光線示波器精品課件

1、光線示波器第1頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一2-4 光線示波器振子：光學系統(tǒng)：機械傳動系統(tǒng)：使記錄紙作定向等速運動，并可以變換 速度。由電動機、變速機構、記錄機構等 部分組成。磁系統(tǒng)：為振子提供磁場，為了保證振子的阻尼比0.7左 右，設置恒溫自動控制裝置。電氣系統(tǒng)：供電和控制作用。時標系統(tǒng)：時標是示波圖時間坐標的基準信號，以確定 時間比例尺。第2頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一示波器的測量元件是一個磁電式振動子，簡稱振子。永久磁鐵、單匝線圈、鏡片、張絲 不論是什么形式的振子，小鏡子的偏轉角都與電流成正比。第3頁，共21頁，2022年，5月20日，5

2、點3分，星期一第4頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一樣子很像一支筆，長75mm，直徑為36mm。它實際上是動圈式檢流計。其質量和慣性很小，用張絲產生反作用力矩，阻尼力矩由與外部電路電阻有關的電磁方法產生，或者用內部液體阻尼產生。典型的振子結構第5頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一透鏡L1反射鏡M1振子反射鏡M2透鏡L2光源第6頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一 二、振子的特性及其選用： 振子是光線示波器的心臟，它的特性直接影響測試的結果。一般示波器都帶有一套特性不同的振子，供測試時選用。為了正確選用，必須對振子的特性有所了解。1 振子

3、的靜態(tài)特性 振子的靜態(tài)特性描述輸入電流為直流時振子鏡片的轉角與電流的關系。第7頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一第8頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一第9頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一光點的偏移距離偏轉角振子鏡片中心到記錄紙的光學距離振子的電流靈敏度阻尼油的折射率 光點位移與被測電流間保持線性關系的前提是振子偏轉角很小，當偏轉角稍大時，輸入電流和輸出轉角將呈非線性關系。振子應限定在允許偏轉角或光點最大允許偏移量下工作，以保證不產生非線性失真。第10頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一2 振子的動態(tài)特性 振子的動態(tài)

4、特性描述輸入電流為I(t)時振子鏡片的轉角與電流的關系。第11頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一阻尼比頻率比第12頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一第13頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一第14頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一 當阻尼比為0.7左右時，不產生幅頻失真和相頻失真的頻率范圍最寬， 可達。 國產振子的阻尼比都取為，目的是使工作頻帶最寬。在選用振子時，必須保證 即振子的固有頻率應大于被測信號最高次諧波分量頻率的倍。第15頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一3 振子的阻尼和匹配問題 阻尼比

5、要達到0.7左右，電磁阻尼和油阻尼電磁阻尼：在振子的結構和磁系統(tǒng)一定的條件下，電磁阻尼的大小取決于振子外電路的電阻R。選擇合適的外電路電阻，可使阻尼比達到0.7。油阻尼：利用液體的內摩擦而起阻尼作用。 硅油固有頻率400Hz的用電磁阻尼固有頻率400Hz的用油阻尼 振子的匹配問題：從測量電路的角度來看，希望振子的阻抗值能使電路有最大的功率輸出；從振子的角度來看希望測量電路的阻抗使振子達到最佳阻尼比。第16頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一 固有頻率高的振子一般都是油阻尼，它對外電路阻值沒有要求，只要求阻抗匹配，輸出功率大。如振子與應變儀配合工作，則振子是應變儀的負載，就要求

6、應變儀的輸出阻抗要與振子的內阻相匹配。 固有頻率低的振子通常是電磁阻尼的，它對外電路電阻有要求，以達到最佳阻尼。使用這種振子時，往往要在電路中接入附加的串并聯(lián)電阻。第17頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一4 振子的參數(shù)及選用（1）電流靈敏度： 靈敏度與固有頻率矛盾，靈敏度高的振子其固有頻率必然低。（2）固有頻率（3）最高工作頻率或工作頻寬（4）內阻（5）外阻：電磁阻尼（6）最大允許電流：保證振子安全使用的最大電流值。（7）光點最大允許位移量：保證線性的最大輸出振幅。第18頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一第19頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3

7、分，星期一4 振子的參數(shù)及選用 振子的選用原則要使記錄的示波圖具有一定的幅度，而且能不失真地反映出被測信號的變化過程。（1）振子的工作頻率大于被測信號最高次諧波分量的頻率。（2）被測信號的最大值必須小于振子所規(guī)定的線性最大振幅，即振子工作時的光點位移量應小于光點允許最大位移量。振子的工作電流不應超過振子的最大允許電流。（3）根據(jù)信號的大小和變化情況，應盡量選擇較靈敏的振子，便于分辨和提高測量精度。（4）時間滯后問題 輸出信號的滯后時間與振子的固有頻率有關。當要求各信號的滯后時間相同時，就應選用固有頻率相同的振子。（5）應注意信號源輸出阻抗與振子內阻相匹配，以取得最大功率輸出，對于電磁阻尼的振子，應按其所要求的外阻來匹配外電阻。第20頁，共21頁，2022年，5月20日，5點3分，星期一4 振子的參數(shù)及選用 振子光點的安排（1）應正確安排振子的光點位置，使光點與振子位置相對應。（2）多個信號同時記錄時，為了便于分辨與觀測：主要信號放在記錄紙中間，次要信號放在兩邊；單向偏轉信號