5.3.3Запоминающие цифровые осциллографы.

В последние годы широкое применение в измерительной технике находят запоминающие цифровые осциллографы (ЗЦО). Упрощенная структурная схема запоминающего цифрового осциллографа приведена на рис. 4.5.

Такой осциллограф может работать в двух режимах. Когда сдвоенный переключатель П находится в положении 1, то схема представляет собой обычный универсальный осциллограф, а когда в положении 2 -то схема работает как ЗЦО. Упрощенно принцип его действия можно описать следующим образом.

Исследуемый сигнал u_c(t) со входа Y подается через аттенюатор на информационный вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Из контроллера (управляющего устройства) на АЦП поступают также тактовые импульсы Ut с периодом следования Т.

При поступлении в некоторый момент времени t_i, одного из них АЦП преобразует амплитуду сигнала u_c(t_i,) в двоичный код U(t_i), т.е. набор уровней 0 и 1. В конце такого преобразования АЦП выдает на контроллер соответствующий сигнал. При этом цифровой код передается в определенную ячейку запоминающего устройства (ЗУ).

Рис. 4.11. Упрощенная структурная схема запоминающего цифрового осциллографа.

За время исследования сигнала U(t) в ЗУ накапливаются коды его амплитуд U(t_i), U{tj+T), U(t_i+2T) и т.д.; там они могут храниться любое время, поскольку ЗУ, как известно, — энергонезависимое устройство. Для воспроизведения хранимой информации по команде контроллера из памяти ЗУ выбираются (считываются) коды в требуемой последовательности и заданном темпе и подаются на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП). ЦАП каждый код преобразует в соответствующее ему напряжение. Эти напряжения передаются через усилитель на пластины У. Осциллограмма представляет собой набор светящихся точек. Для получения непрерывной осциллограммы после ЗУ устанавливают блок сглаживания.

Достоинства ЗЦО — неограниченное время хранения информации; широкие пределы скорости ее считывания; возможность замедленного воспроизведения отдельных участков запомненного сигнала; яркие и четкие осциллограммы; возможность обработки информации в цифровом виде на ЭВМ или внутри самого осциллографа.

Основной недостаток ЗЦО — из-за сравнительно невысокого быстродействия АЦП большинство ЗЦО могут запоминать сигналы, имеющие ЭЛТ как устройство отображения запоминающего осциллографа имеет ряд недостатков: большие габариты (длина), высокие питающие напряжения, сравнительно малая долговечность, невысокая механическая прочность. Поэтому в последние годы в ряде ЗЦО стали использоваться плоские матричные газоразрядные и жидкокристаллические панели.

5.3.4Двухканальные и двухлучевые осциллографы.

Двухканальные осциллографы имеют два идентичных канала вертикального отклонения (вход первого — Y1, второго — Y2) и электронный переключатель (ЭК), который может поочередно подавать выходные сигналы каналов на одни и те же пластины У. В, зависимости от управления работой ЭК можно реализовать следующие основные режимы работы осциллографа: одноканалъный (на экране виден один сигнал, подаваемый на Y1 или Y2); поочередный (на экране видно оба сигнала за счет переключения ЭК во время каждого обратного хода развертки). На основе двухканального принципа строят многоканальные осциллографы с числом каналов до восьми.

Двухлучевые осциллографы имеют два канала У и специальную двухлучевую ЭЛТ, в которой есть две электронные независимые пушки и две системы отклоняющих пластин. Горизонтальная развертка лучей общая (от генератора развертки), а вертикальная — каждая от «своего» канала У, что позволяет наблюдать на экране осциллограммы двух сигналов (без их периодического прерывания, как в двухканальных). Такие осциллографы намного сложнее схемотехнически и дороже двухканальных.