Принципы получения осциллограммы

Осциллограмма – это графическое изображение на экране осциллографа электрических сигналов любой формы и характера. Если на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки подать переменное напряжение, то электронный луч начнет колебаться в вертикальном направлении и оставит на экране трубки светящуюся вертикальную линию. Если же переменное напряжение подать на горизонтально отклоняющие пластины, то электронный луч оставит на экране трубки светящуюся горизонтальную линию. При одновременном воздействии переменных напряжений на обе пары пластин в зависимости от соотношения их частот, амплитуд и фаз можно получить различные осциллограммы. При равенстве частот, амплитуд и фаз переменных напряжений на экране трубки получится прямая линия, расположенная как показано на рис. 5-2. При других соотношениях частот, амплитуд и фаз осциллограммы могут иметь вид более сложных кривых – кривых Лиссажу (рис. 5-3). По этим кривым можно определить частотные, фазовые или амплитудные соотношения напряжений, подаваемых на отклоняющие пластины.

P acсмотренные осциллограммы, выражающие зависимость одной из измеряемых величин от другой, но не зависящих от времени, называются стационарными.

Рис. 5-2    Рис. 5-3

Электронный луч, отклоняясь в вертикальной направлении в соответствии с законом изменения исследуемого напряжения одновременно будет двигаться вдоль экрана. Так получается однократная осциллограмма (рис. 5-4). Для получения на экране осциллограммы периодически изменяющегося с большой частотой исследуемого напряжения необходимо, чтобы однократная осциллограмма повторялась с частотой не менее 10 раз в секунду и каждый раз приходилась на одни и те же точки экрана. Для этого надо, чтобы линейно изменяющееся со временем напряжение развертки также периодически повторялось. Это напряжение должно сравнительно медленно возрастать в течении некоторого времени, а затем почти мгновенно падать до нуля (рис. 5-5). Его называют пилообразным напряжением. При равенстве периодов исследуемого напряжения (Ти) и напряжения развертки (Тр) на экране получится один период исследуемого напряжения. При ( – целое число) осциллограмма будет представлять собой кривую из периодов исследуемого напряжения (такая осциллограмма называется временной). Пилообразное напряжение создается специальным генератором, вмонтированном в осциллографе.

Р ис 5-4. Рис.5-5

Цепь синхронизации

Частота колебаний генератора пилообразного напряжения, как и других электрических источников колебаний, не остается строго постоянной. Поэтому осциллограмма на экране электронно-лучевой трубки без специальной стабилизации будет двигаться в ту или иную сторону вдоль горизонтальной оси. Для устранения "подвижности" осциллограммы пилообразное напряжение синхронизируется с исследуемый напряжением. Синхронизация в простейшем случае состоит в том, что начало каждого периода пилообразного напряжения принудительно (воздействием исследуемого сигнала) совмещается с одной и той же фазой исследуемого напряжения. В качестве напряжения синхронизации в осциллографе часто используют напряжение исследуемого сигнала ("внутренняя" синхронизация). Иногда необходимо синхронизировать генератор внешним напряжением, не связанным с исследуемом сигналом («внешняя» синхронизация) и "от сети'' (50 Гц).