Федосеева - Основы электроники и микроэлектроники (989598), страница 30
Текст из файла (страница 30)
Длина светящегося вертикального отрезка пропорциональна амплитуде приложенного к пластинам УУ переменного напряжения. Аналогично действует на движение электронного луча по горизонтали напряжение между пластинами ХХ: если выше потенциал передней пластины, то луч попадет в точку в, а если задней — то в точку г. При одновременной подаче переменных напряжений на обе пары пластин на экране наблюдаются разные светящиеся кривые линии, форма которых зависит от амплитуды, частоты и фазы подаваемых на пластины ХХ и УУ напряжений.
Эти кривые носят название фигур Лигеажу и позволяют производить исследования электрических сигналов. Рнс. 3.3. Лсастанс отнлоняюшнх пластин который представляет собой слой графита, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного баллона электроннолучевой трубки. Аквадаг соединяется со вторым анодом и служит также для защиты электронного луча от воздействия внешних электрических и магнитных полей (см. рис. 3.1, 6). Отклоняющая система состоит из двух пар пластин.
Первая пара плоскопараллельных пластин установлена по пути движения электронов луча горизонтально и служит для отклонения луча в вертикальном направлении. Эти пластины при подаче на них напряжения создают электрическое поле, сила которого действует на электроны вертикально, и называются вергикальяоотклоняющими пластинами УУ. Вторая пара плоскопараллельных пластин расположена перпендикулярно первой и служит для отклонения электронного луча в горизонтальном направлении.
Это горизонтально-отклоняющие пластины ХХ. Действие отклоняющих пластин на электронный луч иллюстрирует рис. 3.3. При подаче постоянного напряжения на пластины УУ так, что потенциал верхней из них выше, чем нижней, луч отклонится из центра экрана О вверх в точку а, а при изменении полярности приложенного напряжения — вниз в точку б. При равенстве потенциалов пластин луч останется в точке О 140 3.1.2.
Принцип получения изображения на экране осциллографической трубки Наличие двух взаимно перпендикулярных пар отклоняющих пластин позволяет получить на экране электроннолучевой трубки график исследуемого процесса в прямоугольной системе координат„ т. е. графическую зависимость одной величины от другой. Рассмотрим в качестве примера получение наиболее распространенных графиков зависимости напряжения сигнала от времени, т. е. временнйх диаграмм. Положение светового пятна на экране в любой момент времени зависит от мгновенных значений обоих отклоняющих напряжений, а форма светящейся линии, которую чертит луч при своем движении, — от характера изменения этих напряжений. Если исследуемое изменяющееся напряжение подвести к вертикально-отклоняющим пластинам УУ, то иа экране получится вертикальная линия.
Для получения формы кривой исследуемого напряжения необходимо, чтобы луч одновременно смещался по горизонтали прямо пропорционально времени. Этот процесс называют разверткой электронного луча. Осью времени в этом случае служит линия развертки, которую прочерчивает луч под действием напряжения развертки 0р между горизонтально-отклоняющими пластинами ХХ. Для наблюдения электрических процессов, изменяющихся во 14! Т,=лТ„ н н ()с(пу) ение нальное анне онтальное Г43 142 времени, применяют линейную развертку, дающую перемешение луча по экрану с постоянной скоростью.
Для этого напряжение развертки должно равномерно возрастать, пока луч движется в пределах экрана, и очень быстро спадать до нуля, чтобы вернуть луч к началу координат, а затем снова линейно возрастать и быстро спадать и т. д. При этом луч каждый раз прочерчивает исследуемую кривую на одном и том же месте и возврашается к началу координат (рис. 3.4, а). Форму напряжения развертки, которое периодически линейно нарастает до максимального значения и быстро спадает до нуля, называют пилообразной (рис. 3.4, б).
Амплитуда напряжения развертки (гг определяет величину отклонения луча по горизонтали, т.е, длину линии развертки. ир(их) в в Рнс. ЗЛ. Получение на экране трубки оспнллограммы исследуемого напряженна (а); пнлообразное напряжение развертки (б) н нсследуемый сннусондальный сигнал (а) Если исследуемое напряжение сигнала К, например синусондальное (рис. 3.4, в), подать на пластины УУ, то амплитуда отклонения луча по вертикали будет прямо пропорциональна амплитуде напряжения сигнала (з',„.
При одновременном действии напряжений сигнала на пластинах УУ и развертки на пластинах ХХ луч прочерчивает на экране развернутую временную диаграмму исследуемого напряжения, т.е. синусоиду. На рис. 3.4, а показаны положения луча на экране, соответствующие моментам времени О, !, 2, 3...8. Равномерное перемешение светового пятна по экрану от левого края к правому, соответствуюшее пологой возрастаюшей части зубца пилообразного напряжения ОА, называется прямы.н ходом луча, а почти мгновенное, скачкообразное возврашение светового пятна справа налево, соответствуюшее крутой спадаюшей части зубца АБ, — обратным ходом луча. Время обратного хода луча должно быть очень мало по сравнению со временем его прямого хода.
Для получения неподвижного изображения одной кривой на экране необходимо, чтобы период развертки был кратным периоду исследуемого напряжения, т. е. где Т, — период напряжения развертки; Т, — период исследуемого напряжения;и — целое число. Это условие для частот сигнала 1, и РазвеРтки )г имеет вид: ), = л)р. При выполнении данного соотношения изображение л-периодов кривой исследуемого напряжения прочерчивается на одном и том же месте. Рнс. 3.5.
Схема включения электроннолучевой трубки с электростатнческнм управлением Если частоты обоих колебаний равны, то на экране будет неподвижное изображение одного полного периода исследуемого напряжения. Если частота исследуемого напряжения вдвое больше частоты пилообразного напряжения, то на экране будет два полных периода исследуемого напряжения и т. д. Схема включения трубки приведена на рис. 3.5. Питание трубки осуществляется от выпрямителя, нагруженного на высокоомный делитель, состоящий из постоянных резисторов Азь )(з, )тз и потенциометров П„ Пь Пз, П,.
С делителя выпрямленное напряжение необходимой величины подаегся на все электроды трубки. На управляющий электрод подают отрицательное.относительно катода напряжение в несколько десятков вольт. Регулировкой этого напряжения с помощью потенциометра П~ изменяют яркость свечения экрана. На первый анод подают положительное напряжение в несколько сотен вольт. Регулируя величину этого напряжения, уР потенциометром П, производят фокусировку. На второй анод подают положительное напряжение значительно более высокое, чем на первый анод, — тысячи и десятки тысяч вольт. Второй анод и аквадаг соединены с корпусом прибора.
На вертикально-отклоняющие пластины подают напряжение сигнала У„а на горизонтально-отклоняющие — напряжение развертки (х',. Кроме того, на отклоняющие пластины подают постоянное напряжение, позволяющее установить исходное положение светового пятна на экране трубки. Для этого служат потенциометры Пэ и П». ветвь характеристики — 7чг = )(0„»). В отрицательный полупериод луч смещается влево вниз н обратно в третьем квадранте графика, прочерчивая обратную ветвь — 1,»г =((П»»г). В последующие периоды переменного напряжения луч повторяет вычерчивание характеристики на том же месте, так что на экране наблюдается устойчивое ее изображение. 3.1.3.
Электроннолучевая трубка с магнитным управлением Магнитное поле действует на движущийся электрон, как на элементарный проводник с током. Поскольку ток создается движением электрона, то сила, действующая на электрон со стороны однородного магнитного поля, пропорциональна заряду Рис. 3.6. Схема получении на экране осниллографа вольт-амперной характеристики диода Кроме получения временных осциллограмм, представляющих зависимости токов и напряжений сигнала от времени, электроннолучевая трубка позволяет наблюдать на экране вольт-амперные характеристики электронных приборов. Для этого от пластин ХХ отключается напряжение временной развертки, а подастся напряжение, пропорциональное напряжению на приборе; на пластины УУ подается напряжение, пропорциональное току прибора.
Например, для получения на экране осциллографа вольтамперной характеристики полупроводникового диода используется схема, показанная на рис. 3.6. Чтобы получить обе ветви вольт-амперной характеристики — прямую и обратную, — исследование проводится на переменном токе. Переменное напряжение подводится через трансформатор Тр к диоду Д и резистору тт. Сопротивление резистора должно быть меньше прямого сопротивления диода. К пластинам ХХ приложено напряжение со вторичной обмотки трансформатора, пропорциональное напряжению на диоде, а к пластинам УУ вЂ” напряжение ил с резистора )г, пропорциональное току через диод.
В течение положительного полупериода на аноде диода луч смещается вправо вверх и обратно в первом квадранте графика, прочерчивая прямую 144 Рис. 3.7. движение электрона в однородном магнитном поле при начальной скорости, перпендикулирной силовым лннним (о) и направленной под углом к ним (б) электрона е, скорости о и напряженности магнитного полн Н, а также зависит от угла а между направлением силовых линий и направлением движения электрона: г = егНяпа. Отсюда следует, что на электрон, движущийся вдоль силовых линий, магнитное поле не оказывает влияния, так как при а= О и а=!80' япа= О и г"= О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
