Осциллограф. виды и устройство. работа и применение. особенности

Тенденции развития

Традиционно, производство современных цифровых осциллографов ориентировано на разработку устройств с более широкой полосой пропускания и увеличение быстродействия. На сегодняшний день полоса пропускания осциллографов ведущих производителей достигает 6-7 ГГц и даже больше (у некоторых осциллографов для расширенного анализа сигналов).

С другой стороны, есть тенденция к разработке портативных устройств. Эти устройства не будут иметь характеристик лабораторных осциллографов, но являются компактными, мобильными, и имеют привлекательную цену. По размерам и форм-фактору они очень напоминают современный мобильный телефон.

Разработаны также USB-осциллографы, которые работают в паре с персональным компьютером, и превращают его в измерительное устройство. Управление происходит с ПК, а сигнал отображается на его экране. Как правило, это небольшое и легкое устройство. С его помощью можно легко проводить обработку сигнала (которую на самом деле выполняет ваш ПК). Преимуществом является то, что сигнал можно легко сохранить, обработать, распечатать или переслать.

Какие они бывают?

После того, как мы выяснили зачем нужен аналоговый и любой другой осциллограф, можно перейти к его классификации. Существует 6 основных типов измерительных приборов:

  1. Аналоговые . Считаются классическими моделями измерительных устройств. Аналоговый осциллограф — это прибор для измерения средних сигналов. Нижний предел частоты — 10 Гц. Цена такого оборудования намного ниже, чем цифрового, потому оно до сих пор популярно среди начинающих электронщиков. Главный плюс аналоговых моделей — наименьшее искажение наблюдаемого сигнала. В остальном они сильно проигрывают цифровой техники. Основные узлы устройства: a. делитель входного сигнала; b. схема синхронизации и отклонения горизонтальной плоскости; c. лучевая трубка; d. блок питания.
  2. Цифровые запоминающие . Устройства предлагают больше возможностей по проведению исследований и измерений, поэтому их цена намного выше, чем аналоговых моделей. Анализирующие способности — главное преимущество запоминающих приборов. Задав определенные настройки, можно заставить оборудование записывать данные в цифровом формате сразу после нормализации. Изображение сигнальных данных более устойчивое, а итоговый результат пользователь может отредактировать путем нанесения меток или масштабированием. Примеры цифровых запоминающих осциллографов: TBS1052B Tektronix, TBS1152B-EDU Tektronix, R&S RTC1000. Основные компоненты прибора: a. делитель входного сигнала; b. усилитель нормализации; c. АЦП-преобразователь; d. устройства вывода и ввода информации; e. запоминающее устройство.
  3. Цифровые люминофорные . Приборы этого типа работают на цифровом люминофоре и считаются самыми дорогими среди всех типов осциллографов. Они способны имитировать изменение интенсивности выводимых данных. Это особенность упрощает диагностику отклонений в импульсных блоках. Примеры люминофорных осциллографов: Tektronix MSO DPO2000B, Tektronix DPO70804C, DPO72304SX Tektronix.
  4. Цифровые стробоскопические . В этих моделях используется эффект последовательного сигнального стробирования. Используются они для анализа высокочастотных повторяющихся сигналов, частота которых превышает частоту дискретизации устройства. Они осуществляют выборку множества сигнальных точек за несколько последовательных периодов, а затем воссоздают исходную форму волны. Рабочая частота оборудования этого типа превышает 50 Гц. Одной из популярных моделей стробоскопических осциллографов является DSA8300 Tektronix. Отличительная особенность устройства — широкий выбор оптических, электрических модулей для испытаний.
  5. Портативные . Измерительные технологии быстро развиваются, поэтому появилось компактное оборудование для проведения исследований сигналов. Плюс таких устройств заключается в низком потреблении электроэнергии и небольших габаритах. Портативное оборудование часто используют в своей работе электронщики. Примеры малогабаритной измерительной техники: серия R&S RTH Scope Rider, серия R&S (HAMEG) HMO Compact.
  6. Комбинированные . В эти приборы встроены анализаторы спектра, поэтому они способны не только собирать информацию о поступающем сигнале, но и определить количество гармоник вместе с уровнем. Примеры комбинированного оборудования: MDO3024 Tektronix, MDO3104 Tektronix, MDO4054C Tektronix.

Осциллографы незаменимы при измерении временных и амплитудных параметров электрического сигнала. Современные модели устройств также способны проводить спектральный анализ. Заявка на осциллограф

Органы регулировки и управления осциллографа С1-65

Область экрана осциллограммы: x64 пикселей.

Для охлаждения нагревающихся деталей осциллографа в днище просверлены вентиляционные отверстия, а для того чтобы между ней и плоскостью стола всегда было достаточное расстояние, привинчены резиновые ножки соответствующей высоты. Один из таких приборов показан на рисунке 2. Выбор источника синхронизации внутренний; внешний; от сети; от сети, уменьшенный в 10 раз осуществляется переключателем ВЗ.

Спустя несколько секунд можно будет наблюдать синусоидные волны и шкалу при выключенном щупе. Для большинства универсальных осциллографов эта полоса составляет 5МГц.

После того как плату просушили, ещё раз проверяем качество пайки. Провода гибкие, прочные, у меня в процессе ремонта ничего не оторвалось, сделано все на совесть — это не современные нежные китайские приборы, где при первом же демонтаже может отвалится половина проводки и часть их креплений. Предусилитель синхронизации предназначен для усиления внутренних сигналов синхронизации до уровня, необходимого для работы схемы синхронизации, а также для согласования выходного уровня усилителя Y с нулевым уровнем входа синхронизации.

Видео работы осциллографа С1-94

Если все параметры соответствуют нужным значениям, нужно отключить прибор от питания и установить JP4 перемычку. Подстроечный конденсатор С1— керамический. Масштаб времени для отображения может быть легко изменён функцией changeTimeDivision.

Для удобства наблюдения фронта исследуемого сигнала в К В О включена линия задержки ЛЗ1 в данной конструкции отсутствует. Выходная обмотка трансформатора Тр1 служит источником сетевого синхросигнала для схемы синхронизации. Если постоянные напряжения измерить просто, достаточно узнать только величину, то с переменными напряжениями имеют место быть некоторые нюансы.

Характеристики осциллографа

Узел питания и входного операционного усилителя. Я пробовал питать его от повербанка, работает отлично. Сборка прибора самому по имеющимся схемам и приобретенных в разных точках радиодеталях не всегда может оказаться дешевле, чем приобретение конструктора, поэтому необходимо предварительно оценивать стоимость затеи, ее оправданность. Ротор этой секции удаляют. Облегчает работу наличие практически на всех деталях и самой плате соответствующей маркировки, что действительно превращает процесс в собирание детского конструктора взрослым.

Естественно, что на трубку должны быть поданы напряжения питания. Питание Напряжение поступает с 9-вольтовой батареи на интегральный стабилизатор напряжения TC В базовую цепь транзистора VT1 включен диод VD1, предохраняющий вход усилителя синхронизации от перегрузок. Переключатель разбирают, экранирующую перегородку рис. Исследуемый сигнал через входной разъем поступает на переключатель «Откр.
Осциллограф Первое знакомство

Осциллограф Первое знакомствоОсциллограф Первое знакомство

Измерительная аппаратура — Осциллографы

На главную

Назад

Осциллограф на 18 транзисторах

ЧХ — 1,5 Гц — 20 кГц Диапазон частот развертки — 2 Гц — 20 кГц Чувствительность вертикального — 1,5 мм/мВ, горизонтального — 50 мм/В Rвх=350 кОм, 95 пФ

«;Радио»;

1964

8

Андреев Ю.

Полупроводниковый осциллограф

На 22-х транзисторах и трубке 8ЛО29

«;Радио»;

1968

8

Голубев В.

Электронный осциллограф

(Более подробно в журнале»;В помощь радиолюбителю»; №37 1971г. стр.53). 9 МГц, ламповый, на трубке 8ЛО29И

«;В помощь радиолюбителю»;

1969

32

Аладагов К.

Транзисторный осциллограф

Простой осциллограф на трех транзисторах и 5ЛО38

«;Радио»;

1972

9

Нет автора

Генератор спиральной развертки

Ламповый прибор на трубке 13ЛО37И

«;В помощь радиолюбителю»;

1973

43

Ринский В.

Электроннолучевой осциллограф

20 Гц…2 МГц, На лампах и трубке 5ЛО38.

«;В помощь радиолюбителю»;

1973

43

Татарко Б.

Малогабаритный осциллограф

0…5 МГц, транзисторный на 6ЛО1И.

«;В помощь радиолюбителю»;

1974

46

Кузнецов А. (UW3RO)

Малогабаритный осциллограф

Собран на 29 транзисторах и трубке 5ЛО38И

«;Радио»;

1974

8

Тарасов В.

Транзисторный осциллограф

(Продолжение в №7 1976г стр.44, дополнения в №5 1977г стр. 62). 0 — 2 МГц, на трубке 8ЛО29И

«;Радио»;

1976

6

Хлудеев В.

Любительский осциллограф

(Дополнения в №7,9 1978г стр.62, 63). До 20 МГц, на 6ЛО1И, транзисторный

«;Радио»;

1977

11

Смирнов В.

Двухлучевой осциллограф

0…100 кГц, на рубке 8ЛО39В, коммутатор.

«;В помощь радиолюбителю»;

1980

68

Филипьев В.

Любительский осциллограф

Демонстрационный осциллограф на 5ЛО38

(Дополнения в №10 1981г. стр.63, №3 1982г стр.62). 0 — 2,5 МГц, 30 пФ, 1 МОм. Транзисторный, на трубке 6ЛО1И.

Р 9 1980 стр35 —— Старт

«;Радио»;

1980

9

Нор С.

Демонстрационный осциллограф

Несложная доработка ЧБ телевизора для использования его в качестве осциллографа

«;Радио»;

1981

11

Задорожный В.

Осциллограф для радиолюбителей ОМЛ-2-79

Транзисторный осциллограф на трубке 6ЛО1И, выпускавшийся промышленностью

«;Радио»;

1981

2

Новомлинов В.

Осциллограф со свип-генератором

10 МГц, ГКЧ — 0,15…230 МГц с девиацией 20 МГц. Выполнен на транзисторах, ОУ, 6ЛО1И.

«;В помощь радиолюбителю»;

1981

75

Крючков А.

Миниатюрный осциллографический пробник

(Дополнения в №7 1990г стр.77). На МС серии К176 и ИВ-28Б

«;Радио»;

1988

11

Синельников И.

Осциллографический пробник

(Дополнения в №10 1992г стр.61, №5 1993г стр.45). На 7ЛО55И и 9-ти транзисторах.

«;Радио»;

1992

1

Семакин Н.

Телевизор — осциллограф

Описание приставки на 8 транзисторах

«;Радиолюбитель»;

1992

8

Бастанов В.

Активный щуп к осциллографу

На полевом транзисторе

«;Радио»;

1998

6

Турчинский Д.

Задержанная развертка в осциллографе

Описано несложное устройство, позволяющее просматривать любую часть импульса.

«;Радио»;

1998

8

Дорофеев М.

Активный щуп на ОУ для осциллографа

Rвх=100 кОм, f=0…80 МГц, Ку=0 или 10. На ОУ AD812AN

«;Радио»;

1999

6

Нечаев И. (UA3WIA)

Щуп-осциллограф

На светодиодной матрице АЛС340 (7х5)

«;Радиомир»;

2003

12

Рубашка В.

Малогабаритный двухлучевой осциллограф-мультимер

(Дополнения в №7,12 2005г. стр.52,48.). На PIC16F873-20/P

«;Радио»;

2004

6

Кичигин А.

Малогабаритный осциллограф-пробник

(Дополнение в №4 2005г.). Матрица 7х9 светодиодов АЛ307В. 140УД20В, К561ИЕ8, К176ЛП2х2.

«;Радио»;

2004

8

Макеенко Б.

Осциллограф

Простой прибор на трубке 5ЛО38И.

«;Радио»;

2004

4

Вендеревский П.

Осциллографический индикатор

Светодиодный экран 9х10 точек, на К140УД608х2, A3LM3914, К561ИЕ8, К561ЛА7.

«;Радиоконструктор»;

2004

12

Андреев С

Осциллограф «;Циклоп»;

200 МГц, на трубке 7QR20

«;Радиоконструктор»;

2005

5

Кузнецов В.

Осциллограф на трех транзисторах

На трубке 5ЛО38И

«;Радиоконструктор»;

2005

3

Ершов Р.

Простой импульсный осциллограф

На трубке 7ЛО55И, 5 МГц

«;Радиоконструктор»;

2005

2

Лыжин Р.

Радиолюбительский осциллограф

100 кГц, на 5ЛО38И

«;Радиоконструктор»;

2005

1

Каравкин В.

45

Параметры пилообразного напряжения

Линейно изменяющееся или пилообразное напряжение имеет форму неравностороннего треугольника, то есть в течение определённого периода времени нарастает или спадает практически по линейному закону до некоторого амплитудного значения, а затем возвращается к исходному уровню. Временные диаграммы различных видов пилообразного напряжения изображены ниже


Временные диаграммы пилообразного напряжения: положительно нарастающее (а), положительно падающее (б), отрицательно падающее (в), отрицательно нарастающее (г).

Как и любой из генераторов импульсов, генератор пилообразного напряжения может работать как в автоколебательном, так и в ждущем режиме, но в любом случае можно выделить два основных периода работы: рабочий период (ТР), когда напряжение нарастает или спадает и период обратного хода (ТО), в течении которого напряжение возвращается к исходному уровню. Поэтому период повторения пилообразных импульсов будет равен сумме рабочего периода и обратного хода

T = T_{P} + T_{O}

Данное равенство справедливо для автоколебательного генератора пилообразного напряжения, в случае ждущего генератора к выражению добавляется также период ожидания запускающего импульса (ТOZ), в течении которого выходное напряжение имеет некоторый постоянный уровень UBbIX = const.

T = T_{P} + T_{O} + T_{OZ}

Ввиду того что практически невозможно обеспечить постоянные параметры генератора пилообразного напряжения для оценки линейности рабочего участка напряжения вводится коэффициент нелинейности ξ. Под коэффициентом нелинейности понимается относительное изменение скорости нарастания напряжения во время рабочего хода

где kН, kК – соответственно скорость нарастания напряжения в начале и в конце рабочего хода.

Эффективность ГЛИН зависит от коэффициента использования напряжения питания ε, которое определяется, как отношение амплитуды выходного напряжения Um к значению напряжения источника питания Е

\varepsilon = \frac{U_{m}}{E}
  • где Um – максимальная амплитуда импульсов,
  • Е – напряжение источника питания.

Большинство параметров генераторов пилообразного напряжения являются расчётными и зависят от номиналов элементов схемы и назначения генератора:

  • максимальная амплитуда напряжения Um – от единиц до сотен вольт;
  • длительность рабочего периода ТР – от нескольких микросекунд до нескольких сотен и тысяч миллисекунд;
  • коэффициент нелинейности ξ: в осциллографии – до 10%, в телевидении – до 5%, в электроннолучевых индикаторах – до 2%, в точных каскадах сравнения – 0,1…0,2%;
  • коэффициента использования напряжения питания ε – от 0,1 (в простейших генераторах) до 0,9 (у наиболее совершенных).

Применение

Работа с осциллографом позволяет выполнять ряд действий, не связанных с визуализацией:

  • измерение амплитуды сигнала;
  • контроль временных интервалов;
  • настройку каналов звука в радиоаппаратуре;
  • наблюдение фигур Лиссажу;
  • курсорные измерения в современных моделях;
  • математические операции-функции;
  • захват строки телевизионного сигнала.

Это только некоторая часть опций, которые можно выполнить при помощи этого прибора.

Наблюдение фигур Лиссажу

При необходимости подстроить частоту сигнала одного источника под частоту другого применяют этот приём. Для работы используют два генератора частоты и осциллограф с опцией XY-режима. Фигуры Лиссажу – это рисунки, созданные точкой, колеблющейся в одной плоскости, но в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.

Интересно. Если подать на каждый канал двухканального прибора сигналы от двух разных генераторов и включить на устройстве режим XY, то на экране получится фигура. Фигуры будут менять свои очертания в зависимости от кратности частот генераторов.

На практике метод используется для определения неизвестной частоты, при сравнении её с известной частотой. Зная, осциллограмма какого сигнала изображена на рисунке, по фигуре, которая получилась, можно определить искомый параметр.

Таблица с фигурами Лиссажу

Курсорные измерения

В аппаратах современного поколения имеется вспомогательный интерфейс в виде курсоров. Это прямые линии, выводимые на экран. Они могут быть расположены и перпендикулярно друг к другу. Курсор можно наводить на любую точку графика сигнала и видеть её координаты. Это уровень напряжения и момент времени по осям X и Y.

Курсорные измерения упрощают считывание характеристик исследуемых сигналов. Отпадает зависимость от подсчёта количества клеток по шкале и умножения на цену деления по обеим осям.

Математические функции

К математическим операциям с функциями, определяемым с помощью осциллографа, относятся:

  • сложение и вычитание;
  • абсолютное значение;
  • преобразования Фурье;
  • интегрирование.

Если остановиться на этих опциях, то сложение и вычитание мгновенных значений исследуемых осциллограмм выполняется быстро, результат выводится на экран в виде сигнала.

Следующая функция определяет абсолютное значение сигнала и отображает его в вольтах.

Определить гармонические частоты (компоненты сигнала) поможет математическая функция преобразование Фурье.

Интеграл исследуемого сигнала можно вычислить с помощью математической функции интегрирования.

Захват строки телевизионного сигнала

В осциллоскопах с ЭЛТ, а также в современных специальных моделях встречается особый режим – телевизионная синхронизация. Одну или несколько телевизионных строк можно отобразить на экране, выбрав их из видеопакета. При помощи таких осциллографов в телестудиях контролируют технические характеристики записывающей и передающей аппаратуры.

Устройство

Осциллограмма

Что такое осциллограф, можно выяснить на примере типовой конструкции:

  • вакуумная трубка (ЭЛТ) покрыта изнутри люминофором, который светится при попадании электронных лучей;
  • блок горизонтальной развертки формирует пилообразные сигналы вместе с импульсами «гашения» луча при возврате в исходное положение;
  • усилитель увеличивает амплитуду входного сигнала до необходимого уровня чувствительности ЭЛТ;
  • для синхронизации развертки применяют внутренний генератор тактовой частоты или внешний источник.


Устройство осциллографа

Экран

На картинке выше приведена блок схема осциллографа с электронно-лучевой трубкой. В современных моделях часто применяют дисплеи, созданные с применением технологий жидких кристаллов. Они экономичнее и надежнее, весят меньше. Координатную сетку наносят на прозрачную накладку либо формируют программным способом.


Современный экран позволяет уменьшить осциллограф что это такое на практике демонстрирует данная картинка

Сигнальные входы

В многолучевых осциллографах сохранен базовый принцип работы, однако сигналы подают на отдельные каналы. В каждом из трактов установлен собственный усилитель. Регулировкой выравнивают амплитуды для удобного сравнения нескольких показателей.

К сведению. При наличии слишком большой постоянной составляющей луч отклоняется за пределы экрана. Чтобы вернуть его в рабочую область, применяют переключение в режим «закрытого» входа с разделительным конденсатором.

Управление развёрткой

В осциллографии применяют следующие виды развертки:

  1. «Автомат» – импульсы генерируются по заданному режиму без дополнительного вмешательства со стороны пользователя.
  2. Ждущий – применяют при малых уровнях (отсутствии) сигнала. Он запускается по определенному уровню фронта (спада). В некоторых случаях используют внешнее управление.
  3. Однократный – активируется принудительно. Его применяют для исследования одиночных сигналов (последовательностей из нескольких импульсов).

Синхронизация развёртки с исследуемым сигналом

Чтобы обеспечить неподвижность «картинки», траекторию движения луча по экрану необходимо согласовать с процессом прохождения сигнала. Задачу решают с помощью запуска развертки по нулевому или другому уровню на входе. Ограничением является порог восприятия частоты человеческим глазом. От 18-22 Гц и выше мерцания не заметны.

К сведению. Отсутствие синхронизации проявляется как движущееся изображение. Ручной настройкой устанавливают запуск по фронту (спаду), выбирают оптимальный уровень для стабилизации.

Временная развертка — осциллограф

Фотонное эхо. а — установка.

Временная развертка осциллографа запускается первым лазерным импульсом.

Временная развертка осциллографа запускается от фотодиода, который освещается бегущей полоской света при ее подходе к образцу.

На рис. 5 — 72 представлена схема временной развертки осциллографа КО-20.

В нек-рых случаях для исключения потери времени на обратный ход временной развертки осциллографа и для увеличения его разрешающей способности за счет удлинения оси времени последнюю преобразуют в окружность ( круговая развертка), подавая на обе пары отклоняющих пластин ( или катушек в случае магнитного отклонения) сдвинутые по фазе на Я0 синусоидальные напряжения.

Для наблюдения вида зависимости выпрямленного тока от времени следует использовать временную развертку осциллографа.

Осциллограммы на экране прибора. а и б — два последовательных момента, иллюстрирующих сдвиг импульса на экране электронно-лучевой трубки, вызванного изменением скоросги распространения ультразвука в данной среде. В верхней части осциллограм. м видно калибровочное напряжение, необходимое для точного определения величины сдвига импульса.

Прошедшие через среду импульсы принимаются пьезо-приемником, усиливаются и подаются на временную развертку осциллографа. Определяя время прохождения ультразвука через исследуемую среду ( при / const, где / — длина пути ультразвука в среде), можно судить о скорости распространения.

Время / отк отключения тока в первичной цепи катушки зажигания при остановке двигателя внутреннего сгорания фиксируется с помощью секундомера или временной развертки осциллографа по времени спада до ноля тока через вышеуказанный эталонный резистор ( при контроле тока осциллографом) или через амперметр, используемый для измерения этого тока.

Время и прохождения тока через первичную обмотку катушки зажигания в заданных режимах работы системы зажигания ( контроль осуществляется с помощью осциллографа) измеряют на временной развертке осциллографа по продолжительности импульса напряжения на эталонном резисторе, включенном последовательно с катушкой зажигания.

В приборах, основанных на сравнении скорости распространения ультразвуковых колебаний в исследуемой и эталонной средах, возбуждение и прием ультразвуковых импульсов достигаются за счет пьезоэлементов из титаната бария, преобразующих электрические импульсы в ультразвуковые. Прошедшие через среду импульсы усиливаются, преобразуются и подаются на временную развертку осциллографа.

Остановка потока в точке наблюдения происходит, когда поршень шприца, приводимый в движение вытекающим смешанным раствором, доходит до механического ограничителя. Одновременно с остановкой потока поршень ограничителя включает микровыключатель, который запускает временную развертку осциллографа.

Остановка потока в точке наблюдения происходит, когда поршень шприца, приводимый в движение вытекающим смешанным раствором, доходит до механического ограничителя. Одновременно с остановкой потока поршень ограничителя включает микровыключатель, который запускает временную развертку осциллографа.

Схема измерения сигнала резонанс ного поглощения в радиочастотном диапазоне.

Сигнал, возникающий на выходе, поступает в усилитель, настроенный на частоту 462 5 кГц с шириной полосы пропускания 8 кГц, затем — на линейный детектор, усилитель первой частоты модуляции и электронные осциллографы. Первый осциллограф при этом на экране дает изображение модуля производной формы линии. Напряжение временной развертки осциллографов подается от катушек низкочастотной модуляции через фазовращатель. На второй осциллограф сигнал поступает с фазочувствительного детектора, в опорном канале которого установлен фазовращатель частоты модуляции v2, а осциллограмма изображает производную линии резонансного поглощения образца. Приборы этого типа удобны для изучения хода химических реакций.

Классификация

Как пользоваться осциллографом

По виду используемой схемотехники (электронных компонентов) различают цифровые и аналоговые измерительные приборы. Простые модели показывают только динамическую картинку. Современные – оснащены функцией запоминания для обеспечения лучших условий при изучении сложных процессов. Некоторые электронные осциллографы способны выводить на экран до 14 и более сигналов одновременно. Для исследования оптических сигналов производители выпускают стробоскопические высокоскоростные модификации.

Отдельно следует отметить специализированные приставки, которые подключаются через стандартный порт или коммуникационную плату к ноутбуку (стационарному компьютеру). Такое комбинированное оборудование можно перенастроить с применением специализированного программного обеспечения.

Плагин vst обеспечивает удобство обработки волновых процессов в звуковом диапазоне

Устройство и принцип работы осциллографа

Среди всех измерительных приборов осциллограф считается одним из самых сложных в плане своего устройства. И не зря. Ведь по принципу работы он сравним с телевизором. Разница разве что в виде сигнала, обрабатываемом этими устройствами.

В основе лежит электронно-лучевая трубка. На ней отображается состояние входного электрического сигнала. Чтобы изображение совпадало с формой колебаний, электронный луч осциллографа управляется генератором строчной развёртки. (картинка)

У осциллографа электронно-лучевая трубка в своём устройстве имеет две пары отклоняющихся пластинок. Именно они и управляют положением электронного луча на экране.

Первая пара – горизонтальная. Она отвечает за отклонение луча в этой плоскости. На неё подаётся напряжение пилообразной формы от генератора горизонтальной развёртки. Потом напряжение увеличивается. Это вызывает отклонение луча по горизонтали. Луч вернётся назад и начнёт движение заново во то время, когда импульс резкой пойдёт на спад. Сам момент возвращения луча виден быть не должен. На экран в это время подаётся напряжение гашения луча.

Чтобы лучше понять принцип работы устройства, можно изучить блок-схему осциллографа. По ней в том числе становится понятно, что в состав устройства входят горизонтальный и вертикальный каналы.

Горизонтальная развёртка

Канал горизонтального подключения подключается к генератору развёртки. Он вырабатывает сигналы горизонтального отклонения лучей. Генератор Х (развёртки) работает в нескольких режимах.

  • Внутренняя синхронизация. Автоколебания с выставленной вручную частотой;
  • Внешняя синхронизация. От входных импульсов запускается генератор. Она включает в себя три режима: запуск от внешнего источника, по фронту импульсов или их спаду;
  • Синхронизация от питания (50Гц);
  • Ручной запуск. Так же называется однократным.

При исследовании стабильных сигналов удобно использовать режим внутренней синхронизации. В этих условиях изображение будет неподвижным. Чтобы увеличить стабильность можно организовать захват частоты на входе генератором развёртки.

Также этот режим называется ждущим. В нём запуск генератора происходит в тот момент, когда входной сигнал достигает определённого уровня. Или от внешнего источника. В режиме внешней синхронизации удобно исследовать не очень стабильные колебания, особенно если есть синхронизация между генератором развёртки и схемы от одного источника колебания. Прибор поддаётся регулировка, чтобы точно установить уровень, на котором генератор запускается.

Если синхронизация происходит от сети питания, то запуск развёртки будет синхронизирован с колебанием напряжения сети. Так что синхронизация от сети так же предусмотрена, чтобы наблюдать за помехами и искажениями. Ручная синхронизация подходит для исследования различных непериодических сигналов. К примеру, в логических схемах.

Вертикальная развёртка

Канал вертикального отклонения называется каналом Y, по аналогии с горизонтальной осью Y в системе координат. В нём входной исследуемый сигнал обрабатывается. Сигнал этот поступает в канал через аттенюатор. Аттенюатор – это ступенчатый регулятор уровня. Это делается для того, чтобы амплитуда параметра, который измеряют, не превышала допустимый уровень. А картинка тем временем не выходила за пределы экрана. Канал Y может передать сигнал на генератор горизонтального отклонения для его синхронизации.

Обычно канал вертикального отклонения работает в открытом режиме. Это значит, что само отклонения луча будет чётко совпадать с уровнем сигнала. Когда есть постоянная составляющая, то это мешает наблюдению за колебаниями. Происходит это из-за того, что картинка будет слишком смещена к границам экрана сверху или снизу. Так же она может вообще выходить за границы. Эту постоянную составляющую можно убрать, если включить режим закрытого входа. Или настроить аттенюатор под размеры экрана.

Про закрытый вход. Сигнал поступает через конденсатор, не создающий препятствия для переменного напряжения. Тогда оба канала обладают оконченными усилителями, формирующими нужные уровни сигналов, которые подаются на отклоняющие пластины.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий