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便攜式示波器是如何將掃速提高到20nS/DIV

時(shí)間:2011/5/16閱讀:4548
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LM便攜式示波器10MHz/20MHz/40MHz/60MHz/100MHz)使用說明
LM便攜式示波器概述
LM便攜式示波器是便攜式雙通道示波器,本機(jī)垂直系統(tǒng)具有5mV/DIV5V/DIV的偏轉(zhuǎn)靈敏度,水平系統(tǒng)具有0.5S/DIV0.2µS /DIV的掃描速度,并設(shè)有擴(kuò)展×10,可將掃速提高到20nS/DIV
 
 
LM便攜式示波器技術(shù)指標(biāo)
2.1垂直系統(tǒng)

項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
靈敏度
5mV/DIV-5V/DIV,按1-2-5順序分10
精度
±3
微調(diào)
大于2.5:1
 
 
上升時(shí)間
35 nS
17.5 nS
8.75 nS
5.84 nS
3.5 nS
 
 
頻寬(—3dB
DC-10MHz
DC-20MHz
DC-40MHz
DC-60MHz
DC-100MHz
輸入阻抗
直接:1MΩ±3,25pF±5pF
經(jīng)10:1探級(jí):100 MΩ±5,16pF±2pF
大輸入電壓
400VDC+AC peak
工作方式
CH1,CH2.ALT,CHOP,ADD
視在延時(shí)
40 nS

2.2觸發(fā)系統(tǒng)

項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
 
 
 
 
觸發(fā)靈敏度
內(nèi)觸發(fā)     DC-10 MHz    1.0 DIV
DC-20 MHz    1.5 DIV
DC-40 MHz    1.5 DIV
DC-60 MHz    2.0DIV
DC-100 MHz   2.5 DIV
TV-signal      2.0DIV
外觸發(fā)     DC-10 MHz     0.3V
DC-20 MHz     0.5V
DC-40 MHz     0.5V
DC-60 MHz     1.0V
DC-100 MHz    1.5V
TV-signal       0.5V
自動(dòng)方式下限頻率
20Hz
外觸發(fā)輸入阻抗
1MΩ,20pF
外觸發(fā)大輸入電壓
160VDC+AC peak
觸發(fā)電源
內(nèi),外
內(nèi)觸發(fā)源
CH1 VERTMODE, CH2,電源
觸發(fā)方式
常態(tài)、自動(dòng)、電視場(chǎng)、峰值自動(dòng)

2.3水平系統(tǒng)

項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
掃描速度
0.5S/DIV-0.2µS /DIV1-2-順序分20
4320D:0.2S/DIV-0.2µS /DIV
精度
±3
微調(diào)范圍
大于2.5:1
掃描速度
擴(kuò)展×10,快掃速20nS/DIV±8

2.4X-Y方式

項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
靈敏度
同垂直系統(tǒng)
精度
±5
頻寬(—3dB
DC:0-1MHzAC:10Hz-1MHz
相位差
小于3°(DC-50kHz)

2.5 Z軸系統(tǒng)(用戶要求時(shí)給出)

項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
靈敏度
5V,低電平加亮
輸入阻抗
10kΩ
頻寬
DC-1MHz
大輸入電壓
50VDC+AC peak

2.6校正信號(hào)

項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
波形
對(duì)稱方波
幅度
0.5±2
頻率
1kHz±2

2.7示波管

項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
有效工作面
8×10DIV      1DIV=10mm
發(fā)光顏色
綠色

2.8電源

項(xiàng)目
技術(shù)指標(biāo)
電壓范圍
220V±10
頻率
50Hz±2Hz
功耗
40VA

 
LM便攜式示波器操作說明
3.1基本操作
1.本系列示波器電源電壓為220V。
2.接通電源,電源指示燈亮,稍候預(yù)熱,屏幕上出現(xiàn)光跡,分別調(diào)節(jié)亮度、聚焦、輔助聚焦、跡線旋轉(zhuǎn),使光跡清晰并與水平刻度平行。
3.10:1探極將校正信號(hào)輸入至CH1輸入插座。
4.調(diào)節(jié)CH1移位與X移位,使波形相符合。
5.將探極換至CH2輸入插座,垂直方式置于“CH2”,重復(fù)(4.)操作,得到相符合的波形。
3.2亮度控制
   調(diào)節(jié)亮度電位器,使屏幕顯示的光跡亮度適中。一般觀察不宜太亮,以免熒光屏老化,高亮度的顯示一般用于觀察低頻率的快掃描信號(hào)。
3.3垂直系統(tǒng)的操作
1.垂直方式的選擇
 當(dāng)只需觀察一路信號(hào)時(shí),將“MODE”開關(guān)置“CH1”或“CH2”,此時(shí)被選中的通道有效,被測(cè)信號(hào)可從通道端口輸入。當(dāng)需要同時(shí)觀察兩路信號(hào)時(shí),將“MODE”開關(guān)置交替“ALT”,該方式使兩個(gè)通道的信號(hào)被交替顯示,交替顯示的頻率受掃描周期控制。當(dāng)掃速低于一定頻率時(shí),交替方式顯示會(huì)出現(xiàn)閃爍,此時(shí)應(yīng)將開關(guān)置于繼續(xù)“CHOP”位置。當(dāng)需要觀察兩路信號(hào)代數(shù)和時(shí),將“MODE”開關(guān)置于“ADD”位置,在選擇這種方式時(shí),兩個(gè)通道的衰減設(shè)置必須一致,CH2 INV未按下時(shí)為CH1+ CH2CH2 INV開關(guān)按下時(shí),為CH1+ CH2
2.輸入耦合的選擇
 直流(DC)耦合:適用于觀察包含直流成份的被測(cè)信號(hào),如信號(hào)的邏輯電平和靜態(tài)信號(hào)的直流電平,當(dāng)被測(cè)信號(hào)的頻率很低時(shí),也必須采用這種方式。
 交流(AC)耦合:信號(hào)中的直流分量被隔斷,用于觀察信號(hào)的交流分量,如觀察較高直流電平上的小信號(hào)
 接地(GND):通道輸入端地(輸入信號(hào)斷開),用于確定輸入為零時(shí)光跡所處位置。
3.X-Y操作
 當(dāng)按下X-Y操作鍵CH1 X時(shí),本機(jī)可作為X-Y示波器使用,此進(jìn)CH1作為X軸,CH2作為Y軸。
3.4觸發(fā)源的選擇
1. 觸發(fā)源的選擇
觸發(fā)源開關(guān)有兩種,一種是外觸發(fā)“EXT”,由面板上外觸發(fā)輸入插座輸入觸發(fā)信號(hào);另一種是內(nèi)觸發(fā)“INT”,由內(nèi)觸發(fā)源開關(guān)控制。
2.內(nèi)觸發(fā)源的選擇
CH1觸發(fā):觸發(fā)源取自通道1
CH2觸發(fā):觸發(fā)源取自通道2。
ALTVERT MODE觸發(fā):觸發(fā)源受垂直方式開關(guān)控制,當(dāng)垂直方式開關(guān)置于“CH1”,觸發(fā)源自動(dòng)切換到通道1;當(dāng)垂直方式開關(guān)置于“CH2”,觸發(fā)源自動(dòng)切換到通道2;當(dāng)垂直方式開關(guān)置于“ALT”,觸發(fā)源與通道1、通道2同步切換,在這種狀態(tài)使用時(shí),兩個(gè)不相關(guān)的信號(hào)其頻率不應(yīng)相差很大,同時(shí)垂直輸入耦合應(yīng)置于“AC”,觸發(fā)方式應(yīng)置于“AUTO”或“NORM”。當(dāng)垂直方式開關(guān)置于“CHOP”和“ADD”時(shí),內(nèi)觸發(fā)源選擇應(yīng)置于“CH1”或“CH2”。
3.5水平系統(tǒng)的操作
1.掃描速度的設(shè)定
掃描范圍從0.2µS /DIV—0.5S/DIV1-2-5進(jìn)位分20檔,微調(diào)提供至少2.5倍的連續(xù)調(diào)節(jié),根據(jù)被測(cè)信號(hào)頻率的高低,選擇合適檔級(jí),在微調(diào)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至校正位置時(shí),可根據(jù)開關(guān)的示值和波形在水平軸方向上的距離讀出被測(cè)信號(hào)的時(shí)間參數(shù),當(dāng)需要觀察波形某一個(gè)細(xì)節(jié)時(shí),可進(jìn)行水平擴(kuò)展×10,此時(shí)原波形在水平軸方向上被擴(kuò)展10
2.掃描擴(kuò)展
 當(dāng)被顯示波形某一部分需要擴(kuò)展時(shí),就需提高掃描速度。此時(shí)可以按下掃描擴(kuò)展×10按鍵波形就被擴(kuò)展10倍,波形的中心顯示在屏幕上。
工作在掃描擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)時(shí),掃描速度如下:
                            SEC/DIV開關(guān)指示值)×1/10
因此,高掃速0.2µS /DI經(jīng)擴(kuò)展后成為:
                              0.2µS /DIV×1/10=20nS/DIV
當(dāng)交替掃描擴(kuò)展開關(guān)被按下時(shí),擴(kuò)展后的波形和未被擴(kuò)展的波形同時(shí)顯示在屏幕上,本示波器此時(shí)可實(shí)現(xiàn)雙蹤四線顯示。
調(diào)節(jié)掃線分離旋鈕可以改變兩掃線間的距離,以便適于觀察。
3.觸發(fā)方式的選擇
常態(tài)(NORM):無信號(hào)輸入時(shí),屏幕上無光跡顯示;有信號(hào)輸入時(shí),觸發(fā)電平調(diào)節(jié)在合適位置上,電路被觸發(fā)掃描。當(dāng)被測(cè)陳頻率低于20Hz時(shí),必須選擇這種方式。
自動(dòng)(AUTO):無信號(hào)輸入時(shí),屏幕上有光跡顯示;一旦有信號(hào)自動(dòng)輸入時(shí),電平調(diào)節(jié)在合適位置上,電路自動(dòng)轉(zhuǎn)換到觸發(fā)掃描狀態(tài),顯示穩(wěn)定的波形。當(dāng)被測(cè)信號(hào)頻率高于20 Hz時(shí),常用著一種方式。
電視場(chǎng)(TV):對(duì)電視信號(hào)中的場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行同步,在這種方式下被測(cè)信號(hào)是同步信號(hào)為負(fù)極性的電視信號(hào),如果是正極性,則可以由CH2輸入,借助于CH2   INV。把正極性轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極性后測(cè)量。
峰值自動(dòng)(P-P AUTO:這種方式同自動(dòng)方式,但無須調(diào)節(jié)電平既能同步,它一般適用于正弦波、對(duì)稱波或空比相差不大的脈沖波。對(duì)于頻率較高的測(cè)試信號(hào),有時(shí)也要借助于電平調(diào)節(jié),它的觸發(fā)同步靈敏度要比“常態(tài)”和“自動(dòng)”稍低一些。
4.極性的選擇(SLOP
 用于選擇被測(cè)信號(hào)的上升沿或下降沿去觸發(fā)掃描。
5.電平的設(shè)置(LEVEL
 用于調(diào)節(jié)被測(cè)信號(hào)在某一合適的電平上啟動(dòng)掃描,當(dāng)產(chǎn)生觸發(fā)掃描后,“TRIG’D”指示燈亮。
6.釋抑控制(HOLD OFF
 當(dāng)被測(cè)量的信號(hào)是一個(gè)具有兩個(gè)或更多重復(fù)周期的復(fù)雜波形時(shí),僅用上述電平控制器不足以獲得穩(wěn)定波形顯示。在這種情況下,可通過調(diào)節(jié)釋抑時(shí)間(掃描休止時(shí)間),使掃描穩(wěn)定與觸發(fā)信號(hào)同步。
3.6信號(hào)連接
1.探極操作
 本示波器附件中有兩根衰減比為10:11:1可轉(zhuǎn)換的探極,為減少探極對(duì)被測(cè)電路影響,一般使用10:1探極,此時(shí)探極的輸入阻抗為10MΩ,16 pF;衰減比為1:1的探極用于觀察小信號(hào),但此時(shí)輸入阻抗已降1MΩ,輸入電容約為70 pF,因此在測(cè)量時(shí)要考慮探極對(duì)被測(cè)電路的影響和測(cè)試的準(zhǔn)確性。
 為了提高測(cè)量精度,探極上的接地和被測(cè)電路地應(yīng)盡量采用短的連接,在頻率較低、測(cè)量精度不高的情況下,可用前面板上接地端和被測(cè)電路地連接,以方便測(cè)試。
2.探極的調(diào)整
 由于示波器輸入特性的差異,在使用10:1探極測(cè)試以前,必須對(duì)探極進(jìn)行檢查和補(bǔ)償調(diào)節(jié)。
 
LM便攜式示波器測(cè)量
4.1測(cè)量前的檢查和調(diào)整
   為了得到較高的測(cè)量精度,減少測(cè)量誤差,在測(cè)量前應(yīng)對(duì)如下項(xiàng)目進(jìn)行檢查和調(diào)整。
4.1.1光跡旋轉(zhuǎn)(TRACE ROTATION
在正常情況下,屏幕上顯示的水平光變應(yīng)與水平刻度線平行,但由于地球磁場(chǎng)與其它因素的影響,會(huì)使水平跡線產(chǎn)生傾斜,給測(cè)量造成誤差,因此在使用前可按下列步驟檢查或調(diào)整:
1.      預(yù)置示波器面板上的控制件,使屏幕上獲得一根水平掃描線。
2.      調(diào)節(jié)垂直移位使掃描基線處于垂直中心的水平刻度線上。
3.      檢查掃描基線與水平刻度線是否平行,如不平行,用螺絲刀調(diào)整前面板
ROTATION”控制器。
4.1.2探極補(bǔ)償
   探極的調(diào)整用于補(bǔ)償由于示波器輸入特性的差異而產(chǎn)生的誤差,調(diào)整方法如下:
1.3.1設(shè)置面板控制件,并獲得一掃描基線。
2.設(shè)置VOLTS/DIV10 mV /DIV檔級(jí)。
3.ch110:1探極接入輸入插座,并與本機(jī)校正信號(hào)“CAL”聯(lián)接。
4.2幅值的測(cè)量
4.2.1--峰值電壓的測(cè)量
   對(duì)被測(cè)信號(hào)波形峰--峰值電壓的測(cè)量,步驟如下:
1.將信號(hào)輸入至CH1CH2插座,將垂直方式置于被選用的通道。
2.設(shè)置電壓衰減器并觀察波形,使被顯示的波形在5格左右,將微調(diào)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(校正位置)。
3.調(diào)整電平使波形穩(wěn)定(如果峰值自動(dòng),無須調(diào)節(jié)電平)。
4.調(diào)節(jié)掃速控制器,使屏幕顯示至少一個(gè)波形周期。
5.調(diào)節(jié)垂直移位,使波形底部在屏幕中某一水平坐標(biāo)上。
6.調(diào)整水平移位,使波形頂部在屏幕中央的垂直坐標(biāo)上。
7.讀出垂直方向A-B兩點(diǎn)之間的格數(shù)。
8.按下面公式計(jì)算被測(cè)信號(hào)的峰--峰電壓數(shù)(Vp—p)。
Vp—p=垂直方向的格數(shù)×垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)
4.2.2直流電壓的測(cè)量
   直流電壓的測(cè)量步驟如下:
1.設(shè)置面板控制器,使屏幕顯示一掃描基線。
2.設(shè)置被選用通道的耦合方式為“GND”。
3.調(diào)節(jié)垂直移位,使掃描基線與水平中心刻度線重合,定義此為參考的電平。
4.將被測(cè)信號(hào)饋入被選用的通道插座。
5.將輸入耦合置于“DC”,調(diào)節(jié)電壓衰減器,使被測(cè)波形顯示在屏幕中一個(gè)合適的位置上,微調(diào)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(校正位置)。
6.讀出被測(cè)直流電平偏移參考地線的格數(shù)。
7.按下列公式計(jì)算被測(cè)直流電壓值:
V=垂直方向格數(shù)×垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)×偏轉(zhuǎn)方向(+或-)
4.2.3代數(shù)迭加
當(dāng)需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)的代數(shù)和或差時(shí),可根據(jù)下列步驟操作:
(1)   設(shè)置垂直方式的“ALT”或“CHOP”(根據(jù)信號(hào)頻率),CH2 INV鍵常態(tài),即CH2正極性。
(2)   將兩個(gè)信號(hào)分別饋入CH1CH2輸入插座。
(3)   調(diào)節(jié)電壓衰減器使兩個(gè)信號(hào)的顯示幅度適中,調(diào)節(jié)垂直移位,使兩個(gè)信號(hào)波形處于屏幕中央。
(4)   將垂直方式置于“ADD”,即得兩個(gè)信號(hào)的代數(shù)和顯示,如需觀察兩個(gè)信號(hào)的代數(shù)差,則將CH2 INV鍵按下。
4.2.4幅值比較
在某些應(yīng)用中,需要對(duì)兩個(gè)信號(hào)之間的幅值偏差(百分比)進(jìn)行測(cè)量,其步驟如下:
(1)   將作為參考的信號(hào)饋入CH1CH2輸入插座。設(shè)置垂直方式為被選用的通道。
(2)   調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器使屏幕顯示幅度為垂直方向5倍。
(3)   在保持電壓衰減器和微調(diào)控制器在原位置不變的情況下,將探極從參考信號(hào)換接至欲比較的信號(hào),調(diào)整垂直移位使波形底部對(duì)準(zhǔn)屏幕的0%刻度線。
(4)   調(diào)整水平移位使波形頂部在屏幕中央的垂直刻度線上。
(5)   根據(jù)屏幕左側(cè)的0%的百分比標(biāo)準(zhǔn),從屏幕中央的垂直座標(biāo)上讀出百分比(1小格等于4%)。
4.3時(shí)間測(cè)量
4.3.1時(shí)間間隔的測(cè)量
對(duì)于一個(gè)波形中兩點(diǎn)間時(shí)間間隔的測(cè)量,可按下列步驟進(jìn)行:
(1)   將信號(hào)饋入CH1CH2輸入插座,設(shè)置垂直方式為被選通道。
(2)   調(diào)整電平使波形穩(wěn)定顯示(如峰值自動(dòng),則無須調(diào)節(jié)電平)。
3)將掃速微調(diào)順時(shí)針旋足(校正位置),調(diào)整掃速控制器,使屏幕上顯示1-2個(gè)信號(hào)周期
4)分別調(diào)整垂直移位和水平移位,使波形中需測(cè)量的兩點(diǎn)位于屏幕中央水平刻度線上。
5)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的水平刻度,按下列公式計(jì)算出時(shí)間間隔
時(shí)間間隔(S兩點(diǎn)之間水平距離(格)×掃描時(shí)間因素(時(shí)間/格)
                               水平擴(kuò)展倍數(shù)
4.3.2周期和頻率的測(cè)量
所測(cè)得的時(shí)間間隔即為該信號(hào)的周期T,該信號(hào)的頻率為1/T,例如T=16us,則頻率為 f=1/T=       1              =62.5KHz
                    16×10 -6
4.3.3上升或下降時(shí)間的位置
上升(或下降)時(shí)間的測(cè)量方法和時(shí)間間隔的測(cè)量方法一樣,只不過是測(cè)量被測(cè)波形滿幅度的10%90%兩處之間的水平軸距離,測(cè)量步驟如下;
(1)   設(shè)置垂直方式為CH1CH2,將信號(hào)饋送到被選中的通道輸入插座。
(2)   調(diào)整電壓衰減器和微調(diào),使波形的垂直幅度顯示5倍。
(3)   調(diào)整垂直移位,使波形的頂部和底部分別位于0%的刻度線上。
(4)   調(diào)整掃速開關(guān),使屏幕顯示波形的上升沿或下降沿。
(5)   調(diào)整水平位移,使波形上升沿的10%處相交于某一垂直刻度線上。
(6)   測(cè)量10%90%兩點(diǎn)間的水平距離(格),如波形的上升沿或下降沿較快,則可將水平擴(kuò)展×10,使波形的水平方向上擴(kuò)展10倍。
(7)   按下列公式計(jì)算出波形的上升(或下降)時(shí)間
上升(或下降)時(shí)間水平距離(格)×掃描時(shí)間因素(時(shí)間/格)
                                     水平擴(kuò)展倍數(shù)
4.3.4時(shí)間差的測(cè)量
對(duì)兩個(gè)相關(guān)信號(hào)的時(shí)間差測(cè)量,可按下列步驟進(jìn)行;
(1)   將參考信號(hào)和一個(gè)待比較信號(hào)分別饋入“CH1”和“CH2”入插座。
(2)   根據(jù)信號(hào)頻率,將垂直方式置于“ALT”或“CHOP”。
(3)   設(shè)置觸發(fā)源至參考信號(hào)那個(gè)通道。
(4)   調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器,使顯示合適的幅度。
(5)   調(diào)整電平使波形穩(wěn)定顯示。
(6)   調(diào)整SEC/DIV,使兩個(gè)波形測(cè)量點(diǎn)之間有一個(gè)能方便觀察的水平距離。
7調(diào)整垂直移位,使兩個(gè)波形的測(cè)量點(diǎn)位于屏幕中央水平刻度線上。
時(shí)間差= 水平距離(格)×掃描時(shí)間因素(時(shí)間/格)
                        水平擴(kuò)展倍數(shù)
4.3.5相位差的測(cè)量
相位差的測(cè)量可參考時(shí)間差的測(cè)量方法,步驟如下:
(1)   按以上時(shí)間差測(cè)量方法的步驟(1)至(4)設(shè)置有關(guān)控制器。
(2)   調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器,使兩個(gè)波形的顯示幅度一致。
(3)   調(diào)整掃速開關(guān)和微調(diào),使波形的一個(gè)周期在屏幕上顯示8格,這樣水平刻度線上1 DIV=45°(360°÷8)
(4)   測(cè)量?jī)蓚€(gè)波形相對(duì)位置上的水平距離(格)
(5)   按下列公式計(jì)算出兩個(gè)信號(hào)的相位差
相位差=水平距離(格)×45°/格
4.4電視場(chǎng)信號(hào)測(cè)量
本示波器具有顯示電視場(chǎng)信號(hào)的功能,操作方法如下:
(1)   將垂直方式置于CH1”或“CH2”,將電視信號(hào)饋送至被選中的通道輸入插座。
(2)   將觸發(fā)方式置于TV”,并將掃速開關(guān)置于2mS/DIV
(3)   觀察屏幕上顯示是否是負(fù)極性同步脈沖的信號(hào),如果不是,可將信號(hào)改送至CH2通道,并將CH2INV鍵按下,使正極性同步脈沖的電視信號(hào)倒相為負(fù)極性同步脈沖的電視信號(hào)。
(4)   調(diào)整電壓衰減器和微調(diào)控制器,顯示合適的幅度。
(5)   如需如致觀察電視場(chǎng)信號(hào),則可將水平擴(kuò)展×10。
4.5        X-Y方式的應(yīng)用
在某些場(chǎng)合,X軸偏轉(zhuǎn)需外來的信號(hào)控制,如接外掃描信號(hào),階梯信號(hào)及李沙育圖形的觀察,或作其它設(shè)備的顯示裝置,都要用到這種方式。
X-Y方式的操作,將CH1-X鍵按下,由CH1 OR X端輸入X信號(hào),其偏轉(zhuǎn)因素直接由CH1通道的VOLTS/D1V開關(guān)示值讀取,同樣由CH2 OR Y端輸入Y信號(hào)。
4.6 Z軸調(diào)制的應(yīng)用
LM便攜式示波器后面板的Z軸輸入插座可輸入對(duì)波形亮度的調(diào)制信號(hào),調(diào)制極性為正電平消隱,負(fù)電平加亮。如與X-Y方式配合使用,可實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三個(gè)方向上的控制,用于圖形或字符顯示。

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