Стислі теоретичні відомості. В більшості випадків в електронному осцилографі для відображення інформації використовується електронно-променева трубка (ЕПТ)

В більшості випадків в електронному осцилографі для відображення інформації використовується електронно-променева трубка (ЕПТ).

Спрощена структурна схема, за якою будуються більшість осцилографів, зображена на мал. 3.1.

Рис. 3.1

Вона містить наступні основні частини: канал вертикального відхилення променя (канал ), канал горизонтального відхилення (канал ), канал управління променем по яскравості (канал ), калібратор, ЕПТ VL1 з схемами фокусування, управління та живлення.

Розглянемо спочатку канал вертикального відхилення. На вхідний пристрій поступає досліджуваний сигнал. Вхідний пристрій має дільника напруги для розширення меж вимірювання з коефіцієнтами ділення, що ступінчасто змінюються. Вхідний сигнал необхідно підсилити, для цього призначений попередній підсилювач А1.

Крайовий підсилювач А2 каналу Y забезпечує посилення досліджуваного сигналу до значення, яке достатнє для відхилення променя в межах екрану по вертикалі, при цьому використовується двотактний підсилювач.

Канал горизонтального відхилення променя включає генератор розгортки G1, крайовий підсилювач A3, пристрій синхронізації і запуску розгортки. Генератор розгортки призначений для формування напруги, що викликає відхилення променя по горизонталі пропорційно часу.

Принцип дії електронного осцилографа, побудованого на основіелектростатичної ЕПТ, полягає в наступному. Сфокусований електронний промінь, проходячи між пластинами X, Y, що вертикально і горизонтально відхиляють, може відхилятися під впливом напруги, прикладеної до пластин, в напрямі, перпендикулярному площині пластин (рис. 3.2). Це відхилення, спостережуване на екрані ЕПТ по положенню плями, що світиться, прямо пропорціонально прикладеній напрузі. Припустимо, що напруга, прикладена до пластин Y, рівна нулю, а на Z -пластини подана напруга ідеальної пилкоподібної форми (див. рис.3.2). Тоді пляма від електронного променя на екрані трубки переміщатиметься в горизонтальному напрямі протягом часу T р (прямий хід променя), а потім миттєво повернеться в первинне положення (зворотний хід променя). У подальші періоди пилкоподібної напруги рух променя повториться і на екрані буде висвічена горизонтальна лінія, яка відповідає прямому ходу променя. Зворотний хід в нашому випадку відбувається так швидко, що свічення екрану не буде. Відхилення променя в горизонтальному напрямі, лінійно зв'язане з часом, називається розгорткою. Якщо окрім напруги розгортки на пластинах Х подати на Y -пластини періодичну напругу, тоді при рівності періодів зміни напруги на пластинах, на екрані буде одноразове нерухоме зображення траєкторії плями – досліджуваного сигналу у часі.

Траєкторію плями на екрані можна побудувати графічно по крапках, задаючи моменти часу і відповідну ним напругу розгортки і сигналу. Цю траєкторію плями, що відображає форму залежності досліджуваного коливання від часу, називають осцилограмою. По осцилограмі можуть бути виміряні параметри сигналу: амплітуда, період, частота і т. і.

 

Рис. 3.2.

Калібрувальними ланцюгами є генератори сигналу з точно відомою амплітудою і періодом. Як калібрувальний сигнал найчастіше використовується меандр (рис.3.3). Калібрувальна напруга подається на вхід осцилографа. Органи управління встановлюються у вказані в інструкції положення і перевіряється поєднання калібрувального сигналу із заданими рисками шкали.

Органи управління осцилографом розташовані на його лицьовій панелі.

Органи управління електронно-променевою трубкою:

ручка «» – регулює яскравість зображення;

ручка «» – регулює чіткість (фокус) зображення;

ручка «» – регулює астигматизм променя;

ручка «» – регулює освітленість ліній шкали на екрані ЕПТ.

Органи управління тракту вертикального відхилення:

перемикачі «V/ДЕЛ» – встановлюють коефіцієнти відхилення каналів I та II, що калібруються;

потенціометри «q» – регулюють коефіцієнти відхилення каналів;

потенціометри «w» – забезпечують плавне регулювання коефіцієнтів відхилення обох каналів з перекриттям не менше чим в 2,5 разу в кожному положенні перемикачів «V/ДЕЛ»;

потенціометри «2» – регулюють положення променів обох каналів по вертикалі;

« 1 МΩ 35 рF» – гнізда для подачі досліджуваних сигналів;

Перемикачі режиму роботи входів підсилювача в положеннях:

«~» – на вхід підсилювача досліджуваний сигнал поступає через розділовий конденсатор (закритий вхід);

«» – на вхід підсилювача досліджуваний сигнал поступає з постійною складовою (відкритий вхід);

«^» – вхід підсилювача підключений до корпусу;

Перемикачі режиму роботи підсилювачів в положеннях:

«I» – на екрані ЕПТспостерігається сигнал каналу I;

«II, Х–Y» – на екрані ЕПТспостерігається сигнал каналу II;

«І ± ІІ» – на екрані ЕПТспостерігається алгебра суму сигналів каналів I і II;

«---» на екрані ЕПТ спостерігається зображення сигналів обох каналів, їх перемикання здійснюється з частотою 100 кГц;

«""» – на екрані ЕПТ спостерігається зображення сигналів обох каналів, їх перемикання здійснюється в кінці кожного прямого ходу розгортки;

Перемикач інвертування сигналу в ІI каналі в положеннях:

«» – фаза сигналу не міняється;

«» – фаза сигналу міняється на 180º;

Перемикачі зміни посилення каналів в 10 разів, суміщених з ручкою «2», у положеннях:

«» – коефіцієнт відхилення каналу відповідає положенню аттенюатора;

«» – коефіцієнт відхилення каналу відповідає положенню аттенюатора, помноженому на 10.