Электронный осциллограф (эо)

Назначение ЭО, классификация и требования.

Осциллографы предназначены для наблюдения за формой электрических колебаний и для измерения основных параметров электрических колебаний (напряжение, частота, период, область сдвигов фаз, коэффициент модуляции и т. д.).

Все ЭО делятся на два вида:

1. Шлейфовые – только в области низких частот;

2. Электронные – содержат электроннолучевую трубку, используют везде.

Требования к осциллографам:

1. Широкий диапазон измеряемых частот;

2. Широкий диапазон измеряемых напряжений;

3. Большое входное сопротивление;

4. Малая входная емкость;

5. Минимальное искажение формы исследуемого сигнала.

Структурная схема универсального ЭО. Назначение узлов.

Рассмотрим упрощенную структурную схему ЭО:

Состав осциллографа:

1. Электроннолучевая трубка – состоит из нитей накала, катода, модулятора, первого анода, второго анода, пластины вертикального отклонения, пластины горизонтального отклонения, колбы;

2. Входные устройства обеспечивают требуемое сопротивление входа и при необходимости ослабляют сигнал;

3. Генератор развертки вырабатывает пилообразное напряжение, которое поступает на пластину горизонтального отклонения для развертки изображения по оси Х;

4. Блок синхронизации – воздействует на генератор развертки так, чтобы выполнялось условие , где n=1, 2, 3…; – период разверти, – период сигнала. В противном случае изображение на экране трубки будет «бегать»;

5. Усилители в канале У усиливают исследуемый сигнал, а в канале Х усиливают напряжение развертки;

6. Линия задержки используется только при исследовании импульсных сигналов, с той целью, чтобы генератор развертки успел запуститься при поступлении импульса сигнала, в противном случае передний фронт импульса не будет виден.

7. G - Источник питания.

Принцип получения изображения на экране ЭО

Для построения формы исследуемых сигналов для практической работы №5, необходимо рассчитать следующие параметры:

Если на трубку подано питание, то на экране трубки будет видна точка. Если подано питание на трубку и включен генератор развертки, то на экране будет видна горизонтальная прямая. Если включено питание на трубку, но генератор развертки выключен, а на вход Y подан исследуемый сигнал, то на экране будет видна вертикальная прямая. Если включить все абсолютно, то на экране увидим форму исследуемого сигнала, что видно на схеме.

Измерение амплитудных и временных параметров электрических сигналов с помощью ЭО

Для измерения временных и амплитудных параметров электрических колебаний схема предыдущая. При этом экран трубки расчерчен на горизонтальные и вертикальные прямые и по этим расчерченным прямым рассчитываем основные параметры сигнала.

4.03.2010

На практике очень часто измеряют частоту сигнала по фигурам Лиссажу, при этом два режима развертки:

1. Синусоидальная;

2. Круговая.

Схема первого режима имеет вид:

В данной схеме генератор образцовой частоты подключается на вход y, а генератор неизвестной частоты на вход х. Эти генераторы можно включить и наоборот. Генератор развертки у осциллографа выключается, тогда на экране трубки появляется фигура Лиссажу, для которой справедливо равенство , откуда находим либо , либо

Ф игуру в середине пересекать нельзя

Схема круговой развертки имеет вид:

В данной схеме генератор образцовой частоты подключается на вход x и y одновременно, но через фазовый контур, который создает сдвиг между сигналами, поданными на x и y 90 градусов, и тогда на экране появиться фигура эллипс, при этом генератор развертки выключен. Генератор неизвестной частоты подключается на клеммы z, которые всегда расположены сзади осциллографа, и тогда на эллипсе появляются темные и светлые метки и , где n – число светлых или темных меток.

Если генераторы поменять местами, то

Виды разверток и режимы синхронизации

Режимы разверток в электронных осциллографах:

1. Линейная (пилообразная);

2. Синусоидальная;

3. Круговая;

4. Эллиптическая.

Наиболее широко используется линейная развертка, которая заставляет генератор развертки работать в следующих режимах:

1. Автоколебательная;

2. Ждущая развертка;

3. Однократная развертка.

Синхронизация обеспечивает получение изображения на экране трубки неподвижное и режимы синхронизации следующие:

1. Внутренняя синхронизация – когда в качестве синхросигнала используется часть исследуемого сигнала;

2. Внешняя синхронизация – когда в качестве синхросигнала используется сигнал от внешнего источника;

3. От сети – когда в качестве синхросигнала используется сетевое напряжение.

Особенности двулучевых и двуканальных ЭО

На практике часто приходится сравнивать формы сигналов на входе и выходе, т.е. либо два сигнала, либо три, либо 4. Для этих целей можно использовать многолучевые осциллографы. Например, двулучевой, тогда в трубке все узлы повторяются дважды. Два входа y₁ и y₂, а генератор развертки один. Если двулучевой – три входа – y₁, y₂, y₃, генератор развертки – один, а узлы в трубке повторяются трижды. Такие осциллографы дорогие и сложные.

Если только надо наблюдать два сигнала, то можно использовать двуканальный осциллограф, когда имеется два входа y₁ и y₁, генератор развертки тоже один, но между каналами y₁ и y₂ включается электронный коммутатор, который с очень большой скоростью включает то y₁, то y₂. Эти осциллографы дешевле и проще.

11.03.2010