Получение осциллограммы исследуемого сигнала

Для получения осциллограммы необходимо управлять движением светового пятна на экране ЭЛТ в горизонтальном и вертикальном направлении. Смещение пятна в вертикальном направлении осуществляется сигналом, а в горизонтальном – напряжением развертки. Генератор развертки вырабатывает колебания пилообразной формы U_x (рис. 1.3).

На участке ас напряжение развертки U_x линейно нарастает_. T _пр – время прямого хода луча. T _обр – время обратного хода луча. Под действием напряжения U_x электронный пучок будет отклоняться только в горизонтальной плоскости. При максимальном отрицательном значении U_x (точка а на рис.3) светящееся пятно находится в крайнем левом положении (точка а ^/) на экране. При линейном нарастании U_x пятно постепенно переместится в точку b ^/, а потом в точку с ^/. На участке а ^/ с ^/ скорость движения пятна будет постоянной. С точки с ^/ в исходное состояние луч возвращается за время T _обр<< T _пр, поэтому скорость движения пятна в обратном направлении значительно выше.

Ux

T обр

T пр

T р

d

c

a

t

b

 

Х-пластины

Uх

x,t

Экран ЭЛТ

Тпр

Тобр

у

а /

b /

c /

а

b

c

d

t

Образование изображения на экране ЭЛТ при воздействии напряжения развертки U_x и напряжения сигнала U (t) показано на рис. 1.4. При построении осциллограммы принято, что период пилообразного напряжения T_p равен периоду сигнала T, а T_обр = 0. Период развертки условно разделен на четыре равных интервала с границами t ₀, t ₁, t ₃, t ₄. В момент t ₀ U (t ₀)=0, U_x имеет максимальное отрицательное значение и световое пятно находится в точке а.

 

Рисунок 1.3 – Пилообразное напряжение.

В момент t ₁ напряжение сигнала имеет максимальное положительное значение, а , и пятно находится в точке b. Аналогично можно найти положение точек c, d и e на экране ЭЛТ. По окончании развертки световое пятно по прямой линии е-а мгновенно возвращается в исходное положение. В последующие циклы развертки осциллограммы получаются также, причем все ее точки совпадут с аналогичными точками осциллограммы, изображенной на рис. 1.4.

Формирование изображения при нарушении кратности частот развертки и сигнала (автоколебательный режим работы генератора пилообразного напряжения) показано на рис. 1.5.

U

U x

U x

T

T p

t

t 4

t 3

t 2

t 1

t 0

t 0

0

у

t 1

t 2

t 3

t 4

a

b

c

d

e

t

Y – пластины

Х –пластины

Период сигнала синусоидальной формы T>T_p. При первом цикле развертки на экране отображается осциллограмма в виде отрезка синусоиды между точками 0-1, при втором отрезок 1-2, при третьем 2-3 и т.д.

 

 

Последовательное появление осциллограмм I – IV создает ощущение движения изображения в направлении, показанном стрелкой на рис. 1.5. Скорость движения осциллограммы тем выше, чем больше отличается период развертки от периода сигнала. Если T < T _p, осциллограмма будет перемещаться справа налево.

 

I

I I

III IV

IV L

IV IV

III

I I

I

T

U x

t

t

U

Рисунок 1.5 –

 

Для получения неподвижной осциллограммы необходимо подобрать период развертки равным (или кратным) периоду сигнала. Для этого служит система синхронизации: внутренняя, внешняя, от сети (рис. 1.1).