通用示波器在电路与维修中的应用

大专生毕业设计(论文)题目示波器在电路调试与维修中的应用专业电子信息工程技术班级电专0931学号学生姓名赵乐指导教师陈华完成时间2010.10.15自然界运行着各种形式的正弦波，比如海浪。地震，声波，空气中传播的声音或者身体运转的自然节律，物理世界里，能量，振动粒子和不可见的力无处不见。即使是光也有自己的基频，并因为基频的不同呈现出不同的颜色。通过传感器，这些力可以转变为电信号，以便通过示波器能够进行观察和研究。有了示波器，科学家，工程师等能够观察随时间变化的事件。示波器是任何设计，制造或是维修电子设备的必备之物。当今世界瞬息万变，工程师们需要最好的工具，快速而精准的解决测量疑难，在工程师看来，面对当今各种测量挑战，示波器自然是满足要求的关键工具。在家电维修的过程中使用示波器已十分普遍。通过示波器可以直观地观察被测电路的波形，包括形状、幅度、频率（周期）、相位，还可以对两个波形进行比较，从而迅速、准确地找到故障原因。正确、熟练地使用示波器，是初学维修人员的一项基本功。虽然示波器的牌号、型号、品种繁多，但其基本组成和功能却大同小异，本文介绍通用示波器的使用方法。一、面板介绍1.亮度和聚焦旋钮亮度调节旋钮用于调节光迹的亮度（有些示波器称为辉度），使用时应使亮度适当，若过亮，容易损坏示波管。聚焦调节旋钮用于调节光迹的聚焦（粗细）程度，使用时以图形清晰为佳。2.信号输入通道常用示波器多为双踪示波器，有两个输入通道，分别为通道1（CH1）和通道2（CH2），可分别接上示波器探头，再将示波器外壳接地，探针插至待测部位进行测量。3.通道选择键（垂直方式选择）常用示波器有五个通道选择键：（1）CH1：通道1单独显示；（2）CH2：通道2单独显示；（3）ALT：两通道交替显示；（4）CHOP：两通道断续显示，用于扫描速度较慢时双踪显示；（5）ADD：两通道的信号叠加。维修中以选择通道1或通道2为多。4.垂直灵敏度调节旋钮调节垂直偏转灵敏度，应根据输入信号的幅度调节旋钮的位置，将该旋钮指示的数值（如0.5V/div，表示垂直方向每格幅度为0.5V）乘以被测信号在屏幕垂直方向所占格数，即得出该被测信号的幅度。5.垂直移动调节旋钮用于调节被测信号光迹在屏幕垂直方向的位置。6.水平扫描调节旋钮调节水平速度，应根据输入信号的频率调节旋钮的位置，将该旋钮指示数值（如0.5ms/div，表示水平方向每格时间为0.5ms），乘以被测信号一个周期占有格数，即得出该信号的周期，也可以换算成频率。7.水平位置调节旋钮用于调节被测信号光迹在屏幕水平方向的位置。8.触发方式选择示波器通常有四种触发方式：（1）常态（NORM）：无信号时，屏幕上无显示；有信号时，与电平控制配合显示稳定波形；（2）自动（AUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时与电平控制配合显示稳定的波形；（3）电视场（TV）：用于显示电视场信号；（4）峰值自动（P-PAUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时，无需调节电平即能获得稳定波形显示。该方式只有部分示波器（例如CALTEK卡尔泰克CA8000系列示波器）中采用。9.触发源选择示波器触发源有内触发源和外触发源两种。如果选择外触发源，那么触发信号应从外触发源输入端输入，家电维修中很少采用这种方式。如果选择内触发源，一般选择通道1（CH1）或通道2（CH2），应根据输入信号通道选择，如果输入信号通道选择为通道1，则内触发源也应选择通道1。二、测量方法1.幅度和频率的测量方法（以测试示波器的校准信号为例）（1）将示波器探头插入通道1插孔，并将探头上的衰减置于1档；（2）将通道选择置于CH1，耦合方式置于DC档；（3）将探头探针插入校准信号源小孔内，此时示波器屏幕出现光迹；（4）调节垂直旋钮和水平旋钮，使屏幕显示的波形图稳定，并将垂直微调和水平微调置于校准位置；（5）读出波形图在垂直方向所占格数，乘以垂直衰减旋钮的指示数值，得到校准信号的幅度；（6）读出波形每个周期在水平方向所占格数，乘以水平扫描旋钮的指示数值，得到校准信号的周期（周期的倒数为频率）；（7）一般校准信号的频率为1kHz，幅度为0.5V，用以校准示波器内部扫描振荡器频率，如果不正常，应调节示波器（内部）相应电位器，直至相符为止。2.示波器应用举例（以测量788手机13MHz时钟脉冲为例）手机中的13MHz时钟信号正常是开机的必要条件，因此维修时要经常测量有无13MHz时钟信号。步骤如下：（1）打开示波器，调节亮度和聚焦旋钮，使屏幕上显示一条亮度适中、聚焦良好的水平亮线；（2）按上述方法校准好示波器，然后将耦合方式置于AC档；（3）将示波器探头的接地夹夹在手机电路板的接地点，探针插到788手机CPU第脚；（4）接通手机电源，按开机键，调节垂直扫描水和平扫描旋钮，观察屏幕上是否出现稳定的波形，如果没有，一般说明没有13MHz信号。三,11.1正确读图是维修工作的第一步。“识读”就是根据电原理图全面地认识示波器的内部电路,熟悉电路的工作原理和结构特点,了解信号的产生和传输过程、电流电压的各种变化、各部分的功能及各元件的作用等,过程如下:1.1.1建立整机方框概念。即化整为零,用本文示波器工作原理所述的方框结构去分析电原理图,明确各部分电路的功能,建立起整机方框概念,1.1.2进一步理清信号流程,了解信号的来龙去脉及各种变化。即弄清各功能块之间的关系,对功能方框内部再进行明确分工。清理的方法一般有两种:①顺向清理法。由前述的示波器原理方框图,抓住电路中的某些特征元器件,从前从后,逐级理顺。识别实际电路的基本结构、信号处理过程,明确各级功能。如从Y1输入到前置放大器,再到垂直开关电路,最后到Y输出放大器。②逆向清理法。以终端负载为起点,由末端向前面清理。如显像管、偏转线圈,特别是X输出放大器、Y输出放大器的终端,它们在电路中特点鲜明,容易识别。因此,以它们为起点,按照理论所要求的信号处理过程,逐级向前,1.1.3理清供电系统。一定要理清哪部分电路取自稳压电源,哪部分电路取自“直流——直流”供电电路,1.1.4区分熟悉、生疏、特殊电路。示波器电路实际上是电子电路和集成电路中许多典型电路的综合运用。在示波器电路中,有一部分电路是我们比较熟悉的,虽然它们在示波器电路中有了新的功能,但是电路的基本形式没有变,对它们的检修方法也仍然适用;有的电路比较生疏;有的电路则是示波器中特有的。对这几种情况加以区别,并把生疏的和特殊的电路作为学习研究的重点,就能更快地提高对电1.1.5简化疑难电路,方法如下:首先分析直流系统。明确被分析电路的直流供电情况,估算关键点的静态工作电压,了解偏置的性质与级间耦合方式,1.2即用交流等效电路的分析方法绘出交流等效电路,从而辨别电路的性质,分析电路的工作原理,1.2.1主要元件是直接影响电路基本功能的元件,一般元件是为了改善电路的一些性能而附加的元件,1.2.21.2.3掌握元件好坏的鉴别方法,了解元件代用、更换、选用原则。维修示波器时元件代用应小心,不同测频范围的示波器其通道放大器所采用的晶体管特性差异很大,代用型号元件特性不得低于1.2.4借用电视机维修的方法和经验。因为示波器和电视机有大量的相近电路,如高压及显像管电路,通道放大电路,小信号扫描触发电路等,故电视机的大部分维修方法和经验均适用于示波器,2①合上电源开关指示灯不亮。方法:检查供电电源、电源线、保险丝、电源变压器。②合上电源开关指示灯亮,但无扫描光迹。方法:将垂直水平位移居中,Y方式置“Y1”,t/cm置“1ms”,扫描方式置“自动”,X方式置“A”,增加辉度若仍无光迹出现,进入下一步;置t/cm为“X外接”,看是否有光点出现,若不出现则进入第二步;先后拔掉机板上的Y输出插座和内触发信号输出,并将其短接,若此时出现光迹说明Z轴放大器正常,检查Y输出放大器或X输出放大器,反之,检查Z轴放大器;若置t/cm为“X外接”时,有光点出现则进入第三步,检查X输出放大器和产生锯齿波的扫描发生器。③Y位移不正常。方法:短路延迟线,看光迹线或光点能否回到屏中心?若能回到屏中心则检查Y前置放大器和延迟线电路,若不能回到屏中心则检查Z输出放大器。④水平位移不正常,检查X输出放大器。⑤所测试波形不同步,将Y方式和内触发置“Y”,触发耦合置“AC”,触发源置“内”,调节电平,若还不能稳定显示则检查触发发生器和触发信号放大器。⑥Y位移正常,但Y方式置“交替”或“继续”异常,检查垂直位移开关电路。⑦聚焦不良或亮度太暗,检查示波管控制电路。此外,与X输出放大器有关的故障现象还有信号周期测试误差大,与Y输出放大器有关的故障现象有信号幅度测试误差大,还有一些使用不当而造成的假故障,如:触发选择按钮没选择“自动”或“触发”时无扫描基线,示波器的探头接触不良时无测试信号或测试信号不良,同3要修理好发生故障的示波器,就要熟悉示波器的工作原理,这样才能由故障现象判断故障发生的具体部位,是电源电路发生故障,还是扫描、触发、功放、显示电路发生故障,抓住了主要矛盾,故障就能简化,然后具体到某一电子元件,排除故障。我们在检定DF4211型示波器时,打开示波器电源发现荧光屏只显示两个亮点(DF4211型示波器是双线的)，无水平亮线,耦合方式为DC,由此可以排出电源电路、显示电路发生故障的可能。转动垂直偏转灵敏度旋钮,故障现象依然存在,然后转动扫描时间偏转灵敏旋钮,故障现象时有时无,初步判断故障在扫描电路。转动扫描时间偏转灵敏度旋钮到2ms、5ms、10ms三档故障现象依然存在，由此判断故障在这三个位置的相关电路上。打开示波器，先从最简电路检查，如图1所示，扫描时间偏转灵敏度旋钮共18档，按2、5、10递进转换。我们先从转动扫描时间偏转灵敏旋钮入手，仔细查找线路，发现2ms、5ms、10ms(图中只画这三档)三0.047μF和3000pF电容并联的电路上，另一头分别接在不同阻值的电阻上，电容、电阻都有可能故障。测电阻无损坏，电容无损坏。将电阻、电容重焊上电路，故障现象依然存在。用0.047μF的电容并接在电路上的0047μF的电容上，故障消失，在线测量0047μF电容，电容损坏，换上好的电容，故障排除。分析故障原因是电容损坏，损坏是间断性的，在电路中有电压测量它时，已损坏;焊下无电压测它是好的。4示波器的排故是漫长的过程——分析、查找、检测、更换，需要熟练使用示波器三用表等检测仪器，来测量波形、电压、电流等技术参数。示波器的维修是不断否定自己的过程，当找不到否定的理由时，就是故障排出之时。吸取别人的维修经验，勤动手，是提高维修技术，提