Универсальный осциллограф

Типовая схема (см. рис. 1) содержит следующие модули:

1. Входной блок включает аттенюаторы, цепи согласования и развязки.

2. Линия задержки (ЛЗ) обеспечивает задержку сигнала по отношению к развертке.

3. ГЛИН - генератор линейно изменяющегося напряжения (генератор развертки по Х для горизонтального отклонения луча).

4. Система синхронизации вырабатывает синхросигнал начала развертки из сигнала внешнего запуска, внутреннего, от сети или др.

5. ПУ – предварительный усилитель.

6. УВО и УГО – усилители вертикального и горизонтального отклонения.

7. Устройства управления яркостью (канал Z).

8. ЭЛТ - электроннолучевая трубка.

Рис. 1

Не показаны средства измерения параметров сигнала, которые позволяют измерить напряжение (уровень) и интервалы времени. Это могут быть калибраторы усиления и развертки, с помощью которых проверяют и осуществляют градуировку экрана по X и Y. В простейшем случае применяют генераторы сигналов с известными параметрами: длительностью импульсов и амплитудой (например, меандр: 10мс, 100мВ).

В более сложных приборах могут использоваться встроенные цифровые измерители уровней и длительностей по положению меток (или линий) времени и уровня. Именно так сделано в лабораторном макете.

На вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ подается испытуемое управляющее напряжение с выхода усилителя вертикального отклонения (УВО). Его мгновенное значение пропорционально исследуемому сигналу на входе соответствующего канала вертикального отклонения «Y».

На горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ подается управляющее напряже­ние с выхода УГО. Так как напряжение развертки имеет линейную пилообразную форму, луч на экране ЭЛТ будет перемещаться в горизонтальном направлении с постоянной скоростью. В результате получится график зависимости уровня исследуемого сигнала от времени в прямоугольных координатах - осциллограмма.

Входной блок служит для согласования входа осциллографа с выходом источника сигнала. Линия задержки и система синхронизации служат для координации момен­тов прихода управляющих напряжений на вертикальные и горизонтальные пластины ЭЛТ.

Погрешность воспроизведения формы исследуе­мого сигнала на экране ЭЛТ будет определяться:

1) точностью, с которой соблюдается отношение пропорциональности меж­ду текущим значением исследуемого напряжения и значением управ­ляющего напряжения, приложенного к вертикальным плас­тинам;

2) точностью, с которой соблюдается постоянство скорости луча при его пе­ремещении вдоль горизонтальной оси ЭЛТ.

Для нормирования характеристик осциллографа используется коэффициент отклонения канала «Y» - , на­зываемый также коэффициентом вертикального отклонения, и коэффициент развертки - .

Под коэффициентом отклонения понимают отношение значения напряже­ния U на входе канала вертикального отклонения к величине вертикального пе­ремещения h луча на экране ЭЛТ:

.

Эта величина имеет размерность В/см, мВ/см или В/дел, мВ/дел. Погреш­ность нормируется в соответствии с классом осциллографа (см. табл. 1).

Под коэффициентом развертки понимают отношение длительности пря­мого хода луча на экране ЭЛТ к величине горизон­тального перемещения L луча на экране ЭЛТ:

Эта величина имеет размерность время/см, или время/дел. Погрешность нормируется в соответствии с классом осциллографа (см. табл. 1).

Таблица 1