浅谈示波器工作原理种类及组成结构

示波器最早的发明者是：卡尔·费迪南德·布劳恩（Karl Ferdinand Braun，1850年6月6日－1918年4月20日），德国物理学家，诺贝尔物理学奖获得者，阴极射线管的发明者。

1873年，他通过国家中学教师考试，在莱比锡的一家中学教数学和自然科学，在那里他同时进行对振荡电流的科学研究。1874年，他发现某些金属硫化物具有使电流单方向通过的特性，并利用半导体的这个特性制成了无线通信技术中不可或缺的检波器，开创了人类研究半导体的先例。

布劳恩先后在马尔堡大学（1876年）、斯特拉斯堡大学（1880年）和卡尔斯鲁厄大学（1883年）任物理学副教授和教授，1887年又应蒂宾根大学的邀请负责建立物理学研究所，1895年他回到斯特拉斯堡大学任物理研究所主任和教授，把主要精力用于进行电学研究。发明阴极射线管CRT（布劳恩管，CRT显示器的核心部件）。

布劳恩制造了第一个阴极射线管（缩写CRT，俗称显像管）示波器。现在CRT被广泛应用在电视机和计算机的显示器上，在德语国家，CRT仍被称为“布劳恩管”（德语：Braunsche Röhre）。

示波器的工作原理

示波器使用窄而高速的电子束，覆盖在在涂有荧光物质的屏面上，从而出现斑点的光点。 在测试信号的作用下，电子束类似于笔尖，它可以代表屏幕上测量信号的瞬时值的变化曲线。 示波器可用于观察随时间变化的信号幅度波形，也可用于测试各种类型的能量，如电压，电流，频率，相位差，幅度等。

示波器的种类

根据测量信号的范围，可分为如下几种：

①超低频示波器，适合于测量超低频信号；

②普通示波器，适合于测量中频信号；

③高频示波器和超高频示波器，适合于测量高频（100MHz）和超高频（1000MHz）信号。

按显示信号的数量来分，有单踪示波器（只显示一个信号）、 双踪示波器（可同时显示两个信号），还有多踪示波器（可同时显示多个信号的波形）。

从电路结构来分，有电子管示波器、晶体管示波器和集成电路示波器。

从测量功能来分，有模拟示波器和数字式记忆示波器。数字式记忆示波器是将测量的信号数字化以后暂存在存储器中，然后再从存储器中读出显示在示波管上。在测量数字信号的场合经常使用，便于观察数字信号的波形和信号内容。

示波器从波形显示器件来分，有阴极射线管（CRT）示波器，彩色液晶显示器和用计算机彩色监视器做成的示波器。

为适应测量电视信号的特点，示波器生产厂家专门生产了同步示波器，在示波器电路中设有与电视的行、场信号同步的电路，在控制面板上专门设置了选择电视行或电视场的键钮，以便在观测电视信号时，信号波形稳定。

示波器的组成结构

普通示波器有五个基本组成部分：显示电路、垂直（Y轴）放大电路、水平（X轴）放大电路、扫描与同步电路、电源供给电路。

1、显示电路

显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。示波管由电子q、偏转系统和荧光屏3个部分组成。

2、垂直（Y轴）放大电路

由于示波管的偏转灵敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V（约12V电压产生1cm的偏转量），所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上，以得到垂直方向的适当大小的形。

3、水平（X轴）放大电路

由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低，所以接入示波管水平偏转板的电压（锯齿波电压或其它电压）也要先经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上，以得到水平方向适当大小的形。

4、扫描与同步电路

扫描电路产生一个锯齿波电压。该锯齿波电压的频率能在一定的范围内连续可调。锯齿波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的水平位移，即形成时间基线。这样，才能把加在垂直方向的被测信号按时间的变化波形展现在荧光屏上。

5、电源供给电路

电源供给电路供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电压等。