Канал вертикального отклонения. Основные характеристики осциллографов

Основные характеристики осциллографов

Основными нормируемыми характеристиками осциллографа, определяемыми каналом вертикального отклонения, является чувствительность (коэффициент отклонения), время нарастания переходной характеристики канала и полоса пропускания, а также входное сопротивление. Кроме того, нормируется степень допустимых искажений сигналов на экране и основная погрешность измерения напряжения.

1. Чувствительность канала вертикального отклонения S зависит от чувствительности ЭЛТ, которая определяется по формуле

S =, (6.1)

где

Для ЭЛТ обычно S = 0,1 – 2,0 мм/В.

При измерениях используют величину, обратную чувствительности, называемую коэффициентом отклонения ЭЛТ К _Т.

К _Т = (6.2)

Для ЭЛТ коэффициент отклонения обычно находится в пределах К _Т = 10 – 0,5 В/мм. В реальных условиях коэффициент отклонение измеряют в вольтах на деление шкалы В/дел.

2. Полоса пропускания и время нарастания переходной характеристики (рисунок 6.3).

Рис. 6.3. Иллюстрация полосы пропускания и переходной характеристики осциллографа

Как видно из рисунка 6.3, а, полоса пропускания осциллографа – это частотный диапазон от постоянного тока до верхней частоты, на которой коэффициент усиления канала Y уменьшается на 3 Дб (открытый вход) или от нескольких единиц герц до верхней частоты при тех же условиях (от f _н до f _в см. рисунок 6.3, а) при закрытом входе.

Время нарастания переходной характеристики τ _и – это время, в течение которого луч проходит от 0,1 до 0,9 установившегося значения (рисунок 6.3, б).

Время нарастания переходной характеристики и полоса пропускания связаны между собой. Например, для того чтобы на переходной характеристике не было резких выбросов, которые приводят к искажению формы импульсов, необходимо чтобы падение усиления в области высоких частот не было очень резким (не более 6 дБ при двукратном увеличении частоты). В этом случае время нарастания переходной характеристики определяется как

τ _и = 350/ f _в.

Здесь τ _и выражено в наносекундах, а f _в – в МГц.

Очевидно, что чем меньше время нарастания переходной характеристики, тем лучше качество изображения импульса.

3. Входное сопротивление канала Y – это параметр, характеризующий степень влияния осциллографа на режим работы исследуемой цепи. Он зависит от конструкции входного аттенюатора, т.е. от активного входного сопротивления и входной емкости осциллографа, включенной параллельно входному сопротивлению (рисунок 6.4). Как видно из рисунка 6.4, если выполняется условие R ₁ C ₁ = R ₂ C ₂, то коэффициент передачи такой цепи будет постоянным в широком диапазоне частот.

Рисунок 6.4 – Входное устройство осциллографа

Коэффициент передачи аттенюатора определяется по формуле

K _a = R ₁/(R ₁+ R ₂) = C ₁/(C ₁+ C ₂) и не зависит от частоты. Таким образом, входное сопротивление осциллографа определится по формуле R _вх = R ₁+ R ₂ и в основном будет зависеть от R ₁, т.к. выполняется условие R ₂ «R ₁. Обычно R _вх ≈ 1Мом.

4. Основная погрешность измерения напряжения. Данный параметр определяет класс точности осциллографа и не должен превышать определенных норм. Он зависит от коэффициента отклонения осциллографа и ширины луча. Физическая сущность коэффициента отклонения К _Т рассмотрена выше. Это отношение измеряемого напряжения U к значению отклонения луча h на экране ЭЛТ, создаваемого этим напряжением, которое имеет размерность В/см, В/дел. Он характеризуется диапазоном калиброванных значений и основной погрешностью. Калиброванное значение К _Т должно соответствовать ряду

К _Т = [1,2,5]10 ⁿ, (6.3)

где n = -3, -2, -1, 0, 1 и 2.

Дата добавления: 2014-01-03