Виды разверток электронного осциллографа

Генератор развертки ГР предназначен для формирования напряжения, вызывающего отклонение луча по горизонтали. Он имеет три режима работы: автоколебательный (непрерывной генерации), ждущий и однократный. Первый режим используется для анализа периодических сигналов с небольшой скважностью, при этом на экране осциллографа наблюдается один или несколько периодов сигнала.

Ждущий режим предназначен для наблюдения импульсных сигналов с большой скважностью. При поступлении запускающего (исследуемого) импульса ГР, находившийся в режиме ожидания, формирует рабочий ход развертки и снова устанавливается в режим ожидания. Следующий запуск развертки происходит при появлении нового входного импульса.

Режим однократного запуска похож на предыдущий. Он предназначен для фотографирования или запоминания одиночных импульсов. Нажатием кнопки "Пуск" ГР запускается очередным входным импульсом. После этого развертка автоматически блокируется и не запускается входными импульсами до нового нажатия кнопки "Пуск".

В ждущем режиме и режиме однократного запуска важную роль играет линия задержки ЛЗ в канале Y.

Рис.29

В реальных осциллографах время прохождения исследуемого сигнала по каналу Y до отклоняющих пластин меньше времени, необходимого для прохождения импульса развертки до пластин Х: Dt_з=Dt_x-Dt_y. В результате этого часть переднего фронта импульса не будет наблюдаться на экране осциллографа (рис.29). Для устранения указанного недостатка ЛЗ задерживает исследуемый сигнал по каналу Y на время Dt_лз >Dt_з.

Из всего разнообразия разверток ЭЛО наиболее распространенной является непрерывная линейная развертка. Напряжение развертки представляет собой пилообразное напряжение U_x, подаваемое на отклоняющие пластины Х (рис.29). Линия развертки горизонтальна и луч перемещается по экрану слева направо с равномерной скоростью. При достижении края экрана напряжение развертки падает до нуля и луч мгновенно (теоретически) возвращается к левому краю ЭЛТ. Далее процесс повторяется и идет непрерывно. При подаче на пластины Y напряжения исследуемого сигнала луч получает дополнительное перемещение в вертикальной плоскости и на экране формируется осциллограмма.

В практических схемах ЭЛО неидеальность формы напряжения развертки создает неравномерность прямого хода и конечное значение длительности обратного хода луча. Для устранения этих недостатков используются схемы линеаризации развертки, а линии обратного хода гасятся с помощью канала Z.

Синусоидальная развертка применяется для измерения фазового сдвига, частоты, параметров модулированных колебаний и пр. Для ее реализации напряжение, подаваемое на вход Х осциллографа изменяется по синусоидальному закону U_x(t)=U_msinωt. Положительная полуволна напряжения развертки перемещает луч от центра экрана к его правой части и обратно, отрицательная - к левой части и обратно к центру. Скорость перемещения луча изменяется по синусоидальному закону, поэтому, хотя линия развертки и представляет собой горизонтальную линию, эта развертка является нелинейной.

При подаче на пластины Y аналогичного синусоидального напряжения с фазовым сдвигом φ, т.е. U_x(t)=U_msin(ωt+φ), на экране ЭЛТ будет наблюдаться фигура Лиссажу (в данном случае эллипс).

На основе синусоидальной развертки при равенстве амплитуд напряжений, подаваемых на входы Х и Y и фазовом сдвиге φ=90°, будет реализована круговая развертка. Для этой цели используется фазосдвигающая RC-цепочка.

Круговая развертка применяется для измерения фазового сдвига, для сравнения частот (например, при поверке частотомеров) и др. Исследуемый сигнал при этом подается через канал Z на модулятор трубки и воздействует на яркость луча.

Круговая развертка легко может превратиться в спиральную. В круговой развертке радиус окружности осциллограммы зависит от амплитуд U_mX, U_mY синусоидального напряжения, подаваемых на входы Х и Y осциллографа. Если эти амплитуды будут постепенно уменьшаться по линейному закону, то на экране ЭЛТ появится изображение спирали.

Такие колебания могут быть получены с помощью амплитудного модулятора. Период спиральной развертки Т_с определяется периодом пилообразного модулирующего напряжения. Число витков спирали определяется отношением периода Т_с к периоду синусоидального напряжения , т.е. .

Следует отметить, что не смотря на изменение радиуса окружности, каждый оборот спирали проходит за одинаковое время, что создает определенные удобства при проведении измерений.