Осцилоскопи за светлинен лъч и катоден лъч
Иркутска държавна селскостопанска академия.
Резюме
по темата: „Светлиннолъчеви и електроннолъчеви осцилоскопи”.
Готово:
Отметнато:
План:
Осцилоскоп с електронен лъч…………………………………………….2
Осцилоскоп за светлинен лъч…………………………………………………………6
Списък на използваната литература………………………………………….8
електронно-лъчев осцилоскоп
Устройство за наблюдение на функционалната връзка между две или повече величини (параметри и функции; електрически или преобразувани в електрически). За тази цел параметрични и функционални сигнали се прилагат към взаимно перпендикулярни отклоняващи пластини на електроннолъчева тръба на осцилоскоп и се наблюдава, измерва и фотографира графично представяне на зависимостта на екрана на тръбата. Това изображение се нарича осцилограма. Най-често осцилограмата изобразява формата на електрически сигнал във времето. Може да се използва за определяне на полярността, амплитудата и продължителността на сигнала. Осцилоскопът често има скали, градуирани вертикално и хоризонтално за секунди върху екрана на тръбата. Това дава възможност за едновременно наблюдение и измерване на времевите и амплитудните характеристики на целия сигнал или на част от него, както и измерване на параметрите на произволни или единични сигнали. Понякога изображението на изследвания сигнал се сравнява с калибровъчния сигнал или се използва компенсационен метод за измерване.
Фиг.1 (Блокова схема на електронен осцилоскоп).
Изследваният сигнал А (фиг. 1 ) се подава към входа на усилвателя на вертикално отклонение, проектиран да съгласува стойността на отклонението на лъча със стойността на входния сигнал. Усилването е регулируемо. Създава се хоризонтално движение на лъчаsweep генератор, който генерира за тази цел напрежение G (линейно променящо се във времето). Трионообразното напрежение се прилага към входа на усилвателя на хоризонталното отклонение, което осигурява изходното напрежение E, приложено към хоризонталните отклоняващи пластини на тръбата. Електронният лъч се движи хоризонтално с постоянна скорост, като по този начин създава линейна времева база. Скоростта на метене е регулируема.
За да се получи стабилно изображение на изследвания сигнал на екрана на тръбата, всяко ново сканиране трябва да започва със същата фаза на сигнала. Това се осигурява чрез прилагане на изследвания сигнал от вертикалния усилвател към синхронизатора, който генерира импулс B за стартиране на генератора за почистване в момента, съответстващ на избраната точка от изследвания сигнал. За да може електронният лъч да бъде видим само по време на директния път на лъча (t2 - t1), генераторът генерира импулс за осветяване на лъча D, който се подава към управляващата мрежа (модулатор) на тръбата. Има положителна полярност, правоъгълна форма и продължителност, равна на продължителността на движението напред. Тъй като изследваният сигнал се използва за стартиране на генератора за почистване, а синхронизаторът и генераторът за почистване не работят мигновено, а с известно закъснение (части от микросекунди), във вертикалния път на отклонение се въвежда линия на забавяне, за да се наблюдава началната част на сигнала, което компенсира времето за реакция на синхронизатора и генератора за почистване (времето за забавяне на сигнала леко надвишава времето за реакция). При липса на линия на забавяне на екрана на тръбата може да се види само тази част от изследвания сигнал, която следва момента t1 (крива B).
Осцилоскопът също така съдържа високоволтови и нисковолтови захранвания. Използва се само първиятза захранване на тръбата, а вторият - за захранване на електронната верига на останалите компоненти и блокове на устройството.
Важни характеристики на осцилоскопа, които определят неговите експлоатационни възможности са: 1) коефициент на отклонение - съотношението на напрежението на входния сигнал към предизвиканото от това напрежение отклонение на лъча (v/cm или v/div); 2) честотна лента - честотният диапазон, в който коефициентът на отклонение на осцилоскопа намалява с не повече от 3 dB спрямо стойността му при средната (референтна) честота; 3) време на нарастване tn, през което преходният отговор на осцилоскопа се увеличава от 0,1 до 0,9 от стойността на амплитудата (често се използва вместо честотната лента); Горна част. граничната честота на лентата на пропускане f in е свързана с tn чрез отношението: ; 4) коефициент на почистване - съотношението на времето tn към размера на отклонението на лъча, причинено от напрежението на почистване през това време (в sec / cm или sec / div); 5) скорост на запис - максималната скорост на лъча, движещ се през екрана, при която се осигурява фотографиране или съхранение (за осцилоскоп за съхранение) на единичен сигнал. Изброените параметри определят амплитудните, времевите и честотните диапазони на изследваните сигнали.
Грешката на измерване на сигналите зависи от грешките на коефициента на отклонение и коефициента на почистване (обикновено
2-5%). върху честотата (продължителността) на изследвания сигнал и широчината на честотната лента (времето на нарастване на сигнала tn). Ако измереният параметър на сигнала е ³ 5 tn, тогава той се възпроизвежда на екрана на осцилоскопа с грешка от £ 2%.
Вместо грешки в коефициентите на отклонение и размах за осцилоскопите, те често показват грешката при измерване на амплитудата на стандартен сигнал, близък до тях (достатъчна е синусоидална определена честота или правоъгълен импулсголяма продължителност) и грешка при измерване на времеви интервали.
За едновременно изследване на два или повече сигнала се използват многолъчеви осцилоскопи, както и многоканални електронни превключватели, вградени във вертикалния път на отклонение. Електронният комутатор осигурява изобразяване на няколко сигнала върху една лъчева тръба, когато източниците на тези сигнали са свързани последователно към пътя на вертикалното отклонение. Електронните превключватели се използват като правило за изследване на времевите (фазови) отношения на няколко синхронни сигнала.
За изследване на част от изследвания сигнал, включително значително време от началото му, се използва удължаване на размаха (част от трионообразното напрежение, приложено към входа на усилвателя на хоризонталното отклонение, се усилва няколко пъти, което е еквивалентно на увеличаване на дължината на размаха с няколко пъти) или забавяне на началото на размаха (забавено размахване). Забавеното почистване е еквивалентно на разтягане на движението няколко хиляди пъти.
Най-голяма функционалност имат осцилоскопите със сменяеми блокове във вертикалната и хоризонталната линия на отклонение. Чрез пренареждане на блоковете можете да получите осцилоскопи с различни характеристики: широколентови, с висока чувствителност, 2- или 4-канални, диференциални и др. В зависимост от характеристиките на веригата осцилоскопите се разделят на универсални, с памет, стробоскопични, високоскоростни и специални (виж таблицата).
Някои видове осцилоскопи и техните характеристики: