Пилообразное напряжение в осциллографе. Генератор пилообразного напряжения в осциллографе: принцип работы и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое генератор пилообразного напряжения в осциллографе. Как он формирует развертку луча по горизонтали. Какие параметры пилообразного сигнала важны для качественного отображения осциллограммы. Как настраивается частота развертки в осциллографе.

Содержание

Принцип работы генератора пилообразного напряжения в осциллографе

Генератор пилообразного напряжения является ключевым узлом осциллографа, обеспечивающим развертку луча по горизонтали. Он формирует напряжение, линейно нарастающее во времени, а затем резко спадающее к исходному уровню. Такая форма сигнала позволяет равномерно перемещать луч по экрану слева направо, а затем быстро возвращать его в исходное положение.

Основные характеристики пилообразного сигнала

Линейность фронта нарастания
Крутизна заднего фронта
Амплитуда
Частота повторения

Чем выше линейность нарастающего участка, тем равномернее развертка луча по горизонтали. Крутой задний фронт обеспечивает быстрый возврат луча. Амплитуда определяет размах развертки по экрану. Частота задает скорость развертки.

Схемотехника генератора пилообразного напряжения

Простейший генератор пилообразного напряжения может быть реализован на основе заряда и разряда конденсатора. Рассмотрим принципиальную схему:

«` «`

В этой схеме конденсатор C заряжается через резистор R, создавая нарастающее напряжение. Когда напряжение достигает порогового уровня, транзистор T открывается и быстро разряжает конденсатор. Затем цикл повторяется.

Регулировка частоты развертки в осциллографе

Частота пилообразного напряжения определяет скорость развертки луча по горизонтали. В осциллографах предусмотрена возможность изменения этой частоты для наблюдения сигналов различной длительности. Как правило, регулировка осуществляется ступенчато и плавно.

Способы регулировки частоты развертки:

Изменение постоянной времени RC-цепи
Регулировка порога срабатывания разрядной цепи
Использование цифровых синтезаторов частоты

В современных цифровых осциллографах частота развертки задается программно и может изменяться в широких пределах с высокой точностью.

Синхронизация развертки с входным сигналом

Для получения устойчивого изображения на экране осциллографа необходимо синхронизировать работу генератора развертки с исследуемым сигналом. Это достигается подачей части входного сигнала на схему запуска генератора пилообразного напряжения.

Основные режимы синхронизации:

Автоматический — развертка запускается периодически при отсутствии сигнала
Ждущий — запуск только при наличии сигнала заданного уровня
Однократный — однократный запуск развертки по сигналу

Правильная настройка синхронизации позволяет получить стабильное изображение даже для сложных периодических и импульсных сигналов.

Влияние параметров развертки на качество отображения сигнала

Характеристики генератора пилообразного напряжения напрямую влияют на качество отображения исследуемого сигнала на экране осциллографа. Рассмотрим основные зависимости:

Линейность развертки

Чем выше линейность нарастающего участка пилообразного сигнала, тем равномернее распределение точек осциллограммы по горизонтали. Это особенно важно при измерении временных интервалов.

Скорость обратного хода луча

Крутой задний фронт пилообразного напряжения обеспечивает быстрый возврат луча в исходное положение. Это позволяет минимизировать «паразитную» засветку экрана при обратном ходе.

Диапазон частот развертки

Широкий диапазон регулировки частоты пилообразного напряжения дает возможность наблюдать как медленно меняющиеся процессы, так и короткие импульсы. Типичный диапазон частот развертки в осциллографах — от единиц Гц до десятков МГц.

Применение генератора пилообразного напряжения в других устройствах

Помимо осциллографов, генераторы пилообразного напряжения находят применение и в других областях электроники:

Телевизионная техника — формирование строчной и кадровой разверток
Радиолокация — временная развертка в индикаторах кругового обзора
Измерительная техника — генераторы линейно изменяющегося напряжения
Силовая электроника — системы управления импульсными преобразователями

В каждом случае генератор пилообразного напряжения адаптируется под конкретные требования по частоте, амплитуде и линейности сигнала.

Современные тенденции в развитии систем развертки осциллографов

Развитие цифровых технологий привело к значительным изменениям в построении систем развертки осциллографов:

Цифровой синтез развертки

В современных цифровых осциллографах генератор пилообразного напряжения часто заменяется цифровым синтезатором. Это позволяет получить высокую точность и стабильность частоты развертки.

Эквивалентная временная развертка

Для исследования высокочастотных периодических сигналов применяется метод эквивалентной временной развертки. Он позволяет существенно расширить полосу пропускания осциллографа.

Цифровая обработка сигналов

Применение мощных процессоров цифровой обработки сигналов дает возможность реализовать сложные алгоритмы синхронизации и отображения осциллограмм, недоступные в аналоговых приборах.

Несмотря на цифровизацию, принципы формирования развертки, заложенные в классических аналоговых осциллографах, остаются актуальными и сегодня. Понимание этих принципов помогает эффективно использовать современные измерительные приборы.

Пилообразное напряжение — развертка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Пилообразное напряжение — развертка

Cтраница 1

Пилообразное напряжение развертки по времени получают от специального генератора развертки, входящего в схему электронного осциллографа. Схема генератора предусматривает возможность изменения в широких пределах частоты пилообразного напряжения развертки. [1]

Пилообразное напряжение развертки после усиления подается на ротор сельсина-трансформатора. [2]

Особенностью пилообразного напряжения развертки является линейное изменение напряжения в течение периода с почти мгновенным возвратом к начальному значению в конце периода. Под действием этого напряжения луч развертывается на экране в отрезок прямой, положение крайних точек которой определяется напряжениями в начале и конце периода. [5]

Особенностью пилообразного напряжения развертки является линейное изменение напряжения в течение периода д почти мгновенным возвратом к начальному значению в конце периода. Под действием этого напряжения луч развертывается на экране в отрезок прямой, положение крайних точек которой определяется напряжениями в начале и конце периода. [6]

Генератор пилообразного напряжения развертки, которое используется для равномерного перемещения электронного луча трубки в горизонтальном направлении. [7]

Реальная форма пилообразного напряжения развертки отличается от идеализированной ( рис. 5 — 5, б): импульс нарастает нелинейно и спадает до нуля не мгновенно. Поэтому луч движется по экрану с непостоянной скоростью и в осциллограмме появляются искажения. [8]

Действительные кривые пилообразного напряжения развертки отличаются от идеальной кривой, и спадающая часть кривой не вертикальна, а наклонна, что вызывает выпадение из графика некоторой его части. Кроме того, обратный ход луча гасят и на экране обычно он не виден. [9]

При использовании

пилообразного напряжения развертки б олыиая часть кривой исследуемого напряжения воспроизводится без искажений во время медленного почти линейного изменения напряжения развертки ( участок be на фиг. [10]

Как отмечалось ранее, пилообразное напряжение развертки для некоторых типов осциллографичеа их ЭЛТ может составлять несколько сотен вольт. Однако этому препятствует искажение формы получаемого колебания. Обычно это искажение оценивается с помощью коэффициента нелинейности. [11]

На электронный коммутатор поступает пилообразное напряжение развертки и калибровочный сигнал. Значение напряжения устанавливается регулятором с отчетным устройством Таким образом, на X-пластины ЭЛТ поочередно поступает напряжение развертки и калибровочное напряжение. Это объясняется тем, что Фронты калибровочных импульсов очень короткие, скорость перемещения луча в горизонтальном направлении велика и линия развертки незаметна. При прохождении плоской вершины импульсов луч находится на месте и на экране образуется яркая точка. [12]

Схема коммутации позволяет осуществить подачу пилообразного напряжения разверток и подсветных импульсов с выхода блока Я40 — 2 ( IP) соответственно на выходной усилитель развертки и усилитель импульсов подсвета того или другого канала горизонтального отклонения или на соответствующие усилители обоих каналов одновременно. Это позволяет получать различные режимы работы осциллографа и повышает его универсальность. [13]

Простейшим генератором, обеспечивающим получение пилообразного напряжения развертки, является устройство, работа которого основана на заряде и разряде конденсатора. На рис. 8.9, а показана эквивалентная схема такого устройства. [14]

Генератор разверток предназначен для формирования

пилообразного напряжения развертки, подаваемого на горизонтально-отклоняющую систему трубки. [15]

Страницы: 1 2 3 4 5

Низкочастотный осциллограф

Простая схема низкочастотного осциллографа, в которой можно использовать любую электронно-лучевую трубку

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

В этой статье мы рассмотрим очередную простую радиолюбительскую схему – низкочастотный осциллограф.

Эта радиолюбительская конструкция выполнена по простой и легкой в повторении схеме (единственная сложность – намотка силового трансформатора). Схема осциллографа такова, что в ней можно использовать практически любую осциллографическую электронно-лучевую трубку, которую удастся приобрести.

Канал горизонтального отклонения собран на трех транзисторах VT1-VT3, первые два из них образуют синхронизируемый высоковольтный мультивибратор, а третий – генератор пилообразного напряжения. На коллекторе VT3 образуется пилообразное напряжение, а на коллекторе VT2 импульсы гашения обратного хода луча. Пилообразное напряжение поступает на горизонтальные отклоняющие пластины, а импульсы гашения – на модулятор ЭЛТ. Усилитель вертикального отклонения выполнен на транзисторах VT4, VT5. Резисторы R1-R5 образуют входной делитель и регулятор усиления “Y”. Для работы каскада на коллектор VT5 нужно подать отрицательное напряжение 10 вольт. Каскад сделанный по такой схеме отличается хорошей линейностью и большим коэффициентом усиления. Система питания ЭЛТ обычная, путем подачи отрицательного напряжения около 1200 вольт на катод относительно заземленного второго анода. Резисторы R23 и R24 служат для центровки изображения, они изменяют постоянное напряжение смещения на отклоняющих пластинах.

Детали. Трансформатор питания содержит: сетевая обмотка №5 1000 витков ПЭВ 0,16; высоковольтная обмотка состоит из двух частей №1 3400 витков, №2 1100 витков провода ПЭВ 0,06. Эту обмотку надо делать с особой тщательностью, сначала наматывают слой №2 а затем №1, оба слоя наматываются в одну сторону, между слоями необходимо проложить лакоткань. Выводы этих обмоток надо сделать с разных сторон каркаса. Обмотка №3 выполнена проводом ПЭВ 0,43 и содержит 30 витков. Обмотка №4 – 60 витков ПЭВ 0,16.
Вместо диодов КД209 можно использовать любые кремниевые выпрямительные диоды, на обратное напряжение не ниже 400 вольт. Диод VD2 – любой выпрямительный. Стабилитрон КС210Ж – любым другим на напряжение стабилизации 10-11 вольт. Переменные резисторы – СП-2. Переключатель S2 галетный на 11 положений. При желании можно сделать 11 положений переключения развертки подобрав соответствующие конденсаторы (вместо С4-С6), например: 2,2 мкФ; 0,47 мкФ; 0,22 мкФ; 0,1 мкФ; 0,047 мкФ; 4700 р; 2200 р; 1000 р; 470 р; 180 р. Источник питания должен выдавать: на С14 +10 вольт, на С16 +250…270 вольт, на С17 -1000…-1300 вольт. При исправных деталях прибор функционирует сразу, налаживание сводится только к калибровке входного делителя и частоты развертки. Если генератор “пилы” не хочет работать – необходимо подобрать R10.

осциллограф

как проверить детали работа с цифровым мультиметром звуковые генераторы генератор радиочастоты цифровой частотомер осциллограф измерители емкости и RCL микрометр

ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

В радиолюбительской практике весьма полезным прибором является осциллограф. Осциллограф — прибор для визуальной регистрации импульсов. Используя простые приставки к имеющемуся осциллографу можно измерять практически все параметры радиоэлементов и собираемых вами конструкций. Рассмотрим структурную схему осциллографа:

Как видно из структурной схемы, осциллограф состоит из электроннолучевой трубки и нескольких блоков. Блок усилителя Y служит для усиления слабых входных исследуемых сигналов до величины, достаточной для нормального отклонения луча трубки (обычно это напряжение колеблется от 80 до 140 вольт, в зависимости от типа трубки). Блок развертки служит для получения пилообразного напряжения развертки, необходимого для получения на экране трубки горизонтальной полосы. С выхода генератора развертки сигнал пилообразной формы поступает на усилитель развертки (усилитель Х). Частота генератора развертки синхронизируется (для получения на экране неподвижного изображения исследуемого сигнала) подачей части исследуемого сигнала на вход генератора. По этому принципу работают практически все любительские и промышленные осциллографы.

В качестве примера ниже приводится принципиальная схема простого низкочастотного осциллографа на трубке типа 3ЛО1И:

В данном осциллографе применены германиевые транзисторы старых типов. Все транзисторы работают в режиме лавинного пробоя. Этот режим характеризуется высоким коллекторным питанием, что позволяет значительно улучшить усилительные свойства транзисторов. Следует учесть, что не все транзисторы способны работать в таких режимах!На транзисторе VT1 собран эмиттерный повторитель — для повышения входного сопротивления. Транзистор VT2 работает в усилителе вертикальных пластин и обеспечивает усиление сигнала около 900. На транзисторе VT3 собран генератор пилообразного напряжения (развертка). Грубо частота развертки регулируется переключением конденсаторов, а плавно — переменным резистором R10. С выхода генератора развертки пилообразный сигнал поступает на усилитель горизонтального отклонения. Этот усилитель по схеме аналогичен усилителю вертикальных пластин.

Блок трубки:

Этот блок обеспечивает нормальные режимы работы электроннолучевой трубки. Резистор R1 регулирует яркость, резистор R2 - фокусировку луча, резисторы R7 и R8 обеспечивают регулировку луча соответственно в вертикальной и горизонтальной плоскости. Контакты блока, обозначенные цифрами и латинскими буквами объединяются с соответствующими контактами других блоков.

Источник питания — служит для получения всех необходимых напряжений для питания схемы:

Данный осциллограф, несмотря на простоту, обладает неплохими электрическими параметрами и может использоваться для настройки низкочастотных устройств. Усилители осциллографа имеют полосу пропускания от 20 герц до 20-25 килогерц. Схема была проверена автором этих строк и показала неплохие результаты. Схема после сборки налаживания не требует. Иногда приходится подобрать экземпляр транзистора развертки, так как не все транзисторы способны работать в режиме лавинного пробоя… Конденсаторы в эмиттерных и коллекторных цепях транзисторов должны иметь рабочее напряжение не менее 300 вольт! Постоянные резисторы должны иметь мощность не менее 0,5 ватта, за исключением резисторов в коллекторных цепях транзисторов усилителей и генератора развертки. Эти резисторы должны иметь мощность рассеяния не менее 1 ватта. Резистор R1 в источнике питания должен иметь мощность не менее 2 ватт.

Трансформатор питания осциллографа имеет две вторичных обмотки. Обмотка 2 — накальная (6,3в, при токе 300 миллиампер) — для питания цепей накала трубки. Обмотка 3 должна обеспечивать на выходе напряжение около 280 вольт при токе нагрузки не менее 40 миллиампер.

Данные некоторых осциллографических трубок лежат здесь.

Для неискушенного радиолюбителя В.А.Новопольский написал книгу «Как работать с осциллографом» скачать которую (около 3.5 мегабайт) вы можете здесь.

Статью с аналогичным осциллографом, но на современной элементной базе и с трубкой 5ЛО38 вы можете найти по этой ссылке.

Статья Краткое описание Журнал

Статья	Краткое описание	Журнал	Год	Номер	Автор
Осциллограф на 18 транзисторах	ЧХ — 1,5 Гц — 20 кГц Диапазон частот развертки — 2 Гц — 20 кГц Чувствительность вертикального — 1,5 мм/мВ, горизонтального — 50 мм/В Rвх=350 кОм, 95 пФ	«Радио»	1964	8	Андреев Ю.
Полупроводниковый осциллограф	На 22-х транзисторах и трубке 8ЛО29	«Радио»	1968	8	Голубев В.
Электронный осциллограф	(Более подробно в журнале»В помощь радиолюбителю» №37 1971г. стр.53). 9 МГц, ламповый, на трубке 8ЛО29И	«В помощь радиолюбителю»	1969	32	Аладагов К.
Транзисторный осциллограф	Простой осциллограф на трех транзисторах и 5ЛО38	«Радио»	1972	9	Нет автора
Генератор спиральной развертки	Ламповый прибор на трубке 13ЛО37И	«В помощь радиолюбителю»	1973	43	Ринский В.
Электроннолучевой осциллограф	20 Гц…2 МГц, На лампах и трубке 5ЛО38.	«В помощь радиолюбителю»	1973	43	Татарко Б.
Малогабаритный осциллограф	0…5 МГц, транзисторный на 6ЛО1И.	«В помощь радиолюбителю»	1974	46	Кузнецов А. (UW3RO)
Малогабаритный осциллограф	Собран на 29 транзисторах и трубке 5ЛО38И	«Радио»	1974	8	Тарасов В.
Транзисторный осциллограф	(Продолжение в №7 1976г стр.44, дополнения в №5 1977г стр. 62). 0 — 2 МГц, на трубке 8ЛО29И	«Радио»	1976	6	Хлудеев В.
Любительский осциллограф	(Дополнения в №7,9 1978г стр.62, 63). До 20 МГц, на 6ЛО1И, транзисторный	«Радио»	1977	11	Смирнов В.
Двухлучевой осциллограф	0…100 кГц, на рубке 8ЛО39В, коммутатор.	«В помощь радиолюбителю»	1980	68	Филипьев В.
Любительский осциллограф Демонстрационный осциллограф на 5ЛО38	(Дополнения в №10 1981г. стр.63, №3 1982г стр.62). 0 — 2,5 МГц, 30 пФ, 1 МОм. Транзисторный, на трубке 6ЛО1И. Р 9 1980 стр35 —— Старт	«Радио»	1980	9	Нор С.
Демонстрационный осциллограф	Несложная доработка ЧБ телевизора для использования его в качестве осциллографа	«Радио»	1981	11	Задорожный В.
Осциллограф для радиолюбителей ОМЛ-2-79	Транзисторный осциллограф на трубке 6ЛО1И, выпускавшийся промышленностью	«Радио»	1981	2	Новомлинов В.
Осциллограф со свип-генератором	10 МГц, ГКЧ — 0,15…230 МГц с девиацией 20 МГц. Выполнен на транзисторах, ОУ, 6ЛО1И.	«В помощь радиолюбителю»	1981	75	Крючков А.
Миниатюрный осциллографический пробник	(Дополнения в №7 1990г стр.77). На МС серии К176 и ИВ-28Б	«Радио»	1988	11	Синельников И.
Осциллографический пробник	(Дополнения в №10 1992г стр.61, №5 1993г стр.45). На 7ЛО55И и 9-ти транзисторах.	«Радио»	1992	1	Семакин Н.
Телевизор — осциллограф	Описание приставки на 8 транзисторах	«Радиолюбитель»	1992	8	Бастанов В.
Активный щуп к осциллографу	На полевом транзисторе	«Радио»	1998	6	Турчинский Д.
Задержанная развертка в осциллографе	Описано несложное устройство, позволяющее просматривать любую часть импульса.	«Радио»	1998	8	Дорофеев М.
Активный щуп на ОУ для осциллографа	Rвх=100 кОм, f=0…80 МГц, Ку=0 или 10. На ОУ AD812AN	«Радио»	1999	6	Нечаев И. (UA3WIA)
Щуп-осциллограф	На светодиодной матрице АЛС340 (7х5)	«Радиомир»	2003	12	Рубашка В.
Малогабаритный двухлучевой осциллограф-мультимер	(Дополнения в №7,12 2005г. стр.52,48.). На PIC16F873-20/P	«Радио»	2004	6	Кичигин А.
Малогабаритный осциллограф-пробник	(Дополнение в №4 2005г.). Матрица 7х9 светодиодов АЛ307В. 140УД20В, К561ИЕ8, К176ЛП2х2.	«Радио»	2004	8	Макеенко Б.
Осциллограф	Простой прибор на трубке 5ЛО38И.	«Радио»	2004	4	Вендеревский П.
Осциллографический индикатор	Светодиодный экран 9х10 точек, на К140УД608х2, A3LM3914, К561ИЕ8, К561ЛА7.	«Радиоконструктор»	2004	12	Андреев С
Осциллограф «Циклоп»	200 МГц, на трубке 7QR20	«Радиоконструктор»	2005	5	Кузнецов В.
Осциллограф на трех транзисторах	На трубке 5ЛО38И	«Радиоконструктор»	2005	3	Ершов Р.
Простой импульсный осциллограф	На трубке 7ЛО55И, 5 МГц	«Радиоконструктор»	2005	2	Лыжин Р.
Радиолюбительский осциллограф	100 кГц, на 5ЛО38И	«Радиоконструктор»	2005	1	Каравкин В.

Измерения в цифровых осциллографах и обработка результатов измерения

Современные цифровые запоминающие осциллографы (ЦЗО), построенные на базе открытой платформы дают возможность пользователю визуально наблюдать исследуемый сигнал, зачастую достаточно сложной формы. Использование длинной памяти, расширенных режимов синхронизации и сегментированной развертки позволяют инженеру фиксировать различные артефакты во входном сигнале или же наоборот «отлавливать» полезные сигналы, имеющие определенные параметры. Эти возможности в том или ином виде присутствуют практически в любом современном цифровом осциллографе.

Но исключительная полезность цифрового осциллографа определяется не только его способностью визуально отображать форму входного сигнала, но и производить различного рода измерения, что, в общем, и классифицирует осциллограф как «средство измерения».

Большинство ЦЗО способно производить измерения достаточно большого типа параметров, так например, осциллографы серии WaveRunner производства компании LeCroy способен производить измерения до 40 параметров сигнала, с одновременной индикацией 8 результатов измерений в штатном режиме, а при инсталляции дополнительных опций осциллографы LeCroy старших серий способны приводить измерения до 170 различных параметров. Это широкий набор различных амплитудно-временных измерений вполне достаточных для удовлетворения потребностей широкого круга пользователей. Список измерений доступных для осциллографов LeCroy приведен в Приложении 1.

В основе всех видов измерений современного осциллографа лежат два вида измерений – это амплитудные и временные. Так же цифровые осциллографы способны осуществлять безразмерные виды измерений, например подсчет числа целых периодов сигнала, числа точек дискретизации, числа пиков гистограммы и пр. Амплитудные измерения предназначены для измерений параметров амплитуды входного сигнала (или же результатов математической обработки) – это такие как, непосредственно, амплитуда, нижнее значение, верхнее значение, пиков значение, выбросы, среднеквадратическое значение и многие другие. Временные измерения предназначены для измерений параметров сигнала нормированных по времени – это частота, период, длительность, фазовые сдвиги, время нарастания и спада, параметры джиттера и многие другие. Так же современные ЦЗО имеют некоторые производные виды измерений от амплитуды и времени, например измерение площади сигнала, что применительно к импульсному сигналу определяет его энергию, измерение числа периодов сигнала на заданном участке или измерение числа точек дискретизации образующих форму сигнала на всем экране или на заданном участке. В ЦЗО так же присутствуют специализированные виды измерений, предназначенные для измерения параметров специфических устройств или режимов, например измерение параметров мощности электрического сигнала, измерение параметров систем последовательной передачи данных, измерение параметров дисковых или оптических приводов, измерения джиттера и многие другие. Но и даже эти специализированные виды измерений базируются на основных результатах измерения амплитудно-временных параметров сигнала.

Погрешность измерения амплитудных параметров определяется тем, что в большинстве современных ЦЗО используются 8-и битные АЦП, что дает теоретическую относительную погрешность измерения

с учетом нелинейности входных усилителей, нелинейности АЦП, температурного дрейфа, погрешности коэффициента усиления входных усилителей и т.д., погрешность измерения постоянного напряжения составляет порядка 3 % , а погрешность дифференциальных измерений напряжения (читай как амплитуды), составляет порядка 1,5%. Это достаточно большое значение погрешности измерения, учитывая тот факт, что средний вольтметр обеспечивает погрешность измерения постоянного напряжения около 0,025%. Но принимая во внимание, что осциллограф, первично, это визуальный прибор и то, что линейность АЧХ большинства современных осциллографов составляет порядка 0,7 от значения полосы пропускания, а полоса пропускания современного ЦЗО может достигать 18 ГГц (LeCroy SDA 18000), то очевидно, что даже на частотах около 1000 МГц, ЦЗО составляет конкуренцию вольтметрам переменного тока или измерителями мощности имеющим погрешность порядка 3%. А принимая во внимание тот факт, что осциллограф способен производить измерения среднеквадратического значения напряжения сигнала любой формы, а ВЧ вольтметры переменного тока только сигнала синусоидальной формы, то преимущества осциллографа при измерении амплитудных параметров сигнала становятся очевидными.

Так на рисунке 1 приведена осциллограмма синусоидального сигнала частотой 350 МГц и уровнем 1 Вольт полученная с экрана осциллографа LeCroy WaveRunner WR-6051A с полосой пропускания 500 МГц. Измерения СКО (окно измерения Р1) индицирует значение 970 мВ. Погрешность измерения амплитуды в данном случае составляет 3%.

Для того, что бы пользователь не воспринимал осциллограф, в режиме измерения как вещь саму в себе или же наоборот четко представлял какие параметры и какой алгоритм измерения используется в данный момент, компания LeCroy в своих осциллографах при включении измерений сопровождает осциллограмму, на которой производятся измерения, автоматическими маркерами помощи. Так на рисунке 1 при измерении циклического СКЗ, виды маркеры, выделяющие полный цикл (полное число периодов) измеряемого сигнала. Но сигнал представленный на рисунке 1 достаточно простой. На рисунке 2 приведена осциллограмма одиночного радиоимпульса в режиме измерения циклического СКЗ, видны области измерения СКЗ и результат измерения – 355 мВ.

Если же для данного сигнал применить алгоритм полного измерения СКЗ, то результат измерения будет абсолютно другой. Так на рисунке 3 изображена осциллограмма измерения полного СКЗ, результат измерения составляет 182 мВ.

Напомним, что среднеквадратическое значение сигнала переменного тока эквивалентно значению постоянного напряжения, способного выделять такое же значение тепла на нагрузке, как и исходный сигнал переменного тока. Очевидно, что для режима измерения циклического СКЗ, расчет значения напряжения производится только на полезной части сигнал, обладающей энергией и способной производить работу (в том числе выделять тепло). Для полного СКЗ в расчет принимаются и участки сигнала, имеющие нулевое значение амплитуды, и не способные совершать работу, что уменьшает значение СКЗ с 355 мВ до 182 мВ. Это становится наиболее очевидным и наглядным именно при использовании осциллографов способных дать инженеру подсказку в виде маркеров, которые кроме всего прочего индицируют в виде горизонтальной зоны значение СКЗ, именно в виде эквивалентного постоянного напряжения.

Ранее уже отмечалось, что любой средний вольтметр способен производить измерения амплитуды гораздо более точно, чем цифровой осциллограф. Но это справедливо только для измерения постоянного напряжения или НЧ напряжения переменного тока синусоидальной формы. При измерении СКЗ сигналов сложной формы погрешность измерения вольтметра увеличивается исходя их коэффициента формы сигнала. Для стандартных сигналов, коэффициент формы можно учесть при определении дополнительной погрешности измерения напряжения и погрешность может возрастать в десятки раз, так, например, для вольтметра Agilent Technologies 34401 при измерении импульсных сигналов погрешность измерения напряжения может составлять 46%. Для сигналов непредсказуемой формы коэффициент формы учесть невозможно, поэтому и погрешность измерения напряжения становится неопределенной. Цифровой осциллограф производит математическое вычисление среднеквадратического значения формы сигнала из массива данных, полученных в процессе сбора информации, по формуле:

где X1 ;X2 ; X3 ….. Xn отсчеты амплитуды полученные в результате дискретизации входного сигнала, а n – число отсчетов, и такой алгоритм измерения СКЗ не требует никаких дополнительных поправочных коэффициентов. Для однократных и редких сигналов цифровой осциллограф остается единственным средством измерения СКЗ, да и других амплитудных параметров сигнала тоже. А принимая во внимание тот факт, что осциллограф при измерении СКЗ производит «полное» измерение сигнала, имея ввиду одновременное измерение как постоянной составляющей DC, так и переменной составляющей AC, а большинство вольтметров производит измерения отдельно DC и AC, и лишь за редким исключением некоторые типы вольтметров способны производить измерения DC +AC, то становится очевидным, что возможности амплитудных измерений ЦЗО дают пользователю значительные преимущества по отношению к универсальным вольтметрам.

Как ни странно, но даже среди опытных инженеров существует мнение, что цифровой осциллограф производит измерение напряжения по одному периоду периодического сигнала, но как видно из выкладок выше, это не соответствует действительности. Для определения различных амплитудных параметров сигнала, измерения производятся по всему массиву данных составляющих форму сигнала, но в силу особенности измерения амплитудных параметров, осциллограф действительно может выдать только один результат измерения за один проход развертки, поскольку именно это и является циклом измерения. Так на рисунке 4 приведен пример измерения пикового значения напряжения. Пиковое значение — это разность межу минимальным и максимальным значениями формы сигнала на одной развертке. Очевидно, что вычисления этого параметра прежде всего необходимо определить как минимальное так и максимальное значение на всей форме сигнала, а для этого опять же необходим анализ всего массива данных точек образующих форму сигнала.

Очевидно, что для обеспечения достоверных и быстрых измерения при большом массиве данных, осциллограф должен обладать достаточным быстродействием для обеспечения необходимых вычислений. И в этой ситуации не все осциллографы ведут себя одинаково. Так, например, осциллограф LeCroy, осциллограммы которого приведены выше, при длине памяти 10 М при отсутствии измерений обеспечивает время сбора осциллограмм 210 мс, при включении одного измерения время сбора осциллограммы увеличивается до 340 мс, а при включении четырех одновременных измерений увеличивается до 430 мс. То есть при включении четырех измерений время сбора осциллограмм увеличивается в 2,04 раза. Если же аналогичные режимы измерений произвести используя осциллограф Tektronix DPO-4034, то результата получаются следующие – при отсутствии измерений время сбора осциллограмм составляет 170 мс, при включении одного измерения время сбора осциллограммы увеличивается до 16 секунд, а при включении одновременно четырех измерений — увеличивается до 40 секунд. То есть при включении четырех измерений время сбора осциллограмм у осциллографа Tektronix DPO-4034 увеличивается в 235 раз…
Современные профессиональные осциллографы, например LeCroy, в штатной комплектации (т.е. без дополнительных опций) могут обеспечить возможность измерения 11 амплитудных параметров, подробный перечень параметров приведен в [2].

Важной особенность обеспечения измерений является возможность проведения измерения в выделенной области. В этом случае измерения параметров производятся не по всему массиву данных осциллограммы, а только в пределах указанной области. Большинство же пользователей привыкло, что измерения с использованием ЦЗО нужно производить для простого периодического сигнала по всей осциллограмме, что присутствует на экране ЦЗО и только в этом случае результат измерения будет достоверным. На рисунке 5 проведен наглядный пример сложного сигнала, представляющего собой прямоугольный сигнал с модулированными базой и верхом. На первый взгляд автоматические измерения амплитудных параметров такого сигнала должно вызвать сложности у пользователя, но только не у пользователей осциллографов LeCroy.

Для измерения некоторых амплитудных параметров модулирующего сигнал задействуем измерения Р1, Р2 и Р3. Для измерения СКЗ модулирующего сигнала базы (измерения Р1) выделяется только часть модулирующего сигнал базы. Результат составляет 147 мВ. Для измерения СКЗ модулирующего сигнала верха (измерения Р2) выделяется только часть модулирующего сигнал верха. Результат составляет 1,01 В. Для измерения пикового значения модулирующего сигнала верха (измерения Р3) выделяется только часть модулирующего сигнал верха. Результат составляет 482 мВ. Измерения Р4 и Р5 обеспечивают измерения амплитудных параметров основного прямоугольного сигнала — уровня верха и уровня базы и эти измерения производятся без выделения области.

Таким образом, обеспечивая возможность одновременного измерения до 8 параметров сигнала, осциллографы LeCroy так же обеспечивают возможность измерения в 8 различных областях этого сигнала. Справедливости ради отметим, что и другие осциллографы, например Tektronix DPO-7000 или DPO-4000, так же дают возможность измерения параметров в выделенной области, но для всех измерения (DPO-7000 это 8 измерения, а для DPO-4000 это 4 измерения) существует всего одна выделенная область, что существенного ограничивает возможности измерения сложных сигналов.

Измерения временных параметров – это набор наиболее расширенных и точных видов измерений цифрового осциллографа. Так уже сложилось, что при анализе сигнала по временной оси существует наибольший набор параметров, в штатной комплектации осциллографы LeCroy способны обеспечить до 69 видов измерения, а при инсталляции дополнительных опций общее число всех видов измерений может достигать 180. Основными отличиями цифровых осциллографов по отношению к традиционным аналоговым осциллографам при измерении временных интервалов являются:

Погрешность измерения временных параметров (ΔT) цифрового осциллографа определяется погрешностью опорного генератора, частотой дискретизации и собственным джиттером, что может быть выражено формулой:

T_оп – погрешность установки частоты опорного генератора;
F_д – частота дискретизации;
T_дж – собственный джиттер осциллографа.

Современные технологии электронных элементов дают возможность применения в осциллографах опорных генераторов с погрешностью установки до 10-6 в год (или 1 ppm), частота дискретизации для наиболее массовых моделей ЦЗО составляет 5 ГГц или 10 ГГц, собственный джиттер современного осциллографа удается снизить до значений 3 пс (хотя есть «уникальные» модели ЦЗО, например DPO-4000 серии, имеющие джиттер 400 пс). Из этих выкладок следует, что наиболее существенным при определении погрешности измерения временных интервалов как раз и является погрешность установки частоты опорного генератора.

Но на этом и заканчивается идентичность подходов при измерения временных интервалов различных производителей цифровых осциллографов. Разные производители при измерении временных интервалов накладывают дополнительные требования для достижения декларируемой погрешности измерения. Так, например, компания Tektronix для своих осциллографов серии TDS-5000B для обеспечения погрешности указанной в формуле (1), дополнительно требует:

Но и это еще не все, различные производители ЦЗО использую различные алгоритмы измерения временных интервалов. Большинство производителей, например Tektronix или Agilent Technologies, используют алгоритм измерения частоты по одному периоду сигнала, находящегося сразу после точки запуска развертки или по первому целому периоду сигнала в левой части экрана. При таком алгоритме измерения, первое, что приносится в жертву время измерения – оно бесспорно увеличивается. Так, практические измерения показывают, что для упомянутого выше осциллографа Tektronix серии TDS-5000B (при длине памяти 2000 точек для минимизации временных затрат на вычислительный процесс), измерение частоты 10 МГц, полученной от рубидиевого стандарта частоты с погрешностью воспроизведения 10-10, время измерения, при выполнении всех требований производителя, составляет 1 минута 23 секунды. Компания LeCroy в своих осциллографах использует алгоритм измерения временного интервала не по одному периоду, а по всем периодам сигнала присутствующим в массиве данных.

Кроме того, компания LeCroy для обеспечения погрешности указанной в формуле (1), дополнительно требует выполнения двух условий:

Очевидно, что такой алгоритм измерения обеспечивает следующие преимущества:

Практическое измерение, показывает, что для накопления статистики и получения достоверного результата при измерении частоты 10 МГц, при частоте дискретизации 5 ГГц, необходимо время 100 мс, что в 930 раз меньше, чем требовалось осциллографу Tektronix. Тем более, что за время измерения 1,23 минуты осциллограф Tektronix обеспечил погрешность измерения 27,64 ppm (при допустимой погрешности измерения 15 ppm) смотри рисунок 6

А осциллограф LeCroy WR-6051А, за время измерения 100 мс обеспечил погрешность измерения 1 ppm (при допустимой погрешности измерения 10 ppm) смотри рисунок 7.

Практическая ценность измерения временных интервалов по всему числу периодов существующих во входном сигнале, обусловлена не только увеличением скорости измерений, но и увеличением достоверности измерения – очевидно, что если сигнал имеет вандер (медленная флуктуация во времени), то при достаточно большом времени измерения и тем более при использовании функции усреднения, достоверность измерения будет уменьшаться.

Так же совместно совмещение особенности измерения временных интервалов по всей осциллограмме и режима измерения в выделенной области, дает новые возможности в измерениях сигналов. Так например, на рисунке 8 праведен пример частотно-модулированного сигнала (осциллограмма С1) и модулирующего сигнала (осциллограмма С2). Очевидно, что поскольку модулирующий сигнал имеет вид «ступенька», то и частоты в модулируемом сигнале так же изменяются дискретно.

Включив режим измерения частоты осциллограммы С1 для всех восьми измерений Р1…Р8, с той лишь разницей, что для каждого измерения Р1…Р8 измерения частоты производятся в пределах выделенного окна равного времени одной ступеньки, возможно измерить частоту модулируемого сигнала, соответствующей каждому уровню модулирующего сигнала.

В заключение обзора «простых» режимов измерения хочется особо отметить, что для получения результатов измерения сложных сигналов, иногда не достаточно просто включить тот или иной режим измерения. Комбинирование различных режимов работы цифрового осциллографа, включая математическое операции над сигналом, может оказать существенную пользу при измерении параметров сигнала. Так, например, существует задача измерения временных параметров радиоимпульса – частоты заполнения и периода повторения и длительности импульсов. Если для измерения частоты заполнения, можно использовать методы, описанные выше, то автоматическое измерение периода повторения и длительности радиоимпульсов может вызвать затруднение. Для решения этой задачи необходимо выделить огибающую радиоимпульса и измерить период повторения и длительность. Огибающую радиоимпульса можно выделить используя математическую функцию «прореживание».

Так на рисунке 9 приведен пример радиоимпульса представляющего собой пакет синусоидальных колебаний частотой 1 МГц и периодом повторения 1,543 мс, каждый пакте содержит 428 колебаний частоты 1 МГц.

Из исходной осциллограммы С1 можно получить следующие результаты:

Из осциллограммы растяжки Z1 можно визуально оценить форму сигнала заполнения и так же измерить частоту сигнала заполнения (но более точно), результат представлен в окне Р2 — 1,0000004 МГц.

Из осциллограммы математики F1 можно получить следующие результаты:

В отличие от цифровых осциллографов других производителей, осциллографы LeCroy способны хранить результаты измерения всего массива данных, а это в зависимости от установленных, опций до 6 миллионов результатов измерений. Это массив данных можно представлять в графическом виде, обрабатывать методами математической статистики и выводить результаты статистической обработки, сохранять в виде файлов данных для экспорта в другие программные приложения операционной среды Windows. Все это дает пользователю осциллографов LeCroy широкие дополнительные возможности по анализу сигнала.

График слежения. Например, существует широтно-импульсно модулированный сигнал (ШИМ), в котором по некоторому закону изменяется длительность импульса и необходимо оценить партеры этого сигнала. Несколько периодов исходного сигнала захвачены осциллографом о отображаются на осциллограмме С1 на рисунке 10.

Очевидно, что «широта» импульса в ШИМ сигнале это длительность импульса, измерение Р1, как раз, и обеспечивает измерение длительности импульса сигнала С1. Для наглядности возможностей режима измерения осциллограмма получена в режиме однократного пуска. Из статистического окна измерения Р1 видно, что на всем сигнале произведено 249 измерений длительностей импульса, а поскольку сигнал является динамическим (его параметр «длительность импульса» изменяется во времени), то окошко измерения Р1 дает только общие представления о длительности импульса, как последнее измерение, минимальное значение, максимальное значение и т.д., но не отражает динамики изменения самого параметра «длительность импульса». Осциллографы LeCroy имеют возможность формирования из массива данных измерения так называемого «графика слежения». Этот график представляет собой функцию в которой горизонтальная ось (ось X) представляет собой временную ось, полностью совпадающую с временною осью развертки, а по оси Y (вертикальной оси) располагаются значения результата измерения заданного параметра. В результате чего получается временной график измерений выбранного параметра в пределах одной развертки осциллографа. Из рисунка 10 четко видно, что ШИМ сигнал модулируется по закону близкому к логарифмическому. Используя режим курсорных измерений, достаточно просто подвести курсор к нужному значению длительности на графике слежения (само значение будет отображаться в дескрипторе графика слежения, в данном случае это F4, а положение курсора по временной оси индицируется во временном поле курсора) и на осциллограмме входного сигнала этим же маркером будет отмечена точка сигнала соответствующая выбранной длительности. Используя растяжку сигнала можно получить изображение сигнала в удобном для визуального наблюдения масштабе – курсор также будет присутствовать на сигнале растяжки.

Для режима измерений возможно задать регистрацию только значений находящихся в пределах указанного допуска. Так, если для сигнала приведенного на рисунке 10 ограничить значения измеренной длительности пределом 440..505 нс, то осциллограф регистрирует только значения длительности находящиеся в этом пределе и тренд F4 приобретает вид, отличный от рисунка 10.

Такой вид графика слежения позволяет более наглядно обнаружить на исходном сигнале С1 участки соответствующие заданным пределам длительности.

Если же вернуться к частотно модулированному сигналу, приведенному на рисунке 8, и применить график слежения к результатам измерения частоты в пределах всей осциллограммы (см. рисунок 12), то полученный график даст более наглядный результат изменения частоты в модулированном сигнале, с учетом динамики изменения сигнала в пределах одной модулирующей ступеньки.

На осциллограмме графика слежения так же представляется возможным произвести различные автоматические измерения, характеризующие изменение выбранного параметра. Например, на рисунке 13 осциллограмма С1 представляет собой частотно-модулированный сигнал с несущей 1 МГц, девиацией 200 кГц и частотой модулирующего синусоидального сигнала 1,234 кГц.

Осциллограмма F4 представляет собой график слежения изменения частоты в сигнале С1, форма осциллограммы F1 отображает форму модулирующего сигнала. Используя автоматические измерения для данного графика можно определить – минимальное значение частоты (Р4=800 кГц), максимальное значение частоты (Р3= 1,1999 МГц)и частоту модулирующего сигнала (Р2=1,233 кГц). Что совпадает с заданными параметрами ЧМ сигнала.

График слежения образуется из массива измерения амплитудных или временных измерений, он позволяет визуально отследить изменения выбранного параметра в пределах одной развертки, он позволяет, используя курсоры, получить результаты измерения выбранного параметра в точке нахождения курсора, но все же он не является реальным массивом результатов измерения. Так же учитывая алгоритм амплитудных измерений (одни полученный результат из одного прохода развертки осциллографа), график слежения обеспечивает наглядное отображение только временных измерений, при индикации амплитудных измерений график слежения сводится в одну точку, как раз и являющуюся результатом измерений. Реальный массив измерений в графическом виде в осциллографах LeCroy может быть представлен так называемым «трендом».

Тренд. Этот график представляет собой функцию, в которой горизонтальная ось (ось X) представляет ось номера измерения – 1,2,3,4,…n, (эта ось не связана с временною осью развертки осциллографа), а по оси Y (вертикальной оси) располагаются значения результата измерения выбранного параметра. В результате получается график.

Отличиями тренда от графика слежения являются:

Так, например, при построении тренда и графика слежения для измеренных значений длительности импульса в нерегулярной последовательности в пределах одной развертки, тренд и график слежения практически совпадают по форме — см. рисунок 14. Разница состоит в том, что график слежения отображает изменение длительности импульсов во времени и имеет более сглаженный вид, а тренд отображает измеренное значение длительности импульса и имеет более «остроконечный» вид).

Практическая ценность тренда заключается в возможности не только в кратковременной, но и длительной регистрации и индикации результатов измерений выбранного параметра. В этом случае тренд будет выглядеть как регистрация данных на бумажном самописце, но без меток реального времени. При необходимости, изменение интервала регистрации производится изменением настроек схемы синхронизации, например установкой задержки синхронизации по числу событий. Это позволяет регистрировать, отображать и анализировать медленные измерения тех или иных параметров входного сигнала. Так, на рисунке 15 осциллограмма F1 представляет тренд изменения частоты входного сигнала С1, полученный из массива измерения частоты Р1.

На рисунке 16 осциллограмма F1 представляет тренд изменения амплитуды входного сигнала С1, полученный из массива измерения среднеквадратического значения Р1.

Способом аналогичным для графика слежения, на осциллограмме тренда так же можно осуществить различные автоматические измерения, далее строить тренды 2-го уровня для этих измерений, 3-го уровня и так далее.

Осциллографы LeCroy обеспечивают построение тренда в трех режимах:

На рисунке 17, для сигнала С1 частотой 1 МГц, имеющего медленный дрейф, порядка 10 мГц, одновременно представлены все три типа трендов. F2 — полный, F1 — с усреднением полный, F3 — по одной осциллограмме.

Сочетание различных функциональных особенностей осциллографов LeCroy дает самые широкие возможности при исследовании различных сигналов, процессов и устройств.

Так, например, режим построения тренда возможно использовать для измерения амплитудно-частотной характеристики устройств. Для этого достаточно синхронизировать процесс изменения частоты на генераторе тестового сигнала с разверткой осциллографа, произвести измерения амплитуды и частоты на выходе устройства. И по полученным результатам построить тренд изменения амплитуды, что и будет являться АЧХ устройства. Синхронный тренд изменения частоты предназначен для формирования частотных меток АЧХ. Так на рисунке 18 осциллограмма F1 представляет собой АЧХ устройства в диапазоне частот от 100 кГц до 100 МГц. Осциллограмма F2, являющаяся трендом частоты идентифицирует частотный диапазон АЧХ. Используя курсорные измерения, возможно считать с АЧХ устройства информацию об амплитуде и частоте.

Гистограммы. Возможности построения, анализа и измерения гистограмм цифровыми осциллографами LeCroy являются одной из его отличительных особенностей, по отношению к производителям других ЦЗО, и превращающей просто цифровой осциллограф в мощный аналитический инструмент. Построение гистограмм осциллографом LeCroy является элементом математической статистики, специально адаптированного для анализа форм и параметров электрических сигналов. Гистограмма в http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0 title=Математическая статистика>математической статистике — это http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D1%83%D0%BD%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F title=Функция>функция http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C_%D0%B2%D0%B5%D1%80%D0%BE%D1%8F%D1%82%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8 title=Плотность вероятности>плотности вероятности некоторого распределения, построенная на основе выборки из него. Или, говоря другими словами, гистограмма – это график отображающий степень повторяемости данных в больших массивах. Гистограмма позволяет сжать гигантский размер данных в компактный график, удобный для анализа, измерений ли просто визуальной оценки.. В случае цифрового осциллографа массивом данных выступает массив данных измерения выбранного параметра. Так на рисунке 19 приведена гистограмма измерения сигнала частотой 10 МГц (сам исходный сигнал на картинке не присутствует). Массив данных из которого строится данная гистограмма, собран при измерении частоты Р1 и представляет собой массив размером более 6 миллиона значений измерений частоты.

Поскольку сигнал является стабильным и изменения частоты не происходит, то разброс значений частоты вызван естественными причинами хаотического рода. Такая гистограмма является классической и называется нормальной или Гауссовой. Непрерывная случайная величина X имеет нормальный закон распределения с параметрами α (среднее значение) и σ (сигма или стандартное отклонение), если её плотность вероятности f(x) имеет вид:

Основными параметрами гистограммы являются:

Поскольку гистограмма строится из массива измерения, то основные параметры гистограммы связанны со статистическими данными результатов измерений, так:

Измерение таких параметров как верхнее значение и нижнее значение гистограммы дает значение нижней и верхней частоты в ЧМ сигнале (измерения Р4 и Р5).А амплитудное значении гистограммы деленное на два дает значение девиации ЧМ сигнала – измерение Р6 и значение 198 кГц. Так же возможно для этой гистограммы использовать курсорные измерения для определения других параметров гистограммы, как диапазон гистограммы, нижнее и верхнее значения. А применение режимов измерения вспомогательных параметров гистограммы, как число пиков гистограммы даёт информацию о количестве стабильных состояний сигнала. Так возвращаясь к рисунку 10, гистограмма F3, индицирует, что частота сигнала входного сигнала имеет 9 стабильных состояний, а измерение параметров гистограммы даст информацию о распределении частоты во входном сигнале.

Итак, как видно, гистограмма способна преобразовать большой объем информации в очень компактный формат, который может быть легко измерен и проанализирован методами математической статистики.

Список измеряемых параметров в базовой комплектации и при инсталляции основных опций в осциллографах LeCroy.

Автор: Дедюхин А.А.
Дата публикации: 22.11.2006

Параметр

Описание

Определение

Примечания

Amplitude (Амплитуда)

Измеряет разность между верхним и нижним уровнем напряжения в двухуровневых сигналах. Отличается от pkpk (размах) тем, что шум, выбросы, провалы и «звон» не влияют на результат измерения.

top — base

На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), дает то же значение, что и pkpk.
Стандартный параметр.

Ampl asym (Асимметрия амплитуды)

Асимметрия амплитуды между taa+ и taa—

1 — |(taa+ — taa-)|/(taa+ — taa-)

Аргумент гистерезиса, использующийся для того, чтобы отличать уровни напряжения от шума.
Доступен с опцией DDM2.

ACSN

Автокорреляционное отношение сигнал/шум — отношение сигнал/шум для периодических сигналов.

Доступен с опцией DDM2.

Area (Площадь)

Интеграл данных: вычисляет площадь под осциллограммой между курсорами относительно нулевого уровня. Значения, большие нуля, дают положительный вклад в площадь, меньшие нуля — отрицательный.

Сумма значений сигнала от первой до последней точки, умноженная на интервал времени между крайними двумя точками

Стандартный параметр

Base (Основание)

Нижнее из двух наиболее вероятных состояний (верхнее состояние — top). Измеряет нижний уровень в двухуровневых сигналах. Отличается от min (минимум) тем, что шум, выбросы, провалы и «звон» не влияют на результат измерения.

Значение наиболее вероятного нижнего состояния.

На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), дает то же значение, что и min.
Стандартный параметр.

Cycles (Количество периодов)

Определяет количество периодов периодического сигнала между курсорами. Первый период начинается с первого перепада, следующего за левым курсором. Перепад может быть положительным или отрицательным.

Количество периодов периодического сигнала

Стандартный параметр.

Сyclic Mean (Циклическое среднее)

Вычисляет среднее от значений сигнала. В отличие от обычного среднего, cmean рассчитывается за целое число периодов, что устраняет смещение, вызванное учетом долей периодов.

Среднее значение точек осциллограммы кривой за целое число периодов.

Чтобы выбрать этот параметр, выберите Mean из таблицы параметров, затем коснитесь флажка Cyclic.
Стандартный параметр.

Cyclic Median (Циклическая медиана)

Среднее от значений основания и вершины. В отличие от median, рассчитывается за целое число периодов, что устраняет смещение, вызванное учетом долей периодов.

Такое значение, что 50% полученных точек находятся выше его, а другие 50% — ниже.

Чтобы выбрать этот параметр, выберите Median из таблицы параметров, затем коснитесь флажка Cyclic.
Стандартный параметр.

Cyclic RMS (Циклическое действующее значение)

Вычисляет квадратный корень из суммы квадратов значений сигнала, деленной на количество точек. В отличие от rms, рассчитывается за целое число периодов, что устраняет смещение, вызванное учетом долей периодов.

vi — измеренные значения сигнала
N — количество точек сигнала за учитываемые периоды.
Чтобы выбрать этот параметр, выберите RMS из таблицы параметров, затем коснитесь флажка Cyclic.
Стандартный параметр.

Cyclic Std Dev (Циклическое среднеквадратичное отклонение)

Среднеквадратичное отклонение значений сигнала от среднего значения. В отличие от sdev, рассчитывается за целое число периодов, что устраняет смещение, вызванное учетом долей периодов.

vi — измеренные значения сигнала
N — количество точек сигнала за учитываемые периоды.
Чтобы выбрать этот параметр, выберите Std dev из таблицы параметров, затем коснитесь флажка Cyclic.
Стандартный параметр.

Delay (Задержка)

Время от запуска до первого перепада: измеряет промежуток времени между запуском и первым пересечением уровня 50%, которое следует за левым курсором. С помощью этого параметра можно измерять задержку распространения сигнала, осуществляя запуск от одного сигнала и измеряя задержку на другом

Интервал времени между запуском и первым пересечением уровня 50% за левым курсором.

Стандартный параметр

Delta delay (Разность задержек)

Вычисляет интервал между моментами, когда сигналы от двух источников пересекут уровень 50%.

Интервал между прохождением средней точки двумя сигналами.

Стандартный параметр.

DPeriod@level (Разность периодов на заданном уровне)

Отклонение длительности каждого периода сигнала от соседних (межпериодное дрожание).

Можно устанавливать значения порогов и полярность фронта, а также ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.
Доступен с опциями JTA2 и XMAP.

Dtime@level (Разница времен на заданном уровне)

Вычисляет время между пересечением заданных уровней

Интервал времени между пересечением заданных уровней на двух источниках сигнала или от запуска до пересечения заданного уровня на одном источнике.

Можно устанавливать значения порогов и полярность фронта, а также ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.
Стандартный параметр.

Duration (Длительность)

Для сигналов, зарегистрированных в однократном режиме, duration = 0. Для последовательного режима оцифровки это интервал времени между запусками первого и последнего сегмента. Для отдельных сегментов — интервал времени от запуска предыдущего сегмента до запуска текущего сегмента. Для осциллограмм из памяти — время от первого до последнего запуска сохраненной осциллограммы.

Интервал времени между первым и последним зарегистрированным массивом данных: для усреднения, гистограмм или осциллограмм, зарегистрированных в последовательном режиме.

Стандартный параметр.

Duty@level

Часть периода, в течение которой значения сигнала оказываются выше или ниже заданного уровня.

Duty cycle (Скважность)

Длительность в процентах от величины периода.

width / period

Стандартный параметр.

Dwidth@level (Разность длительностей на заданном уровне)

Разность длительностей в соседних периодах, измеряемых по заданному уровню.

Edge@level

Количество фронтов в осциллограмме.

Excel

Выполняет измерения в Excel путем передачи в программу одной или двух осциллограмм и чтения результирующего значения параметра.

Доступен с опцией XMAP.
В приборе должна быть установлена программа Excel.

Fall time (Время спада)

Измеряет интервал времени между моментами, когда отрицательный фронт сигнала пересекает два заданных уровня. Окончательный результат получается путем усреднения значений, полученных для каждого фронта.

Порог	Дист.	Ниж. предел	Верх. предел	По умолч.
Ниж.	Низк.	1%	45%	10%
Верх.	Выс.	65%	99%	90%

Пороги определяют два значения на каждом фронте, по которым рассчитывается время спада. Эти координаты рассчитываются по следующим формулам:
Ниж. = нижний порог ? усиление / 100 + base
Верх. = верхний порог ? усиление / 100 + base

Разность времен пересечения нижнего и верхнего порогов, усредненная по всем отрицательным фронтам.

На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), вместо top и base по умолчанию может быть соответственно max и min, что, однако, дает менее предсказуемые результаты.
Стандартный параметр.

Fall 80-20% (Время спада 80-20%)

Длительность участка отрицательного фронта импульса от 80% до 20%, усредненная по всем отрицательным фронтам между курсорами

Средняя длительность участка отрицательного фронта импульса от 80% до 20%

Fall@level (Время спада на заданном уровне)

Длительность участка отрицательного фронта импульса между двумя заданными пользователем уровнями. См. также Rise@level.

Длительность участка отрицательного фронта импульса между двумя уровнями.

First (Первая точка)

Показывает горизонтальную координату левого курсора.

Горизонтальная координата левого курсора.

Показывает положение левого курсора. Курсоры являются взаимозаменяемыми: например, левый курсор можно переместить правее правого курсора, после чего параметр first будет показывать положение того курсора, который ранее был справа, а теперь находится слева.
Стандартный параметр.

Frequency (Частота)

Период периодического сигнала, измеренный как интервал между взятыми через один моментами пересечения сигналом уровня 50%. Начиная с первого пересечения, следующего за левым курсором, период измеряется для каждой пары пересечений. Полученные значения усредняются, а обратное значение от их среднего дает частоту.

1 / period

Стандартный параметр.

Freq@level (Частота на уровне)

Частота, измеряемая на заданном уровне и по фронту заданной полярности в каждом периоде сигнала.

FWHM (Ширина на половине высоты)

Измеряет ширину пика гистограммы, имеющего наибольшую площадь, по половине высоты (наполнения) самого высокого пика

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.
Стандартный параметр в DDA-5005.

FWxx (Ширина на уровне xx)

Измеряет ширину пика гистограммы, имеющего наибольшую площадь, на уровне xx% от высоты (наполнения) самого высокого пика

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Half period (Полупериод)

Половина периода сигнала.

Hist ampl (Амплитуда гистограммы)

Разница значений двух пиков гистограммы с наибольшим наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist base (Основание гистограммы)

Значение левого из двух пиков гистограммы с наибольшим наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist maximum (Максимум гистограммы)

Значение максимального (крайнего правого) интервала гистограммы с ненулевым наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist mean (Среднее значение гистограммы)

Среднее значение данных гистограммы.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist median (Медиана гистограммы)

Значение на горизонтальной оси гистограммы, делящее ее на две области с равным наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist minimum (Минимум гистограммы)

Значение минимального (крайнего левого) интервала гистограммы с ненулевым наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist rms (Средний квадрат гистограммы)

Средний квадрат значений гистограммы.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist sdev (Ср.-кв. отклонение гистограммы)

Среднеквадратичное отклонение значений гистограммы.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hist top (Вершина гистограммы)

Значение правого из двух пиков гистограммы с наибольшим наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Hold time (Время задержки)

Интервал времени от фронта тактового импульса до фронта импульса данных. Порог, полярность фронта и гистерезис для тактовых импульсов и данных устанавливаются независимо. См. также параметр Setup.

Last (Последняя точка)

Интервал времени от момента запуска до последнего (правого) курсора.

Интервал времени от момента запуска до последнего курсора.

Показывает положение правого курсора. Курсоры являются взаимозаменяемыми: например, правый курсор можно переместить левее левого курсора, после чего параметр last будет показывать положение того курсора, который ранее был слева, а теперь находится справа.
Стандартный параметр.

Level@X (Уровень в точке X)

Дает значение сигнала в заданной точке x. Если x находится между двумя точками, выдается интерполированное значение. Если установлен флажок Nearest, этот параметр дает значение сигнала в ближайшей точке.

Стандартный параметр

Local base (Локальная базовая линия)

Уровень базовой линии для локальной особенности сигнала.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.
Доступен с опцией DDM2.

Local bsep (Локальное разделение базовой линии)

Локальное разделение базовой линии между положительным и отрицательным фронтами.

Local max (Локальный максимум)

Максимальное значение локальной особенности сигнала.

Local min (Локальный минимум)

Минимальное значение локальной особенности сигнала.

Local number (Число локальных особенностей)

Количество локальных особенностей (пар пик/впадина)

Local pkpk (Локальный размах)

Разность значений пика и впадины локальной особенности (lmax — lmin)

Local tbe (Интервал между локальными событиями)

Интервал времени между событиями (от локального пика до следующей впадины или от локальной впадины до следующего пика).

Local tbp (Интервал между локальными пиками)

Интервал времени от локального пика до следующего локального пика

Local tbt (Интервал между локальными впадинами)

Интервал времени от локальной впадины до следующей локальной впадины

Local tmax (Время локального максимума)

Временная координата максимума локальной особенности.

Local tmin (Время локального минимума)

Временная координата минимума локальной особенности.

Local tot (Время выше заданного локального уровня)

Количество времени, в течение которого локальная особенность находится выше заданного уровня в процентах от амплитуды (вертикального расстояния от пика до впадины)

Local tpt (Время от локального пика до впадины)

Интервал времени от локального пика до впадины.

Local ttp (Время от локальной впадины до пика)

Интервал времени от локальной впадины до следующего локального пика

Local tut (Время ниже заданного локального уровня)

Количество времени, в течение которого локальная особенность находится ниже заданного уровня в процентах от амплитуды (вертикального расстояния от пика до впадины)

Mathcad

Возвращает значение параметра, используя заданную пользователем функцию Mathcad.

Доступен с опцией XMAP.
В приборе должна быть установлена программа Mathcad версии 2001i и выше.

MATLAB

Возвращает значение параметра, используя заданную пользователем функцию MATLAB.

Доступен с опцией XMAP.
В приборе должна быть установлена программа MATLAB.

Maximum (Максимум)

Дает значение самой высокой точки осциллограммы. В отличие от top, не предполагает наличия двух уровней.

Наибольшее значение осциллограммы между курсорами.

Дает сходные результаты при применении к осциллограмме во временной области или гистограмме данных той же кривой. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных порций данных. Дает горизонтальную координату крайнего правого интервала гистограммы с ненулевым наполнением — не путать с maxp.

Max populate (Максимальное наполнение)

Пик гистограммы с наибольшим наполнением.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Mean

Среднее значение точек кривой во временной области. Вычисляется как центроида распределения гистограммы.

Дает сходные результаты при применении к кривой во временной области или гистограмме данных той же кривой. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных порций данных.
Стандартный параметр.

Median (Медиана)

Среднее от значений основания и вершины.

Среднее от base и top.

Стандартный параметр.

Minimum (Минимум)

Дает значение самой низкой точки осциллограммы. В отличие от base, не предполагает наличия двух уровней.

Наименьшее значение осциллограммы между курсорами.

Дает сходные результаты при применении к осциллограмме во временной области или гистограмме данных той же осциллограмме. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных массивов данных.
Стандартный параметр.

Mode (Мода)

Положение самого высокого пика гистограммы.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Nb Phase (Узкополосная фаза)

Измеряет фазу на заданной частоте сигнала (в узкой полосе).

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Nb Power (Узкополосная мощность)

Измеряет мощность на заданной частоте сигнала (в узкой полосе).

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

NLTS (Нелинейный переходный сдвиг)

Измеряет нелинейный переходный сдвиг prml-сигнала

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Npts (Число точек)

Число точек осциллограммы между курсорами.

Стандартный параметр

Overshoot- (Выброс-)

Величина выброса, следующего за отрицательным фронтом, в процентах от амплитуды.

(base — min) / ampl ? 100

Осциллограмма должна иметь по меньшей мере один отрицательный фронт. На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), результаты могут быть непредсказуемыми.

Overshoot+ (Выброс+)

Величина выброса, следующего за положительным фронтом, в процентах от амплитуды.

(max — top) / ampl ? 100

Осциллограмма должна иметь по меньшей мере один положительный фронт. На сигналах, у которых нет двух основных уровней (например, треугольное или пилообразное напряжение), результаты могут быть непредсказуемыми.

Overwrite (Перезапись)

Отношение остаточной и исходной мощности низкочастотной осциллограммы, на место которой записывается более высокочастотный сигнал.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Param Script

Сценарий на языке VBScript или JavaScript, принимающий на входе одну или две осциллограммы и выдающий на выходе результат измерения.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Peaks (Число пиков)

Количество пиков на гистограмме

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Peak to Peak (Размах)

Разность между значениями самой высокой и самой низкой точек осциллограммы. В отличие от ampl, не предполагает наличия двух уровней.

maximum — minimum

Дает сходные результаты при применении к осциллограмме во временной области или гистограмме осциллограммы той же кривой. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных массивов данных.
Стандартный параметр.

Percentile (Процентиль)

Значение на горизонтальной оси гистограммы, делящее ее на две области, левая из которых имеет наполнение xx% от совокупного.

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Period (Период)

Период периодического сигнала, измеренный как интервал между взятыми через один моментами пересечения сигналом уровня 50%. Начиная с первого пересечения, следующего за левым курсором, период измеряется для каждой пары пересечений. Окончательный результат получается путем усреднения всех полученных значений.

Здесь Mr — количество положительных фронтов, Mf — количество отрицательных фронтов, Trix — момент времени, в который положительный фронт пересекает уровень x%, а Tfix — момент времени, в который отрицательный фронт пересекает уровень x%.
Стандартный параметр

Period@level (Период на заданном уровне)

Период, измеряемый на заданном уровне и по фронту заданной полярности в каждом периоде сигнала.

Phase (Фаза)

Разность фаз между анализируемым сигналом и другим сигналом, используемым в качестве опорного. По вашему выбору отображение может осуществляться в процентах, градуса или радианах. Настроив опорный сигнал, дотроньтесь до вкладки More, чтобы задать нужные параметры сигнала.

Разность фаз между анализируемым и опорным сигналом

Стандартный параметр.

Pop@X (Наполнение в точке X)

Наполнение интервала, имеющего заданную горизонтальную координату. Курсор можно поместить на любой интервал и задать его форму — абсолютную (Absolute), относительную (Reference) или дифференциальную (Difference).

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

PW50 (Длительность импульса на 50%)

Средняя длительность импульса в точке посередине между локальной базовой линией и локальным пиком или впадиной.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

PW50- (Длительность отр. импульса на 50%)

Средняя длительность импульса в точке посередине между локальной базовой линией и локальной впадиной.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

PW50+ (Длительность полож. импульса на 50%)

Средняя длительность импульса в точке посередине между локальной базовой линией и локальным пиком.

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.

Range (Диапазон)

Вычисляет диапазон гистограммы (max — min)

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.

Resolution (Разрешение)

Отношение значений taa для высокочастотной и низкочастотной осциллограммы

taa (HF) / mean taa (LF) * 100

Можно задавать ширину диапазона гистерезиса, который используется для различения полезных данных и шума.
Стандартный параметр.

Rise (Время нарастания)

Измеряет интервал времени между моментами, когда положительный фронт сигнала пересекает два заданных уровня. Окончательный результат получается путем усреднения значений, полученных для каждого фронта.

Порог	Дист.	Ниж. предел	Верх. предел	По умолч.
Ниж.	Низк.	1%	45%	10%
Верх.	Выс.	55%	99%	90%

Разность времен пересечения нижнего и верхнего порогов, усредненная по всем отрицательным фронтам.

Rise 20-80% (Время нарастания 20-80%)

Длительность участка положительного фронта импульса от 20% до 80%, усредненная по всем положительным фронтам между курсорами

Средняя длительность участка положительного фронта импульса от 20% до 80%

Rise@level (Время нарастания на заданном уровне)

Длительность участка положительного фронта импульса между двумя заданными пользователем уровнями.

Длительность участка положительного фронта импульса между двумя уровнями.

RMS (Действующее значение)

Среднеквадратичное значение данных между курсорами — примерно то же, что и sdev, для осциллограммы с нулевым средним значением.

Setup (Задержка предустановки)

Интервал времени от фронта импульса данных до фронта тактового импульса.

Skew (Рассогласование)

Разность времен между ближайшими фронтами двух сигналов тактовой частоты.

Std dev (Ср.-кв. отклонение)

Среднеквадратичное отклонение данных между курсорами — примерно то же, что и rms для сигналов с нулевым средним значением.

TAA

Средний размах (разность между значениями пика и впадины) всех локальных особенностей

TAA-

Средняя отрицательная амплитуда (разность между значениями базовой линии и впадины) всех локальных особенностей

TAA+

Средняя положительная амплитуда (разность между значениями пика и базовой линии) всех локальных особенностей

TIE@level (Ошибка временного интервала на заданном уровне)

Разность между фактическим временем пересечения заданного фронта на заданном уровне и ожидаемым идеальным временем. Фронт может быть положительный, отрицательный или оба. В качестве единиц измерения результата можно выбрать время или единичный интервал (UI), который соответствует одному периоду сигнала тактовой частоты.
В диалоге Virtual Clock setup можно выбрать стандартный сигнал тактовой частоты (1,544 МГц) или нестандартные сигналы. Можно также использовать математическую систему фазовой автоподстройки частоты Golden FLL, позволяющую отфильтровать низкочастотное дрожание. Частота среза выбирается пользователем.

Частота среза =
= (1 / 1,667·10-3) ? тактовая частота

Time@level (Время на заданном уровне)

Интервал времени от запуска до момента пересечения сигналом заданного уровня.

Top (Вершина)

Верхнее из двух наиболее вероятных состояний (нижнее состояние — base). Является характеристикой прямоугольных сигналов и определяется из статистического распределения значений сигнала.

Значение верхнего наиболее вероятного состояния.

Дает сходные результаты при применении к осциллограмме во временной области или гистограмме данных той же кривой. Однако в случае гистограмм результат может содержать в себе вклад от нескольких зарегистрированных массивов данных.
Стандартный параметр.

Total Pop (Совокупное наполнение)

Совокупное наполнение гистограммы

Доступен с опциями DDM2, JTA2 и XMAP.Стандартный параметр в DDA-5005.

Width (Длительность импульса)

Длительность периодического сигнала, определяемая по пересечению уровня 50%. Если первое пересечение, следующее за левым курсором, дает положительный фронт, то прибор считает, что сигнал состоит из импульсов положительной полярности, и длительность импульса измеряется как интервал времени между соседними положительным и отрицательным фронтами. И наоборот, если это отрицательный фронт, импульс считаются отрицательными, а за длительность импульса принимается расстояние между соседними отрицательным и положительным фронтом. В обоих случаях окончательный результат получается путем усреднения длительностей всех зарегистрированных импульсов.

Длительность первого положительного или отрицательного импульса, усредненная по всем похожим импульсам

Аналогичен fwhm, однако тот, в отличие от width, применяется только к гистограммам.
Стандартный параметр.

Width@level (Длительность импульса на заданном уровне)

Длительность импульса, измеренная на заданном уровне.

X at max (X в максимуме)

Горизонтальная координата максимального значения между курсорами.

Только для осциллограмм во временной и частотной области.

X at min (X в максимуме)

Горизонтальная координата минимального значения между курсорами.

Только для осциллограмм во временной и частотной области.

X at peak (X в пике)

Значение n-го по высоте пика гистограммы.

Только для гистограмм.
Доступен с опциями JTA2 и XMAP.

4.1 Универсальные осциллографы МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

Привет, Вы узнаете про универсальные осциллографы, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое универсальные осциллографы , настоятельно рекомендую прочитать все из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

4.1.1 Упрощенная структурная схема осциллографа

Рассмотрим упрощенную структурную схему универсального осциллографа, приведенную на рис. 4.1. В схеме этого осциллографа кроме ЭЛТ можно выделить следующие функциональные блоки: каналы вертикального и горизонтального отклонений, устройство синхронизации и запуска развертки, канал модуляции луча, вспомогательные устройства, источник питания. В осциллографе исследуемый электрический сигнал подают через канал вертикального отклонения на вертикально отклоняющую системy ЭЛТ, а горизонтальное отклонение электронного луча трубки осуществляют напряжением горизонтальной развертки.

Электронно-лучевая трубка представляет собой вакуумную стеклянную колбу, внутри которой размещены электронная пушка, отклоняющие пластины и люминесцентный экран. Электронная пушка состоит из подогреваемого катода К, модулятора (сетки) яркости светового пятна М, электродов фокусировки и ускорения электронного луча — фокусирующего анода А1 ускоряющего анода А2 и основного анода А3., Яркость свечения люминофора ЭЛТ регулируют путем изменения отрицательного напряжения на модуляторе

М. Напряжение на первом аноде A1 фокусирует электронный поток в узкий луч.

Рисунок 4.1 Упрощенная структурная схема универсального осциллографа

Чтобы придать электронам скорость, необходимую для свечения люминофора, на второй анод А2 подают достаточно большое (до 2000 В) положительное напряжение. Для дополнительного ускорения электронов используют анод A3, к которому приложено высокое положительное напряжение (до 10…15 кВ).

Упрощенно работу отклоняющих систем ЭЛТ можно пояснить следующим образом. Электронный пучок (луч), проходит между двумя парами взаимно перпендикулярных металлических отклоняющих пластин: вертикально отклоняющих Υ и горизонтально отклоняющих X. Если к отклоняющим пластинам приложить напряжение, то между ними будет существовать электрическое поле, которое будет вызывать отклонение электронного луча в ту или иную сторону. Когда напряжение приложено к вертикально отклоняющим пластинам, то пятно будет перемещаться по оси Y; если же напряжение приложено к горизонтально отклоняющим пластинам, то световое пятно на экране трубки будет отклоняться вдоль оси X. Если теперь сфокусировать электронный луч так, чтобы световое пятно расположилось в центре экрана ЭЛТ, а затем к пластинам Y приложить исследуемый сигнал, а к пластинам X — пилообразное напряжение, то под совместным воздействием двух напряжений луч вычертит на экране трубки осциллограмму, отражающую зависимость входного напряжения от времени.

Канал вертикального отклонения луча (см. рис. 4.1) служит для передачи на пластины Г ЭЛТ исследуемого сигнала uс(t), подводимого к входу Y. Канал вертикального отклонения луча содержит аттенюатор, линию задержки и усилитель Y. Аттенюатор позволяет ослабить сигнал uc(t) в определенное число раз, а регулируемая линия задержки обеспечивает небольшой временной сдвиг сигнала на пластинах Y ЭЛТ относительно начала развертывающего напряжения Uх, что важно для ждущего режима. Усилитель Y обеспечивает амплитуду сигнала на пластинах У, достаточную для значительного отклонения луча на экране даже Калым исследуемым сигналом uc(t). Этот усилитель содержит Входной усилитель с изменяемым коэффициентом усиления и парафазный (с противофазными выходными сигналами одинаковой амплитуды) усилитель, обеспечивающий положение светового пятна в центре экрана при отсутствии исследуемых сигналов. В Канал вертикального отклонения луча может также входить калибратор амплитуды. Сигнал от калибратора поступает на вход первого усилителя для установки заданного коэффициента усиления.

Во входную цепь канала вертикального отклонения включают также коммутируемый разделительный конденсатор , позволяющий при необходимости исключить подачу на вход осциллографа постоянной составляющей исследуемого сигнала (так называемый «закрытый» вход).

Канал горизонтального отклонения луча служит для создания горизонтально отклоняющего — развертывающего — напряжения Uх с помощью напряжения генератора развертки или для передачи (через аттенюатор и усилитель) на пластины X исследуемого сигнала, подводимого к входу X.

Схема синхронизации (и запуска развертки) управляет генератором развертки и обеспечивает кратность периодов исследуемого сигнала и развертки . Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Для получения неподвижного изображения начало развертки должно быть связано с одной и той же характерной точкой сигнала (фронтом, максимумом амплитуды и т.д.). Это достигают синхронизацией напряжения развертки с напряжением сигнала, поэтому период развертки должен быть равен или кратен периоду исследуемого сигнала: Траэв = nТс, где n = 1,2, 3,4,… .

Развертка — линия, которую прочерчивает луч на экране при отсутствии исследуемого сигнала в результате действия только одного развертывающего напряжения. Процесс привязки развертки к характерным точкам сигнала называют синхронизацией в автоколебательном режиме работы генератора и запуском — в ждущем. Синхронизацию и запуск развертки производят специальным синхроимпульсом, подаваемым на генератор из устройства синхронизации.

В осциллографе установлены два режима синхронизации: внутренняя (Внут.) и внешняя. При внутренней синхронизации (переключатели П1 и П2 — в положении 1) синхроимпульсы вырабатывают из усиленного входного сигнала до его задержки. При внешней синхронизации (переключатели П1 и П2 — в положении 2) сигнал синхронизации подают от внешнего источника на специальный вход X осциллографа. Например, в стандартных генераторах импульсов формируют синхроимпульсы, относительно которых выходной сигнал может быть сдвинут с помощью регулируемой задержки. Схема синхронизации вырабатывает сигнал синхронизации, поступающий на генератор развертки для получения четкой, неподвижной осциллограммы. Усилитель X канала горизонтального отклонения усиливает пилообразный сигнал Up генератора развертки и преобразует его в напряжение развертки Ux.

Канал горизонтального отклонения характеризуют чувствительностью и полосой пропускания, показатели, которых практически раза в два меньше, чем в канале вертикального отклонения. Основным блоком в канале горизонтального отклонения является генератор развертки, работающий в непрерывном или ждущем режиме. К форме пилообразного напряжения генератора предъявляют ряд специфических требований:

• время обратного хода луча должно быть много меньше времени прямого хода, т.е. То5р.<< Тпр; иначе часть изображения сигнала будет отсутствовать;
• напряжение развертки при прямом ходе луча должно быть линейным, иначе электронный луч будет двигаться по экрану трубки с различной скоростью и нарушится равномерность временного масштаба по оси X. Это может привести к искажению исследуемого сигнала.

Канал управления яркостью (модуляции луча по яркости) предназначен для подсветки прямого хода луча. Подсветку осуществляют передачей с входа Z на управляющий электрод (модулятор М) ЭЛТ сигнала, модулирующего поток луча и, следовательно, яркость свечения люминофора. В схему этого канала входят: аттенюатор, схема изменения полярности и усилитель Z. Для формирования требуемого уровня напряжения модулятора служит усилитель Z. Усилитель может иметь дополнительный вход, что дает возможность модуляции изображения по яркости внешним сигналом. Канал Z используют и для создания яркостных меток для измерения частоты и фазы.

Калибратор — генератор напряжений, формирующий периодический импульсный сигнал с известными амплитудой, длительностью и частотой для калибровки осциллографа, т.е. для обеспечения правильных измерений параметров исследуемого сигнала.

Наличие в составе прибора микропроцессорных систем позволяет полностью автоматизировать работу устройства. На отображающем устройстве прибора можно наблюдать не только осциллограммы сигналов, но и численные значения его параметров. Современные ЦО позволяют решать практически все функциональные задачи, возникающие при исследовании сигналов.

Рис. 8.9 Обобщенная структурная схема цифрового осциллографа с программным управлением.

4.1.2 Виды разверток в универсальном осциллографе

универсальные осциллографы получили наибольшее распространение, поскольку позволяют исследовать разнообразные электрические сигналы с длительностью от единиц наносекунд до нескольких секунд в диапазоне от долей милливольт до сотен вольт, а также измерять параметры сигналов с приемлемой для практики погрешностью 5…7%. Полоса пропускания универсальных осциллографов составляет 300…400 МГц и более. Изображение сигнала на экране универсального осциллографа индицируется практически одновременно с появлением сигнала на входе, поэтому такие приборы называют осциллографами реального времени. Часто универсальные осциллографы выполняют со сменными блоками, расширяющими их функциональные возможности .

Одним из основных блоков осциллографа является ЭЛТ, выходными элементами которой являются две пары пластин, отклоняющие луч горизонтально и вертикально. Если развертывающее напряжение приложено к одной паре отклоняющих пластин (обычно к пластинам X), то развертку называют по форме развертывающего напряжения (например, линейной или синусоидальной). Если развертывающие напряжения приложены к отклоняющим пластинам X и Y трубки одновременно, то название развертке дают по ее форме (например, круговая или эллиптическая).

Наиболее широко используют линейную развертку, создаваемую пилообразным напряжением Up, генератора развертки. При линейной развертке луч, двигаясь равномерно по экрану, прочерчивает прямую горизонтальную линию, как бы нанося на экран ось абсцисс декартовой системы координат — ось времени. В зависимости от режима работы генератора развертки такую развертку делят на автоколебательную, ждущую и однократную.

Автоколебательная развертка — развертка, при которой генератор развертки периодически запускают (автоматически) и при отсутствии сигнала запуска на его входе.

Ждущая развертка — развертка, при которой генератор развертки запускают только с помощью сигнала запуска.

Однократная развертка — развертка, с помощью которой генератор развертки запускают один раз с последующей блокировкой. Такую развертку применяют для наблюдения одиночных и непериодических процессов и при фотографировании с экрана осциллографа неповторяющихся сигналов.

При подаче на горизонтально отклоняющие пластины напряжения uх = uр пилообразной формы (рис. 4.2), электронный сфокусированный луч под воздействием этого напряжения перемещается слева направо на интервале Тпр (точки 0-1-2 — длительность прямого хода луча) и справа налево на интервале То6р (точки 2-3 — длительность обратного хода луча). Причем скорость движения луча в обратном направлении много больше (обычно луч при этом гасится), чем в прямом. С помощью напряжения развертки, подаваемого на горизонтальные пластины ЭЛТ (пластины X) осциллографа, на его экране можно наблюдать исследуемый сигнал, поступающий на пластины Y и изменяющийся во времени (развернутый во времени).

Рисунок 4.2 Диаграмма, поясняющая создание временного масштаба по горизонтальной оси экрана ЭЛТ:

→ — прямой ход луча; → — обратный ход луча

Tразв = Тпр +Тобр;Тпр = 2t1 , (4.1)

Автоколебательную (непрерывную) развертку применяют исследования периодических сигналов, а также импульсных с небольшой скважностью q = Tс / τ, Ее включают при внутренней синхронизации. На рис. 4.2 представлены исследуемые импульсы u длительностью τ каждый, развертывающее синхронное напржениe ux и наблюдаемая осциллограмма (в рамке). Периоды поения импульсов и развертывающего напряжения равны между собой: Тс = Тр.

Рисунок 4.2 Автоколебательная развертка

С помощью автоколебательной развертки почти невозможно наблюдать непериодические сигналы, и она фактически бесполезна при наблюдении периодических коротких импульсных сигналов с большой скважностью q (это связано с тем, что передний и задний фронты импульса почти сливаются). В этих случаях используют ждущую развертку.

Характерный пример ждущей развертки показан на рис. 4.3. Генератор развертки запускают только при поступлении импульсов uс. Если

Рисунок 4.3 Пример применения ждущей развертки

длительность развертки t2 – t1 сопоставима с длительностью исследуемого импульса, то его изображение на экране достаточно детально. В осциллографе в силу инерционности генератора начало ждущей развертки может быть несколько задержано относительно фронта импульса uс. Поэтому, если фронт импульса очень короткий, то он может не отобразиться на осциллограмме. Для наблюдения короткого фронта сигнал uсзадерживают на τ3 во времени в канале Y с помощью линии задержки (штриховые импульсы uс на рис. 4.3). Наблюдаемая осциллограмма дана вместе с не задержанным импульсом на рис. 4.3 штриховой линией (в рамке).

Синусоидальная развертка. В ряде измерительных задач, например при измерении частоты, или разности фаз, вместо пилообразного напряжения развертки (линейной развертки) используют синусоидальную развертку. Для получения синусоидальной развертки на пластины X подают напряжение, изменяющееся по гармоническому закону uх(t) = Umx sin ωt. При этом генератор линейной развертки осциллографа отключают. Положительный полупериод напряжения синусоидальной развертки вызывает перемещение луча от центра экрана до его правой границы и обратно; отрицательный полупериод — от центра экрана до его левой границы и обратно к центру. Скорость перемещения луча изменяется по синусоидальному закону, хотя линия развертки представляет собой горизонтальную линию.

Круговая развертка. Для получения на экране ЭЛТ круговой развертки на пластины Y подают синусоидальный сигнал uy = Usinωt = Usin(2πt/T), а на пластины X — аналогичный по форме и амплитуде сигнал, но задержанный на четверть периода (по фазе на φ = 90°), т.е. их — Usin [ω(t – T/4)] = — cosωt. Осциллограмма круговой развертки показана на рис. 4.4. Под действием напряжений разверток uy и uх луч прочерчивает на экране ЭЛТ окружность за период Т. Положение луча на экране в момент времени t = 0 отмечено точкой 0, в момент t1 — точкой 1 и т.д.

Эллиптическая развертка. Если при использовании круговой развертки амплитуды сигналов uу и uх не равны, то круг искажается и на экране наблюдают эллипс, т.е. возникает эллиптическая развертка.

Например, при uу < uх большая ось эллипса расположена по горизонтали, а малая по вертикали. При фазовых сдвигах, не равных 90°, получается эллипс с наклонными осями, вырождающимися в прямую при нулевом фазовом сдвиге.

Рисунок 4.4 Получение круговой развертки в осциллографе

Контрольные вопросы для самопроверки:

1. Для каких целей применяют осциллографы?
2. Какие блоки входят в состав структурной схемы универсального осциллографа? Их назначение?
3. Для чего применяют синхронизацию разверток осциллографа?
4. Перечислите основные типы синхронизации.
5. Для каких целей в осциллографах применяют калибраторы амплитуды?
6. Каково назначение линейно-изменяющегося напряжения, подаваемого на горизонтальные пластины?
7. Устройство, принцип действия, основные параметры и характеристики ЭЛТ.

См. также

К сожалению, в одной статье не просто дать все знания про универсальные осциллографы. Но я — старался. Если ты проявишь интерес к раскрытию подробностей,я обязательно напишу продолжение! Надеюсь, что теперь ты понял что такое универсальные осциллографы и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.

Статья Краткое описание

Статья	Краткое описание	Журнал	Год	Номер	Автор
Осциллограф на 18 транзисторах	ЧХ — 1,5 Гц — 20 кГц Диапазон частот развертки — 2 Гц — 20 кГц Чувствительность вертикального — 1,5 мм/мВ, горизонтального — 50 мм/В Rвх=350 кОм, 95 пФ	«Радио»	1964	8	Андреев Ю.
Полупроводниковый осциллограф	На 22-х транзисторах и трубке 8ЛО29	«Радио»	1968	8	Голубев В.
Электронный осциллограф	(Более подробно в журнале»В помощь радиолюбителю» №37 1971г. стр.53). 9 МГц, ламповый, на трубке 8ЛО29И	«В помощь радиолюбителю»	1969	32	Аладагов К.
Транзисторный осциллограф	Простой осциллограф на трех транзисторах и 5ЛО38	«Радио»	1972	9	Нет автора
Генератор спиральной развертки	Ламповый прибор на трубке 13ЛО37И	«В помощь радиолюбителю»	1973	43	Ринский В.
Электроннолучевой осциллограф	20 Гц…2 МГц, На лампах и трубке 5ЛО38.	«В помощь радиолюбителю»	1973	43	Татарко Б.
Малогабаритный осциллограф	0…5 МГц, транзисторный на 6ЛО1И.	«В помощь радиолюбителю»	1974	46	Кузнецов А. (UW3RO)
Малогабаритный осциллограф	Собран на 29 транзисторах и трубке 5ЛО38И	«Радио»	1974	8	Тарасов В.
Транзисторный осциллограф	(Продолжение в №7 1976г стр.44, дополнения в №5 1977г стр. 62). 0 — 2 МГц, на трубке 8ЛО29И	«Радио»	1976	6	Хлудеев В.
Любительский осциллограф	(Дополнения в №7,9 1978г стр.62, 63). До 20 МГц, на 6ЛО1И, транзисторный	«Радио»	1977	11	Смирнов В.
Двухлучевой осциллограф	0…100 кГц, на рубке 8ЛО39В, коммутатор.	«В помощь радиолюбителю»	1980	68	Филипьев В.
Любительский осциллограф Демонстрационный осциллограф на 5ЛО38	(Дополнения в №10 1981г. стр.63, №3 1982г стр.62). 0 — 2,5 МГц, 30 пФ, 1 МОм. Транзисторный, на трубке 6ЛО1И. Р 9 1980 стр35 —— Старт	«Радио»	1980	9	Нор С.
Демонстрационный осциллограф	Несложная доработка ЧБ телевизора для использования его в качестве осциллографа	«Радио»	1981	11	Задорожный В.
Осциллограф для радиолюбителей ОМЛ-2-79	Транзисторный осциллограф на трубке 6ЛО1И, выпускавшийся промышленностью	«Радио»	1981	2	Новомлинов В.
Осциллограф со свип-генератором	10 МГц, ГКЧ — 0,15…230 МГц с девиацией 20 МГц. Выполнен на транзисторах, ОУ, 6ЛО1И.	«В помощь радиолюбителю»	1981	75	Крючков А.
Миниатюрный осциллографический пробник	(Дополнения в №7 1990г стр.77). На МС серии К176 и ИВ-28Б	«Радио»	1988	11	Синельников И.
Осциллографический пробник	(Дополнения в №10 1992г стр.61, №5 1993г стр.45). На 7ЛО55И и 9-ти транзисторах.	«Радио»	1992	1	Семакин Н.
Телевизор — осциллограф	Описание приставки на 8 транзисторах	«Радиолюбитель»	1992	8	Бастанов В.
Активный щуп к осциллографу	На полевом транзисторе	«Радио»	1998	6	Турчинский Д.
Задержанная развертка в осциллографе	Описано несложное устройство, позволяющее просматривать любую часть импульса.	«Радио»	1998	8	Дорофеев М.
Активный щуп на ОУ для осциллографа	Rвх=100 кОм, f=0…80 МГц, Ку=0 или 10. На ОУ AD812AN	«Радио»	1999	6	Нечаев И. (UA3WIA)
Щуп-осциллограф	На светодиодной матрице АЛС340 (7х5)	«Радиомир»	2003	12	Рубашка В.
Малогабаритный двухлучевой осциллограф-мультимер	(Дополнения в №7,12 2005г. стр.52,48.). На PIC16F873-20/P	«Радио»	2004	6	Кичигин А.
Малогабаритный осциллограф-пробник	(Дополнение в №4 2005г.). Матрица 7х9 светодиодов АЛ307В. 140УД20В, К561ИЕ8, К176ЛП2х2.	«Радио»	2004	8	Макеенко Б.
Осциллограф	Простой прибор на трубке 5ЛО38И.	«Радио»	2004	4	Вендеревский П.
Осциллографический индикатор	Светодиодный экран 9х10 точек, на К140УД608х2, A3LM3914, К561ИЕ8, К561ЛА7.	«Радиоконструктор»	2004	12	Андреев С
Осциллограф «Циклоп»	200 МГц, на трубке 7QR20	«Радиоконструктор»	2005	5	Кузнецов В.
Осциллограф на трех транзисторах	На трубке 5ЛО38И	«Радиоконструктор»	2005	3	Ершов Р.
Простой импульсный осциллограф	На трубке 7ЛО55И, 5 МГц	«Радиоконструктор»	2005	2	Лыжин Р.
Радиолюбительский осциллограф	100 кГц, на 5ЛО38И	«Радиоконструктор»	2005	1	Каравкин В.

Осциллограф

: основные сведения: осциллограммы 101 | Tektronix

Недавно мне представилась возможность поговорить с некоторыми начинающими инженерами об осциллографах. Оказывается, работа в электронной промышленности заставила меня воспринимать как должное многие вещи. Когда они спросили, «что такое форма волны», я не был готов к быстрому ответу. Это привело к мысли, что сообщение в блоге об основных формах сигналов может помочь тем, кто только начинает узнавать об этих волнистых линиях на дисплеях осциллографов. Хотя формы волн важны во многих дисциплинах, таких как биотехнология, химия, сейсмология и многие другие, я собираюсь остановиться на электронике.Я предлагаю другим также поделиться своими мыслями о формах волны.

Осциллографы и осциллограммы

Когда инженеры, техники и ученые хотят увидеть, как со временем изменяется напряжение, они обращаются к осциллографам. Часто эти изменения представляют собой информацию, поэтому мы называем их сигналами. Осциллографы позволяют наблюдать одно или несколько напряжений, которые меняются во времени, и отображать их в виде двухмерного графика. Вертикальная ось (Y) представляет напряжение, а горизонтальная (X) — время.

Это не так просто, как кажется. В мире современной электроники сигналы меняются миллионы раз в секунду. Когда вы нанесете эти изменения на осциллограф, график примет некоторую форму. Эта форма является формой волны, и ее характеристики могут многое вам сказать. (Ниже приведены два отличных справочника по осциллографам, но посмотрите график в разделе Осциллографы: Загляните внутрь, чтобы узнать больше о внутренней работе осциллографа и основных формах сигналов.)

Сигналы

могут многое рассказать о сигнале, в том числе:

Минимальное и максимальное напряжения сигнала
Частота колебательного сигнала
Как схема изменяет сигнал при прохождении через схему
Как частота или синхронизация сигнала меняются с течением времени
Искажает ли неисправный компонент сигнал
Какая часть сигнала является шумом и меняется ли шум со временем

Стандартные формы сигналов

Термин «волна» обычно относится к шаблону, который повторяется во времени.Примеры включают звуковые волны, мозговые волны, океанские волны и волны напряжения.

Waveforms — это графическое изображение волны. Форма волны напряжения состоит из времени по оси (X) и напряжения по оси (Y).

Осциллограммы многое говорят о сигнале. Когда есть изменение высоты формы волны, напряжение изменилось, а когда есть плоская горизонтальная линия, вы знаете, что не было никаких изменений в течение определенного периода времени.

Прямые сегменты показывают линейное изменение, рост или падение напряжения с постоянной скоростью.Резкие волны указывают на резкое изменение напряжения. Достаточно просто, правда?

Некоторые общие формы сигналов и характеристики формы включают:

Синусоидальные волны — фундаментальная форма волны с гармоничными математическими свойствами. Синусоидальные волны могут быть напряжением в вашей розетке, тестовыми сигналами, создаваемыми осцилляторной схемой генератора сигналов и многими источниками питания переменного тока.
Квадратные и прямоугольные волны — Прямоугольная волна — еще одна распространенная форма волны, которая включается и выключается (высокая или низкая) через равные промежутки времени.Он часто используется для проверки усилителей — в телевизионных, радио и компьютерных схемах часто используются эти типы волн для синхронизации сигналов. Прямоугольные волны во многом похожи на прямоугольные, за исключением того, что высокие и низкие временные интервалы не имеют равной длины. Эти типы волн важны при анализе цифровых схем.
Пилообразные и треугольные волны — Эти зубчатые волны состоят из прямых линий. Их можно использовать для тестирования систем, предназначенных для линейного «сканирования» или «развертки», таких как лазерные сканеры, электронные микроскопы и радиочастотные сканеры.
Шаг и формы импульса — Шаговые сигналы указывают на внезапное изменение, которое вы увидите, если вы включите выключатель питания, а импульсный сигнал аналогичен изменениям напряжения, которые вы увидите, если вы включите выключатель питания, а затем снова выключите.

Большинство реальных сигналов не имеют четкой формы и регулярного повторяющегося рисунка. Многие сигналы вообще не повторяются. И многие сигналы объединяют характеристики двух или более общих сигналов, указанных выше. По мере развития информационных технологий инженеры работали над добавлением все большего и большего количества информации в сигналы, поэтому формы сигналов становились все более сложными

Измерение

Существует несколько способов количественной оценки характеристик сигналов, и, измеряя эти характеристики, мы можем судить о качестве сигналов.Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных характеристик сигналов, все из которых можно измерить, посмотрев на график X-Y на дисплее осциллографа:

Напряжение — это величина электрического потенциала или сила сигнала между двумя точками в цепи. Обычно измеряют напряжение от наивысшего пика до самой низкой «впадины», называемого размахом напряжения. Есть несколько других характеристик напряжения, включая максимальное напряжение (см. Также Амплитуда ниже), минимальное напряжение и среднеквадратичное напряжение.
Амплитуда — Относится к величине напряжения между двумя точками в цепи, измеряемой от земли или нуля вольт до максимального напряжения.
Напряжение смещения — Среднее напряжение формы волны может быть смещено выше или ниже нуля вольт. Этот сдвиг называется смещением, и его легко измерить, посмотрев на форму волны на осциллографе.
Частота и период — Если сигнал повторяется, он имеет частоту. Повторяющийся сигнал также имеет период, который представляет собой время, необходимое сигналу для завершения одного цикла.Сигналы частоты и периода являются обратными друг другу, так что 1 / период равняется частоте, а 1 / частота равняется периоду. Электронные сигналы охватывают широкий спектр от нескольких циклов в секунду (герц) до миллиардов циклов в секунду (гигагерцы) или даже выше.
Время нарастания и спада — Требуется некоторое время, чтобы сигнал изменился с низкого уровня на высокий или наоборот. Как вы могли догадаться, это важная характеристика сигналов в цифровых системах, которые кодируют информацию как с высоким, так и с низким уровнями напряжения.Для современных цифровых систем это время действительно короткое — порядка миллиардных долей секунды.

Современные цифровые осциллографы имеют функции, которые упрощают измерение формы сигналов. На передней панели есть кнопки и / или экранные меню, из которых вы можете выбрать полностью автоматизированные измерения, включая амплитуду, период, время нарастания / спада и многое другое.

Завершение

Итак, вот, простыми словами, основные входные и выходные сигналы и то, что вы можете ожидать увидеть на экране осциллографа.Если вы хотите большего, обязательно посмотрите это видео «Как пользоваться осциллографом» от пары наших экспертов Tektronix или посетите наш веб-сайт и загрузите полное 60-страничное руководство по осциллографам.

Это ни в коем случае не последнее слово по сигналам. Как вы, , описали бы то, что можно увидеть на экране осциллографа? Звоните внизу!

С момента публикации вышеупомянутого блога Tektronix в настоящее время предлагает скидки до 89% на программные модули приложений для соответствующих осциллографов.Ознакомьтесь с подробностями здесь и сэкономьте!

Типы волн в осциллографе

Осциллограф отображает несколько типов волн, которые можно разделить на синусоидальные, прямоугольные и прямоугольные волны, ступенчатые и импульсные, пилообразные и треугольные волны, синхронные и асинхронные сигналы, периодические и непериодические сигналы и сложные волны.

Основная форма волны, синусоида, имеет гармоничные математические свойства, аналогичные синусоиде, изучаемой в классе тригонометрии.Тестовые сигналы, генерируемые схемой генератора сигналов, часто являются синусоидальными волнами. Многие источники переменного тока (переменного тока) также генерируют синусоидальные волны.

Другой распространенный тип формы волны, прямоугольная волна — это в основном напряжение, которое повышается и понижается (или включается и выключается) через равные промежутки времени. Стандартная волна для тестирования усилителей, прямоугольные волны также используются для синхронизации сигналов в радио, телевидении и компьютерных схемах.

Прямоугольная волна, хотя и не одинаковой длины, также имеет высокие и низкие интервалы, сравнимые с интервалами прямоугольной волны.Этот тип волны особенно важен при анализе цифровых схем.

Ступенчатые и импульсные сигналы, возникающие непериодически или редко, называются переходными или однократными сигналами. Шаг показывает внезапное изменение напряжения, сравнимое с изменением, наблюдаемым при включении переключателя питания, в то время как импульс представляет собой внезапное изменение напряжения, сравнимое с изменением, наблюдаемым при включении и последующем выключении питания. Группа идущих вместе импульсов представляет собой последовательность импульсов.Используемые цифровыми компонентами компьютера для связи друг с другом, импульсы также используются в радарах, рентгеновских лучах и коммуникационном оборудовании.

Пилообразные и треугольные волны генерируются схемами, используемыми для линейного управления напряжением. Переходы между уровнями напряжения волн изменяются с постоянной скоростью. Эти переходы также известны как пандусы.

Синхронный сигнал существует, когда существует временная зависимость между двумя сигналами. Компьютерные данные, часы и адресные сигналы являются одними из примеров синхронных сигналов.Между тем, асинхронные сигналы представляют собой те сигналы, которые не зависят от времени.

Повторяющиеся сигналы также называются периодическими сигналами, тогда как непериодические сигналы относятся к постоянно изменяющимся сигналам.

Наконец, сложная волна указывает комбинацию характеристик синуса, шагов, квадратов и импульсов. Информация о сигнале в этом типе волны может быть встроена в форму амплитуды, вариаций частоты и / или фазы.

Некоторые осциллографы могут отображать определенные виды сложных сигналов особым образом.Телекоммуникации, например, могут отображаться в виде созвездия или глазковой диаграммы.

Осциллограф может также отображать сигналы цифровых данных телекоммуникаций в виде особого типа формы волны, известного как глазковая диаграмма, из-за его сходства с рядом глаз. Глазковая диаграмма создается, когда цифровые данные приемника применяются и дискретизируются на вертикальный вход, в то время как скорость передачи данных используется для запуска горизонтальной развертки. Глазковая диаграмма отображает единичный интервал данных со всеми потенциальными краевыми переходами и состояниями, наложенными в едином всеобъемлющем виде.

Созвездие диаграммы представляет сигнал, регулируемый схемой цифровой модуляции, такой как фазовая манипуляция или квадратурная амплитудная модуляция.

Использование CRO для отображения различных сигналов

Осциллограф

Электричество и магнетизм

Использование CRO для отображения различных сигналов

Практическая деятельность для 14-16

Демонстрация

CRO (электронно-лучевой осциллограф) может отображать синусоидальные, квадратные и треугольные формы сигналов.

Аппаратура и материалы

Генератор сигналов с возможностью выбора формы сигнала
Громкоговоритель
Выводы, 4 мм, 4
Осциллограф

Примечания по охране труда и технике безопасности

Электронно-лучевая трубка требует напряжения, классифицированного как опасно для жизни . В корпусе почти всегда есть вентиляционные отверстия, некоторые из которых могут пропускать эти напряжения.Классы должны быть предупреждены о том, чтобы ничего не просовывать в отверстия.

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда

Процедура

Установите на осциллографе регулятор вольт / см на 1, регулятор временной развертки на 1 мс / см и переключатель AC-DC в положение AC.
Установите генератор сигналов на 2 В, 50 Гц, синусоидальный выход. Подключите высокоомные выходные клеммы ко входу CRO.
Покажите эффекты изменения выходного напряжения генератора сигналов (изменение амплитуды) и частоты (изменение периода).
Переключайтесь между различными формами выходного сигнала (синусоидальной, квадратной и треугольной), чтобы их отобразить.
Подключите громкоговоритель к низкоомному выходу генератора сигналов. Повторите шаги с b по d выше, чтобы учащиеся могли услышать эффекты и соотнести их со следами на экране.
Если ваш генератор сигналов может обеспечивать низкочастотный выход (менее 1 Гц), покажите это также на CRO. Установите развертку на самое медленное значение и наблюдайте за точкой, как она медленно перемещается вверх и вниз.

Учебные заметки

Это полезно, если учащиеся понимают, что синусоидальная форма волны — не единственная форма, которую может принимать переменное напряжение. Прямоугольные сигналы лежат в основе современной цифровой электроники.
Вы также можете показать вывод Sweep одного CRO на экране другого. Это пилообразная форма волны, используемая для постоянного перемещения точки слева направо по экрану, очень быстро возвращаясь влево в конце каждой кривой.

Этот эксперимент был проверен на безопасность в январе 2007 г.

Видео, показывающее, как использовать осциллограф:

Видео, показывающее, как использовать генератор сигналов:

Катодно-лучевой осциллограф

ЦЕЛЬ: научиться работать с электронно-лучевым осциллографом.

АППАРАТ: электронно-лучевой осциллограф, мультиметр и генератор.

ВВЕДЕНИЕ: электронно-лучевой осциллограф (CRO) является распространенным лабораторный прибор, обеспечивающий точное измерение времени и амплитуды сигналы напряжения в широком диапазоне частот. Его надежность, стабильность, и простота эксплуатации делают его пригодным для использования в качестве лаборатории общего назначения. инструмент. Сердцем CRO является электронно-лучевая трубка, схематично изображенная на Рис. 1.

Катодный луч — это пучок электронов, которые испускаются нагретым катод (отрицательный электрод) и ускоряется к флуоресцентному экрану.В сборка катода, сетки интенсивности, сетки фокусировки и ускоряющего анода (положительный электрод) называется электронной пушкой . Его цель — генерировать электронный луч и контролировать его интенсивность и фокус. Между электронная пушка и флуоресцентный экран — это две пары металлических пластин — одна ориентированы так, чтобы обеспечить горизонтальный прогиб балки, и одна пара ориентирована на придать вертикальное отклонение балке. Эти пластины, таким образом, называются горизонтальные и вертикальные отклоняющие пластины .Сочетание эти два отклонения позволяют лучу достигать любой части люминесцентного экран. Когда электронный луч попадает на экран, люминофор возбуждается и свет излучается из этой точки. Это покрытие электронной энергии светом позволяет писать точками или линиями света на затемненных в противном случае экран.

В наиболее частом использовании осциллографа исследуемый сигнал представляет собой сначала усиливается, а затем применяется к вертикальным (отклоняющим) пластинам для отклонения луч вертикально и в то же время напряжение, линейно возрастающее с к горизонтальным (отклоняющим) пластинам прикладывается время, в результате чего балка отклоняется по горизонтали с равномерной (постоянной> скоростью.Сигнал, подаваемый на Таким образом, вертикальные пластины отображаются на экране как функция времени. В горизонтальная ось служит единой шкалой времени.

Выполняется линейный прогиб или стреловидность балки по горизонтали. с помощью генератора развертки , который встроен в осциллограф схема. Выходное напряжение такого генератора представляет собой пилообразную волну в виде показано на рис. 2. Применение одного цикла этой разности напряжений, которая линейно увеличивается со временем, к горизонтальным пластинам приводит к тому, что луч линейно отклоняется во времени по торцу трубы.Когда напряжение внезапно падает до нуля, так как в точках (a) (b) (c) и т. д. конец каждой развертки — луч возвращается в исходное положение. Прогиб балки по горизонтали повторяется периодически, частота этой периодичности регулируется внешний контроль.

Чтобы получить устойчивый следы на торце трубки, внутреннее количество циклов неизвестного сигнала, применяется к вертикальным пластинам, должен быть связан с каждым циклом развертки генератор. Таким образом, при таком согласовании синхронизации двух прогибов, узор на лицевой стороне трубки повторяется и, следовательно, кажется, остается стационарный.Постоянство зрения человеческим глазом и свечение флуоресцентный экран помогает создавать неподвижный рисунок. В дополнение электронный луч прерывается (гасится) во время обратного хода, так что развертка обратного хода не наблюдается.

CRO Operation: Упрощенная блок-схема типичного осциллографа показан на рис. 3. Как правило, прибор работает в следующих условиях: манера. Отображаемый сигнал усиливается вертикальным усилителем и применяется к пластинам вертикального отклонения ЭЛТ.Часть сигнала в усилитель вертикальной развертки применяется к триггеру развертки как запускающий сигнал. Затем триггер развертки генерирует импульс, совпадающий с выбранным точка в цикле сигнала запуска. Этот импульс включает развертку генератор, инициирующий пилообразную форму волны. Пилообразная волна усиливается усилитель горизонтальной развертки и применен к пластинам горизонтального отклонения. Обычно сигнал дополнительных положений подается для применения внешнего сигнал запуска или использование линии 60 Гц для запуска.Также развертка генератор может быть отключен, и внешний сигнал подан непосредственно на горизонтальный усилитель.

Органы управления CRO

Элементы управления доступны на большинстве осциллографов, обеспечивают широкий диапазон рабочих условий и тем самым делают инструмент особенно универсальным. Поскольку многие из этих элементов управления общие для большинства осциллографов, ниже приводится их краткое описание.

КАТОДНАЯ ТРУБКА

Подсветка мощности и шкалы : Включает прибор и управляет подсветка сетки.

Focus : сфокусируйте точку или след на экране.

Intensity : Регулирует яркость пятна или след.

СЕКЦИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ

Позиция : Управляет вертикальным расположением дисплея осциллографа.

Чувствительность : Выбирает чувствительность вертикального усилителя. с калиброванными шагами.

Переменная чувствительность : Обеспечивает непрерывный диапазон чувствительность между откалиброванными шагами.Обычно чувствительность калибруется только тогда, когда регулируемая ручка находится в крайнем положении по часовой стрелке.

AC-DC-GND : выбирает желаемую связь (переменный или постоянный ток) для входящего сигнал подается на вертикальный усилитель, или заземляет вход усилителя. Выбор постоянный ток подключает вход напрямую к усилителю; выбор переменного тока отправить сигнал через конденсатор перед переходом к усилителю, таким образом блокируя любую постоянную составная часть.

ОТДЕЛЕНИЕ ПО ГОРИЗОНТАЛИ

Время развертки / см: Выбирает желаемую скорость развертки из откалиброванных шагов или допускает внешний сигнал к усилителю строчной развертки.

Время развертки / см Переменная: Обеспечивает плавную регулировку развертки ставки. Положение после калибровки полностью по часовой стрелке.

Позиция: Управляет горизонтальным положением кривой на экране.

Переменная по горизонтали: Управляет затуханием (уменьшением) сигнал подается на горизонтальный усилитель через Ext. Horiz. разъем.

ТРИГГЕР

Триггер выбирает время начала горизонтальной развертки.

Slope: Выбирает, будет ли запускаться по возрастанию (+) или уменьшающаяся (-) часть триггерного сигнала.

Coupling: Выбирает, происходит ли запуск при определенном постоянном токе или уровень переменного тока.

Источник: Выбирает источник сигнала запуска.

ИНТ — (внутренний) — от сигнала на вертикальном усилителе
EXT — (внешний) — от внешнего сигнала, вставленного на EXT.TRIG. ВХОД.
ЛИНИЯ — 60 триггер цикла

Уровень: Выбирает точку напряжения для сигнала запуска при какая развертка запускается. Это также позволяет автоматический (автоматический) запуск разрешений развернуть, чтобы запустить свободный (свободный ход).

СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ ОСЦИЛЛОСКОПА

Вертикальный вход: Пара разъемов для подключения сигнала под учеба на Y (или вертикальный) усилитель. Нижний разъем заземлен на кейс.

Горизонтальный вход: Пара разъемов для подключения внешнего сигнал к усилителю строчной развертки. Нижний вывод крепится к корпусу. осциллографа.

Внешний вход Tigger: Входной разъем для внешнего триггера сигнал.

Cal. Out: Предоставляет откалиброванные по амплитуде прямоугольные волны 25 и 500 милливольт для калибровки усиления усилителей.

Точность вертикальный прогиб + 3%.Чувствительность переменная.

Горизонтальная развертка должна быть с точностью до 3%. Диапазон развертки варьируется.

Инструкция по эксплуатации: Перед подключением осциллографа к настенная розетка, установите органы управления следующим образом:

(а) Выключатель питания на выкл
(б) Интенсивность полностью против часовой стрелки
(c) Вертикально центрирование в центре диапазона
(d) По горизонтали центрирование в центре диапазона
(e) Вертикальное на 0.2
(f) Время развертки 1

Подключите сетевой шнур к стандартной настенной розетке переменного тока (номинальное напряжение 118 В). Включите мощность на. Не продвигайте регулятор интенсивности.

Дайте прицелу прогреться примерно две минуты, затем включите интенсивность Контролируйте, пока луч не будет виден на экране.

ВНИМАНИЕ: Никогда не продвигайте регулятор интенсивности так далеко, чтобы слишком яркое пятно появляется. Яркие пятна означают выгорание экрана.Острое сфокусированное пятно высокого интенсивность (большая яркость) никогда не должна оставаться неизменной в одном положение на экране в течение любого промежутка времени, так как повреждение экрана может происходить.

Отрегулируйте элементы управления горизонтальным и вертикальным центрированием. Отрегулируйте фокус, чтобы резкий след. Установите триггер на внутренний, уровень на автоматический.

ПРОЦЕДУРА:

I. Установите генератор сигналов на частоту 1000 циклов в секунду. Подключите выход генератора к вертикальному входу осциллографа.Установите устойчивый след этого входного сигнала на осциллографе. Отрегулируйте (поиграйте с) все элементы управления осциллографом и генератором сигналов , пока вы не ознакомитесь с функцией каждого. Цель такой «игры» — дать ученику возможность настолько познакомиться с осциллографом, что он станет подспорьем (инструментом) в делать измерения в других экспериментах, а не как серьезное препятствие. Примечание: Если вертикальное усиление установлено слишком низким, может быть невозможно получить устойчивый след.

II. Измерения напряжения: Рассмотрим схему на рис. 4 (а). Генератор сигналов используется для создания синусоидальной волны частотой 1000 Гц. AC вольтметр и выводы к вертикальному входу осциллографа соединены на выходе генератора. Регулируя время горизонтальной развертки / см и триггера, на экране может отображаться устойчивый след синусоидальной волны. В график представляет собой график зависимости напряжения от времени, где вертикальное отклонение след вокруг линии симметрии CD пропорционален величине напряжение в любой момент времени.

Определить размер сигнала напряжения, появляющегося на выходе клемм сигнала генератора, вольтметр переменного тока подключен параллельно через эти клеммы (рис. 4а). Вольтметр переменного тока предназначен для считывания показаний постоянного тока. «действующее значение» напряжения. Это эффективное значение также известно как «Среднеквадратичное значение» (RMS) значение напряжения.

Пик или максимум напряжение, видимое на лицевой стороне прицела (рис. 4b), составляет _В В и составляет представлен расстоянием от линии симметрии CD до максимального прогиба.Взаимосвязь между величиной пикового напряжения, отображаемой на осциллографе а эффективное или среднеквадратичное значение напряжения (В _RMS), считываемое вольтметром переменного тока, составляет

В _RMS = 0,707 В _м (для синусоидальной или косинусной волны).

Таким образом

Ожидается согласие между показаниями напряжения мультиметра и осциллографа. Для симметричная волна (синус или косинус) значение V _м можно принять как 1/2 размах сигнала V _pp

Регулировка переменной чувствительности позволяет использовать сигнал для настройки дисплея на заполните достаточный диапазон лицевой панели прицела.В таком положении следа нет. больше откалиброван, так что вы не можете просто прочитать размер сигнала подсчет количества делений и умножение на масштабный коэффициент. Тем не мение, вы можете выяснить, что это за новая калибровка, и использовать ее, пока переменная контроль остается без изменений.

Осторожно: Математический рецепт для сигналов RMS: действительно только для синусоидальных сигналов. Измеритель не покажет правильное напряжение при измерении несинусоидальных сигналов.

III. Измерения частоты: При горизонтальной развертке напряжение подается, измерения напряжения все еще можно снимать с вертикали прогиб. Кроме того, сигнал отображается как функция времени. Если временная развертка (т. е. развертка) откалибрована, такие измерения, как длительность импульса или период сигнала может быть сделан. Частоты могут быть определены как обратная периодам.

Установите осциллятор на 1000 Гц. Отобразите сигнал на CRO и измерьте период колебания.Используйте расстояние по горизонтали между двумя точками, например, от C до D в Рис. 4б.

Установите горизонтальный усиление, чтобы отображалась только одна полная форма волны.

Затем сбросьте горизонтально, пока не будет видно 5 волн. Держите управление временной разверткой в откалиброванном позиция. Измерьте расстояние (и, следовательно, время) для 5 полных циклов и вычислить частоту из этого измерения. Сравните свой результат со значением определено выше.

Повторите свой измерения для других частот 150 Гц, 5 кГц, 50 кГц, как установлено в сигнале генератор.

IV. Фигуры Лиссажу: Когда синусоидальные сигналы различаются частоты поступают на усилители горизонтальной и вертикальной развертки стационарно. рисунок формируется на ЭЛТ, когда соотношение двух частот является интегральная фракция, такая как 1/2, 2/3, 4/3, 1/5 и т. д. Эти стационарные шаблоны известны как фигуры Лиссажу и могут использоваться для сравнительных измерений частот.

Используйте два осциллятора для создания простых фигур Лиссажу, подобных тем, что показаны на рис.5. Вы будете затрудняются поддерживать фигуры Лиссажу в фиксированной конфигурации потому что два генератора не синхронизированы по фазе и частоте. Их частоты и фазовый дрейф медленно вызывают изменение двух разных сигналов немного по отношению друг к другу.

V. Проверка того, что вы узнали: Ваш инструктор предоставит вы с небольшой схемой генератора. Изучите вход в схему и выход схемы с помощью осциллографа. Измерьте такие величины, как напряжение и частота сигналов.Укажите, синусоидальные они или какие-то другие. волновой характер. Если волна прямоугольная, измерьте частоту волны. Также для прямоугольные волны, измерьте время включения (когда напряжение высокое) и время выключения (когда он низкий).

Схема генератора пилообразных сигналов с использованием операционного усилителя

В электронике формы сигналов в основном отображаются в зависимости от напряжения и времени. Частота и амплитуда сигнала могут изменяться в зависимости от схемы. Существует много типов сигналов, таких как синусоидальная волна, прямоугольная волна, треугольная волна, линейная волна, пилообразная волна и т. Д.Мы уже разработали схему генератора синусоидальной и прямоугольной волны. Теперь в этом руководстве мы покажем вам, , как разработать схему генератора пилообразной волны с регулируемым усилением и смещением волны по постоянному току, используя операционный усилитель и микросхему таймера 555.

A Пилообразный сигнал — это несинусоидальный сигнал, похожий на треугольный сигнал. Эта форма волны называется пилообразной, потому что она похожа на зубья пилы. Пилообразная форма волны отличается от треугольной, потому что треугольная волна имеет одинаковое время нарастания и спада, в то время как пилообразная форма волны возрастает от нуля до максимального пикового значения, а затем быстро падает до нуля.

Пилообразная форма волны используется в фильтрах, схемах усилителей, приемниках сигналов и т. Д. Она также используется для генерации тона, модуляции, дискретизации и т. Д. Идеальная пилообразная форма волны показана ниже:

Необходимые материалы

Микросхема операционного усилителя (LM358)
555 Таймер IC
Осциллограф
Транзистор (BC557 — 1 шт.)
Потенциометр (10 кОм — 2 шт.)
Резистор
- 4.7к — 1 шт.
- 10к — 3 шт.
- 22к — 3 шт.
- 100к — 3 шт.
Конденсатор (0,1 мкФ, 1 мкФ, 4,7 мкФ, 10 мкФ — 1 шт. Каждый)
Макет
Источник питания 9 В (аккумулятор)
Прыгающие провода

Принципиальная схема

Работа цепи генератора зубьев пилы

Для генерации пилообразного сигнала мы использовали микросхему таймера 555 и микросхему двойного операционного усилителя LM358.В этой схеме мы используем транзистор T1 в качестве управляемого источника тока с регулируемым током эмиттера и коллектора. Здесь микросхема таймера 555 используется в нестабильном режиме.

Резисторы R2 и R3 создают напряжение смещения для смещения базового вывода транзистора PNP T1. И R1 используется для установки тока эмиттера, который эффективно устанавливает ток коллектора, и этот постоянный ток заряжает конденсатор C1 линейным образом. Вот почему мы получаем выходной сигнал пандуса. Заменив R1 на потенциометр, вы можете отрегулировать скорость линейного изменения.

Замыкание вывода триггера, разряда и порога таймера 555 непосредственно на конденсатор C1 позволяет конденсатору заряжаться и разряжаться.

Здесь первый операционный усилитель O1 работает как инвертирующий буфер смещения уровня. Поскольку это инвертирующий буфер, нижняя часть рампы станет верхней частью перевернутой рампы.

Затем к выходу этого операционного усилителя подключен POT P1, который используется для регулировки величины сигнала.Точно так же операционный усилитель O2 используется для регулировки смещения постоянного тока сигнала. И выходной сигнал берется с выходной клеммы операционного усилителя O2.

Первый щуп осциллографа подключается к этому выходу, а второй щуп подключается к запускающему импульсу, который поступает с выходной клеммы микросхемы таймера 555. Таким образом, после подключения обоих щупов осциллографа выходной сигнал пилообразной формы будет выглядеть, как показано ниже:

Для регулировки усиления и смещения постоянного тока сигнала переместите потенциометры P1 и P2 соответственно.

Осциллограф

Типы волн — Квадратные и прямоугольные — Треугольные и пилообразные волны

Типы волн в осциллографе

Большинство волн можно разделить на следующие типы:

Синусоида
Квадратные и прямоугольные волны
Треугольник и пилообразная волна
Формы ступеней и импульсов

Синусоидальные волны

Синусоидальная волна является основной формой волны по нескольким причинам. Он обладает гармоничными математическими свойствами — это та же форма синуса, которую вы, возможно, изучали в классе тригонометрии в старшей школе.Напряжение в розетке меняется синусоидально. Тестовые сигналы, создаваемые осцилляторной схемой генератора сигналов, часто являются синусоидальными волнами. Большинство источников питания переменного тока генерируют синусоидальные волны. (AC означает переменный ток, хотя напряжение тоже меняется. DC означает постоянный ток, что означает постоянный ток и напряжение, которое вырабатывает аккумулятор.)

Затухающая синусоида — это особый случай, который вы можете увидеть в цепи, которая колеблется, но со временем спадает.

На следующем рисунке показаны примеры синусоидальных и затухающих синусоидальных волн.

Синусоидальные и затухающие синусоидальные волны

Квадратные и прямоугольные волны

Прямоугольная волна — еще одна распространенная форма волны. По сути, прямоугольная волна — это напряжение, которое включается и выключается (или повышается и понижается) через определенные промежутки времени. Это стандартная волна для тестирования усилителей — хорошие усилители увеличивают амплитуду прямоугольной волны с минимальными искажениями. Телевидение, радио и компьютерные схемы часто используют прямоугольные волны для синхронизации сигналов.

Прямоугольная волна похожа на квадратную волну, за исключением того, что высокие и низкие временные интервалы не имеют равной длины.Это особенно важно при анализе цифровых схем.

На следующем рисунке показаны примеры прямоугольных и прямоугольных волн.

Квадратные и прямоугольные волны

Пилообразные и треугольные волны

Пилообразные и треугольные волны возникают из-за схем, предназначенных для линейного управления напряжением, таких как горизонтальная развертка аналогового осциллографа или растровая развертка телевизора. Переходы между уровнями напряжения этих волн изменяются с постоянной скоростью.Эти переходы называются рампами.

На следующем рисунке показаны примеры пилообразных и треугольных волн.

Пилообразные и треугольные волны

Формы ступеней и импульсов

Сигналы, такие как шаги и импульсы, которые возникают только один раз, называются однократными или переходными сигналами. Шаг указывает на внезапное изменение напряжения, подобное тому, которое вы бы увидели, если бы включили выключатель питания. Импульс указывает на то, что вы увидите, если включите и снова выключите питание.Это может быть один бит информации, проходящий через компьютерную цепь, или это может быть сбой (дефект) в цепи.

Набор распространяющихся вместе импульсов создает последовательность импульсов. Цифровые компоненты в компьютере взаимодействуют друг с другом с помощью импульсов. Импульсы также широко используются в рентгеновском и коммуникационном оборудовании.

На рисунке 6 показаны примеры формы ступеньки и импульса, а также последовательности импульсов.

Формы ступенчатых, импульсных и импульсных последовательностей

Как РАБОТАТЬ С ОСЦИЛЛОСКОПОМ

Осциллографы несложны в эксплуатации, хотя и имеют большой количество элементов управления.Даже самые простые прицелы (рис. 2-1A) имеют около десятка ручки и переключатели. Обратите внимание, что органы управления осциллографом обычно сгруппированы как показано на рис. 2-1B. Конечно, даже названия групп или зон управления может озадачить начинающего техника. Однако если действие каждого управление или переключение осуществляется шаг за шагом, инструмент вскоре теряет свою загадочность. Большинство областей обслуживания работают от переменного тока и, следовательно, имеют шнур питания, который должен быть подключенным к розетке на 117 В, 60 Гц.

Чтобы включить прицел, установите переключатель питания в положение «включено».

Этот переключатель может быть индивидуальным управлением, или он может быть совмещен с рабочим контроль — обычно контроль интенсивности. В этом случае регулятор повернут из «выключенного» положения вправо, как радио или телевидение ресивер включен. При подаче питания на цепи прицела пилот лампа светится или, в некоторых случаях, подсвечивается сетка с краевой подсветкой (рис. 2-2).

Рис. 2-1 Простой осциллограф. (A) Типовая компоновка панели. (B) Типичная группировка оперативных органов управления.

ИНТЕНСИВНОСТЬ · РЕГУЛИРОВКА КОНТРОЛЯ

После непродолжительного прогрева на экране может появиться точка или линия. Если нет, включите регулятор интенсивности. Не продвигайте его больше, чем необходимо, однако, поскольку экран электронно-лучевой трубки может сгореть, в частности если электронный луч формирует небольшое пятно на экране.

Если пятно или линия не появляются при включении регулятора интенсивности, регулятор горизонтального или вертикального центрирования может быть на пределе конец его диапазона.Это может вывести пятно или линию за пределы экрана. Поэтому начнем порядок работы путем настройки каждого регулятора центрирования на свой средний диапазон.

Рис. 2-2. Некоторые прицелы имеют сетку с подсветкой; у большинства есть простой пилот лампы.

РЕГУЛИРОВКА ЦЕНТРАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Действие органов управления центрированием показано на Рис. 2-3. Пятно движется вверх и вниз при вращении ручки вертикального центрирования вперед и назад. Сходным образом, пятно перемещается влево и вправо по горизонтали

Регулятор центрирования

вращается вперед и назад.Теоретически любой желаемый узор можно было отследить на экране поворотом регуляторов центрирования. Это простая ручная аналогия с разработкой шаблона, которая происходит автоматически когда электронные схемы прицела находятся под напряжением.

На практике, конечно, закономерности таким образом не прослеживаются.

Элементы управления центрированием установлены для позиционирования луча на экране и не перенастраивается, если это не требуется из-за особых условий испытаний. Некоторые типы рисунков могут не отображаться в центре экрана, если элементы управления перенастроены по причинам, которые будут объяснены позже.

Рис. 2-3. Действие органов управления позиционированием (центрированием).

Рис. 2-4. Действие управления фокусом.

Рис. 2-5. Высокопроизводительный осциллограф служебного типа.

Таблица 2-1. Функции управления и терминальные средства

F РЕГУЛИРОВКА КОНТРОЛЯ OCUS

На рис. 2-4 показано, как внешний вид пятна меняется на экране осциллографа, когда ручка фокусировки повернута. Регулировка фокусировки настроена для самых маленьких пятно возможно.В большинстве осциллографов элементы управления интенсивностью и фокусировкой взаимодействуют друг с другом. Следовательно, управление фокусировкой может потребоваться перенастроить, если настройка управления яркостью изменено.

В этом кратком общем введении полезно понаблюдать за функции и терминалы для высокопроизводительного осциллографа сервисного типа, например, показанный на рис. 2-5. Предусмотрено четырнадцать органов управления, три из которых концентрические. Каждый элемент управления указан в таблице 2-1, а его кратко объясняется функция.Если вы не знакомы с некоторыми техническими термины, их значение станет ясным далее в этом РАЗДЕЛЕ.

ПРИМЕНЕНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 60 Гц

Во всех осциллографах предусмотрена возможность подачи вертикального входного сигнала. Если на клеммы вертикального входа подается испытательное напряжение 60 Гц, синусоидальный шаблон может быть отображен на экране осциллографа (см. рис. 2-1A.) Подходящий тест напряжение можно получить, подключив вертикальные входные клеммы между линия обогревателя и заземление в радио- или ТВ-приемнике.Многие прицелы имеют частоту 60 Гц. клемма тестового напряжения на передней панели, как на рис. 2-1A. Может быть подключен провод от клеммы вертикального входа до клеммы испытательного напряжения.

При подаче испытательного напряжения может появиться или не появиться синусоида. Это зависит от настройки определенных рабочих органов управления.

Например, если скорость горизонтального отклонения неверна, только размытие может отображаться, как на рис. 2-6. Практически все прицелы имеют крупную и штрафную (нониус) пилообразная регулировка частоты.Грубое управление — поворотный ступенчатый переключатель; нониусное управление представляет собой потенциометр. Эти два также называются диапазоном развертки. или горизонтальный контроль и частотно-верньерный контроль (рис. 2-7).

Рис. 2-6. Форма волны выглядит размытой на экране при горизонтальной развертке. слишком высоко.

Установите ступенчатый регулятор в положение, которое включает 60 Гц (на Рис. 2-7 это это позиция 10-100). Регулировка непрерывного контроля «заполняет» шаг и позволяет пилообразному генератору работать на частоте 60 Гц.Поверните элемент управления чтобы увидеть, появляется ли на экране одноцикловое отображение. Возможно нет другого потребуются корректировки, и может появиться шаблон, как показано на рис. 2-8. Обратите внимание, что отображаемый цикл не совсем завершен. Небольшая часть «теряется» на обратный ход, потому что напряжение пилообразного отклонения не падает до нуля мгновенно во время ретрейса. Потерянная часть дисплея часто видна как видимый линия отката в паттерне (рис. 2-8). На этом этапе необходимая корректировка контроля пилообразного нониуса может быть весьма критичным.Возможно однократный отображение можно остановить только на мгновение. Затем он «прерывает синхронизацию» и снова появляется размытый узор. С другой стороны, узор может плотно закрепиться, но кажутся разбитыми на фрагменты. Первая сложность связана с управлением синхронизацией. установлен слишком низко. Вторая трудность вызвана тем, что управление синхронизацией установлен слишком высоко (рис. 2-9). В любом случае шаблон неправильно заблокирован управление синхронизацией. Правильный метод настройки управления синхронизацией — продвижение элемент управления достаточно, чтобы заблокировать шаблон, но не настолько, чтобы операция пилообразного генератора нарушена.Обратите внимание, что области, такие как изображенные на рис. 2-7 обеспечивают автоматическое действие синхронизации.

Рис. 2-7. Органы управления.

Шаблон, подобный изображенному на рис. 2-10, иногда сбивает с толку. Такой шаблон отображается, когда частота развертки установлена в два раза больше сигнала частота. Например, если частота сигнала составляет 60 Гц, показанный образец на рис. 2-10 получается при установке частоты развертки 120 Гц. На с другой стороны, когда частота развертки установлена на половину частоты сигнала, будут отображаться два цикла сигнала, за вычетом небольшой части формы волны что теряется при откате.(См. Рис. 2-11.)

Рис. 2-8. Деталь отображения одного цикла.

Рис. 2-9. Управление синхронизацией зашло слишком далеко.

Рис. 2-10. Отображение синусоидальной волны, когда частота развертки в два раза превышает сигнал частота.

Рис. 2-11. Отображение синусоидальной волны, когда частота развертки составляет половину сигнала частота.

РАЗМЕР ШАБЛОНА И ИНТЕНСИВНОСТЬ УСТАНОВКА КОНТРОЛЯ

Теперь, когда на экране отображается синусоида, появляется кривая. намного тусклее, чем прежнее маленькое пятно или горизонтальная линия.

Если синусоидальный рисунок заполняет большую часть экрана по вертикали, он появится довольно тусклый по сравнению с простым пятном. Причина в том, что электронный луч предстоит проследить гораздо более длинный путь; следовательно, каждая точка на трассе получает гораздо меньше энергии. Следовательно, необходимо увеличить интенсивность управления, чтобы сделать синусоидальную диаграмму более отчетливой. Тем не мение, это обычно также меняет фокус, а в некоторых случаях шаблон имеет тенденцию цвести.» Это та же реакция, которая встречается во многих телевизионных картинах. когда регулятор яркости установлен слишком высоко.

Если яркость рисунка неудовлетворительна, проверьте окружающее освещение. в магазине. Сильное освещение из окна может «размывать» отображать. Переместите прицел или поместите легкую бленду вокруг экрана прицела.

Некоторые прицелы имеют более яркие изображения (при хорошем фокусе), чем другие прицелы. Шаблон яркость зависит от величины напряжения, приложенного к ускоряющему аноду. Например, если ускоряющее напряжение увеличивается с 1 кВ до 2 кВ, доступная яркость рисунка будет значительно увеличена.Однако увеличение ускоряющее напряжение также увеличивает энергосодержание электрона. луч. Таким образом, для вертикального и горизонтального отклонения прицела требуется больше энергии. системы, чтобы переместить луч на заданное расстояние на лицевой стороне ЭЛТ. Таким образом, конечный результат увеличения ускоряющего напряжения — это увеличенная картина. яркости вместе с очевидным уменьшением вертикального и горизонтального положения прицела. усиление (чувствительность). Таким образом, в большинстве сфер обслуживания необходимо найти компромисс. между яркостью рисунка, чувствительностью к отклонению и стоимостью.

Синусоидальный рисунок (или любой другой рисунок) можно смещать по вертикали и горизонтали. на экране, отрегулировав элементы управления центрированием, как обсуждалось ранее в случаях пятна и линии. Когда прицел нагревается, синусоида узор может смещаться по вертикали, горизонтали или по обоим направлениям. В этом случае отрегулируйте органы управления центрированием по мере необходимости.

КОНТРОЛЬ ПРИБЫЛИ

Вертикальный

Здесь может возникнуть другая трудность. Возможно, шаблон удачно фиксируется, но отклонение по вертикали недостаточное или чрезмерное (рис.2-12). Вертикальное усиление контроль, несомненно, установлен неверно. Настраивается нормально по выкройке высота примерно три четверти полного экрана.

Рис. 2-12. Эффект регулировки усиления по вертикали. (A) Недостаточное вертикальное отклонение. (B) Чрезмерное вертикальное отклонение.

Хотя простейшие прицелы имеют один регулятор вертикального усиления, большинство прицелов имеют как пошаговое, так и верньерное управление. Шаговое управление, показанное на рис. 2-7, имеет три позиции. Если входное напряжение сравнительно высокое, ступенчатое управление установлен в более низкое положение, и наоборот.

Другие регуляторы ступенчатого усиления могут иметь четыре или более положений. Они разрешают применение широкого диапазона входных напряжений, без перегрузки вертикального усилителя в объеме.

Все осциллографы имеют усилители вертикальной развертки. Усилитель необходим, потому что электронно-лучевая трубка сравнительно нечувствительна и требует примерно 300 вольт для адекватного отклонения. Потому что часто необходимо исследовать напряжение сигнала составляет всего 0,02 В, требуется вертикальный усилитель с высоким коэффициентом усиления в практической работе.

В простейших осциллографах регулятор вертикального усиления представляет собой потенциометр.

Этот тип управления подходит только для низкочастотной работы.

Простое управление потенциометром искажает форму высокочастотного сигнала, потому что его паразитных емкостей. Они показаны на рис. 2-13.

Паразитная емкость C1 здесь не имеет практического значения для высоких частот. реакция ограничена паразитными емкостями C2, C3, C4 и CS. Они действуют как небольшие байпасные конденсаторы внутри и вокруг регулятора усиления, а также меньше шунтирующего воздействия на высокочастотные входные сигналы.

Рис. 2-13. Регулировка усиления потенциометра.

Этой трудности можно избежать, если использовать потенциометр с низким сопротивлением, например 10 Ом). Однако это непрактично, поскольку входное сопротивление 10 Ом вызовут серьезную нагрузку в большинстве тестируемых электронных схем. Закон Ома применим к напряжениям переменного тока так же, как и к напряжениям постоянного тока. Если вход низкое сопротивление, подключение осциллографа будет потреблять сильный ток от цепь тестируемая, что приводит к нарушению работы цепи и, в свою очередь, искажению формы волны.

По этим причинам входное сопротивление осциллографа должно быть высоким. Типичный значение составляет 1 МОм. Предположим, однако, что простая регулировка усиления потенциометра (как на рис. 2-13) имел сопротивление 1 МОм.

В этом случае паразитные емкости C2, C3, C4 и C5 будут иметь чрезмерное шунтирование. действие на высоких частотах.

Неискаженные сигналы будут передаваться только в том случае, если для регулировки усиления установлено значение максимум.

При пониженной настройке будет иметь место более или менее обходное действие, которое вызовет прогрессивное искажение формы волны.Следовательно, более сложная регулировка усиления конфигурация необходима для управления напряжениями сигналов на частотах других чем частота сети.

Шаг усиления

Интересный принцип действия схемы делает возможным усиление конфигурация управления с высоким входным сопротивлением и без искажений затухание. На низких частотах этим требованиям отвечает резистивный делителем напряжения, а на высоких частотах — емкостным делителем напряжения (Инжир.2-14). Резистивный делитель искажает высокие частоты, а емкостной делитель искажает низкие частоты. Однако, когда две конфигурации вместе, как на рис. 2-15, все частоты передаются без искажений. Подстроечные конденсаторы C2 и C3 используются для балансировки высоких и низких частот. отклик. Эти конденсаторы предназначены для обслуживания и находятся внутри. случай области.

Рис. 2-14. Делители напряжения для низких и высоких частот.

Рис.2-15. Типовая схема вертикального усилителя.

Ступенчатый аттенюатор на рис. 2-15 имеет три положения. Входной сигнал приложены к последовательным резисторам R1, R2 и R3 (рис. 2-15). Входное сопротивление составляет 1,5 МОм для любого из трех шагов. Когда ступенчатый аттенюатор установлен до отвода на сети делителя выходной сигнал уменьшается. Таким образом, катод повторитель V1 не перегружен, даже если входной сигнал может быть достаточно высоким. Ступенчатый аттенюатор просто установлен в нижнее положение.

Непрерывная (нониусная) регулировка вертикального усиления (R5) находится в катодной цепи. из V1. Благодаря сравнительно низкому сопротивлению, хорошему высокочастотному отклику получается для всех позиций управления.

Кроме того, катодный повторитель представляет собой трансформатор электронного импеданса. Это соответствует высокому входному сопротивлению низкому выходному сопротивлению. Подводя итог, общее действие входной системы обеспечивает высокое входное сопротивление, вмещает широкий диапазон входных сигналов и позволяет настраивать рисунок под любой желаемую высоту на экране осциллографа.

Вертикальный усилитель V2 и V3 имеет двухтактную конфигурацию.

Здесь правильные настройки регуляторов пошагового и нониусного усиления имеют первостепенное значение. важность. Во многих прицелах, которые имеют оба этих элемента управления, неправильное усиление настройки приведут к перегрузке катодного повторителя и вызовут обрезание формы волны (Рис. 2-16). Это означает, что ступенчатый аттенюатор установлен слишком высоко, и слишком низкий нониусный аттенюатор.

Ион искажения исправляется понижением настройки ступенчатого регулятора, и продвижение настройки нониусного регулятора.Отсечение — это искажение, которое может сбивать с толку, если его не понимают.

Горизонтальный

Рис. 2-16. Синусоидальная волна ограничена перегрузкой.

Хотя вертикальное отклонение является удовлетворительным, рисунок может быть чрезмерно сжатые или расширенные по горизонтали (рис. 2-17). Регулятор усиления по горизонтали необходимо отрегулировать. Менее сложные осциллографы имеют простой потенциометр с горизонтальным усилением. только контроль; другие имеют как ступенчатую, так и непрерывную регулировку усиления.В большинстве В таких случаях ступенчатое управление по горизонтали представляет собой просто резистивный делитель. Тем не мение, в нескольких объемах услуг используется тот же тип компенсированного ступенчатого управления, что и в вертикальный разрез. Эти прицелы несколько дороже.

Для большинства тестовых работ хороший высокочастотный отклик в горизонтальной части. не нужен. Поэтому схема усилителя строчной развертки часто бывает проще. чем по вертикали. Показана типичная схема с горизонтальным входом и усилителем. на рис. 2-18. Ступенчатый аттенюатор с горизонтальным входом имеет два положения.Нониус регулировка усиления по горизонтали осуществляется в катодной цепи катодного повторителя. Выход катодного повторителя подключен к парафазному усилителю, который изменяет односторонний вход на двусторонний выход.

Рис. 2-17. Эффект регулировки усиления по горизонтали. (A) Недостаточный горизонтальный прогиб. (B) Чрезмерное горизонтальное отклонение.

Рис. 2-18. Типовая схема горизонтального усилителя.

КОНТРОЛЬ ЧАСТОТЫ

При использовании осциллографа принято отображать два цикла сигнал на экране электронно-лучевой трубки.Это осуществляется регулировкой частоты пилообразного сигнала. контроль. Рассмотрим, например, сигнал частотой 60 Гц. Когда пилообразная частота регулировка настроена на 30 Гц, сигнал проходит две экскурсии во время отображаются один интервал трассировки и два цикла сигнала. Сходным образом, при настройке пилообразной частоты на 20 Гц три цикла сигнала отображаются.

Типичный пилообразный генератор показан на рис. 2-19. Это бесплатный запуск Генератор, который подает пилообразное напряжение на усилитель строчной развертки.В ступенчатая регулировка частоты используется для выбора пары конденсаторов в диапазоне номиналов от 80 пФ до 0,25 мкФ. Более высокие значения емкости обеспечивают меньшую пилообразность частота. Регулятор частоты нониуса представляет собой пару связанных потенциометров. Более высокие значения сопротивления обеспечивают более низкую частоту пилообразного сигнала. Нониус элемент управления используется для «заполнения» между различными положениями пошаговое управление. Частоту пилы можно регулировать от 10 Гц до 100 кГц.

Рис. 2-19. Типичный генератор с пилообразной разверткой и блокирующий усилитель.

ЗАГЛУШКА RETRACE

Усилитель гашения V10 на рис. 2-19 устраняет линию обратного хода в шаблоне отображает. Во время обратного хода на входе генерируется положительное импульсное напряжение. резистор R45. Это импульсное напряжение подается на сетку глушителя-усилителя. трубка с усилением и обратной полярностью. Применяется этот отрицательный импульс. к сетке электронно-лучевой трубки, отрезая трубку во время обратного хода интервал. Например, узор, показанный на рис.2-16 имеет видимый откат, в то время как рисунок на рис. 2-12 — нет.

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НЕЛИНЕЙНОСТЬ

Иногда горизонтальный прогиб бывает нелинейным. Узор кажется тесным на одном конце и расширен на другом конце (рис. 2-20A). Эта беда может быть вызвано слабой лампой в горизонтальном усилителе или пилообразном генераторе секции, из-за низкого напряжения питания пластин на любую из секций или из-за неисправных конденсаторов, особенно конденсаторы связи.

На рис.2-19, C22 — это контроль технического обслуживания, установленный для наилучшего горизонтального положения. линейность.

Линейность усилителя можно проверить, подав напряжение 60 Гц на оба клеммы горизонтального и вертикального ввода осциллографа. Горизонтальная функция переключатель затем устанавливается в положение горизонтального ввода либо «низко», либо «высоко», как требуется для соответствия уровню входного напряжения. Вертикальное и горизонтальное усиление затем элементы управления настраиваются таким образом, чтобы получить примерно три четверти отклонения от полноэкранного изображения. В идеальном случае на экране появляется идеально прямая диагональная линия.Однако нелинейность в усилителе вертикальной или горизонтальной развертки или в обоих усилителях приводит к изогнутому диагональному следу. (Рис. 2-20B).

Рис. 2-20. Горизонтальная нелинейность. (A) Сильная горизонтальная нелинейность. (В) Присутствует нелинейное усиление.

КАЛИБРОВКА И ИЗМЕРЕНИЯ ПИК-НАПРЯЖЕНИЕМ

Осциллограф — это вольтметр, отображающий мгновенное, пиковое и размах колебаний. напряжения. Он также отображает среднеквадратичные значения некоторых сигналов.Значение мгновенные значения показаны на рис. 2-2 1. Каждая точка на синусоидальной диаграмме представляет собой конкретное мгновенное напряжение. На практике это форма калибровки времени, которая будет объяснена более подробно позже. Это уместно здесь, однако, следует отметить, что некоторые мгновенные напряжения имеют специфические обозначения положительного пикового напряжения, отрицательного пикового напряжения и размаха Напряжение. (Рис. 2-22). Пиковое напряжение указывается в эксплуатации приемника. данные.Обычно они измеряются на экране осциллографа, хотя размах vtvm можно использовать, если сопротивление тестируемой цепи не слишком велико. (VTVM нагружает цепь больше, чем осциллограф.) Чтобы откалибровать осциллограф по размаху измерения напряжения, его чувствительность для выбранной настройки вертикального усиления контроль определяется. На вертикальный вход подается известное размах напряжения. терминалы области, и полученное количество делений отмечается для прогиб по вертикальной оси.Таким образом, если размах сигнала 1 В применяется к прицелу и наблюдается 10 делений вертикального отклонения, регуляторы вертикального усиления настроены на чувствительность 0,1 В от пика к пику на деление.

Рис. 2-21. Мгновенные напряжения, «отмеченные» и рассчитанные по интенсивности модуляция прицела.

Рис. 2-22. Значение положительного пика, отрицательного пика и размаха напряжения.

Многие осциллографы предусматривают подачу известного размаха напряжения на вертикальный усилитель.Три примера показаны на Рис. 2-1A, Таблица 2- 1 и рис. 2-7. На рис. 2-1A клемма для связывания обеспечивает размах напряжения в напряжении от пика до пика. источник. В Таблице 2-1 последняя запись описывает калибровочный терминал, который обеспечивает прямоугольную волну s-вольта для калибровки вертикального усилителя. В На рис. 2-7 имеется калибровочная клемма, которая подает синусоидальный сигнал с напряжением 1 В. волна. Принципиального различия между прямоугольной и синусоидальной волнами нет. калибровочное напряжение. Можно отметить, что более сложные области обычно обеспечить калибровочное напряжение прямоугольной формы.

Рассмотрим напряжение от обычной цепочки нагревателей. Его среднеквадратичное значение составляет 6,3 вольт. Поскольку это синусоидальное напряжение, определяется его размах умножив 6,3 на 2,83. Следовательно, среднеквадратичное значение 6,3 В имеет амплитуду 17,8 от пика до пика, которое обычно округляется до 18 вольт от пика к пику в практическая работа. Таким образом, если вертикальный вход прицела подключен к линии нагревателя, размах напряжения 18 В подается на вертикальную усилитель звука.

Рассмотрим произвольное калибровочное напряжение, например 12 В от пика до пика, применяется к клеммам вертикального ввода.Если элементы управления вертикальным усилением регулируются так, чтобы форма волны напряжения превышала 12 делений по вертикали (Рис. 2-23), осциллограф будет откалиброван по напряжению от пика до пика на деление. В свою очередь, каждое крупное деление на сетке обозначает 5 вольт от пика до пика. Таким образом, осциллограф легко калибруется для любого удобного источника размаха сигнала. Напряжение. Обратите внимание, однако, что vom сервисного типа считывает среднеквадратичное значение напряжения. синусоидальных волн. Размах напряжения синусоиды равен 2.В 83 раза больше среднеквадратичного значения чтение.

Рис. 2-23. Вертикальная экскурсия 12 дивизий.

Рис. 2-24. Напряжения импульсной формы.

Рис. 2-25. Эти формы сигналов имеют одинаковые размах напряжения, но их среднеквадратичные значения разные.

Рис. 2-26. Уровень покоя луча прицела показывает положительные и отрицательные части формы волны.

КОМПЛЕКСНЫЕ ВОЛНОВЫЕ ФОРМЫ

Хотя синусоидальная волна симметрична, большинство форм волны, встречающихся в электронных Тестовые работы несимметричны.Форма импульса, такая как показанная на рис. 2-24 является несимметричным и, в свою очередь, имеет положительное пиковое напряжение, которое не то же, что и его отрицательное пиковое напряжение. Тем не менее, как только прицел был откалиброванный синусоидальной волной, размах напряжения сложной формы сигнала может также измеряться на экране.

Прямоугольный сигнал представляет собой сложный симметричный сигнал, и его напряжение измеряется в значениях размаха. На рис. 2-25 показана прямоугольная волна с одинаковым размахом. напряжение в виде синусоидальной волны; однако среднеквадратичное напряжение квадрата волна отличается от синусоидальной волны.Обратите внимание, что тип службы vom по-разному реагирует на эти две формы волны, даже если они такое же размах напряжения. Значок указывает на истинное среднеквадратичное значение синусоидального напряжения. волна, но не показывает правильно, когда измеряется прямоугольная волна.

Показание полного размаха vtvm, конечно, указывает на истинное значение полного размаха напряжения. любого типа сигнала.

После того, как чувствительность прицела отрегулирована на определенное количество вольт на деление пиковое напряжение может быть измерено так же легко, как и размах напряжения.Пример показан на рис. 2-26. При отсутствии входного сигнала осциллограф отображает только горизонтальный след. Это уровень покоя луча или нулевого напряжения. Когда сложный осциллограмма отображается частично выше нулевого уровня вольта, а частично ниже. Количество делений от нулевого уровня до положительного пика. формы волны указывает его положительное пиковое напряжение. Аналогичным образом, количество деления от уровня нулевого напряжения до отрицательного пика указывает на его отрицательный пиковое напряжение. Пиковое напряжение измеряется в тех же единицах, что и размах. напряжения.

СТУПЕНЧАТЫЕ АУДИТОРИИ

Ступенчатые аттенюаторы обычно представляют собой декадные устройства. Они ослабляют напряжение сигнала на 0,1, 0,01 или 0,001. Обычная маркировка ступеней — X1, X10, X100 и X1000. Декадное затухание облегчает измерение размахов напряжения. Например, Предположим, что ступенчатый аттенюатор по вертикали установлен в положение X10, а Нониусный аттенюатор настроен на чувствительность 1 В от пика к пику на деление.

Если напряжение формы волны приложено к вертикальным входным клеммам и диаграмме находится за пределами экрана сверху и снизу, просто повернуть ступенчатый аттенюатор в положение X100.Это помещает шаблон в пределы экрана и меняет чувствительность до 10 вольт от пика к пику на деление.

Если приложенное напряжение формы волны не вызывает достаточного вертикального отклонения, ступенчатый аттенюатор можно повернуть в положение X1. Это увеличивает узор высоту в десять раз и изменяет чувствительность до 0,1 В от пика к пику на разделение. Таким образом, регулировка вертикального ступенчатого аттенюатора не меняется. базовая калибровка прицела. Однако такая регулировка позволяет быстрое измерение размахов напряжения в широком диапазоне от одного калибровка.

Осциллограф с синхронизированной разверткой обычно имеет откалиброванную вертикальную усилитель с вертикальным ступенчатым аттенюатором, который показывает размах напряжения на деление. На Рис. 2-27 показан типичный вертикальный ступенчатый аттенюатор для этого типа. объема. В этом примере представлены тринадцать ступеней с размахом напряжения. диапазон от 0,05 до 500 вольт на деление. Обратите внимание, что эти значения обычно применяются к сигналам, полученным с помощью прямого зонда. С другой стороны, некоторые области указывают размах напряжений сигналов, полученных с помощью пробника с малой емкостью.Если осциллограф откалиброван для использования с прямым датчиком, указанные значения должны умножается на 10, если осциллограф используется со стандартным малым емкостным пробник (с коэффициентом ослабления 10: 1). Объяснение пробников с низкой емкостью подробнее в РАЗДЕЛЕ 3.

Рис. 2-27. Пример ступенчатого аттенюатора, который показывает размах напряжения.

ПОСТОЯННОГО ТОКА В ОТНОШЕНИИ ПИКОВЫХ НАПРЯЖЕНИЙ · К · ПИКОВЫМ НАПРЯЖЕНИЯМ

Многие техники используют осциллографы постоянного тока. Прицел постоянного тока имеет низкочастотный отклик вниз до нулевой частоты или постоянного тока.С другой стороны, у прицела переменного тока есть определенная низкочастотный предел, например 20 Гц. Проиллюстрирован типичный отклик осциллографа постоянного тока. на рис. 2-28. Если, например, 10-вольтовая батарея подключена к вертикальному входу клеммы положительная полярность отклоняет луч вверх, и он остается отклоненным пока не будет снято постоянное напряжение. Точно так же, когда полярность клемм меняется на обратную, луч отклоняется вниз из положения покоя на такую же величину он был отклонен вверх.

Какая связь между отклонением постоянного тока и размахом переменного тока? Два отклонения одинаковы.Другими словами, если луч отклоняется на величина, показанная на рис. 2-28, для входа + 10 В постоянного тока, она отклонится на такое же количество для входа переменного тока с размахом 10 В. Следовательно, прицел постоянного тока может быть откалиброванным с помощью источника постоянного или переменного напряжения.

Рис. 2-28. Отклик прицела постоянного тока. (A) +10 вольт, приложенного к (B) 0 вольт применяется к вертикальному вводу. вертикальный ввод. (C) -10 вольт приложено к вертикальному Вход.

Многие формы сигналов в электронных схемах состоят из переменного напряжения и постоянного напряжения. составная часть.Выход видеодетектора, сигнал на катодном резисторе, и сигнал на коллекторе транзистора являются примерами. Когда такие напряжения применяются к осциллографу постоянного тока, отклик происходит, как показано на рис. 2-29. Уровень луча поднимается (или опускается) из положения покоя в соответствии с с компонентом постоянного тока. Форма волны переменного тока отображается на уровне постоянного тока.

Все осциллографы постоянного тока имеют возможность переключения с постоянного на переменный ток. Таким образом, на рис. 2-29, если осциллограф переключен на отклик на переменный ток, форма волны переменного тока не меняется, но падает и центрируется на нулевом уровне напряжения.В других слова. компонент постоянного тока удаляется во время работы от переменного тока. Переход с постоянного тока на переменный ток достигается переключением последовательного блокирующего конденсатора в цепь с вертикальным входом.

Рис. 2-29. Реакция осциллографа постоянного тока на переменное напряжение с составляющей постоянного тока.

Рис. 2-30. Внешняя синхронизация используется при проверке линии задержки генератора.

Функция SYNC

Внешний

Большинство тестов осциллографа выполняются с шаблоном, заблокированным внутренней синхронизацией.

То есть синхронизирующее напряжение получается внутренне из входного сигнала. Напряжение. Для некоторых тестов напряжение синхронизации отдельно от напряжения сигнала требуется. Характеристики напряжения сигнала могут быть неподходящими для блокировки образец или фазы схемы могут представлять интерес.

Например, когда композитный видеосигнал отображается на частоте 60 или 30 Гц. отклонение, часто бывает трудно (а иногда и невозможно) заблокировать шаблон на внутренней синхронизации. Это происходит потому, что строчные синхроимпульсы такие же большие, как импульсы вертикальной синхронизации, а схемы синхронизации осциллографа не может отделить вертикальные импульсы от горизонтальных.

В этой ситуации шаблон можно плотно заблокировать, установив селектор переключиться в положение «Ext. Sync» и подключить провод от терминал внешней синхронизации для источника 60 Гц, такого как вертикальный блокирующий осциллятор схема. Еще одно часто удовлетворительное решение — установить селекторный переключатель в положение «Line Sync». Это блокирует цепи синхронизации с Частота сети 60 Гц.

Пример исследования фазы показан на рис. 2-30. Здесь сигнал прогрессирование проверяется по искусственной линии задержки, например, найденной в генераторах паттернов.Каждый участок линии задержки изменяет фазу сигнала. через указанный интервал времени, необходимый для нормальной работы генератора. В для проверки этих временных интервалов с осциллографом устанавливается функция управления к «Внеш. синхронизация». позиция. Тестовый провод запускается от «Ext. «Синхронизация» с входным (или выходным) концом линии задержки. Затем, как провод вертикального ввода постепенно перемещается от одной линейной секции к затем точная фазовая задержка в каждом случае отображается на экране осциллографа.

Исследования фаз иногда вызывают большую озабоченность при проверке аудио. усилители с цепями обратной связи. Неправильный фазовый сдвиг может вызвать искажение или нестабильная работа, иногда с резкими колебаниями. Обычный усилитель каскад увеличивает напряжение сигнала и меняет его фазу на противоположную. Любая функция синхронизации может использоваться при измерении усиления каскада, просто сравнивая высоту входные и выходные диаграммы усилителя. Фазовый сдвиг от входа к выходу, однако его можно проверить только с помощью функции внешней синхронизации сфера.

Другой метод проведения тестов фазового сдвига — использование осциллографа с двумя трассами, как показано на рис. 2-31. Этот тип прицела содержит встроенный электронный переключатель, так что два вертикальных канала (канал A и канал B) предоставлены. В свою очередь, на осциллограф могут подаваться два сигнала с вертикальным входом, и соответствующие формы сигналов отображаются на экране ЭЛТ, как показано на Рис. 2-32. Обратите внимание, что разность фаз между двумя сигналами прямо пропорциональна. показано на экране.

Другой пример теста двойного следа показан на рис. 2-33. Здесь время импульса пакетной манипуляции по отношению к цветовой синхронизации. Примечание что временные тесты сложных сигналов по сути такие же, как фазовый сдвиг тесты синусоидальных волн.

Рис. 2-31. Двухканальный развертка осциллографа с запуском по двум трассам.

Рис. 2-32. Измерение фазы с помощью двухканального осциллографа.

Рис. 2-33. Тест синхронизации цветовой синхронизации.

Доступно несколько типов осциллографов с двойным отслеживанием.Иллюстрированный тип на рис. 2-31 будет проходить один из двух входных сигналов, по одному, и сравнение двух сигналов обеспечивается, поскольку электронное переключение позволяет отображать две формы волны одновременно. С другой стороны, двойная трассировка этого тип не может отображать два неповторяющихся кратковременных сигнала, возникающих в в то же время. Для этого потребуется двухлучевой прицел. Этот тип В прицеле используется специальный ЭЛТ с двумя электронными лучами. В свою очередь, два разных формы сигналов можно отслеживать на экране одновременно.Кроме того, тщательно продуманный двухлучевой осциллограф может отображать верхнюю форму волны на одной временной развертке и может отображать нижняя осциллограмма на другой временной развертке.

Электронные переключатели, используемые в осциллографах с двойным отслеживанием, могут переключаться в любом из двух режимов. В первом режиме два сигнала попеременно дискретизируются в быстрой последовательности во время развертки, чтобы отображались осциллограммы в виде серии близко расположенных точек вместо непрерывной линии. Это называется рубленый режим. Далее во втором режиме отображаются повторяющиеся сигналы. синхронно с частотой следования разверток и отслеживаются поочередно на экране.Переключение происходит во время пилообразного обратного хода. Этот называется альтернативным режимом, и это предпочтительный метод при использовании высокоскоростного подметает.

Базы времени срабатывания

Осциллограф, показанный на рис. 2-31, предоставляет возможность бесплатного выбора

текущая и сработавшая базы времени. Временная база — это пилообразный горизонтальный прогиб. (развертка) система. Автономная временная база является автоколебательной и генерирует пилообразный выход вне зависимости от того, подается ли сигнал на вертикальный усилитель.С другой стороны, синхронизированная временная база не является автоколебательной; это порождает пилообразный выход только при подаче сигнала на вертикальный усилитель. Один сигнал пилообразной формы генерируется в тот момент, когда вертикальный входной сигнал сигнал проходит через определенный уровень напряжения с выбранной полярностью. Осциллограф который предоставляет выбор между произвольной (повторяющейся) разверткой и запускаемой разверткой называется двухрежимным осциллографом.

Как отмечалось ранее, главное преимущество прицела с синхронизацией развертки состоит в том, что можно выделить небольшую часть сигнала и значительно расширить его по горизонтали.Также калибруются большинство запускаемых временных баз, и указывается скорость развертки. настройкой управления временной разверткой. В качестве иллюстрации временная база элемент управления, показанный на рис. 2-34, имеет диапазон запускаемой развертки от 0,1 мксек. на деление до 100 миллисекунд на деление. Эта возможность позволяет оператору для измерения частоты, ширины импульса, времени нарастания и различных других характеристик формы волны которые требуют времени. Концентрическое управление разверткой времени показано на рис. 2-34. В внутренняя ручка управления — это нониусная регулировка скорости развертки и не откалибрована.Поэтому при считывании значений скорости развертки со шкалы необходимо , чтобы выключить нониус (в данном примере до упора по часовой стрелке). Дополнительный как объяснено, элементы управления связаны с калиброванной временной разверткой с запуском развертки. в следующей теме.

Рис. 2-34. Калиброванный элемент управления временной разверткой для осциллографа с синхронизированной разверткой.

Действие СРАБАТЫВАЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ

Показаны элементы управления временной разверткой для типичного осциллографа с синхронизированной разверткой. на рис.2-35. В обычном режиме работы переключатель «Горизонтальный дисплей» установлено значение «Int.» (внутреннее) положение; горизонтальный усилитель затем приводится в действие временной разверткой пилы. Обратите внимание, что элемент управления «Time-Base» калибруется с шагом в микросекунду, миллисекунду и 1 секунду.

А «Вар.» (переменная) настройка также предусмотрена — развертка не откалибрована при работе в «Вар. позиция. В общем, мы работаем временная база на одной из откалиброванных настроек, чтобы мы могли измерить время нарастания, время задержки, прошедшее время и т. д.

Рис. 2-35. Элементы управления разверткой по времени для области развертки по триггеру.

Давайте посмотрим, как можно расширить форму волны для детального анализа, развертка времени на высокой скорости. На рис. 2-36А комбинация пилообразной формы и ступеньки Форма волны отображается в том виде, в котором она отображается при медленной скорости развертки. Шаги в форме волны невидимы. Однако при увеличении вертикального усиления 500 раз, и скорость развертки также увеличивается в 500 раз, форма волны деталь появляется четко, как показано на рис.2-36. Точно так же импульс, прямоугольный, или видеосигнал может быть расширен для детального анализа.

Элементы управления запуском осциллографа с синхронизацией развертки показаны на рис. 2-37. Переключатели разрешить запуск как на положительной, так и на отрицательной части форма волны. Большинство сигналов отображается в положении триггера по переменному току. Новичку, положение триггера постоянного тока может вводить в заблуждение — на самом деле термин «постоянный ток» в этот случай означает, что разрешены только низкие частоты сигнала. перейти в секцию триггера.Это полезная функция для проверки стабильности отображение и расширение цветовой синхронизации, например. В режиме «Авто». (автоматический) положение, срабатывание происходит аналогично срабатыванию автономного сфера. Однако есть принципиальная разница в том, что синхронизация по сути не используется автоматический контроль амплитуды синхронизации.

Рис. 2-36. Форма волны напряжения «ступеньки» увеличена в 500 раз.

Рис. 2-37. Триггерные элементы управления триггерной разверткой.

Рис. 2-38. Действие контроля устойчивости. (A) Горизонтальный след. (B) Желаемый узор. (C) Пустой экран.

Рис. 2-39. Этот сигнал запускается по положительному наклону (возрастающий интервал).

Рис. 2-40. Эта форма волны запускается по отрицательному наклону (нисходящему интервал).

Когда секция триггера установлена на «Норм.» (нормальное) положение, элементы управления «Стабильность» и «Уровень срабатывания» работают. Контроль «Стабильности» должен работать на правильной части его диапазон, как показано на рис.2-38. На одном из крайних пределов своего диапазона мы получить только горизонтальный след на экране осциллографа (рис. 2-38A). Над правильным В части диапазона отображается желаемый узор (рис. 2-38B). На На другом конце диапазона экран становится пустым (Рис. 2-38C). Предполагать что используется положительный запуск; отображаемая форма волны начинает расти интервал, как показано на рис. 2-39.

С другой стороны, предположим, что используется отрицательный запуск; форма волны начинается в интервале падения, как показано на рис.2-40. Регулируя регулятор «Уровень триггера», мы можем постепенно сдвигать точку запуска с нулевого уровня на пик, и запустите сигнал в любой промежуточной точке. Это полезная функция что позволяет оператору выбирать небольшой интервал в любом месте формы волны, и увеличьте этот небольшой интервал, чтобы он занял весь экран.

Новичкам рекомендуется ознакомиться с прицелом с триггерной разверткой, использующим «Авто». функция. Хотя небольшой интервал выбрать нельзя вдоль осциллограммы, когда параметр «Авто.»функция используется, операция сравнительно просто — регуляторы «Стабильность» и «Уровень срабатывания». не работают. После ознакомления с элементами управления временной базой новичок может приступить к работе с прицелом в его «Нормах». курок режим.

ЛИССАЖНЫЕ УЗОРЫ

паттернов Лиссажу отображаются при подаче синусоидального напряжения на оба вертикальные и горизонтальные усилители. Поскольку многие осциллографы имеют развертку 60 Гц положение на функциональном переключателе, такие тесты можно легко выполнить, используя эта функция.Когда любое синусоидальное напряжение 60 Гц подается на вертикальный вход терминалы, на экране осциллографа появляется образец Лиссажу.

Шаблон показывает фазу вертикального сигнала относительно горизонтального сигнал. Прогрессивные фазы показаны на рис. 2-41.

Осциллографы, которые имеют внутреннее отклонение синусоидальной волны 60 Гц, часто имеют элемент управления «Sweep-Phasing». При повороте узор Лиссажу проходит через различные показанные формы. на Рис. 2-41. Круговой узор обеспечивает хорошую проверку чистоты синусоиды.Кроме того, если есть гармоники в напряжении 60 Гц по вертикали или горизонтальный усилитель или оба, идеальный круг не может быть получен. Неровности вместо этого видны.

Рис. 2-41. Паттерны Лиссажу показывают разность фаз между двумя синусоидальными волнами. ·

Рис. 2-42. Синфазные синусоидальные волны образуют прямолинейный рисунок Лиссажу.

Рис. 2-43. Синусоидальные волны, сдвинутые на 90 градусов по фазе, образуют круговой узор Лиссажу.

паттернов Лиссажу, конечно, можно получить на любой частоте в пределах диапазон отклика области.Принцип построения выкройки такой же, независимо от частоты. На Рис. 2-42 показано, как синфазные отклоняющие напряжения на вертикальных и горизонтальных пластинах ЭРТ производят прямую линию. Сходным образом, На рис. 2-43 показано, как разность фаз в 90 ° создает круговую диаграмму. Когда одна из частот в два, три или четыре раза превышает другую частоту, результат кроссовера. Если две частоты не связаны между собой целиком, шаблон не фиксирован, а проходит через последовательные последовательности фаз.

ДИСПЛЕЙ УЗКИХ ИМПУЛЬСОВ

Как видно на рис. 2-30, функциональные переключатели обеспечивают выбор положительного или отрицательного внутренняя синхронизация. Когда отображается синусоидальная или прямоугольная волна, шаблон одинаково хорошо блокируется как при положительной, так и при отрицательной синхронизации. Если узкий пульс отображается, однако блокировка синхронизации будет намного более жесткой при соответствующем используется полярность синхронизации. Положительные импульсы лучше всего фиксируются при положительной синхронизации, а отрицательные импульсы лучше всего фиксируются при отрицательной синхронизации.Причина в том, что очень узкий положительный импульс имеет очень маленькое отрицательное пиковое напряжение (и наоборот). Следовательно, если отрицательная синхронизация используется при отображении узкого положительного импульса, есть очень небольшое напряжение, доступное для блокировки.

Сигнал любой сложной формы распространяется выше и ниже уровня нулевого напряжения. чтобы положительная область была равна отрицательной. Это прямое следствие того факта, что среднее значение сигнала переменного тока равно нулю, или есть просто столько же тока в положительном направлении, как и в отрицательном направлении.Таким образом, площадь положительного полупериода равна площади отрицательного полупериода, хотя пиковые напряжения разные. На осциллографе отображается напряжение вдоль по вертикальной оси, а время по горизонтальной оси (при пилообразном отклонении используется). Напряжение, умноженное на время, дает количество электричества, а произведение это область. Следовательно, положительные и отрицательные области сигнала обязательно равный.

ДИСПЛЕЙ КВАДРАТНЫХ ВОЛН

Прямоугольная волна — одна из основных сложных форм волны.С целью При тестировании цепей существует два способа анализа прямоугольной волны. Один из способов — Учтите, что форма волны представляет собой быстрое изменение напряжения, которое следует после определенного интервал аналогичным, но противоположным изменением напряжения. Другой способ — рассмотреть форма волны как алгебраическая сумма большого количества синусоидальных волн, которые имеют разные частоты и амплитуды. Основная синусоидальная составляющая имеет частота равна частоте повторения прямоугольной волны. Другая синусоида компоненты являются нечетными гармониками основной гармоники.

(Теоретически для получения идеального прямоугольная волна.) Прямоугольные волны весьма полезны при тестировании цепей, потому что один теста достаточно, чтобы показать, как схема реагирует на широкий диапазон частот, что касается как напряжения, так и фазы. Некоторые примеры воспроизводимых прямоугольных волн показаны на рис. 2-44.

Все прямоугольные волны при тщательном осмотре обнаруживают более или менее отклоняющиеся от идеальной прямоугольной волны с идеально квадратными углами с нулевым подъемом и времена падения.Невозможно создать идеальную прямоугольную волну, потому что высшие гармоники ослаблены. Однако хороший генератор обеспечивает прямоугольную волну. выход, который можно считать идеальным для большинства приложений.

Дифференциация и интеграция происходят в RC-цепях, как показано на рис. 2-45. Основной закон гласит, что если дифференцирование происходит в одной части цепи, интеграция должна происходить в другой части. Это так, потому что сумма формы волны вокруг схемы должны складываться, чтобы отменить применяемую прямоугольную волну Напряжение.Это называется законом Кирхгофа, который почти так же фундаментален, как и Закон Ома в анализе действия схемы.

Рис. 2-44. Ключевые прямоугольные репродукции. (A) Неискаженное. (C) Высокочастотный затухание. (E) Запаздывающий низкочастотный фазовый сдвиг. (G) Комбинация B и O. (I) Комбинация E и F. (B) Затухание низких частот. (D) Ведущий низкочастотный. (F) Переходные колебания (звон). (H) Комбинация C и O. (J) Комбинация из G и H.

Результат типичного прямоугольного теста показан на рис.2-46. Здесь ввод и выходные напряжения тестируемого блока показаны наложенными друг на друга. Там есть значительная потеря прямоугольного напряжения в тестируемом устройстве. Интеграция виден, с небольшой дифференциацией, о чем свидетельствует небольшой спуск наклон вершины в воспроизводимой прямоугольной волне. Когда и интеграция, и дифференциация возникают, они происходят в следующих друг за другом участках цепи. Возможна интеграция в одном разделе, чтобы отменить дифференциацию в следующем разделе по порядку для получения неискаженного вывода.Цепи вертикальной развертки в ТВ-приемниках позволяют практический пример действия этой схемы.

Рис. 2-45. Дифференцирующее и интегрирующее действие RC на меандр. (А) Схема. (B) Напряжение на выходных клеммах генератора. (C) Напряжение на клеммы резистора. (D) Напряжение на клеммах конденсатора.

Рис. 2-46. Результат типичного прямоугольного теста.

Рис. 2-47. Скачки рисунка, вызванные колебаниями напряжения в сети.

НЕПРЕРЫВНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ЛИНИИ

Колебания сетевого напряжения могут быть проблемой в промышленных или удаленных сельские районы.Заметные колебания в линейном напряжении могут вызвать скачок рисунка, как на рис. 2-47. В этом случае напряжение необходимо стабилизировать. Самый лучший метод заключается в использовании автоматического регулирующего трансформатора сетевого напряжения для питания объем и тестируемое оборудование. Хотя такие трансформаторы не совсем сглаживаются быстрые колебания, значительно повышается стабильность рисунка.

В области эксплуатации с регулируемыми источниками питания автомат линейного напряжения регулирующий трансформатор требуется только для питания тестируемого оборудования.

См. Также: «Measurement-Testing.com»

Принцип работы генератора пилообразного напряжения в осциллографе

Основные характеристики пилообразного сигнала

Схемотехника генератора пилообразного напряжения

Регулировка частоты развертки в осциллографе

Способы регулировки частоты развертки:

Синхронизация развертки с входным сигналом

Основные режимы синхронизации:

Влияние параметров развертки на качество отображения сигнала

Линейность развертки

Скорость обратного хода луча

Диапазон частот развертки

Применение генератора пилообразного напряжения в других устройствах

Современные тенденции в развитии систем развертки осциллографов

Цифровой синтез развертки

Эквивалентная временная развертка

Цифровая обработка сигналов

Пилообразное напряжение — развертка — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Пилообразное напряжение — развертка

Низкочастотный осциллограф

осциллограф

Статья Краткое описание Журнал

Измерения в цифровых осциллографах и обработка результатов измерения

4.1 Универсальные осциллографы МЕТРОЛОГИЯ И ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ

4.1.1 Упрощенная структурная схема осциллографа

4.1.2 Виды разверток в универсальном осциллографе

Контрольные вопросы для самопроверки:

См. также

Статья Краткое описание

: основные сведения: осциллограммы 101 | Tektronix

Типы волн в осциллографе

Использование CRO для отображения различных сигналов

Использование CRO для отображения различных сигналов

Катодно-лучевой осциллограф

Схема генератора пилообразных сигналов с использованием операционного усилителя

Типы волн — Квадратные и прямоугольные — Треугольные и пилообразные волны

Типы волн в осциллографе

Синусоидальные волны

Квадратные и прямоугольные волны

Пилообразные и треугольные волны

Формы ступеней и импульсов

Как РАБОТАТЬ С ОСЦИЛЛОСКОПОМ

Похожие записи

Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

Добавить комментарий Отменить ответ