ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ Выполнил студент группы 11 -01 Юзеев

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ Выполнил: студент группы 11 -01 Юзеев Сергей Леонидович

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ

НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА ОСЦИЛЛОГРАФОВ. Электронно лучевой осциллограф — измерительный прибор для визуального наблюдения в прямоугольной системе координат электрических сигналов и измерения их параметров. С помощью осциллографа можно наблюдать периодические непрерывные и импульсные сигналы, непериодические и случайные сигналы, одиночные импульсы и оценивать их параметры. По изображениям, получаемым на экране осциллографа, могут быть измерены амплитуда, частота и фазовый сдвиг, параметры модулированных сигналов, временные интервалы и ряд других параметров. На базе осциллографа созданы приборы для исследования пере ходных, частотных и амплитудных характеристик различных радиотехнических устройств.

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ ИМЕЕТ ЭКРАН, НА КОТОРОМ ОТОБРАЖАЮТСЯ ГРАФИКИ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ. НА ЭКРАН НАНЕСЕНА РАЗМЕТКА В ВИДЕ СЕТКИ. У ЦИФРОВЫХ ОСЦИЛЛОГРАФОВ ИЗОБРАЖЕНИЕ ВЫВОДИТСЯ НА ДИСПЛЕЙ (МОНОХРОМНЫЙ ИЛИ ЦВЕТНОЙ) В ВИДЕ ГОТОВОЙ КАРТИНКИ. У АНАЛОГОВЫХ ОСЦИЛЛОГРАФОВ В КАЧЕСТВЕ ЭКРАНА ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ТРУБКА С ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИМ ОТКЛОНЕНИЕМ.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ Наиболее распространены универсальные осциллографы, позволяющие исследовать разнообразные электрические сигналы в диапазоне от долей милливольт до сотен вольт с длительностью от единиц наносекунд до нескольких секунд. Полоса пропускания лучших универсальных осциллографов достигает 300— 400 МГц. Изображение сигнала на экране индицируется практически одновременно с появлением сигнала на входе, поэтому такие приборы называют осциллографами реального времени. Часто универсальные осциллографы выполняют со сменными блоками, увеличивающими их функциональные возможности.

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО ОСЦИЛЛОГРАФА

ЗАПОМИНАЮЩИЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ Запоминающие осциллографы благодаря применению специальных электронно-лучевых трубок обладают способностью сохранять и воспроизводить в течение длительного времени изображение сигнала после исчезновения его на входе. Основное назначение запоминающих осциллографов — исследование однократных и редко повторяющихся процессов. Запоминающие осциллографы имеют примерно те же характеристики, что и универсальные, однако отличаются расширенными функциональными возможностями. К специальным относят осциллографы с дополнительными блоками целевого назначения, а также телевизионные, позволяющие выделить видеосигнал заданной строки изображения, цифровые, дающие возможность не только наблюдать сигнал, но и передать его в цифровом виде на ЭВМ для дальнейшей обработки. Специальные осциллографы могут включать блоки измерения напряжений, токов и сопротивлений (мультиметры), а также устройства для исследования вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов.

СКОРОСТНЫЕ И СТРОБОСКОПИЧЕСКИЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ Для исследования быстро протекающих процессов (нано и пикосекундной длительности) применяют скоростные осциллографы, которые снабжены специальной электронно лучевой трубкой бегущей волны. Предварительного усиления входного сигнала в скоростных осциллографах обычно не производят, поэтому чувствительность их невелика. Эти приборы являются осциллографами реально го времени, имеют широкую рабочую полосу частот (до 5 ГГц), и позволяют на блюдать и фотографировать одиночные и периодические сигналы. Стробоскопическим называют электронный осциллограф, в котором для получения на экране ЭЛТ формы сигнала используется отбор его мгновенных значений (выборки сигнала) и выполняется временное преобразование, т. е. изображение сигнала дается в увеличенном масштабе времени. По существу принцип действия заключается в преобразовании нескольких идентич ных сигналов малой длительности в один, имеющий большую длительность и повторяющий форму входных сигналов. Скорость развертки уменьшают путем трансформации масштаба времени. На экране осциллографа появляется изображение, по форме подобноеисследуемому сигналу, но в увеличен ном временном масштабе. По принципу действия стробоскопические осциллографы относятся к приборам с преобразованием временного масштаба и отличаются высокой чувствительностью и широкой (до 18 ГГц) рабочей полосой

ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ В осциллографах применяют, как правило, электронно-лучевые трубки (ЭЛТ) с электростатическим управлением и формированием луча. ЭЛТ представляет собой стеклянную вакуумную оболочку с люминесцентным экраном (рис. 1). Внутри оболочки расположены: катод с подогревателем; электроды ускорения и фокусировки луча (1 -й— 3 -й аноды); модулятор яркости светового пятна; пара пластин для отклонения луча по вертикали (ось У); пара пластин, отклоняющих, луч по горизонтальной координате (ось X). Принцип действия ЭЛТ основан на следующем. Электроны, эмитированные с катода, ускоряются и формируются в узкий пучок (электронный луч). Проходя мимо пластин, электронный луч под воздействием приложенного к ним напряжения отклоняется по осям X и У. Попадая на люминесцентный экран, электроны вызывают свечение в виде яркой точки. Размеры и конфигурацию пластин выбирают так, чтобы смещение светового пятна было пропорционально значениям отклоняющих напряжений, поданных на пластины. При этом световое пятно описывает траекторию, называемую осциллограммой. Основные эксплуатационные параметры ЭЛТ описываются следующими эксплуатационными параметрами: чувствительностью ЭЛТ по осям Х и У (hx и hy), которая выражается величиной перемещения светового пятна, вызванного отклоняющим напряжением величиной 1 В; полосой пропускания ЭЛТ — диапазоном частот, в пределах которого чувствительность по вертикали составляет не менее 0, 707 от максимального значения. Из-за конечного времени пролета электронов вдоль отклоняющих пластин τпр полоса пропускания ограничена со стороны верхних частот.

ЗАПОМИНАЮЩИЕ ТРУБКИ Эти трубки содержат те же элементы, что и ЭЛТ широкого применения. Это позволяет использовать их в режиме осциллографирования без запоминания. Дополнительно запоминающие ЭЛТ оснащают узлом памяти, узлом воспроизведения и вспомогательными электродами (рис. 5). Узел памяти содержит мишень— сетку, покрытую слоем диэлектрика, и коллектор— более крупноструктурную сетку, расположенную поверх мишени. Запись изображения осуществляется электронным лучом высокой энергии (записывающий луч). Электроны луча оседают на мишени, причем количество заряда пропорционально току луча. При перемещении луча на мишени создается, потенциальный рельеф, повторяющий форму осциллограммы. После прекращения действия сигнала потенциальный рельеф мишени сохраняется длительное время (особенно при отключенном питании ЭЛТ). Для наблюдения записанного изображения служит узел воспроизведения, состоящий из катода с подогревателем, модулятора и электродов коллиматора.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ)