Выбор осциллографа.

Прежде, чем приступить к работе с осциллографом, необходимо убедиться, что он подходит для выполнения поставленных задач. При этом необходимо обратить внимание на такие характеристики:

1. ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ осциллографа выбирается в зависимости от амплитуды исследуемого сигнала. В некоторых случаях используется выносной делитель или дополнительный усилитель.

2. ПОЛОСА ПРОПУСКАНИЯканала вертикального отклонения. Для того, чтобы наблюдаемый на экране сигнал мало отличался от входного, необходимо постоянство коэффициента усиления вне зависимости от частоты. Полоса про­пускания – область частот, где это условие практически выпол­няется (в приграничных областях могут быть нарушения). При не­достаточно широкой полосе пропускания различные составляющие спектра сигнала будут усиливаться неодинаково, а это приве­дет к заметным искажениям осциллограммы. (Для частного случая прямоугольных сигналов вида достаточна полоса частот, доходящая до f_верхн = (2-3)/t,t - длительность импульса).

По теореме Фурье любой периодический сигнал можно представить в виде суммы синусоидальных сигналов, т.е. получить его гармонический состав или спектр. Например, прямоугольный сигнал с периодом Т амплитуды А можно представить в виде .

В современных универсальных осциллографах верхняя граница полосы пропускания составляет 30 - 40 МГц и более (можно наблюдать сигналы длительностью до 0.1 мкс и менее). Нижняя граница полосы пропускания определяет возможность наблюдения медленных процессов (или медленных составляющих сигнала). Часто бывает, что в исследуемых сигналах низкочастотная компонента не представляет интереса или даже мешает измерениям (например, при исследовании малого переменного напряжения на фоне большого постоянного напряжения) . В этом случае целесообразно не пропускать низкочастотные составляющие в Y-тракт. В схеме осциллографа предусматриваются разделительные конденсаторы на входах, как Y, так и X. Это так называемый режим "с закрытым входом" ("~" – вход закрыт для постоянной и медленных составляющих включением конденсатора). В этом режиме нижняя граница полосы пропускания обычно » 5-10 Гц. Однако в ряде задач нужно наблюдать не только переменные процессы, но и постоянные уровни и медленно меняющиеся напряжения. В этом случае используется режим "с открытым входом – "~", при котором сигнал напрямую поступает на вход осциллографа.

3. ВРЕМЯ НАРАСТАНИЯ Т_о определяет скорость реакции усилителя канала "Y" на изменение входного сигнала. Величина Т_о должна быть меньше, чем характерное время изменения сигнала на наиболее "крутых" участках.

4. ПАРАМЕТРЫ ВХОДА. При любых измерениях нужно учитывать влияние осциллографа как нагрузки на источник исследуемого сигнала (если измеряем напряжение на резисторе R, то должно выполняться соотношение: R_приб >> R). Нагрузка – входная цепь осциллографа – представляет собой сопротивление, шунтированное емкостью. Обычно – это 1 МОм и 40 -50 пф (с соединительными проводами емкость может увеличиться до 100 пф).

Для подключения осциллографа к исследуемой цепи обычно используют коаксиальный кабель для устранения электромагнитных наводок, дающих из-за помех "размытое" изображение (особенно на высоких частотах).

Правильным выбором осциллографа можно достигнуть минималь­ных искажений сигналов и измерений с минимальными погрешностями.