J2458型教學(xué)示波器，是根據(jù)教育部《JY3－78》號(hào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求而設(shè)計(jì)的。主要供中等學(xué)校物理教學(xué)中進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)使用。其標(biāo)準(zhǔn)定型樣機(jī)的外型，如圖44－1所示。
J2458型教學(xué)示波器技術(shù)指標(biāo)（垂直系統(tǒng)頻率響應(yīng)）
垂直系統(tǒng)頻率響應(yīng)： 直流DC～2MHz≤3dB 交流10Hz～2MHz≤3dB 靈敏度：≤20mVPP／格 輸入阻容：1MΩ／40pPF 衰減倍率：1、10、100、1000 四檔±10％ 輸入耐壓：400V（DC＋ACpp）
J2458型教學(xué)示波器技術(shù)指標(biāo)（掃描頻率）
掃描頻率10Hz──100KHz 分四檔 10Hz～100Hz 100Hz～1KHz 1KHz～10KHz 10KHz～100KHz 同步：內(nèi)正同步 內(nèi)負(fù)同步
J2458型教學(xué)示波器技術(shù)指標(biāo)（水平系統(tǒng)和校準(zhǔn)信號(hào)波形）
水平系統(tǒng) 頻率響應(yīng)：DC～500KH2≤3dB 靈敏度：≤64mVpp／格 輸入阻容：1MΩ／60PF
J2458型教學(xué)示波器技術(shù)指標(biāo)（其他工作環(huán)境）
其他工作環(huán)境： 溫度－10℃～＋40℃ 相對(duì)濕度≤80％（40℃） 使用電源：220V±10％、50Hz。 消耗功率：約50VA 工作時(shí)間：連續(xù)8小時(shí) 機(jī)箱尺寸：200×320×420（mm）3 重量：約10Kg
J2458型教學(xué)示波器工作原理
教學(xué)示波器的原理方框圖如圖44－2所示。按大方框可以分三部分：為主機(jī)部分，包括示波管、示波管控制電路、電源、消隱電路、校準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器等。第二為垂直部分，主要由輸入耦合電路、衰減器、垂直放大器組成。第三為水平部分，包括掃描發(fā)生器、水平放大器。
J2458型教學(xué)示波器結(jié)構(gòu)（示波管）
J2458型教學(xué)示波器采用13SJ38J型示波管。圖44－4為該示波管內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。這種示波管除熒光屏直徑較大外，還多了一個(gè)第四陽(yáng)極，又稱后加速陽(yáng)極。設(shè)置第四陽(yáng)極是為了提高示波管顯示的輝度，同時(shí)又不降低示波管的偏轉(zhuǎn)靈敏度。大家知道電子射線速度越高，能量越大，轟擊熒光屏后產(chǎn)生光跡的輝度越亮。但偏轉(zhuǎn)板靈敏度卻與通過的電子射線速度之平方成反比。為了解決這一矛盾，將進(jìn)入偏轉(zhuǎn)板之前的電子射線速度不得加速太高，在出偏轉(zhuǎn)板后再用第四陽(yáng)極加速，稱為后加速。第四陽(yáng)極是在示波管內(nèi)壁錐體上涂一層導(dǎo)電石墨層形成，一直延伸到熒光屏附近。導(dǎo)電石墨層和示波管外金屬臍孔相連接，以接入第四陽(yáng)極電壓。第四陽(yáng)極加的電壓比第三陽(yáng)極高一倍。、三陽(yáng)極聯(lián)在一起，電壓為1500伏，第二陽(yáng)極電壓為300～515伏，第四陽(yáng)極電壓為3000伏，控制柵極截止電壓為－35～70伏。垂直偏轉(zhuǎn)板靈敏度為10．6伏／厘米～14．2伏／厘米，水平偏轉(zhuǎn)板靈敏度為15．8伏／厘米～21．3伏／厘米。
J2458型教學(xué)示波器結(jié)構(gòu)（垂直放大器）
根據(jù)J2458型教學(xué)示波器垂直系統(tǒng)靈敏度指標(biāo)及示波管垂直偏轉(zhuǎn)板的靈敏度，可以標(biāo)出垂直放大器的放大量應(yīng)大于424～568倍，比J2459型學(xué)生示波器的要求高得多。 垂直放大器采用二級(jí)差動(dòng)放大器。第由雙三極管組成，第二級(jí)由兩只束射四極管組成。下面按電原理圖來說明。 被測(cè)信號(hào)從Y輸入CZ1及地CZ2接線柱輸入，經(jīng)耦合開關(guān)K1、衰減開關(guān)K2，輸送到第差動(dòng)放大器Gla柵極，Glb起陰極耦合倒相放大作用。這級(jí)電路與J2459型學(xué)生示波器中電路不同有三點(diǎn)：一是差動(dòng)放大器陰極接到－40伏電壓，陰極電阻取得較大，增加了差動(dòng)放大器的穩(wěn)定性，同時(shí)改善了放大器的線性。二是將Y增益調(diào)節(jié)放在這，W2是Y增益調(diào)節(jié)電位器，這樣在調(diào)節(jié)Y增益時(shí)不影響垂直位移，避免了學(xué)生示波器在Y增益調(diào)小時(shí)，垂直位移變窄的毛病。三是采用電感L1、L2進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償，以提高放大器的高頻響應(yīng)。W3是直流平衡電位器，用來調(diào)節(jié)Gla、Glb兩個(gè)陰極直流電位，使取得一致。第二級(jí)差動(dòng)放大器采用兩只束射四極管6J5組成。這樣可以大大提高這級(jí)差動(dòng)放大器的放大量，以滿足垂直系統(tǒng)靈敏度的要求。這兩只電子管要求特性一致。輸出端用電感L3a、b、L4a、b進(jìn)行串并聯(lián)補(bǔ)償。電位器W12及電容C48是補(bǔ)償方波信號(hào)前沿的。R21為負(fù)反饋電阻，改變?cè)撾娮柚担梢钥刂品糯笃鞯姆糯罅浚勾怪毕到y(tǒng)靈敏度達(dá)到≤20mVpp／格的要求。R25、C10、R26、C11將被測(cè)信號(hào)耦合到同步極性開關(guān)K3，供同步極性選擇，再送到掃描發(fā)生器。
J2458型教學(xué)示波器結(jié)構(gòu)（消隱電路）
掃描發(fā)生器在回掃時(shí)，示波管熒光屏上光點(diǎn)很快地從水平方向右邊返回原起始點(diǎn)。回掃時(shí)間雖然比掃描時(shí)間短得多，但熒光屏上也會(huì)出現(xiàn)回掃線。回掃線疊加在被測(cè)波形上，影響對(duì)被測(cè)波形的觀察。特別在觀察較高頻率信號(hào)，當(dāng)回掃期和被測(cè)信號(hào)周期可以相比擬時(shí)，回掃線在垂直方向也產(chǎn)生上下移動(dòng)，對(duì)被測(cè)波形干擾更大。好的辦法是讓示波管在回掃時(shí)電子槍不發(fā)射電子，回掃線就不會(huì)顯示出來。示波器中起這個(gè)作用的電路，叫消隱電路。 J2458型教學(xué)示波器的消除電路由電子管G6、二極管BG19及阻容元件組成。在掃描信號(hào)回掃期間，掃描發(fā)生器G5a陽(yáng)極產(chǎn)生負(fù)脈沖信號(hào)，取此負(fù)脈沖經(jīng)G6管放大倒相后，獲得幅度約50伏的正脈沖，經(jīng)高壓電容C21耦合到示波管陰極。陰極得到正脈沖時(shí)，其電位比控制柵高50伏，相當(dāng)控制柵極比陰極負(fù)50伏，此時(shí)陰極發(fā)射的電子不能通過控制柵極，電子槍不發(fā)射電子束，熒光屏就沒有光跡顯示。在回掃期間，50伏正脈沖消失，陰極發(fā)射的電子正常地通過控制柵極，電子槍發(fā)射出電子束，于是熒光屏顯示出光跡。這就是消隱電路的工作原理。 掃描發(fā)生器G5a陽(yáng)極除負(fù)脈沖外，還有從G56柵極過來的同步信號(hào)。為了防止G6管放大同步信號(hào)而對(duì)示波管光跡產(chǎn)生調(diào)輝作用，采用了BG19二極管隔離同步信號(hào)。因?yàn)橥叫盘?hào)幅度一般小于0．5伏，被二極管阻隔。負(fù)脈沖信號(hào)幅度約為15伏，通過二極管加到放大器進(jìn)行放大。
J2458型教學(xué)示波器結(jié)構(gòu)（水平放大器）
J2458型教學(xué)示波器水平系統(tǒng)頻率響應(yīng)要求從直流開始，因此水平放大器采用兩極直流耦合差動(dòng)放大器。放大器的總放大量約為280倍，以保證水平放大能靈敏度優(yōu)于64mVPP／格。 雙三極管G7組成第差動(dòng)放大器，這級(jí)和垂直放大器第電路完全相同，但元件參數(shù)有些差別。W9為水平位移電位器，W8是X增益調(diào)節(jié)電位器。采用這種調(diào)增益的方法在調(diào)整時(shí)對(duì)放大器頻率響應(yīng)影響較小，但不能象J2459型學(xué)生示波器那樣將X增益完全關(guān)閉。雙三極管G8組成第二級(jí)差動(dòng)放大器。由于要求輸出電壓幅度較大，其電源采用＋350伏。小電容C27、C28起高頻補(bǔ)償作用。以保證水平放大器頻率響應(yīng)達(dá)到指標(biāo)要求。經(jīng)水平放大器放大后的信號(hào)，反相接到示波管水平偏轉(zhuǎn)板。這是為了將掃描發(fā)生器產(chǎn)生的隨時(shí)間減小的鋸齒波倒轉(zhuǎn)過來，使掃描線符合從左到右掃的要求。
J2458型教學(xué)示波器結(jié)構(gòu)（面板）
面板上裝有示波管熒光屏及全部控制旋鈕，是示波器的測(cè)試操作部分。J2458型教學(xué)示波器面板布局可以參看圖44－1。上面部分為示波管熒光屏，熒光屏外罩有座標(biāo)片及聚光圈。因?yàn)槭静ü軣晒馄撩娣e較大，占了面板一半的位置。熒光屏下面一排控制旋鈕為輝度“¤”、聚焦“⊙”、輔助聚焦“○”三個(gè)控制旋鈕及指示燈、電源開關(guān)。這些和示波管熒光屏一起組成圖44－2方框圖中主機(jī)部分。垂直部分和水平部分控制旋鈕在面板下面兩個(gè)藍(lán)線柜內(nèi)，分別用字母Y、X標(biāo)出。這樣布局比較清楚、合理、美觀。垂直部分有垂直位移“”、Y增益兩個(gè)控制旋鈕，一個(gè)平衡調(diào)節(jié)孔，因平衡不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，采用起子孔調(diào)節(jié)形式。Y軸衰減開關(guān)用一只大旋鈕調(diào)節(jié)，分“1”、“10
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