Электрорадиоизмерения (В. И. Винокуров) (554136), страница 27
Текст из файла (страница 27)
В частности, это позволяет рассматривать' отдельные участки сигнала в удобном масштабе, что повышает точность измерения. Принцип действия двойной развертки показан на рис. БгИ. Первая (задерживающая) развертка позволяет наблюдать полный сигнал, и ее действие ничем не отличается от обычной линейной развертки, описанной ранее. Она допускает все режимы работы линейной развертки. Вторая (задержанная) развертка запускается с некоторой задержкой относительно начала первой развертки. Период задержанной развертки (а следовательно, и временной ьгасштаб изображения) можно выбрать независимо н, в частности„ меньше периода первой развертки.
Задержка запуска второй развертки делается регулируемой, и при рассмотрении полного сигнала (когда на пластины подается напряжение первой развертки) область действия второй развертки выделяется яркостной отметкой. 124 Регулировкой задержки и длительности второй развертки можно установить яркостную отметку на интересующую часть сигнала Переключение осциллографа иа работу с задержанной разверткой позволяет наблюдать выбранную часть сигнала. При работе осциллографа попеременно от двух разверток производится обзор всего сигнала и измерение его параметров с повышенной точностью. Погрешности измерения временнйх параметров сигнала зависят главным образом от линейности развертки, которую характеризуют коэффициентом нелинейности (6.7у ~й~ь сгг ! ь=ь Коэффициент нелинейности выражает относительное изменение скорости нарастания напряжения в начале и конце рабочего хода развертки.
Для качественного изображения процесса требуется иметь нелинейность не более,1 — ЗЪ, однако для проведения измерений с высокой точностью необходимо иметь генератор развертки с нелинейностью менее !%. Кроме того, к генераторам развертки предъявляется требование малости обратного хода, так как во время обратного хода развертки наблюдение сигнала невозможно. 6 6.2.
Структурная схема универсального осциллографа Рассмотрим обобщенную структурную схему универсального осциллографа (рис. 6.14). В осциллографе кроме ЭЛТ можно выделить следующие функциональные блоки: каналы вертикального и горизонтального отклонений, устройство синхронизации и запуска развертки, канал модуляции луча, вспомогательные устройства, источник питания. Канал вертикального отклонения (у) определяет основные качественные характеристики осциллографа и включает входное устройство, предварительный усилитель, линию задержки и оконечный усилитель. Входная цепь служит для регулировки входного сигнала по амплитуде, которая осуществляется широкополосным дискретным аттенюатором, проградуированным в значениях коэффициента отклонения. Во входной цепи предусматривают также коммутируемый разделительный конденсатор, позволяющий при необходимости исключить подачу иа вход осциллографа постоянной составляющей исследуемого сигнала («закрытый» вход).
Предварительный усилитель выполняет следующие функции усиление сигнала и преобразование его из несимметричного в симметричный относительно общего провода, плавную регулировку коэффициента отклонения и изменение постоянной составляющей сигнала, подаваемого на ЭЛТ. Последнее необходимо для регулировки положения изображения по вертикали. В современных моделях широко используется дифференциальный предварительный усилитель 125 с двумя входами.
При этом на экране ЭЛТ отображается разность сигналов, поданных на входы. Линия задержки обеспечивает небольшой временной сдвиг сигнала на пластинах ЭЛТ относительно начала развертки, что важно для ждущего режима. Оконечный усилитель обеспечивает увеличение амплитуды сигнала до значения, достаточного для отклонения луча в пределах экрана,'а также согласование входного сопротивления отклоняющих пластин ЭЛТ с выходным сопротивлением предварительного усилителя и линии задержки. Прсдбпритсльный . Окниесный Рис. 6.14. Струитуриан схема универсального осциллографа Канал горизонтального отклонения (Х) включает генератор развертки и оконеьный усилитель. Как правило, генератор развертки имеет три режима работы: автоколебательный (непрерывная линейная развертка), ждущий и режим однократного запуска. Период развертки регулируется дискретно и плавно.
Генератор развертки может быть отключен; при этом развертка производится внешним сигналом, подаваемым иа вход канала Х. Назначение усилителя Х то же, что и оконечного усилителя у, однако в нем предусматривается дискретное изменение коэффициента уСиления для режима растяжки. Устройство синхронизации и запуска развертки предназначено для управления генератором развертки и обеспечивает кратность периодов сигнала и развертки. Для получения неподвижного изображения начало развертки должно быть связано с одной и той же характерной точкой сигнала (фронтом, максимумом и пр.). Процесс привязки развертки к характерным точкам сигнала называют синхронизацией в автоколебательном режиме и запуском — в ждущем.
Синхронизация и запуск развертки производятся специальным 126 ~сипхроимпульсом, подаваемым на генератор из устройства синхронизации. Различают два режима синхронизации: внутреннюю и внешнюю. При внутренней синхронизации сивхроимпульсы вырабатывают из усиленного входного сигнала до его задержки. При внешней — сигнал синхронизации подают на специальный вход осциллографа от внешнего источника. Например, в стандартных генераторах импульсов вырабатываются синхроимпульсы, относительно которых выходной сигнал может быть сдвинут с помощью регулируемой задержки.
При изучении прохождения импульсов через какое- либо устройство регулировка задержки на генераторе при внешней синхронизации позволяет перемешать импульс ва экране осциллографа по горизонтальной координате в удобное для наблюдения место. Канал модуляции луча по яркости (Х), основное назначение которого — подсветка прямого хода развертки. Постоянное напряжение на модуляторе ЭЛТ выбирают на уровне запирания трубки. В генераторе развертки вырабатывается специальный прямоугольный импульс подсвета, равный длительности прямого хода развертки. Для равномерной яркости изображения импульс подсвета должен иметь плоскую вершину.
Необходимо также обеспечить малую длительность фронта и спада импульса. Для формирования напряжения, поступаюшего на модулятор, слугкит усилитель л., имеюшин также дополнительный вход. Это дает возможность модуляции изображения по яркости внешним сигналом. Канал л используется также для создания яркостной отметки в осциллографах с двойной разверткой. Вспомогательные устройства осциллогра4а включают калибраторы и электронный коммутатор каналов. Калибраторы, встроенные в осциллограф, служат для точной установки коэффициентов отклонения и развертки непосредственно перед измерениями. Они представляют собой отдельные генераторы сигналов с точно известными амплитудой и частотой. Для калибровки оси У используют постоянные напряжения обеих полярностей (иногда плавно регулируемые) и напряжения в виде меандра.
Масштаб по оси Х обычно устанавливают по синусоидальному напряжению, стабилизированному кварцем. Электронные коммутаторы, входящие в канал У некоторых осциллографов, позволяют наблюдать на экране несколько синхрон'- ных процессов (имеюших строго кратные периоды повторения). Такой осциллограф называется многоканальным и имеет несколько входов, подключаемых к усилителю У с частотой развертки. В этом случае:на каждом ходе развертки образуется изображение одного из входных сигналов (поочередный режим). Для медленных разверток такой режим работы коммутатора неудобен из-за мелькания изображений. Для этого случая используется прерывистый режим работы коммутатора: переключение его происходит с большой частотой.
Изображение на экране образуется в виде отдельных черточек, соответствующих каждому сигналу. За счет несинхронности частоты переключения и частоты развертки при каж.- 127 дом ходе развертки эти черточки смещаются по траектории, повторяющей форму сигнала, и благодаря инерционности зрения воспринимаются как слитное изображение. Как правило, электронные коммутаторы предусматривают несколько режимов работы канала У: наблюдение каждого из сигналов отдельно, одновременное наблюдение сигналов, сложение сигналов. Источник питания осциллографа обычно состоит из дйух частей: высокавольтнога, выдающего необходимые напряжения для питания электродов ЭЛТ, и низковольтного — для питания остальных узлов осциллографа.
а) ф) г) Рис. 6.16. Типичные искажения изображения прямоугольного импульса на экране осцилло- графа Рис. 6.16. Перехолиая хараите- рисгиха осциллографа $6.3. 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 э%ране формы сигналов; 2) характеризующие точность измерения; 3) эксплуатационные параметры. 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
