Амплитудно-частотной характеристикойтракта вертикального отклонения называется зависимость модуля коэффициента отклонения от частоты входного синусоидального сигнала при условии неизменности его уровня (рис. 2.1). Основные параметры АЧХ следующее:
- полоса пропускания– диапазон частот, в пределах которого коэффициент отклонения отличается не более, чем на 3 дБ от его значения на опорной частоте;
- неравномерностьАЧХ – разница между значениями коэффициента отклонения на обусловленной и опорной частотах, выраженная в процентах. Неравномерность нормируется для нормальной и расширенной области частот;
- нормальная областьАЧХ – диапазон частот, в пределах которого неравномерность АЧХ не превышает погрешности коэффициента отклонения;
- расширенная областьАЧХ – диапазон частот, в пределах которого неравномерность АЧХ не превышает 10%;
- опорная частота– частота, не менее чем в 20 раз меньше верхней предельной частоты полосы пропускания.
– опорная частота; – полоса пропускания; – нормальный диапазон АЧХ; – расширенный диапазон АЧХ; ¦в– верхняя предельная частота полосы пропускания; fн – нижняя предельная частота полосы пропускания; – неравномерность АЧХ в нормальной области частот; – погрешность коэффициента отклонения; – неравномерность АЧХ в расширенной области частот.
Рисунок 2.1 – Амплитудно-частотная характеристика канала вертикального отклонения.
Переходная характеристика канала вертикального отклонения приведена на рис. 2.2
Рисунок 2.2 – Переходная характеристика канала вертикального отклонения.
Выбросы – разница между максимальными (после времени нарастания) и постоянными значениями ПХ;
При измерении длительности фронтов импульсов, сравнимых со временем нарастания ПХ, нормируемой для осциллографа, длительность фронта изображения увеличивается по сравнению с измеряемого сигнала и уточняется по выражениям:
,
откуда, ,
где –длительность фронта изображаемого импульса;
– длительность фронта измеряемого импульса;
– время нарастания переходной характеристики.
Параметры амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) и переходной характеристики (ПХ) взаимно связаны. Эта зависимость для разных параметров АЧХ и ПХ приводится ниже.
Для обеспечения наиболее достоверного изображения формы импульса на экране осциллографа (при отсутствии выбросов), уменьшение усиления на высших частотах канала Y при двукратном увеличении частоты должно составлять не более 0,6 дБ. В этом случае:
С целью повышения равномерности АЧХ в пределах полосы пропускания и получения максимальной ширины полосы при максимальном коэффициенте усиления оконечного каскада вводится коррекция АЧХ| перед ее спадом до уровня минус 3 дБ (рис. 2.3, а). (Пунктирной линией показаны АЧХ (см. рис. 2.3, а) и ПХ (см. рис. 2.3, б) при отсутствии коррекции). Эта коррекция является причиной появления выбросов на ПХ (см. рис. 2.3, б) при исследовании импульсов с длительностью фронта, меньшей .При длительности фронта значительно больше выбросов на изображении не наблюдается.
1 – при отсутствии коррекции АЧХ;
2 – с введением коррекции АЧХ.
Рисунок 2.3 – Амплитудно-частотная (а) и переходная (б) характеристики
Спад плоской части изображения импульса определяется влиянием конечного значения разделительной емкости входной цепи при закрытом входе осциллографа. Наличие емкости приводит к спаду АЧХ в области низких частот. Для осциллографов с закрытым входом регламентируются значения спада вершины ПХ и (или) значение низкой частоты АЧХ при неравномерности минус 3 дБ.
Для спада меньше 20%, связь между нижним значением полосы пропускания АЧХ (fн) и значением спада определяется приближенным соотношением:
,
где – длительность импульса.
Если исследуемый импульс имеет спад, равный , то спад плоской вершины изображения на экране ЭЛТ будет определяться равенством
= + .
Амплитудной характеристикой КВО называется зависимость размера изображения по вертикали ЭЛТ от уровня входного сигнала (рис. 2.4). Реальная амплитудная характеристика отличается от идеальной (линейной). Это отличие вызвано нелинейностью характеристик усилителей и ЭЛТ.
Нелинейность тракта ВО приводит к тому, что для разных размеров изображений по вертикали Ах, коэффициент отклонения имеет разные значения:
,
где – угол наклона прямой, которая соединяет начало координат с точкой кривой на уровне Ах.
Это приводит к погрешности измерения напряжения. Калибровка коэффициента отклонения, т.е установка его номинального значения, проведенная для одного размера изображения (как правило, для максимального Амах), не исключает погрешности от нелинейности. В НТД на осциллографы обычно нормируется нелинейность КВО, которая не превышает 10%.
Рисунок| 2.4 – Амплитудная характеристика КВО.
Для калибровки используются следующие средства измерения: установка для калибровки вольтметров; вольтметры переменного тока; электронно-счетный частотомер; импульсный калибратор осциллографов; генератор импульсов; генератор сигналов.
Используемые средства калибровки должны удовлетворять следующим требованиям: допустимая погрешность измерения (для эталонного прибора) не должна превышать 1/3 допустимой погрешности определяемого параметра калибрируемого осцилографа. Кроме того, должны быть выдержанны соответствующие соотношения между параметрами импульсов генератора и параметрами переходной характеристики осциллографа, установленые ГОСТ 8.311.
В данной лабораторной работе калибровка осциллографа выполняется по сокращенной программе с использованием учебных средств измерительной техники.
2.4 При калибровке осциллографа в первую очередь проводится внешний осмотр, при котором устанавливается отсутствие механических повреждений любых элементов, которые обеспечивают работу осциллографа, а также наличие четкой фиксации всех переключателей при совпадении с соответствующими надписями на панели прибора.
Методика калибровки осциллографа, соответствующая ГОСТ приведена в приложении А.
– опорная частота; 
– полоса пропускания; 
– нормальный диапазон АЧХ; 
– расширенный диапазон АЧХ; ¦в– верхняя предельная частота полосы пропускания; fн – нижняя предельная частота полосы пропускания; 
– неравномерность АЧХ в нормальной области частот; 
– погрешность коэффициента отклонения; 
– неравномерность АЧХ в расширенной области частот.
увеличивается по сравнению с 
измеряемого сигнала и уточняется по выражениям:
,
,
–длительность фронта изображаемого импульса;
– длительность фронта измеряемого импульса;
– время нарастания переходной характеристики.
.При длительности фронта значительно больше 
определяется влиянием конечного значения разделительной емкости входной цепи при закрытом входе осциллографа. Наличие емкости приводит к спаду АЧХ в области низких частот. Для осциллографов с закрытым входом регламентируются значения спада вершины ПХ и (или) значение низкой частоты АЧХ при неравномерности минус 3 дБ.
определяется приближенным соотношением:
,
– длительность импульса.
, то спад плоской вершины изображения 
на экране ЭЛТ будет определяться равенством
= 
+ 
.
,
– угол наклона прямой, которая соединяет начало координат с точкой кривой на уровне Ах.