示波器基礎-從原理談起 | 台灣精品獎-歷屆得獎名單
2016年6月26日—示波器的主要功能就是看電壓波形,因為電子電路的運作都是靠著電壓的變化做溝通,若能觀察到電壓在時間軸上的變化也就是波形,我們就能知道電路的健康狀況 ...
示波器是電子領域裡面一種很重要的工具,第一次看到示波器的人,通常會被它滿滿的按鈕嚇到,這次阿信助教就來告訴各位 示波器怎麼用 ,以及它背後的原理是甚麼。
示波器基本原理
示波器的主要功能就是看電壓波形,因為電子電路的運作都是靠著電壓的變化做溝通,若能觀察到電壓在時間軸上的變化也就是波形,我們就能知道電路的健康狀況。假想一支塑膠尺的左邊安裝了一個LED燈,當我們撥動LED燈的時候,這支尺的左邊會上下振盪,如果它一邊振盪又一邊往右移動的話,LED燈就會形成一個軌跡如下圖,這個軌跡就稱為波形,這就是示波器的核心原理。
振盪的尺所形成的波形那麼示波器在實務上是怎麼達成畫波形這個任務呢? 這得從早期的類比示波器講起,當時示波器的構造非常直觀,很適合拿來說明如下圖。
早期的類比示波器原理它裡面有一個電子槍Electron Gun負責射出電子束,當電子束打到塗有磷光劑的螢光幕時就會發光,但這樣還不夠,為了能看到訊號的變化,在電子束的垂直方向會放兩片金屬板,只要把訊號電壓加在上面,就會影響電子束在垂直方向的彎曲程度,這麼一來當訊號的電壓有變化,電子束的彎曲程度就會如實反映訊號的大小,螢幕上就會出現上下振盪的光點,但這樣只能看到一條垂直線,若要看到波形的話,還必須要讓光點能從左邊移動到右邊才行,這個動作稱為掃描Sweep,所以還需要一組水平偏向板,才能將波形顯示在螢幕上。
當電子束打到螢幕的磷光劑時,發光的亮度會持續一小段時間,也許會是1ms左右,這段時間有助於讓波形暫時固定在螢光幕上,如果再搭配上人眼的視覺暫留特性,波形看起來就會比較穩定,其實波形還是會閃,只是你可能感覺不到,除非掃描頻率很低你就可以明顯感受到,但透過攝影機基本上可以直接看到波形閃爍的效果。
剛才講的這些構造,全部都要在真空中才能正常運作,所以這些零件全部要被包在玻璃管裡面如下圖,這全部的...
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