说起示波器的工作原理,因为它是一套高深并且专业的知识,讲上十天半月的都讲不完。我们不是搞电子设计的,也没有必要从内部电子元件工作原理上进行学习,但是作为汽车维修人员,解决好奇心的方法就是动手拆,虽然搞不太明白,但可以了解其大致结构,了解一下与我们相关的使用方面的问题就可以了。
拆开示波器的外壳,我们看一下里面的结构,如图1-3所示。

图1-3
从结构上看,里面有两块电路板,上面那块电路板是输入信号处理器,从电路板的字符可以看到,这是一块6通道的示波器电路板,但只用了两个通道。下面的电路板是显示屏控制电路板,它主要由显示屏、输入菜单按钮处理电路组成。前后两块电路板靠一条数据线连接,用来交换数据。详细的工作原理,要涉及更加专业的电子控制系统的知识,这方面的知识我也不专业,本书只是讨论如何用好示波器。如果有感兴趣的,可以去自学一下关于单片机的知识,这类教材中有关于液晶显示屏驱动的工作原理。
显示屏上有多个像素组成,每个时刻只有一个相对应的电压值,随着时间的推移,电压值的大小变成显示屏上高低变化的点,这些点连到一起,就是一条变化的曲线,也就是电压在时间轴上移动的痕迹,我们就能看到电压信号的波形。(https://www.xing528.com)
示波器是以时间为横轴(水平方向),电压为纵轴(垂直方向)的一种关于电压变化的坐标图。
同样是水温传感器信号电压的测量,我们可以选择这两种设备测量水温传感器,示波器可以更加精准地反映信号电压的变化过程。而万用表只让我们“看”到了一个一个的相对于时间变化的点,无法形成完整的变化曲线,除非用我们的大脑“合成”。而示波器直接把变化过程以图像的形式显示出来。
上面所说的水温传感器的信号变化速度,在所有汽车电子信号中,可以说是变化最慢的,我们可以用万用表测量,遇到更快的信号,比如曲轴位置传感器的信号,万用表只能测量一下电阻,或是用交流电压挡测量一下电压,也可以粗略判断一下故障。对于我们习惯使用示波器的人来说,用万用表测量交流电压的感觉就像我自己是1000多度的近视眼,让我摘下眼镜来看东西一样,模糊一片,近乎盲人的感觉。
什么情况下需要使用示波器呢?其实刚才已经表明了,对于快速变化(每秒钟变化1次以上)的信号就需要使用示波器了,否则,我们就不是在做真正的诊断,而是在做“赌博”,或者说是瞎猜。如果这样,你的客户是非常明白的,当他看到你换了两次件都没办法解决故障时,离开你的可能性会增加。我相信这件事谁都不愿意看到,这不是挣不挣钱的问题,是有没有自信,是将来自己技术、事业发展的大事!
从万用表到示波器,我们还可以找到共同点,万用表的作用是测量电压、电阻和电流,再加上一些附加的功能,如三极管放大倍数和通断检测等。而示波器仅能检测电压信号;对于电阻,示波器是不能检测的;如果给示波器配上一个电流传感器,测量电流也是可以的。
在测量的过程中,遇到的问题就是一个量程问题,使用万用表时需要考虑这一问题,用示波器测量同样需要考虑这一问题。不但是电压的范围需要考虑,而且信号的频率,相对于时间方面变化的快慢也是要考虑的,因为如果时基选择错了,就不能看清楚或看不到我们想要了解的波形。到底如何选择合适的量程,我们把相关内容放到了以后章节进行详细的讲解。
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