電視掃描演示器的原理及制作

下圖中發(fā)光二極管LED和三極管V1以及電位器W1等構(gòu)成充電恒流源。由于LED上的正向壓降很穩(wěn)定，因此具有穩(wěn)壓的作用，此電壓加到V1的發(fā)射結(jié)和W1、R2上。改變W1阻值時(shí)，可以改變V1的基極電流，此電流經(jīng)V1放大后，通過二極管D1向電容C1充電。W1阻值調(diào)得越小，充電速度就越快，也就是C1兩端輸出的鋸齒波電壓上升速度越快。當(dāng)C1兩端電壓上升到一定值時(shí)，NE555集成電路IC的輸出端3腳輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，由高電平變?yōu)榈碗娖剑瑢?yīng)三極管V2飽和導(dǎo)通。由二極管D2、D3和三極管V3以及電位器W2等組成的放電恒流源開始工作。同樣，由于D2、D3上的正向壓降很穩(wěn)定，因此具有穩(wěn)壓的作用，此電壓加到V3的發(fā)射結(jié)和W2、R5上。改變W2阻值時(shí)，可改變V3的基極電流，此時(shí)電容C1放電，當(dāng)C1兩端電壓下降到一定值時(shí)，NE555集成電路的3腳輸出由高電平變?yōu)榈碗娖椒D(zhuǎn)，對應(yīng)7腳也為低電平，但是由于二極管D1的作用，C1不能經(jīng)過7腳放電，只能通過V3恒流源放電。W2阻值調(diào)得越小，放電速度就越快，也就是C1兩端輸出的鋸齒波電壓下降速度越快。由于此電視掃描演示器的輸出信號是送給示波器，示波器的輸入阻抗非常高，因此對電容C1的充電和放電影響非常小。圖中W1對應(yīng)為場正程掃描速度電位器；W2對應(yīng)為場逆程掃描速度電位器，此電位器帶電源開關(guān)K。紅色接線柱為信號輸出端，黑色接線柱為輸出接地端。

元件清單：NE555時(shí)基集成電路1塊（下圖中1C）；帶開關(guān)470K電位器1個（下圖中W2，調(diào)節(jié)鋸齒波下降速度）；100K電位器1個（下圖中W1，調(diào)節(jié)鋸齒波上升速度），LED發(fā)光二極管1個（起電源指示和充電恒流源的穩(wěn)壓作用）；9012或A1015三極管2個（下圖中V1、V2），9013三極管1個（下圖中V3），1N4148二極管1個（下圖中D1，阻斷振蕩電容向時(shí)基集成電路7腳放電）；普通二極管2個（下圖中D2、D3，起放電恒流源的穩(wěn)壓作用），小功率5.6K電阻2個（下圖中R1、R4）；小功率560Ω電阻1個（下圖中R2）；小功率15K電阻1個（下圖中R3）；小功率2K電阻1個（下圖中R5），紅色、黑色連接導(dǎo)線若干；9V電池1個。

演示步驟：

1.選擇一臺熒光屏比較大、X軸掃描頻率可以調(diào)得比較低的示波器，如J2458教學(xué)示波器。

2.在電視掃描演示器中裝上9V電池。

3.用信號線把電視掃描演示器輸出端上的紅色接線柱接到示波器的“Y輸入”端，黑色接線柱接到示波器Y軸的“地”端。Y軸交直流輸入選擇撥到“DC”。

4.示波器×軸上的“掃描范圍”調(diào)到最低處的“10-100”，“掃描微調(diào)”逆時(shí)針旋到最小。

5.電視掃描演示器上場逆程掃描速度電位器W2逆時(shí)針調(diào)到底，使場逆程掃描速度最慢。

6.接通示波器電源，調(diào)示波器“X軸增益”和X軸移位鈕，使亮點(diǎn)在左右方向掃滿熒光屏。

7.通過順時(shí)針旋動演示器上場正程掃描速度電位器W1，并調(diào)示波器上的“Y軸增益”和Y軸移位鈕，使亮點(diǎn)同時(shí)在上下方向掃滿熒光屏。此時(shí)可以看到亮點(diǎn)在慢I曼做左右運(yùn)動的同時(shí)，還在慢慢做做上下的運(yùn)動。認(rèn)真觀察電子掃描的規(guī)律，特別是場正程和場逆程掃描的情況。

8.分別順時(shí)針旋轉(zhuǎn)演示器上場正程掃描速度電位器和場逆程掃描速度電位器，分別提高兩個掃描速度，觀察電子掃描變化情況。

9.調(diào)節(jié)示波器X軸的掃描速度。把示波器X軸的“掃描范圍”調(diào)到“1K-10K”，同時(shí)將演示器上w1和w2上的阻值都調(diào)到最小，此時(shí)可以看到全屏光柵。這時(shí)增大Y軸或減小Y軸增益，可發(fā)現(xiàn)光柵上下壓縮。停止示波器的水平掃描，只有演示器的掃描信號，熒光屏上出現(xiàn)一條豎直亮線。

10.細(xì)調(diào)示波器×軸的“掃描微調(diào)”，光柵上可出現(xiàn)十多條穩(wěn)定的場回掃亮線。通過演示可看到回掃亮線的多少與演示器的場逆程掃描速度和示波器的×軸掃描速度有關(guān)。