Elektronické osciloskopy a ich použitie

V elektronických osciloskopoch môžete na obrazovke pozorovať krivky rôznych elektrických a impulzných procesov s rôznou frekvenciou od niekoľkých hertzov až po desiatky megahertzov.

Elektronické osciloskopy môžu merať rôzne elektrické veličiny, získať skupinu charakteristík polovodičových zariadení, hysterézne slučky magnetických materiálov, určiť parametre elektronických zariadení, ako aj vykonať mnoho ďalších štúdií.

Elektronické osciloskopy sa pripájajú na striedavé napätie 127 alebo 220 V s frekvenciou 50 Hz a niektoré z nich je navyše možné napájať zo zdroja striedavého napätia 115 alebo 220 V s frekvenciou 400 Hz, alebo zo zdroja konštantného napätia 24 V, zapnutého stlačením tlačidla «SIEŤ» (obr. 1).

Ryža. 1. Predný panel elektronického osciloskopu C1-72

Otáčaním dvoch zodpovedajúcich gombíkov umiestnených v ľavej dolnej časti predného panela zariadenia môžete upraviť jas a zaostrenie tak, aby ste na obrazovke získali malý žiariaci bod s ostrým obrysom, ktorý sa nedá dlho ponechať v pokoji. , aby sa zabránilo poškodeniu obrazovky katódovej trubice.

Toto miesto sa dá jednoducho presunúť kdekoľvek na obrazovke otáčaním tlačidiel, v blízkosti ktorých sú obojstranné šípky. Pred pripojením osciloskopu k zdroju energie je však lepšie usporiadať jeho ovládacie prvky tak, aby ste namiesto bodu na obrazovke okamžite získali žiariacu vodorovnú čiaru na skenovanie, ktorej jas, zaostrenie a umiestnenie na obrazovke možno nastaviť podľa požiadaviek experimentu otáčaním príslušných gombíkov.

Skúšobné napätie (T) je privádzané prepojovacím káblom do „INPUT Y“, ktoré napája vstupný delič napätia riadený „AMP Y“ a následne zosilňovač vertikálneho vychyľovania lúča. Ak predtým na obrazovke svietil pevný bod, teraz sa na ňom objaví zvislý pás, ktorého dĺžka je priamo úmerná amplitúde skúmaného napätia.

Zapnutím generátora pílovitého napätia zabudovaného do osciloskopu, pripojeného k trubici elektrónového lúča cez zosilňovač horizontálneho vychýlenia lúča so zosilnením nastaveným otáčaním prepínača umiestneného v pravom hornom rohu predného panela prístroja, sa zmení trvanie rozmietania a zaisťuje, že sa na obrazovke objaví zakrivený obraz (T).

V prípade, že pred zapnutím osciloskopu boli jeho ovládače nastavené do polôh, ktoré zaisťujú vzhľad vodorovnej čistiacej čiary, privádzanie skúmaného napätia na „INPUT Y“ je sprevádzané objavením sa na obrazovke rovnakej krivky a ty (T). Nehybnosť skúmanej krivky napätia sa dosiahne stlačením jedného z tlačidiel synchronizačnej jednotky a zodpovedajúcim otočením gombíkov STABILITY a LEVEL. Priehľadná stupnica pokrývajúca CRT obrazovku uľahčuje potrebné vertikálne a horizontálne merania.

Funkčná schéma osciloskopu:

Väčšina elektronických osciloskopov umožňuje súčasne použiť dve testované napätia na vstupy Y a X, ak predtým stlačíte tlačidlo «INPUT X».

Pri dvoch sínusových napätiach s rovnakými frekvenciami a amplitúdami, navzájom fázovo posunutých o a, sa na obrazovke objavia Lissajousove obrazce (obr. 2), ktorých tvar závisí od fázového posunu α = arcsin B / A,

kde B je ordináta priesečníka Lissajousovho obrazca so zvislou osou; A je ordináta horného bodu postavy Lissajous.

Ryža. 2. Lissagueove obrazce s dvoma sínusovými napätiami rovnakých frekvencií a rovnakých amplitúd, fázovo posunuté o α.

Prítomnosť jediného lúča v trubici elektrónového lúča je významnou nevýhodou osciloskopu, ktorá vylučuje súčasné pozorovanie viacerých procesov na obrazovke, čo je eliminované použitím elektronického spínača.

Dvojkanálové elektronické spínače majú dva vstupy s jednou spoločnou svorkou a jeden výstup, ktorý sa pripája na vstup elektronického osciloskopu. Keď spínač funguje, jeho vstupy sú automaticky spojené jeden po druhom multivibrátor na vstup Y, v dôsledku čoho sú na obrazovke osciloskopu súčasne pozorované obe napäťové krivky privádzané na vstupy spínača. V závislosti od frekvencie spínania vstupov sa krivky zobrazujú na obrazovke ako prerušované alebo plné čiary. Na získanie požadovanej mierky kriviek sú na vstupoch spínačov inštalované rozdeľovače napätia.

Štvorkanálové elektronické spínače majú štyri dvojsvorkové vstupy s napäťovými deličmi a jeden výstup, ktorý sa pripája k Y vstupu elektronického osciloskopu, ktorý umožňuje súčasne vidieť štyri krivky na obrazovke. Elektronické spínače majú zvyčajne gombíky na posúvanie priebehov nahor a nadol na obrazovke osciloskopu, čo umožňuje ich umiestnenie podľa požiadaviek experimentu.

Súčasné pozorovanie niekoľkých kriviek je možné aj pomocou viaclúčových osciloskopov, kde má katódová trubica niekoľko elektródových systémov, ktoré vytvárajú a riadia lúče.

Elektronické osciloskopy umožňujú nielen pozorovať rôzne stacionárne periodické procesy na obrazovke, ale aj fotografovať oscilogramy rôznych rýchlych procesov.

V súčasnosti sa analógové osciloskopy nahrádzajú digitálnymi pamäťovými osciloskopmi, ktoré majú vážnejšie funkčné a metrologické možnosti.

Digitálne pamäťové osciloskopy sú pripojené k osobnému počítaču alebo notebooku cez paralelný port LPT alebo USB a využívajú možnosti počítača na zobrazenie elektrických signálov. Väčšina modelov nevyžaduje dodatočné napájanie.

Všetky štandardné funkcie osciloskopu sa vykonávajú pomocou špeciálnych programov, ktoré bežia na počítači, t.j.obrazovka počítača sa používa ako obrazovka osciloskopu. Tieto osciloskopy majú veľmi vysokú citlivosť a šírku pásma.

Ryža. 3. Pamäťový digitálny osciloskop ZET 302

Ryža. 4. Program na prácu s digitálnym osciloskopom

Pamäťový digitálny osciloskop je vlastne špeciálna príloha k počítaču, zaberá oveľa menej pracovného priestoru v porovnaní s analógovými modelmi, keďže funkcie spracovania a zobrazenia signálu sa prenášajú do bežného počítača. Činnosť digitálneho pamäťového osciloskopu je obmedzená len činnosťou počítača.

Všeobecné riadenie postupnosti činnosti uzlov digitálneho osciloskopu sa vykonáva mikroprocesorom. Funkčný diagram Digitálny osciloskop obsahuje množstvo komponentov špecifických pre počítač. Ide predovšetkým o mikroprocesor, digitálne riadiace obvody a pamäť.

Softvér digitálneho osciloskopu môže vykonávať mnoho funkcií, ktoré nie sú typické pre osciloskop so svetelným lúčom, ako je spriemerovanie signálu na jeho očistenie od šumu, rýchla Fourierova transformácia na získanie spektrogramov signálu a ďalšie.