Непрерывная линейная развертка

Порядок формирования развертки

Особенности функционирования основных узлов осциллографов

Канал горизонтального отклонения

1. Основная погрешность измерений временных интервалов. Она нормируется в соответствии с ГОСТ и определяет класс точности осциллографа.

2. Коэффициент развертки K _р, под которым понимается отношение времени прямого хода развертки Т _П к длине перемещения луча l на экране в течение Т _П:

K _р = Т_П / l, (6.4)

которое имеет размерность время/дел, или время/см. Коэффициент развертки характеризуется диапазоном калибровочных значений и основной погрешностью.

3. Параметры синхронизации – это диапазон частот, в котором обеспечивается внутренняя или внешняя синхронизация, минимальное значение напряжения сигнала синхронизации, необходимое для получения стабильного изображения и нестабильность синхронизации (размыв изображения в направлении, параллельном развертке).

Развертка – это траектория движения луча, зависящая от формы развертывающего напряжения. В осциллографах применяют линейную, синусоидальную и круговую развертки, которые, в свою очередь, бывают непрерывными и ждущими.

Такая развертка обычно используется для получения осциллограмм периодически изменяющегося напряжения. Напряжение такой развертки имеет форму пилообразного импульса, т.е. возрастает пропорционально времени (рисунок 6.9, а).

б

T _об

T_x

а

U_x

t

U_max

U_x

T_x

T _пр

α₁

α₂

U_max

U ₀

t

T _бл

Рисунок 6.9 – Форма напряжения непрерывной линейной развертки

Такое напряжение заставляет луч двигаться по горизонтали с равномерной скоростью слева направо. В момент достижения лучом правого края экрана напряжение развертки в идеальном случае мгновенно уменьшается до нуля, и луч также мгновенно перебрасывается к левому краю экрана ЭЛТ. Далее процесс повторяется, и луч чертит на экране прямую линию развертки. Напряжение развертки поступает на пластины Х, поэтому линия развертки горизонтальна. Развертка будет линейна, если в пределах ее длительности выполняется условие

U_x = (0< t ≤ T_x) (6.5)

Где. – размах пилообразного напряжения, Т_х – его длительность.

При подаче на пластины Y напряжения исследуемого сигнала на экране появляется осциллограмма сигнала в функции времени:
U_y = f (t) (рисунок 6.10).

Рисунок 6.10 – Получение осциллограммы при непрерывной линейной развертке

Для наблюдения и фотографирования осциллограммы она должна быть неподвижна, что возможно только при соблюдении равенства или кратности длительности развертки Т_х периоду сигнала Т_y Т_х = nТ_у (n = 1, 2, 3, …).

Реальная форма напряжения отличается от идеализированной (рис. 6.9, б). Импульс нарастает не линейно и спадает до нуля не мгновенно. Поэтому луч движется по экрану с непостоянной скоростью и в осциллограмме появляются искажения. Реальная кривая состоит из трех участков, соответствующих времени прямого хода развертки Т _пр, обратного хода Т _об и времени блокировки Т _бл Сумма этих интервалов составляет период развертки Т _х.

Т_х = Т _пр + Т _об + Т _бл (6.6)

Рабочим интервалом времени является прямой ход луча, его длительность намного больше длительности обратного хода развертки. Время блокировки соответствует времени восстановления транзисторной схемы и может быть соизмеримо со временем прямого хода развертки. На время, равное сумме времени блокировки и времени обратного хода луча Т _об + Т _бл ЭЛТ запирается отрицательным гасящим импульсом, который снимается с генератора развертки.

Линейная развертка характеризуется частотой развертки, размахом пилообразного напряжения, коэффициентом нелинейности, скоростью перемещения луча или коэффициентом развертки.

Частота развертки – f_x = 1/ T_x определяет число перемещений луча в течение 1 секунды. Ее значение может быть в пределах от единиц Гц до десятков МГц.

Размах пилообразного напряжения развертки U_max должен быть достаточным для отклонения луча в пределах экрана и поэтому составляет сотни вольт.

Коэффициент нелинейности – δ _x = 100 характеризует непостоянство скорости движения луча в пределах его прямого хода. Здесь α₁ и α₂ – углы между кривой напряжения и осью абсцисс в начале и конце прямого хода. Коэффициент нелинейности универсальных осциллографов составляет порядка 5%, а специальных – 0,1%.

Скорость развертки – это путь прямого хода луча в единицу времени v = U_max hx / T _пр = l / T _пр, где h_x – чувствительность ЭЛТ по оси Х, см/В; l – отрезок пути луча, принимаемый равным ширине экрана.

На практике обычно пользуются коэффициентом развертки
К_х = 1/ v = t / l, которым определяется время, необходимое для пробега лучом пути в 1 см.

Линейная периодическая развертка пригодна для наблюдения любых непрерывных периодических сигналов и последовательностей импульсов малой скважности.

Для наблюдения импульсных сигналов с большой скважностью или непериодических одиночных сигналов используется линейная ждущая развертка. Сущность такой развертки заключается в том, что при отсутствии сигнала на входе канала вертикального отклонения развертывающее напряжение не вырабатывается, генератор развертки «ждет» прихода импульса. При поступлении импульса на вход Y через схему синхронизации он запускается и вырабатывает одиночный пилообразный импульс, поступающий на пластины Х.

Длительность и коэффициент развертки должны соответствовать параметрам входного сигнала. Для обеспечения воспроизведения на экране переднего фронта импульса необходимо, чтобы развертка начиналась немного раньше, чем исследуемый импульс поступит на вертикально отклоняющие пластины. Это обеспечивается путем задержки импульса в линии задержки канала Y на время t _з (рисунок 6.11). Длительность прямого хода развертки T_х следует установить несколько большей длительности исследуемого сигнала.

Рисунок 6.11 – Задержка импульса в канале Y

В режим ожидания электронный луч не движется и находится в левой части экрана. Поэтому необходимо принимать меры для защиты экрана от прожога. Это выполняется путем запирания ЭЛТ с помощью подачи на модулятор запирающего напряжения от схемы управления лучом. Отпирание ее происходит только на время наблюдения сигнала положительным импульсом генератора развертки.

Дата добавления: 2014-01-03