3. Основные технические характеристики осциллографа

Параметры осциллографа характеризуют его технические и эксплуатационные возможности как измерительного прибора. Можно выделить три группы параметров:

1. определяющие условия неискаженного воспроизведения на экране формы сигналов;

2. характеризующие точность измерения;

3. эксплуатационные параметры.

Среди других параметров отметим нормальный диапазон AЧX, в пределах которого неравномерность АЧХ не превышает погрешности измерения напряжения для данного осциллографа. Этот параметр определяет частотные границы измерения амплитуд гармонических сигналов с заданной точностью.

Специфическим видом искажений является воспроизведение на экране осциллографа собственных шумов усилителя Y. При этом линиям развертки получается размытой и наблюдение сигнала и измерение его параметров затруднено или невозможно. Уровень собственных шумов определяет, максимальную чувствительность, осциллографа — параметр, численно выражаемый минимальным коэффициентом отклонения, при котором возможны измерения с заданной точностью. Собственные шумы проявляются сильнее в широкополосных каналах Y, поэтому высокочувствительные осциллографы, как правило, узкополосные.

4. Запоминающие, скоростные и стробоскопические

Запоминающие осциллографыобладают способностью длительное время сохранять и воспроизводить изображение сигнала после eго исчезновения на входе осциллографа. Запоминающие осциллографы используются, для исследования одиночных или медленно меняющихся процессов; принцип их действия основан на использовании запоминающей ЭЛТ.

Скоростные осциллографыприменяют для наблюдения относительно мощных сигналов нано - и пикосекундной длительности в реальном масштабе времени. В скоростных осциллографах используются ЭЛТ бегущей волны, поэтому параметры осциллографа определяются свойствами самой ЭЛТ (усиление сигналов в этом случае не производится). К остальным узлам осциллографа предъявляют жесткие Рис.9. Стробоскопические преобразования сигнала.

требования: высокая скорость и большой диапазон, коэффициентов развертки, малое время срабатывания генератора, развертки, высокая линейность пилообразного напряжения. Яркость изображения однократного процесса невелика, поэтому скоростные осциллографы применяют преимущественно для фоторегистрации.

Стробоскопические осциллографыприменяют для наблюдения повторяющихся сигналов. Принцип их действия заключается в преобразовании нескольких идентичных сигналов малой длительности в один, имеющий большую длительность и повторявший форму, входных сигналов. Число импульсов, участвующих в создании одного изображения определяет коэффициент трансформации временного масштаба, который может принимать весьма, большие значения (10⁷- 10⁸).

5. Автоматизация осциллографических измерений

Электронно-лучевой осциллограф является наиболее широко используемым радиоизмерительным прибором. Автоматизация процесса измерений дает значительный выигрыш во времени и в ряде случаев значительно повышает точность измерений. Рассмотрим возможные пути автоматизации регулировок и отсчета показаний при проведении осциллографических измерений.

Автоматическая установка масштабов по осям Х и У. Действие автоматической установки масштабов заключается в том, что при изменении амплитуды и длительности входного сигнала в пределах, динамического диапазона осциллографа размеры изображения остаются постоянными или меняются в заданных пределах. При этом производится цифровая индикация коэффициентов отклонения и развертки, либо на специальном индикаторе, либо непосредственно на экране ЭЛТ

Автоматизация регулировки яркости изображения. Регулировка яркости изображения — одна из необходимых операций при осциллографировании. Она занимает много времени, так как яркость зависит от скорости перемещения луча по экрану, связанной с видом сигнала и величиной установленного масштаба. Кроме того, яркость изображения не остается постоянной в пределах экрана, так как изображение сигнала содержит участки, проходимые лучом с разной скоростью. Для получения одинаковой яркости изображения на экране используется принцип автоматической модуляций луча ЭЛТ. Для этого на модулятор подается напряжение следующего вида:

где и_z—скорость движения луча; Тр — длительность развертки;k—коэффициент пропорциональности, определяющий общий уровень яркости.

Перевод аналогового входного сигнала в цифровую формупозволяет автоматизировать не только процесс регулировки, но и процесс измерения и обработки сигнала.

Наиболее просто цифровая обработка сигнала реализуется в стробоскопических осциллографах, так как дискретизация сигнала во времени лежит в основе принципа действия стробоскопическою преобразователя. В цифровом устройстве проводится дискретизации сигнала только по уровню, результаты преобразования обрабатываются встроенным микропроцессором или внешней ЭВМ.

Программа измерений и обработки сигнала заранее вводится в ЭВМ и может быть изменена. Это существенно расширяет функциональные возможности осциллографа с устройством цифрой обработки.