Генератор развертки осциллографа: А) Генератор развертки

Содержание

А) Генератор развертки

Генератор развертки служит для получения на экране трубки развернутого во времени изображения сигнала, поданного на вертикально отклоняющие пластины.

Если подать переменное напряжение на пластины Y, электронный луч будет отклоняться только в вертикальном направлении, прочерчивая на экране вертикальную линию. Для изучения повторяющихся процессов и получения временной диаграммы необходимо заставить луч равномерно перемещаться вдоль оси X от левого края экрана до правого, а затем быстро возвращаться в исходное положение. В соответствии с этим развертывающее напряжение, подаваемое на пластины X, должно равномерно (и достаточно медленно) нарастать во времени, а затем очень резко падать до первоначального значения.

Поэтому на горизонтально отклоняющие пластины подают периодическое напряжение, изменяющееся так, что луч смещается слева направо пропорционально времени, а, дойдя до правого края экрана, быстро возвращается назад, после чего процесс повторяется.

Напряжение такой формы(рисунок 9) называется пилообразным и вырабатывается генератором развертки. Для улучшения линейности пилообразное

напряжение делают симметричным относительно нуля, так чтобы при включенной развертке луч находился в центре экрана.

Рисунок 9 График U_x от t пилообразного напряжения

Время t₁ нарастания пилообразного напряжения называется временем прямого хода, время спадания напряжения называется временем обратного хода (t₂). Обратный ход должен быть очень кратковременным (в идеале t₂=0). Период развертки . Подадим на вертикально отклоняющие пластины переменное напряжение U_y с периодом T_c:

, (3)

а на горизонтально отклоняющие пластины – напряжение развертки с периодом Т_р. Очевидно, траектория луча на экране будет представлять собой синусоиду и при равенстве периодов исследуемого сигнала Т

с и развертки Т_р(рисунок 10) на экране получится один период колебаний.

Через время Т_р луч вернется в крайнее левое положение и снова начнет вычерчивать синусоиду, которая точно ляжет на первую, и на экране возникнет неподвижная осциллограмма.

Если уменьшить частоту развертки вдвое, то за увеличенное время развертки луч успеет совершить два полных колебания в вертикальном направлении (рисунок 10).

И вообще, если (n – целое число), осциллограмма будет представлять собой кривую из n периодов исследуемого напряжения. Если Т_р не является целым кратным Т_с, то электронный луч будет начинать движение слева направо каждый раз в различных фазах, и создается иллюзия бегущей осциллограммы

Генератор развертки вырабатывает пилообразное напряжение развёртки, которое осуществляет горизонтальную развёртку ЭЛТ, а также сигналы управления яркостью ЭЛТ. Пилообразное напряжение усиливается до необходимой величины усилителем горизонтального отклонения и поступает на горизонтально-отклоняющие пластины ЭЛТ.

Вход усилителя горизонтального отклонения может быть переключен на гнездо «Вход Х» при помощи переключателя 3 – S (разв./Вх.Х).

Схема генератора развёртки содержит: триггер управления разверткой, генератор пилообразного, генератор пилообразного напряжения, схему возвращения в исходное состояние.

Триггер управления разверткой предназначен для управления работой генератора пилообразного напряжения. Он представляет собой сочетание триггера Шмидта на микросхеме V15 и усилителя на транзисторе V17.

Генератор – развертка – осциллограф

Cтраница 3

На вход канала горизонтального отклонения ( канал X) подают напряжение от звукового генератора. Генератор развертки осциллографа необходимо отключить. [31]

К определению кратности частот при синусоидальной развертке.| К определению кратности частот при круговой развертке.

[32]

При синусоидальной развертке напояжение неизвестной частоты подается на вход вертикального отклонения, а напряжение образцовой частоты – на вход горизонтального отклонения. Генератор развертки осциллографа выключается. Если она имеет вид прямой, эллипса или окружности, то частоты равны: / х / обр – Если неподвижная осциллограмма получается более сложной формы, то это свидетельствует о кратности неизвестной и образцовой частот, которую нужно определить следующим образом. [33]

К измерению коэффициента модуляции осциллографическим методом. [34]

При синусоидальной развертке на вход Y подают высокочастотный модулированный сигнал, а на вход X – модулирующее напряжение. Генератор развертки осциллографа выключают. [35]

Функциональная схема импульсной установки для измерения затухания ультразвука.

[36]

Генератор развертки осциллографа используется в этой установке и в качестве хрониза-тора. [37]

Частотный масштаб по оси времени dQ / dt l / 2a обусловлен дисперсией линии задержки.

Генератор развертки осциллографа работает в ждущем режиме и. [38]

В – гнезда Х5, Х6 помещают – используемый – для градуировки резистор сопротивлением 50 Ом. Поскольку генератор развертки осциллографа отключен, то на экране вместо горизонтальной линии развертки будет вертикальная. Момент баланса моста определяют по резкому уменьшению длины линии при вращении ручки резистора R1 моста. Для более точной балансировки усиление увеличивают. Далее в те же гнезда устанавливают следующий резистор в – порядке возрастания значений, например 75 Ом, и повторяют с ним процесс градуировки. [39]

Первое устройство, вырабатывая отметки времени, позволяет измерять длительность импульсов, а второе представляет собой стабилизатор напряжения и дает возможность определять амплитуду импульсов. Кроме того, генератор развертки осциллографа типа

С1 – 5 наряду с непрерывной разверткой имеет также ждущую развертку. Ждущая развертка используется при исследовании периодических импульсов с большой скважностью и особенно однократных импульсов. Название генератор ждущей развертки объясняется тем, что генератор запускается исследуемым импульсом и, совершив один ход, ожидает следующего импульса. [40]

Для согласования во времени импульсов генератора развертки осциллографа с исследуемым напряжением применяется внешняя синхронизация. Синхронизация состоит в том, что исследуемый сигнал воздействует на генератор развертки, вызывает разряд конденсатора и возвращает электронный луч в исходное положение. Таким образом, нарастание напряжения на конденсаторе и рабочий ход луча начинаются одновременно с появлением сигнала на входе осциллографа. В этом случае стабильность частоты повторения импульсов генератора пилообразного напряжения определяется стабильностью частоты исследуемого сигнала.

[41]

Точность измерения в этом случае зависит от точности генератора временных меток и количества различимых временных интервалов в измеряемом временном промежутке. При этом совершенно исключаются погрешности из-за параллакса и нелинейности генератора развертки осциллографа. [42]

Чтобы избежать применения сложных коммутирующих устройств, применяют специальные схемы. В качестве практического примера на рис. 4 – 13 приведена схема генератора развертки осциллографа Cossor 10Э5МК, использующего транзитрон Миллера. [43]

Схема соединения прибора ЭК-1 с осциллографом ЭО-5 и источниками исследуемых напряжений приведена на фиг. При наблюдении одновременно двух процессов частоты исследуемых процессов должны быть кратны частоте генератора развертки осциллографа. [44]

Электронный осциллограф предназначен для экспериментального определения периода релаксационных электрических колебаний. Для этого на одну пару пластин ( X) подается пилообразное напряжение от

генератора развертки осциллографа, а па другую пару пластин ( У) – исследуемое напряжение.

[45]

Страницы: 1 2 3 4

Осциллографы (CRO) | Electronics Club

Осциллографы (CRO) | Клуб электроники

Следующая страница: Источники питания

См. также: Переменный, постоянный ток и электрические сигналы

Осциллограф — это контрольно-измерительный прибор, который позволяет вам смотреть на «форму» электрических сигналов, отображая на экране график зависимости напряжения от времени. Это как вольтметр с ценной дополнительной функцией, показывающей, как напряжение меняется во времени. Масштабная сетка с шагом 1 см позволяет измерять напряжение и время от экран.

График, обычно называемый трассировкой , рисуется пучком электронов, ударяющим о фосфорное покрытие экрана, заставляющее его излучать свет, обычно зеленый или синий. Это похоже на то, как создается телевизионное изображение.

Осциллографы содержат вакуумную трубку с катодом (отрицательный электрод) на одном конец для испускания электронов и анод (положительный электрод) для их ускорения. они быстро движутся по трубе к экрану. Такое устройство называется электронной пушкой. Трубка также содержит электроды для отклонения электронного луча вверх/вниз и влево/вправо.

Электроны называются катодными лучами, потому что они испускаются катодом, и это дает осциллографу его полное название электронно-лучевой осциллограф

или CRO.

Осциллограф с двумя кривыми может отображать на экране две кривые, что позволяет легко сравните вход и выход усилителя например. Стоит заплатить скромную дополнительные расходы, чтобы иметь это средство.

Меры предосторожности

С осциллографом следует обращаться осторожно, чтобы защитить его хрупкую (и дорогую) вакуумную трубку.
Осциллографы используют высокие напряжения для создания электронного луча, и они остаются в течение некоторого времени. после выключения – для вашей же безопасности не пытайтесь исследовать внутреннюю часть осциллографа!

Символ цепи осциллографа

Осциллограф
Фотография © Rapid Electronics

Rapid Electronics: Осциллографы

Настройка осциллографа

Осциллографы представляют собой сложные приборы с большим количеством элементов управления, и их настройка требует осторожности. вверх и успешно пользуйтесь. Довольно легко «потерять» след с экрана, если элементы управления установлены неправильно!

На рисунке показано, что вы должны увидеть после настройки, когда входной сигнал не подключен. Существуют некоторые различия в расположении и маркировке многих элементов управления, поэтому Инструкции, возможно, потребуется адаптировать для вашего инструмента.

Включите осциллограф для прогрева (минута-две).
На этом этапе следует подключить входной провод , а не .
Установите переключатель AC/GND/DC (входом Y) в положение DC 9.0012 .
Установите переключатель SWP/X-Y в положение SWP (развертка).
Установить уровень триггера на АВТО .
Установите Источник триггера на INT (внутренний, вход y).
Установите Y AMPLIFIER на 5V/cm (умеренное значение).
Установите TIMEBASE на 10 мс/см (умеренная скорость).
Поверните временную базу VARIABLE управления на 1 или CAL .
Настройте Y SHIFT (вверх/вниз) и X SHIFT (влево/вправо), чтобы получить линию по середине экрана , как показано на рисунке.
Отрегулируйте INTENSITY (яркость) и FOCUS , чтобы получить яркий и четкий след.
Теперь осциллограф готов к работе! Подключение входного провода описано в следующем разделе.

Дополнительная информация по элементам управления: Timebase | Y-усилитель | AC/GND/DC

Подключение осциллографа

Провод Y INPUT к осциллографу должен быть коаксиальным проводом , и на схеме показан его строительство. Центральный провод несет сигнал, а экран подключен к земле (0 В). для защиты сигнала от электрических помех (обычно называемых шумом).

Конструкция коаксиального провода

Большинство осциллографов имеют разъем BNC для входа y, а провод подключается к a нажимно-поворотный механизм , чтобы отсоединить нужно покрутить и потянуть. Осциллографы, используемые в школах, могут иметь красные и черные гнезда 4 мм, чтобы обычные, неэкранированные, при необходимости можно использовать штекерные провода 4 мм.

Профессионалы используют специально разработанный комплект проводов и датчиков для достижения наилучших результатов при работе с высокой частотой. сигналов и при проверке высокоомных цепей, но это не существенно для более простых работают на звуковых частотах (до 20 кГц).

Осциллограф подключается как вольтметр, но вы должны знать, что экранное (черное) соединение входного провода подключается к заземлению сети на осциллографе. это значит должен быть подключен к земле или 0 В на тестируемой цепи.

Провод осциллографа и набор щупов
Фотография © Rapid Electronics

Получение четкой и стабильной трассировки

Если вы впервые используете осциллограф, лучше всего начать с простого сигнала, такого как выходной сигнал. от блока питания переменного тока, установленного примерно на 4 В. На рисунке показана кривая, которую вы должны увидеть после правильной настройки элементов управления.

После подключения осциллографа к цепи, которую вы хотите проверить, вам потребуется установить элементы управления для получения четкого и стабильного следа на экране:

Регулятор Y AMPLIFIER (VOLTS/CM) определяет высоту кривой. Выберите параметр, чтобы кривая занимала не менее половины высоты экрана, но не исчезала за его пределами.
Элемент управления TIMEBASE (TIME/CM) определяет скорость, с которой точка перемещается через экран. Выберите настройку, чтобы кривая отображала хотя бы один цикл сигнала на экране. Обратите внимание, что устойчивый входной сигнал постоянного тока дает горизонтальную линию, для которой настройка временной развертки не имеет решающего значения.
Регулятор TRIGGER обычно лучше оставить в положении AUTO.

Дополнительная информация по элементам управления: Timebase | Y-усилитель | AC/GND/DC

Измерение напряжения и периода времени

Кривая на экране осциллографа представляет собой график зависимости напряжения от времени . Форма этого графика определяется характером входного сигнала.

В дополнение к свойствам, отмеченным на графике, есть частота это число циклов в секунду.

На диаграмме показана синусоида , но свойства применимы к любому сигналу с постоянно повторяющейся формой.

Амплитуда — максимальное напряжение, достигаемое сигналом. Измеряется в вольт , вольт.
Пиковое напряжение — другое название амплитуды.
Пиковое напряжение равно удвоенному пиковому напряжению (амплитуда). При чтении осциллограммы обычно измеряют пиковое напряжение.
Период времени — это время, за которое сигнал завершает один цикл. Он измеряется в секундах (с) , но периоды времени, как правило, короткие, поэтому часто используются миллисекунды (мс) и микросекунды (мкс).
1 мс = 0,001 с и 1 мкс = 0,000001 с.
Частота — количество циклов в секунду. Измеряется в герц (Гц) , но частоты имеют тенденцию быть высокими, поэтому часто используются килогерцы (кГц) и мегагерцы (МГц).
1 кГц = 1000 Гц и 1 МГц = 1000000 Гц.

Частота и период времени

Частота и период времени обратны друг другу:

частота =	1
	период времени

период времени =	1
	частота

Y УСИЛИТЕЛЬ: 2 В/см
БАЗА ВРЕМЕНИ: 5 мс/см
Каждый квадрат сетки равен 1 см

Некоторые недорогие осциллографы имеют маленькие экраны, где линии сетки расположены на расстоянии менее 1 см друг от друга. На этих приборах элементы управления будут помечены «/div» (на деление) вместо «/cm».

Напряжение

Напряжение отображается на вертикальной оси Y , а масштаб определяется регулятором Y AMPLIFIER (VOLTS/CM). Обычно измеряется пиковое напряжение , потому что оно может быть правильно считано, даже если положение 0В неизвестно. Амплитуда составляет половину пикового напряжения.

Напряжение = расстояние в см × вольт/см

Для приведенного выше примера кривой:

пиковое напряжение = 4,2 см × 2 В/см = 8,4 В
амплитуда (пиковое напряжение) = ½ × пиковое напряжение = 4,2 В. (обычно в середине экрана). Переместите переключатель AC/GND/DC в положение GND (0 В) и используйте Y-SHIFT (вверх/вниз), чтобы отрегулировать положение следа, если это необходимо. После этого переключитесь обратно на постоянный ток, чтобы снова увидеть сигнал.

Период времени

Время отображается на горизонтальной оси X , а масштаб определяется регулятором TIMEBASE (TIME/CM). Период времени (часто называемый просто периодом ) — это время одного цикла сигнала. Частота — это количество циклов в секунду, частота = ¹ / _{период времени} .

Убедитесь, что элемент управления переменной временной развертки установлен на 1 или CAL (откалибровано), прежде чем пытаться снять показания времени.

Время = расстояние в см × время/см

Для приведенного выше примера трассировки:

период времени = 4,0 см × 5 мс/см = 20 мс
частота = ¹ / _{период времени} = ¹ / _{20 мс} = 50 Гц

База времени (время/см) и элементы управления триггером

Осциллограф проводит электронным лучом по экрану слева направо с постоянной скорость, установленная регулятором TIMEBASE. Каждая настройка помечена временем, которое требуется точке. сдвиньте 1 см, фактически он устанавливает масштаб по оси X. Регулятор временной развертки может быть помечен как TIME/CM.

При медленных настройках временной развертки (например, 50 мс/см) вы можете увидеть точку, движущуюся по экрану, как на верхнем рисунке.

При быстрой настройке временной развертки (например, 1 мс/см) точка движется так быстро, что кажется линией, как на нижнем рисунке.

Регулятор VARIABLE timebase можно повернуть для точной настройки скорости, но его нужно оставить в положении с меткой 1 или CAL (откалибровано), если вы хотите снимать показания времени с кривой, нарисованной на экране.

Элементы управления TRIGGER используются для поддержания устойчивой кривой на экране. Если они при неправильной настройке вы можете увидеть смещающуюся в сторону кривую, сбивающие с толку «каракули» на экране, или вообще никаких следов. Триггер поддерживает устойчивую трассировку, запуская движение точки поперек экран, когда входной сигнал каждый раз достигает одной и той же точки в своем цикле.

Для непосредственного использования лучше всего оставить уровень срабатывания установленным на АВТО, но если у вас есть трудно получить устойчивую трассу, попробуйте отрегулировать этот регулятор, чтобы установить уровень вручную.

Усилитель Y (вольт/см) управление

Осциллограф перемещает кривую вверх и вниз пропорционально напряжению на входе Y и настройки регулятора Y AMPLIFIER. Этот элемент управления устанавливает напряжение, представленное каждым сантиметр (см) на экране, фактически он устанавливает шкалу по оси Y. Положительные напряжения заставляют трассу двигаться вверх, отрицательные напряжения заставляют ее двигаться вниз.

На рисунке показан переменный сигнал постоянного тока, который всегда положителен.

Регулятор усилителя y может быть помечен как Y-GAIN или VOLTS/CM.

Входное напряжение, перемещающее точку вверх и вниз одновременно с перемещением точки по Экран означает, что кривая на экране представляет собой график напряжения (ось Y) в зависимости от время (ось x) для входного сигнала.

Переключатель AC/GND/DC

Нормальная установка для этого переключателя DC для всех сигналов, включая сигналы переменного тока!

Переключение на GND (земля) подключает вход y к 0В и позволяет быстро проверьте положение 0V на экране. Обычно это половина высоты, как показано на рисунке. Нет необходимости отсоединять входной провод, пока вы переводите переключатель в положение GND, потому что вход отключается внутри.

Переключение на AC вставляет конденсатор последовательно с входом для блокировки любой сигнал постоянного тока присутствует и передает только сигналы переменного тока . Это используется для проверки сигналов показывает небольшое отклонение от одного постоянного значения, например пульсацию на выходе бесперебойного питания постоянным током. Уменьшение VOLTS/CM, чтобы увидеть более подробную информацию о пульсациях, нормально сними след с экрана! Настройка AC удаляет константу (DC) часть сигнала, что позволяет просматривать только изменяющуюся (AC) часть, которую теперь можно исследовал более внимательно, уменьшив ВОЛЬТ/СМ. Это показано на диаграммах ниже:

Отображение пульсирующего сигнала с помощью переключателя переменного тока

1. Переключатель в обычном положении постоянного тока.

Пульсации плохо видны, но если уменьшить Вольт/см, чтобы попытаться увеличить пульсацию, след исчезнет с экрана.

2. Переключатель переведен в положение AC.

Постоянная (постоянная) часть сигнала удалена, оставлена только пульсирующая (переменная) часть.

3. Вольты/см уменьшены для увеличения пульсаций.

Теперь пульсацию можно рассмотреть более внимательно.

Следующая страница: Блоки питания | Исследование

Рапид Электроникс любезно разрешили мне использовать их изображения на этом сайте, и я очень благодарен за их поддержку. У них есть широкий ассортимент компонентов, инструментов и материалов для электроники, и я рад рекомендую их как поставщика.

«Точность временной развертки» и «Погрешность по вертикали по постоянному току» осциллографов InfiniiVision 2000 серии X

«Точность временной развертки» и «Погрешность по вертикали по постоянному току» осциллографов InfiniiVision 2000 серии X — Центр знаний технической поддержки Открыть
Этот контент не может отображаться без JavaScript.
Включите JavaScript и перезагрузите страницу.

Начало загрузки..
сохранить Сохранить
Практические руководства по эксплуатации
Краткий обзор
Объяснение и пример расчета «Точность временной развертки» и «Погрешность вертикальной развертки по постоянному току» осциллографов InfiniiVision 2000 серии X
Описание
«Точность базы времени»
на странице 16 листа данных Infiniivision 2000 X. дисплей, напр. если вы установили 1 мВ/дел, вам нужно рассчитать с 8 делами: 8 x 1 мВ = 8 мВ. Это значение не зависит от смещения.
Объяснение:
Спецификация «Точность временной развертки» для серии 2000 X является мерой точности генератора, которая зависит от свойств материала синхронизирующего кристалла. Спецификация написана вокруг спецификации производителя генератора. Используется единица измерения частей на миллион, а такая спецификация, как 25 частей на миллион, указывает, что на каждые 1 000 000 тактов часы могут отставать не более чем на 25 тактов. Генератор для серии 2000 X представляет собой генератор с частотой 10 МГц.
Если вы беспокоитесь о точности измерений, вам следует использовать правильную характеристику:
«∆ Точность времени (с использованием курсоров)» = ± (погрешность временной развертки x показания измерения) ± (0,0016 x ширина экрана) ± 100 пс .”
ПРИМЕЧАНИЕ: 100 пс имеют значение при измерениях очень узких импульсов.
Пример: без учета ± 5 частей на миллион/год погрешности временной развертки
Измерение с использованием курсоров = 3 мс
Настройка t/дел = 1 мс/дел
∆ Точность времени (с использованием курсоров) = ± (25ppm x 3 мс) ± (0,0016 x 10 x 1 мс) ± 100 пс
= ± (25ppm x 3 мс) ± (0,0016 x 10 x 1 мс) ± 100 пс
= ± 75 нс ± 16 мкс ± 100 пс таблица и формулы ниже:
Объяснение:

Суммарная погрешность по вертикали (погрешность по вертикали по постоянному току) складывается из погрешности коэффициента усиления сигнала/усилителя в осциллографе (точность погрешности по вертикали по постоянному току) + погрешность по вертикали + 0,25% от всей шкалы:
Вертикальная погрешность по постоянному току = ± [Погрешность усиления по постоянному току + Точность вертикального смещения по постоянному току + 0,25 % полной шкалы]
Пример 1 (без смещения, смещение = 0):
Смещение = 0
Настройки 500 мВ/дел.