Виды разверток. Режимы работы генератора развертки осциллографа и их назначение. Синхронизация и запуск осциллографа

Классификация осциллографов. Электронно-лучевая трубка универсального осциллографа и ее характеристики. Принцип действия осциллографа.

Параллельные АЦП

АЦП этого типа осуществляют квантование сигнала одновременно с помощью набора компараторов, включенных параллельно источнику входного сигнала. На рис. 3 показана реализация параллельного метода АЦ-преобразования для 3-разрядного числа. С помощью трех двоичных разрядов можно представить восемь различных чисел, включая нуль. Необходимо, следовательно, семь компараторов. Семь соответствующих эквидистантных опорных напряжений образуются с помощью резистивного делителя.

Если приложенное входное напряжение не выходит за пределы диапазона от 5/2h, до 7/2h, где h=Uоп/7 - квант входного напряжения, соответствующий единице младшего разряда АЦП, то компараторы с 1-го по 3-й устанавливаются в состояние 1, а компараторы с 4-го по 7-й - в состояние 0. Преобразование этой группы кодов в трехзначное двоичное число выполняет логическое устройство, называемое приоритетным шифратором.

Осц позвол наблюд форму электр сигн, завис напряж от времени и измер пар-ры сигналов (мгнов знач за ед врем)

Делятся:

1. Универс С1, позвол исслед разнообр Эл сигн с длительн от единиц нс до неск с в диапаз амплитуд от долей мВ до сотен В. Полоса пропуск 300…500 МГц
2. Запоминающ С8 имеют спец элт, сохр и воспр изобр сигнала в теч длит времени после исчезнов на входе.
3. Скоростные и стробоскопич С7. Строб: приборы с преобразов временного масштаба и отлич высок чувствит и широкой до 10ГГц рабочей полосой. Скор: для исслед быстро протек процессов, снабж срец элт бегущей волны. Чувствит невелика, широкая рабоч полоса до 5Гц
4. Специальные С9 оснащ дополнит блоками, снабжены мультиметрами, устройствами для исслед ВАХ полупр приборов.

Особенности: целевого назнач.

1) Широкий частотный диапазон

2) Высокая чувствительность

3) Большое входное сопротивление

Электронно-лучевая трубка. Вакуумная стекл колба, внутри кот размещ электр пушка, отклоняющ пластины и люминисцентны экран. Пушка сост из К, модулятора яркости М, и анодов. Нагреватель греет катод, образуется облако электронов. Чем больше электронов попадет в точку и чем больше энергия этих электронов, тем будет ярче. Обычно в осциллографах есть ручка с регулировкой яркости (например регулировка напряжения на А2).

Н – нагреватель

К – катод

М – модулятор (контролирует плотность выходящего луча)

А1, А2, А3 – аноды.

А1 – фокусировка: толщина линии

А2– ускоряющий анод

А3 – основной анод (еще ускоряет)

Э – экран

Две пары пластин отклоняют луч при необходимости.

hy=ly/Uy, hx=lx/Ux, hxy – чувствительность трубки

Характеристики:

1) Чувствительность hy=∆y/∆Uy (х). Чем дальше пластина от экрана, тем выше чувств. Чем выше чувствительность, тем лучше.

2) Полоса пропускания

3) Длительность послесвечения – время между прекращением действия луча и моментом, когда яркость достигнет 1% от первоначальной

4) Рабочая площадь экрана: геометрические размеры и нелинейность отклонения луча.

Обобщенная структура осциллографа.

Принц. действ: исслед сигнал подают на верт откл пластину трубки Y, получаем прямую. На экране получ осциллограмму, кот дает функц зависимость 2х процессов от времени. Положение кратной точки будет опред по оси Y-напряж, по оси Х-время. ЭЛО строит график в корд напряж-время. На 2е пластины мы подаем линейно нараст напряж.

Up – напряжение развертки. Тnx – длительность прямого хода, время за которое луч проскакивает весь экран. Up определяет размер изобр. На экране получаем осциллограмму. Коэф отклонения – масштабный коэф по оси у. Ko = ∆U/∆ly ∆ly- деление шкалы. Изменение напряжения на ед шкалы Kp = ∆tx/∆lx – коэф развертки. На осциллограмму наносят прямоуг шкалу. Не искл внешние шкалы. На шкалу наносят люминофор. Шкала занимает рабочую часть экрана, то есть часть колбы. Шкала либо квадратная, либо прямоуг. Делением наз большое деление, оно делится на доли. Исп подстветка шкалы. Свет проходит через толщину шкалы, рассеиваясь на ней, только на шкале рассеив. Коэф отклонения обратен чувствительности трубки, его можно менять.

Kp опред временем, за которое луч проходит одно деление. Kp=Tnx/кол-во дел. Яркость света зависит от скорости прохождения луча.

1) Однократная развертка (на осц будет сигнал, например sin)

Генератор развертки вырабатывает один ход пилообразного напряжения, а потом сбрасывается до нуля. Ход разв подается один раз. Такое изображение быстро исчезает.

Такой режим применяется для фотографирования или фиксации сигнала. Фотографирование делается с помощью герметичного тубуса с фотоаппаратом

2) Режим непрерывной развертки (на осц будет сигнал, напр sin)

Осциллограф работает в автоколебательном режиме и генератор вырабатывает напряжение периодически. Входной сигнал преобразуется в кратковременные импульсы, подается на генератор с пилообразным сигналом, подстраивается время блокировки. Кажд ход разв созд свою осцилогр, свой кадр изобр и они не совпад. Условие неподвижности осциллограммы (чтобы осциллограммы от разных разверток совпадали):

(на рисунке Tразвертки=Тр=tпр+tобр+tбл)

Сигнал повторяется периодически и период развертки должен быть кратен периоду сигнала. С помощью такой развертки можно наблюдать только периодические сигналы.

3) Ждущая развертка (обозначается: Z), (на осц будет сигнал + тусклая нулевая линия, которая является дефектом).

Генератор -> генератор одиночных импульсов, т.е. мы наблюдаем сигналы с малой длительностью и большой амплит (т.е. с большой скважностью). Хотелось бы использовать меньшие коэфф. развертки, но уменьшать некуда, – условие кратности изображения (Тс – расстояние между двумя импульсами на рисунке).

Когда мы хотим удобно наблюдать сигналы с большой скважностью, то мы рисуем кадр развертки только когда есть сигнал на входе. Не будет яркой нулевой линии. Сигнал м.б. непериодический в этом случае, т.к. когда нет сигнала, кадр не рисуется. Это ждущий режим, он используется для сигналов с большой скважностью и непериодичностью

4) Круговая развертка

На пластины Х и У подаются одновременно синусоидные сигналы. Сигнал подается на модулятор трубки. Момент наличия сигнала фикс. темной точкой.

X = sin (wt,) Y = cos (wt) - фазовый сдвиг 90

Режимы работы генератора: в автоматическом -генерирует пилообразное напряжений заданной длительности, в ждущем режиме - “ожидает” прихода входного сигнала, и с его появлением запускается. Этот режим бывает необходим при исследовании сигналов появляющихся случайно, либо при исследовании параметров импульса, когда его передний фронт должен быть в начале развертки. В автоматическом режиме работы случайный сигнал может появиться в любом месте развертки, что усложняет его наблюдение. Удобства ждущего режима сможно оценить во время импульсных измерений.

Такой режим работы осциллографа бывает нужен, например, при исследовании частотных и фазовых соотношений гармонических колебаний так называемым методом фигур Лиссажу, когда одни колебания подают на вход Y осциллографа, а другие - на вход X.

Однократный режим - когда на вход генер подается один импульс.

Синхронизация – навязывание генератору определенной частоты

Нужно “засинхронизировать” генератор т.е. обеспечить такой режим работы, при котором начало развертки будет совпадать с началом появления периодического сигнала (скажем синусоидального). Причем синхронизировать генератор можно как от внутреннего сигнала (он берется с усилителя вертикального отклонения), так и от внешнего, подаваемого на гнезда «ВXОД СИНXР»

Обеспеч неподвижн изображ и запуск развертки.

Из сигнала произв формы делаем одиночный импульс. Сигнал подается на компоратор и сравнивается с пост напряж. У устр-ва синхр запуска есть разн режимы запуска при разн сигналах.

1. полож и отриц синх-полярность синхр
2. внутр синхр – от самого сигнала

Запуск генератора развертки может осуществляться как по положительному перепаду уровня сигнала (+), так и по отрицательному (–). Момент запуска развертки привязывается к определенному уровню сигнала. На рис. 2.3 представлены временные диаграммы исследуемого сигнала (а), напряжение генератора развертки в режиме внутренней синхронизации при запуске по положительному перепаду (+) от уровня U1 (б), напряжение генератора развертки при запуске по отрицательному перепаду (–) от уровня U2 (в), а также вид соответствующих осциллограмм на экране осциллографа (г) и (д).
22. Структурная схема универсального осциллографа – канал Y. Двухлучевой и двухканальный осциллограф.

Канал У.. Канал вертикального отклонения служит для усиления или ослабления входного сигнала до величины, удобной для наблюдения на экране ЭЛТ, и включает калиброванный аттенюатор, предварительный усилитель, линию задержки и оконечный усилитель.

Входное устройство(S1) – переключатель - имеет 3 положения (закрытый, открытый вход, замкнутый на 0 вход - сигнала нет). С помощью переключателя входа можно выбрать один из двух способов подачи сигнала к предвари­тельному усилителю: через конденсатор (закры­тый вход) не пропускает постоянную составляющую исследуемого сигнала или непосредственно – для сигналов постоян­ного тока и импульсов большой длительности (открытый вход).

Аттенюатор (калибруется по коэффициенту отклонения)
Применяется для ослабления входного сигнала в случае, если уровень входного сигнала слишком высок.(уменьшает мощность или амплитуду без искажения). Показывает, какое U надо подать на вход, чтобы отклонить луч на 1 большое деление. В нем может сбиться градуировка.

Дата добавления: 2015-04-30