淺談實(shí)驗(yàn)室的示波器維修與調(diào)試

林鳳云

【摘 要】示波器的維修與調(diào)試是實(shí)驗(yàn)室中不可缺少的內(nèi)容之一，示波器故障的排除和示波器性能調(diào)試，直接影響學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的效果，本文針對HE6105型單蹤示波器的維修與調(diào)試提出了較為系統(tǒng)的排故思路和調(diào)試注意事項(xiàng)，有助于協(xié)助實(shí)驗(yàn)室教師在教學(xué)中為學(xué)生提供更有效的教學(xué)方案，提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的效果，縮短完成實(shí)驗(yàn)的時間。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)室；維修與調(diào)試

【中圖分類號】TM935 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）33-0012-01

一、引言

本文針對HE6105型單蹤示波器偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的維修展開分析和排故思路的介紹，并提出了整機(jī)調(diào)試的注意事項(xiàng)，有助于協(xié)助實(shí)驗(yàn)室教師在教學(xué)中為學(xué)生提供更有效的教學(xué)方案，提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的效果，縮短完成實(shí)驗(yàn)的時間，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、示波器排故維修

示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器.示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質(zhì)的屏幕上，就可產(chǎn)生細(xì)小的光點(diǎn).顯示電路包括示波管及其控制電路兩個部分。示波管是一種特殊的電子管，是示波器的重要組成部分。示波管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三個部分組成。實(shí)驗(yàn)室里是必不可少的電子儀器。

示波器排故基本步驟如下：首先將示波器的亮度旋鈕、聚焦旋鈕、觸發(fā)方式選擇開關(guān)、信號選擇開關(guān)、XY微調(diào)旋鈕、靈敏度選擇等放置到準(zhǔn)確位置.然后斷開垂直系統(tǒng)板和水平系統(tǒng)板（以下分別簡稱X板、Y板）的電源連接線，使X板和Y板均停止工作.開機(jī)觀察，若屏幕中間顯示有光點(diǎn)，則說明示波器的高壓電路和電源電路工作正常；若無光點(diǎn)，則檢查高壓或電源部分并排除故障.在確認(rèn)高壓和電源電路正常工作的前提下分別對Y板和X板進(jìn)行維修檢查，最終使示波器正常工作，完成對應(yīng)的維修和調(diào)試。

1.垂直放大系統(tǒng)。

由于示波管垂直方向的偏轉(zhuǎn)靈敏度很低，所以一般的被測信號電壓都要先經(jīng)過垂直放大電路的放大，再加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，以得到垂直方向上適當(dāng)大小的圖形。該單元電路由耦合方式選擇，輸入衰減器，前置放大器和主放大器組成。

故障現(xiàn)象和檢修思路。

排故過程中需要根據(jù)不同的故障現(xiàn)象查找對應(yīng)功能的電路區(qū)域，從而縮小故障范圍，最終找出故障點(diǎn)所在位置并進(jìn)一步維修排除故障。

在確認(rèn)高壓和電源電路部分正常工作之后，則需將Y板工作電源連接導(dǎo)通，X板電源仍然斷開，使Y板單獨(dú)工作。開機(jī)后觀察屏幕顯示現(xiàn)象，一般故障現(xiàn)象有以下幾種情況：現(xiàn)象一，開機(jī)無光跡；現(xiàn)象二，開機(jī)有光跡，Y位移失效；現(xiàn)象三，開機(jī)有光跡，Y位移不能向上或向下等。以下我們針對不同現(xiàn)象采取相應(yīng)分析處理方法來排除故障。

現(xiàn)象一

分析：Y板放大電路是多級放大的差分放大電路，差分放大電路具有“零輸入、零輸出”的特點(diǎn)，即輸入端基極電位差為零時，輸出端電位差也為零.對于示波器顯示而言，“零輸出”表示屏幕上光點(diǎn)應(yīng)該在中間位置.若光點(diǎn)有偏移，說明差分放大電路并未正常工作，那么如果我們強(qiáng)制使得差分電路的各級輸入端電位差為零的話，就能實(shí)現(xiàn)“零輸出”，屏幕顯示就是光點(diǎn)回到中間位置.如果哪一級在滿足“零輸入”要求后，光點(diǎn)依然不能回到中間，那么說明該一級的三極管及其電路有問題，從而可以展開進(jìn)一步檢查以確定最終故障點(diǎn)的位置。

檢修方法和思路：

在按下電源開關(guān)時，觀察是否有光點(diǎn)向上或向下劃過屏幕，若有此類情況則說明光點(diǎn)出現(xiàn)上偏或下偏。在開機(jī)狀態(tài)下，用鑷子從Y板放大電路最后一級的輸出端開始對差分放大電路的各級進(jìn)行短接法檢查。如果短接某一級的一對三極管的基極，則應(yīng)該觀察到光跡顯示在屏幕中間位置，如果短接至哪一級觀察發(fā)現(xiàn)光跡沒有回到屏幕中間，那么就可以初步判斷故障點(diǎn)在該一級的三極管附近，然后可以用電位測量法、信號跟蹤法結(jié)合通斷測量法檢查故障點(diǎn)所在位置。電位測量法是用萬用表測量三極管各引腳上的電位值，與參考值比較后作出判斷以確定故障原因并找出故障點(diǎn)。而信號跟蹤法則是在示波器信號輸入端送入一個正弦波信號，然后根據(jù)信號通路逐級觀察放大電路信號輸出情況，判斷故障的基本范圍。最終采用通斷測量法查找開路或短路故障，從而查找出故障點(diǎn)位置并修復(fù)。

現(xiàn)象二

分析：光跡能夠在屏幕內(nèi)上下移動，是通過改變電子束所處偏轉(zhuǎn)電場的強(qiáng)弱來控制的，而電場的強(qiáng)弱是由改變控制電路的電壓大小來實(shí)現(xiàn).所以當(dāng)控制Y位移的電位大小發(fā)生嚴(yán)重偏差時，調(diào)節(jié)Y位移旋鈕將不能實(shí)現(xiàn)光跡的上下移動。

檢修方法和思路：首先懷疑Y位移控制部分，一般出現(xiàn)Y位移旋鈕附近電路開路故障時，電位器失效，從而影響屏幕上光跡的上下移動，利用電位測量法可以查找出具體故障點(diǎn)所在位置.此外，通過短接法、電位測量法、通斷測量法的結(jié)合運(yùn)用，可以查找出其他故障引起的Y位移失效的情況，通常都能夠較為順利的找出故障原因。

現(xiàn)象三

分析：前面已經(jīng)介紹了Y位移的工作原理，那么Y位移不能向上或向下同樣是由于電位值的改變造成的，通常是因差分放大電路某一放大級中的其中一個三極管或其電路發(fā)生故障，致使無法實(shí)現(xiàn)“差分”放大，最終影響屏幕光跡的顯示效果。

檢修方法和思路：首先根據(jù)Y位移向上或向下的情況，可以初步判斷是差分電路的上半部分還是下半部分出現(xiàn)故障，以此縮小故障查找范圍。然后采用短接法和電位測量法可以查找出到底是哪一級的差分放大電路出現(xiàn)故障.最后便可以確定具體的故障點(diǎn)位置，從而排除故障修復(fù)Y位移功能。

2.水平掃描系統(tǒng)。

水平掃描系統(tǒng)由掃描信號發(fā)生器與水平放大電路組成.在確認(rèn)Y板正常工作的基礎(chǔ)上，將X板的工作電源連接線接上，讓X板和Y板同時工作.水平放大電路的第一級是由三極管構(gòu)成共基極放大器，它的射極電位可由面板上的X位移旋鈕電位器調(diào)節(jié)，從而改變其集電極輸出直流電位，實(shí)現(xiàn)掃描線起點(diǎn)的左右移動.第二級水平放大電路是單端輸入雙端輸出的差動放大器，調(diào)節(jié)兩管射極間的可調(diào)電阻可實(shí)現(xiàn)其放大倍數(shù)的調(diào)節(jié).開機(jī)后觀察故障現(xiàn)象，一般有五種現(xiàn)象.現(xiàn)象一：無光跡，無掃描線；現(xiàn)象二：有光跡，無掃描線；現(xiàn)象三：有掃描線，X位移失效。

現(xiàn)象一

分析：X板水平掃描系統(tǒng)同樣會出現(xiàn)與Y板類似的情況，就是光跡或掃描線嚴(yán)重偏離屏幕，通常是由于水平系統(tǒng)中的差分放大電路故障造成的。X板上的差分放大電路同樣具有“零輸入、零輸出”的特點(diǎn)。

檢修方法及思路：參照Y板差分放大電路的排故方法，通過短接法、電位測量法、通斷測量法查找故障點(diǎn)。

現(xiàn)象二

分析：根據(jù)水平掃描系統(tǒng)工作原理，如果開機(jī)觀察發(fā)現(xiàn)屏幕顯示有光跡但無掃描線，則可初步判斷是掃描信號發(fā)生器部分出現(xiàn)故障.若排除掃描發(fā)生器故障可能，則考慮在掃描信號產(chǎn)生后的傳輸線路出現(xiàn)故障，可采取進(jìn)一步檢查維修。

檢修方法及思路：掃描方式開關(guān)通常放置在AUTO檔，當(dāng)無掃描觸發(fā)信號輸入時，掃描發(fā)生器工作于自激振蕩狀態(tài)，最終在掃描信號發(fā)生器的3Q4發(fā)射極產(chǎn)生周期性鋸齒波信號.由于掃描信號發(fā)生電路是振蕩回路，任何一個節(jié)點(diǎn)的電位發(fā)生變化都會影響其他節(jié)點(diǎn)的電位值，所以采用電位測量法、通斷測量法很難方便的確定故障點(diǎn)位置.因此，采用信號跟蹤法比較合適，我們可以斷開回路中二極管3D5的陽極引腳，并從陽極送入一個三角波信號，然后沿著回路逐一觀察信號傳輸情況，在判斷出基本故障范圍后再用通斷測量法檢查確定故障點(diǎn)。

現(xiàn)象三

分析：X位移失效的故障一般由X位移控制電路故障引起，與Y位移失效相似。

檢修方法及思路：此類故障情況可用電位測量法和通斷測量法檢查故障點(diǎn)，恢復(fù)后X位移即可正常工作。

三、整機(jī)調(diào)試

示波器整機(jī)調(diào)試是用信號發(fā)生器從示波器被測信號輸入端送入一個正弦波信號，然后按照要求完成調(diào)試。調(diào)試內(nèi)容包括三項(xiàng)。

第一是選定Y軸輸入靈敏度檔位，從信號發(fā)生器讀取并記錄輸入信號電壓幅度，再從示波器讀取顯示波形的幅度值，并計(jì)算得出波形顯示的相對誤差。第二是選定X軸輸入靈敏度檔位，按要求調(diào)節(jié)輸入信號頻率，使得示波器屏幕上顯示剛好10個周期（10div）的波形，然后從信號發(fā)生器讀取輸入信號頻率值，換算成周期值并記錄，與顯示波形的周期值比較并計(jì)算出相對誤差.需要說明的是輸入信號波形可以是正弦波、三角波或方波，因?yàn)槿遣ɑ蚍讲ㄓ^察一個周期的波形更準(zhǔn)確一些。第三是選定Y軸輸入靈敏度檔位，然后改變輸入信號頻率分別為10Hz、100Hz、10kHz、100kHz、1MHz并分別記錄對應(yīng)的輸入信號電壓值.需要說明的是輸入信號頻率很低時，波形已經(jīng)無法正常顯示和讀取，我們可以選擇將X軸輸入靈敏度旋鈕放置到X-Y方式讀取波形幅度值，這樣準(zhǔn)確度相對高一些，從而減小讀取時的人為誤差。

四、結(jié)束語

本文重點(diǎn)介紹了實(shí)驗(yàn)室HE6105型示波器故障現(xiàn)象，對各種現(xiàn)象展開分析，對維修方法及思路進(jìn)行說明，給出了較為系統(tǒng)的排故解決方案，以便提高實(shí)驗(yàn)室人員解決故障分析能力和維修調(diào)試能力，對學(xué)生順利完成實(shí)驗(yàn)有極大作用。本文介紹的是示波器排故維修的基本故障分析及維修方法，對于一些較為特殊的故障情況還需要在今后的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步總結(jié)歸納整理成文。

參考文獻(xiàn)

[1]李明生.電子測量儀器[M].2版.高等教育出版社，2008.6.