�(cè)和診斷測(cè)試以及研究實(shí)�(shí)變化�(xiàn)象。電子流�(chǎn)生于被加熱的陰極,它還可以被朝向熒光屏的電子槍加�,如下圖所示:
電子通過(guò)一�(gè)線圈,這�(gè)線圈把電子流匯成一�,電子束�?gòu)膬蓧K垂直和平行金屬板中通過(guò)。電�(chǎng)就在金屬板之間產(chǎn)生,而這些余屬板方向的變化�(huì)引起電子束方向的變化。以一種最�(jiǎn)單的方式垂直金屬板被加載隨時(shí)間呈線性變化的電壓,同�(shí)在水平金屬板上沒(méi)有信�(hào),電子束將會(huì)自左向右橫過(guò)屏幕的垂直移�(dòng)。此速度將隨電壓增加的頻率而變化,最終電子束將回到起�(diǎn)。假如現(xiàn)在在一秒的變化�(shí)間段,電壓被加在水平的金屬板�,這將引起電子束一�(gè)垂直的偏�,同�(shí)在屏幕上�(huì)有一�(gè)軌跡,這也反應(yīng)了一秒內(nèi)電壓的變化。當(dāng)電子偏轉(zhuǎn)�(shí),電子束的運(yùn)�(dòng)在屏幕呈�(xiàn)一�(gè)熒光的軌跡。軌跡持�(xù)的時(shí)間是電子束中電子密度和屏幕所涂材料的函數(shù)�
陰極射線示波器是一種應(yīng)用于多種�(chǎng)合的多功能儀表,它可以切換不同的輸出單位。要求的電壓通過(guò)示波器屏幕上的波形的高度或者波與波之間的時(shí)間就可以�(cè)�。通過(guò)切換開關(guān)的設(shè)定可以得到不同的所需的電壓。更確保的一�(diǎn)是這些電壓能被記憶�。在波形的縱向可以對(duì)每�(gè)伏特�(jìn)行校�(duì),在橫向可以�(duì)�(shí)間�(jìn)行秒�(jí)的校�(duì)。測(cè)量的精密程度由兩�(gè)方面決定�
1、反射在屏幕上的光束的測(cè)量精�
2、內(nèi)置的衰減器和放大器在�(yīng)用范圍的精度�
屏幕上的格子線通常輔助�(cè)�。視�(jué)的錯(cuò)誤也可以�(dǎo)致~些問(wèn)題除非這些格子線被固化在屏幕上,同�(shí)精確度也依賴所獲得的光束的聚焦程度。在大多�(shù)好于1.5�(jí)的精度是很容易得到的。基于以上要�(diǎn),操作者應(yīng)選擇一�(gè)合適的范圍,它包容所有能在屏幕上出現(xiàn)的可觀�(cè)到的信號(hào)。重要的一�(diǎn)是所選的電路在測(cè)量范圍內(nèi)�(yīng)是線性的,有了這一�(diǎn)大多�(shù)儀表就可以獲得1.0�(jí)的精��