浅谈实验室的示波器维修与调试

林凤云

【摘 要】示波器的维修与调试是实验室中不可缺少的内容之一，示波器故障的排除和示波器性能调试，直接影响学生做实验的效果，本文针对HE6105型单踪示波器的维修与调试提出了较为系统的排故思路和调试注意事项，有助于协助实验室教师在教学中为学生提供更有效的教学方案，提高学生做实验的效果，缩短完成实验的时间。

【关键词】实验室；维修与调试

【中图分类号】TM935 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089（2018）33-0012-01

一、引言

本文针对HE6105型单踪示波器偏转系统的维修展开分析和排故思路的介绍，并提出了整机调试的注意事项，有助于协助实验室教师在教学中为学生提供更有效的教学方案，提高学生做实验的效果，缩短完成实验的时间，提高教学质量。

二、示波器排故维修

示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器.示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏幕上，就可产生细小的光点.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，是示波器的重要组成部分。示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成。实验室里是必不可少的电子仪器。

示波器排故基本步骤如下：首先将示波器的亮度旋钮、聚焦旋钮、触发方式选择开关、信号選择开关、XY微调旋钮、灵敏度选择等放置到准确位置.然后断开垂直系统板和水平系统板（以下分别简称X板、Y板）的电源连接线，使X板和Y板均停止工作.开机观察，若屏幕中间显示有光点，则说明示波器的高压电路和电源电路工作正常；若无光点，则检查高压或电源部分并排除故障.在确认高压和电源电路正常工作的前提下分别对Y板和X板进行维修检查，最终使示波器正常工作，完成对应的维修和调试。

1.垂直放大系统。

由于示波管垂直方向的偏转灵敏度很低，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，以得到垂直方向上适当大小的图形。该单元电路由耦合方式选择，输入衰减器，前置放大器和主放大器组成。

故障现象和检修思路。

排故过程中需要根据不同的故障现象查找对应功能的电路区域，从而缩小故障范围，最终找出故障点所在位置并进一步维修排除故障。

在确认高压和电源电路部分正常工作之后，则需将Y板工作电源连接导通，X板电源仍然断开，使Y板单独工作。开机后观察屏幕显示现象，一般故障现象有以下几种情况：现象一，开机无光迹；现象二，开机有光迹，Y位移失效；现象三，开机有光迹，Y位移不能向上或向下等。以下我们针对不同现象采取相应分析处理方法来排除故障。

现象一

分析：Y板放大电路是多级放大的差分放大电路，差分放大电路具有“零输入、零输出”的特点，即输入端基极电位差为零时，输出端电位差也为零.对于示波器显示而言，“零输出”表示屏幕上光点应该在中间位置.若光点有偏移，说明差分放大电路并未正常工作，那么如果我们强制使得差分电路的各级输入端电位差为零的话，就能实现“零输出”，屏幕显示就是光点回到中间位置.如果哪一级在满足“零输入”要求后，光点依然不能回到中间，那么说明该一级的三极管及其电路有问题，从而可以展开进一步检查以确定最终故障点的位置。

检修方法和思路：

在按下电源开关时，观察是否有光点向上或向下划过屏幕，若有此类情况则说明光点出现上偏或下偏。在开机状态下，用镊子从Y板放大电路最后一级的输出端开始对差分放大电路的各级进行短接法检查。如果短接某一级的一对三极管的基极，则应该观察到光迹显示在屏幕中间位置，如果短接至哪一级观察发现光迹没有回到屏幕中间，那么就可以初步判断故障点在该一级的三极管附近，然后可以用电位测量法、信号跟踪法结合通断测量法检查故障点所在位置。电位测量法是用万用表测量三极管各引脚上的电位值，与参考值比较后作出判断以确定故障原因并找出故障点。而信号跟踪法则是在示波器信号输入端送入一个正弦波信号，然后根据信号通路逐级观察放大电路信号输出情况，判断故障的基本范围。最终采用通断测量法查找开路或短路故障，从而查找出故障点位置并修复。

现象二

分析：光迹能够在屏幕内上下移动，是通过改变电子束所处偏转电场的强弱来控制的，而电场的强弱是由改变控制电路的电压大小来实现.所以当控制Y位移的电位大小发生严重偏差时，调节Y位移旋钮将不能实现光迹的上下移动。

检修方法和思路：首先怀疑Y位移控制部分，一般出现Y位移旋钮附近电路开路故障时，电位器失效，从而影响屏幕上光迹的上下移动，利用电位测量法可以查找出具体故障点所在位置.此外，通过短接法、电位测量法、通断测量法的结合运用，可以查找出其他故障引起的Y位移失效的情况，通常都能够较为顺利的找出故障原因。

现象三

分析：前面已经介绍了Y位移的工作原理，那么Y位移不能向上或向下同样是由于电位值的改变造成的，通常是因差分放大电路某一放大级中的其中一个三极管或其电路发生故障，致使无法实现“差分”放大，最终影响屏幕光迹的显示效果。

检修方法和思路：首先根据Y位移向上或向下的情况，可以初步判断是差分电路的上半部分还是下半部分出现故障，以此缩小故障查找范围。然后采用短接法和电位测量法可以查找出到底是哪一级的差分放大电路出现故障.最后便可以确定具体的故障点位置，从而排除故障修复Y位移功能。

2.水平扫描系统。

水平扫描系统由扫描信号发生器与水平放大电路组成.在确认Y板正常工作的基础上，将X板的工作电源连接线接上，让X板和Y板同时工作.水平放大电路的第一级是由三极管构成共基极放大器，它的射极电位可由面板上的X位移旋钮电位器调节，从而改变其集电极输出直流电位，实现扫描线起点的左右移动.第二级水平放大电路是单端输入双端输出的差动放大器，调节两管射极间的可调电阻可实现其放大倍数的调节.开机后观察故障现象，一般有五种现象.现象一：无光迹，无扫描线；现象二：有光迹，无扫描线；现象三：有扫描线，X位移失效。

现象一

分析：X板水平扫描系统同样会出现与Y板类似的情况，就是光迹或扫描线严重偏离屏幕，通常是由于水平系统中的差分放大电路故障造成的。X板上的差分放大电路同样具有“零输入、零输出”的特点。

检修方法及思路：参照Y板差分放大电路的排故方法，通过短接法、电位测量法、通断测量法查找故障点。

现象二

分析：根据水平扫描系统工作原理，如果开机观察发现屏幕显示有光迹但无扫描线，则可初步判断是扫描信号发生器部分出现故障.若排除扫描发生器故障可能，则考虑在扫描信号产生后的传输线路出现故障，可采取进一步检查维修。

检修方法及思路：扫描方式开关通常放置在AUTO档，当无扫描触发信号输入时，扫描发生器工作于自激振荡状态，最终在扫描信号发生器的3Q4发射极产生周期性锯齿波信号.由于扫描信号发生电路是振荡回路，任何一个节点的电位发生变化都会影响其他节点的电位值，所以采用电位测量法、通断测量法很难方便的确定故障点位置.因此，采用信号跟踪法比较合适，我们可以断开回路中二极管3D5的阳极引脚，并从阳极送入一个三角波信号，然后沿着回路逐一观察信号传输情况，在判断出基本故障范围后再用通断测量法检查确定故障点。

现象三

分析：X位移失效的故障一般由X位移控制電路故障引起，与Y位移失效相似。

检修方法及思路：此类故障情况可用电位测量法和通断测量法检查故障点，恢复后X位移即可正常工作。

三、整机调试

示波器整机调试是用信号发生器从示波器被测信号输入端送入一个正弦波信号，然后按照要求完成调试。调试内容包括三项。

第一是选定Y轴输入灵敏度档位，从信号发生器读取并记录输入信号电压幅度，再从示波器读取显示波形的幅度值，并计算得出波形显示的相对误差。第二是选定X轴输入灵敏度档位，按要求调节输入信号频率，使得示波器屏幕上显示刚好10个周期（10div）的波形，然后从信号发生器读取输入信号频率值，换算成周期值并记录，与显示波形的周期值比较并计算出相对误差.需要说明的是输入信号波形可以是正弦波、三角波或方波，因为三角波或方波观察一个周期的波形更准确一些。第三是选定Y轴输入灵敏度档位，然后改变输入信号频率分别为10Hz、100Hz、10kHz、100kHz、1MHz并分别记录对应的输入信号电压值.需要说明的是输入信号频率很低时，波形已经无法正常显示和读取，我们可以选择将X轴输入灵敏度旋钮放置到X-Y方式读取波形幅度值，这样准确度相对高一些，从而减小读取时的人为误差。

四、结束语

本文重点介绍了实验室HE6105型示波器故障现象，对各种现象展开分析，对维修方法及思路进行说明，给出了较为系统的排故解决方案，以便提高实验室人员解决故障分析能力和维修调试能力，对学生顺利完成实验有极大作用。本文介绍的是示波器排故维修的基本故障分析及维修方法，对于一些较为特殊的故障情况还需要在今后的教学实践中进一步总结归纳整理成文。

参考文献

[1]李明生.电子测量仪器[M].2版.高等教育出版社，2008.6.