Осциллографы бывают одно-, двух- и многоканальные в зависимости от того, сколько независимых сигналов они позволяют одновременно наблюдать на экране. Обычно эти каналы идентичны по своим возможностям. Для одновременного размещения на экране изображений по нескольким каналам в осциллографах имеется возможность смещения изображения сигнала по вертикали и горизонтали. Обычно органы управления смещением сигнала расположены вблизи ручки переключателя чувствительности соответствующего канала.
Диапазон изменения исследуемых сигналов весьма велик – от единиц милливольт до сотен вольт. Поэтому каждый канал имеет свой усилитель, снабженный переключателем чувствительности (V/дел, V/DIV), позволяющим установить такую величину усиления, чтобы сигнал занимал необходимую площадь экрана. Положение переключателя чувствительности определяет масштаб изображения и позволяет производить измерение величины сигнала (но только в том случае, если плавный регулятор чувствительности выключен).
– открытый вход; ~ – закрытый вход; ┴ – "заземленный" вход; Свх – эквивалентная емкость входа, Rвх – суммарное сопротивление
делителя
Функциональная схема входной части канала изображена на рис. 4. Сигнал с входного разъема поступает на переключатель режима входа и далее на переключатель чувствительности, выделенные на рисунке пунктиром.
Суммарное сопротивление делителя переключателя чувствительности определяет величину входного сопротивления канала Rвх. Очевидно, что величину Rвхвыгодно иметь как можно больше: чем больше Rвх, тем меньшее влияние окажет осциллограф на источник сигнала, к которому он подключен. Обычно величина Rвхразличных осциллографов "стандартизована" и равна 1 МОм.
Пунктиром на рис. 4 изображена эквивалентная емкость входа осциллографа Свх, которую выгодно иметь как можно меньше. Однако емкость монтажа и другие технологические емкости не позволяют уменьшить ее "до нуля", а потому ее тоже "стандартизуют", доводя до величины Свх= 20…30 пф.
Необходимость переключения режимов входа вызвана тем, что переменные сигналы могут быть "истинно" переменными (когда средняя за период величина сигнала равна нулю рис. 5, а) или иметь наряду с переменной также постоянную составляющую U0(рис. 5,б).
a б в
Рис. 5. Режимы входа для сигнала:
а – переменный сигнал (режим входа – любой); б – сигнал
с постоянной составляющей (открытый вход); в – сигнал при
закрытом входе и увеличенной чувствительности канала
Чтобы в последнем случае можно было исследовать весь сигнал U(t) и отдельно его переменную составляющую Uп(с дополнительным усилением), предусмотрено два режима включения канала – режим "открытый вход" (обозначается символом ≃ или надписью DC) и режим "закрытый вход" (обозначается символом ~ или надписью АC).
В режиме "открытый вход" сигнал поступает на вход канала не- посредственно, а в режиме "закрытый вход" – через разделительный конденсатор Ср, который "отсекает" постоянную составляющую сигнала.
В режиме исследования сигнала с постоянной составляющей важно знать действительное положение уровня нулевого напряжения. Для его определения на переключателе режима входа есть
третье положение, обозначаемое обычно символом ┴или надписью ground. В этом режиме вход усилителя (но не входной сигнал!) "закорачивается", что позволяет определить расположение линии нулевого уровня сигнала.
Дополнительные устройства входа. 1) В электронно-лучевых осциллографах старого типа блок входного усилителя обычно снабжается дополнительным делителем 1:10, устанавливаемым специальным переключателем и позволяющим уменьшить входной сиг- нал, поступающий на усилитель, в 10 раз. Этот множитель необходимо учитывать при измерении значения напряжения сигнала.
2) Каждый вход канала кроме того имеет ручку смещения нуле- вого уровня сигнала в любое положение экрана. При наличии не- скольких входов это позволяет "разместить" сигналы по площади экрана удобным образом.
3) Выносной делитель. При измерении напряжений, превышающих несколько десятков вольт, применяется специальный кабель с выносным делителем 1:10 (иногда 1:100 и даже 1:1000).
Кроме того выносной делитель увеличивает входное сопротивление канала осциллографа до 10 МОм. Это свойство делителя при необходимости используют для увеличения входного сопротивления осциллографа даже при измерении сигналов относительно не- большой величины.
Выносной делитель ("пробник") цифровых осциллографов выполняет еще и дополнительные функции:
• во-первых, изменяет полосу пропускания канала: 6 МГц в положении ×1 и 100 МГц (20 МГц) в положении ×10;
• во-вторых, позволяет произвести коррекцию (компенсацию) искажений импульсных сигналов пробником с помощью специальной операции PROBE CHECK ("Проверка пробника").
4) Согласованная нагрузка (согласующий переходник). Иногда необходимо согласовать высокое сопротивление входа осциллографа с низкоомной нагрузкой (например, с 75-омным кабелем видеосигнала). Для этого к входу осциллографа подключается специальный согласующий переходник (обычно 50 Ом).
3 НАЗНАЧЕНИЕ ОРГАНОВ УПРАВЛЕНИЯ
После того, как прибор включен, все установленные параметры отображаются на экране. Светодиодные индикаторы, расположенные на лицевой панели показывают дополнительную информацию. Неправильные действия и конечные значения диапазонов предупреждаются звуковым сигналом.
Исключая кнопку (POWER), настройки ручками (ILLUM), (FOCUS) и регулировку линейности луча, все другие настройки управляются микропроцессором и их функции и установки могут быть сохранены в памяти.
– открытый вход; ~ – закрытый вход; ┴ – "заземленный" вход;