Радіоелектроніка Світлопроменеві та електроннопроменеві осцилографи
Іркутська Державна Сільськогосподарська Академія.
на тему:“Світлопроменеві та електроннопроменеві осцилографи”.
Іркутськ 2004
Електроннопроменевий осцилограф…………………………………………….2
Світлопроменевий осцилограф……………………………………………………6
Список використаної литературы………………………………………….8
Електроннопроменевий осцилограф
Прилад для спостереження функціонального зв'язку між двома або кількома величинами (параметрами та функціями; електричними або перетвореними на електричні). Для цієї мети сигнали параметра і функції подають на перпендикулярні взаємно відхиляючі пластини осцилографічної електроннопроменевої трубки і спостерігають, вимірюють і фотографують графічне зображення залежності на екрані трубки. Це зображення називають осцилограмою. Найчастіше осцилограма зображує форму електричного сигналу у часі. По ній можна визначити полярність, амплітуду та тривалість сигналу. Осцилограф часто має проградуйованівпо вертикалі ісекпо горизонталі шкали на екрані трубки. Це забезпечує можливість одночасного спостереження та вимірювання часових та амплітудних характеристик всього сигналу або його частини, а також вимірювання параметрів випадкових або одноразових сигналів. Іноді зображення досліджуваного сигналу порівнюють з калібрувальним сигналом або застосовують метод компенсації компенсації.
Рис1 (Блок-схема електронного осцилографа).
Досліджуваний сигнал А (рис. 1) надходить на вхід підсилювача вертикального відхилення, призначеного для узгодження величини відхилення променя з величиною вхідного сигналу. Коефіцієнт посилення регулюється. Горизонтальне переміщенняпроменя створюється генератором розгортки, який формує для цієї мети пилкоподібну напругу Г (лінійно змінюється в часі). Пилоподібна напруга надходить на вхід підсилювача горизонтального відхилення, який забезпечує на виході напругу Е, що подається на пластини, що горизонтально відхиляють трубки. Електронний промінь переміщається горизонталлю з постійною швидкістю, створюючи таким чином лінійну розгортку часу. Швидкість розгортки регулюється.
Для отримання стабільного зображення досліджуваного сигналу на екрані трубки кожна нова розгортка повинна починатися з однієї фази сигналу. Це забезпечується подачею досліджуваного сигналу з вертикального підсилювача на синхронізатор, який формує імпульс запуску генератора розгортки в момент, відповідний обраній точці досліджуваного сигналу. Для того, щоб електронний промінь був видно тільки під час прямого ходу променя (t2-t1), генератор виробляє імпульс Д підсвіту променя, який подається на сітку (модулятор) трубки, що управляє. Він має позитивну полярність, прямокутну форму і тривалість, що дорівнює тривалості прямого ходу розгортки. Т. до. для запуску генератора розгортки використовується досліджуваний сигнал, а синхронізатор і генератор розгортки спрацьовують не миттєво, а з деяким запізненням (часткимксек), то для спостереження початкової ділянки сигналу тракт вертикального відхилення вводиться лінія затримки, компенсує час спрацьовування синхронізатора та генератора розгортки (час затримки сигналу дещо перевищує час спрацьовування). При відсутності лінії затримки на екрані трубки можна бачити тільки ту частину досліджуваного сигналу, яка слідує після t1 (крива Б).
Осцилограф містить також джерела високовольтного танизьковольтне харчування. Перший використовується тільки для живлення трубки, а другий – для живлення електронної схеми решти вузлів та блоків приладу.
Важливими характеристиками осцилографа, що визначають його експлуатаційні можливості, є: 1) коефіцієнт відхилення - відношення напруги вхідного сигналу до відхилення променя, викликаного цією напругою (в/смабов/справ); 2) смуга пропускання - діапазон частот, у межах якого коефіцієнт відхилення осцилографа зменшується не більше ніж на 3дбщодо його значення на середній (опорній) частоті; 3) час наростання tн, протягом якого перехідна характеристика осцилографа наростає від 0,1 до 0,9 від амплітудного значення (часто вживається замість смуги пропускання); верх. гранична частота смуги пропусканняfпов'язана з tн співвідношенням: ; 4) коефіцієнт розгортки - відношення часу tн до величини відхилення променя, викликаного напругою розгортки за цей час (сек/смабосек/справ); 5) швидкість запису - максимальна швидкість переміщення променя по екрану, при якій забезпечується фотографування або запам'ятовування (для осцилографа, що запам'ятовує) одноразового сигналу. Перелічені параметри визначають амплітудний, часовий та частотний діапазони досліджуваних сигналів.
Похибка вимірювання сигналів залежить від похибок коефіцієнта відхилення та коефіцієнта розгортки (зазвичай
2-5%). від частоти (тривалості) досліджуваного сигналу та смуги пропускання (часу наростання сигналу tн). Якщо параметр сигналу ³ 5 tн, що вимірюється, то він відтворюється на екрані осцилографа з похибкою £ 2%.
Замість похибок коефіцієнтів відхилення та розгортки для осцилографів часто вказують близькі їм похибка виміру.амплітуди стандартного сигналу (синусоїдальної певної частоти або прямокутного імпульсу досить великої тривалості) та похибка вимірювання часових інтервалів.
Для одночасного дослідження двох або більше сигналів використовуються багатопроменеві осцилографи, а також багатоканальні електронні комутатори, що вбудовуються в тракт вертикального відхилення. Електронний комутатор забезпечує отримання зображення декількох сигналів на трубі однопроменевої при послідовному підключенні джерел цих сигналів до тракту вертикального відхилення. Електронні комутатори використовуються, як правило, для дослідження тимчасових (фазових) співвідношень кількох синхронних сигналів.
Для вивчення частини досліджуваного сигналу, у тому числі відстань на значний час від його початку, застосовується розтяжка розгортки (частина пилкоподібної напруги, що подається на вхід підсилювача горизонтального відхилення, посилюється в кілька разів, що еквівалентно збільшенню в кілька разів довжини розгортки) або затримка запуску розгортки (Затримана розгортка). Затримана розгортка еквівалентна розтяжці розгортки у кілька тисяч разів.
Найбільші функціональні можливості мають осцилографи зі змінними блоками в трактах вертикального і горизонтального відхилення. Перестановкою блоків можна отримати осцилограф з різними характеристиками: широкосмуговий, високочутливий, 2- або 4-канальний, диференціальний і т.д. Залежно від особливостей схеми осцилографи поділяються на універсальні, запам'ятовують, стробоскопічні, швидкісні та спеціальні (див. табл.).
Деякі типи осцилографів та їх характеристики:
| Тип, країна | Позначення |
Коефіцієнт відхилення,мв/справ -в/справ
Коефіцієнт розгортки,мксек/справ - сек/справ