Назначение функциональных узлов

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 13Следующая ⇒

На сегодняшний день существует большое число различных по конструкции и назначению осциллографов. По-разному выглядят их лицевые панели (панели управления), несколько отличаются названия ручек управления и переключатели. Но в любом осциллографе существует минимально необходимый набор узлов, без которых он не может работать. Рассмотрим кратко функциональное назначение основных узлов осциллографа, приведенных на его структурной схеме (см. рис. 1).

Входной сигнал подается по коаксиальному кабелю (рабочая центральная жила окружена экранной оплеткой) через входное гнездо “ Вход Y ” на переключатель S1. С помощью этого переключателя можно подавать на усилитель либо полный электрический сигнал, содержащий и постоянную, и переменную составляющие (в верхнем положении по схеме на рис. 1, называемом “ Открытый вход ”), либо только переменную его составляющую, проходящую через разделительный конденсатор С (в нижнем положении переключателя S1, называемом “ Закрытый вход ”).. Такое решение позволяет исследовать, например, пульсации напряжения на выходе сетевых источников постоянного тока.

Канал Y (вертикального отклонения) состоит из входного делителя напряжения ( ВДН ) – аттенюатора и двух усилителей: предварительного ПУ-Y и оконечного УВО.

ВДН (обозначен чёрной точкой на схеме) позволяет выбирать нужную высоту рассматриваемого изображения на экране в зависимости от амплитуды исследуемых колебаний. На лицевой панели этот переключатель называется “ Усиление ”. С помощью переключателя ВДН амплитуду сигнала можно ступенчато уменьшить в сотни раз для выбора величины сигнала, удобной для наблюдения и исследования на экране. Около переключателя стоят надписи цены деления сетки на экране по вертикали в единицах “ вольт / деление ”(например, цифра 5 означает, что одно деление шкалы по вертикали соответствует 5 вольтам). Обычно со ступенчатым переключателем сблокирован регулятор плавного изменения уровня сигнала, а значит и размаха по вертикали изображения на экране.

На вход ВДН в одном из положений переключателя “ Усиление ” подается также переменное эталонное напряжение от калибратора амплитуды ( КА ), предназначенного для калибровки чувствительности канала Y. В случае не соответствия амплитуды наблюдаемого сигнала требуемому значению, её восстанавливают специальным подстроечным потенциометром.

Усилитель ПУ-Y осуществляет предварительное усиление сигнала и согласование его со следующими каскадами. В частности, с выхода ПУ-Y сигнал поступает на схему синхронизации ( СС ) для запуска генератора горизонтальной развертки через переключатель S2 в положении “внутренняя”.

Искусственная линия задержки ( ИЛЗ ) предназначена для некоторой задержки появления исследуемого сигнала на пластинах Y, чтобы запускаемая от ПУ-Y горизонтальная развертка началась чуть раньше. Это позволяет наблюдать на экране осциллографа важное для исследователя начало процесса, например, крутой фронт импульса, который при отсутствии ИЛЗ был бы потерян.

УВО – оконечный усилитель вертикально отклонения формирует сигнал, достаточный для получения размаха луча в пределах всей шкалы по вертикали. Этот усилитель имеет на лицевой панели прибора регулятор смещения луча, а значит, и изображения, по вертикали (обозначен черной точкой на схеме).

Канал Х (горизонтального отклонения) состоит из схемы синхронизации ( СС ), генератора развертки ( ГР ), схемы гашения обратного хода луча ( СГОХЛ ) и оконечного усилителя горизонтального отклонения ( УГО ).

Схема синхронизации ( СС ). Если между генератором развертки и сигналом нет никакой связи, то начинаться развертка и появляться сигнал будут в разное время, изображение сигнала на экране осциллографа будет перемещаться либо в одну, либо в другую сторону - в зависимости от разности частот сигнала и развертки. Чтобы остановить изображение нужно “засинхронизировать” генератор т.е. обеспечить такой режим работы ГР , при котором начало развертки будет совпадать с началом появления периодического сигнала (например, синусоидального). Схема синхронизации вырабатывает прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, независимо от величины и формы приходящего на вход сигнала. Благодаря этому достигается устойчивый запуск генератора развертки, вырабатывающего пилообразное напряжение.

Синхронизировать ГР можно как от внутреннего сигнала, который берется с выхода ПУ-Y канала Y, так и от внешнего, подаваемого на гнезда “ Вxод синxр . ”. Выбирают тот или иной режим переключателем S2 – “ Внутр . ”/ “ Внешн. ” синхронизация (на рис.1 переключатель находится в положении “ Внутр” синхронизация).

На лицевую панель осциллографа в секции “Синхронизация” (обозначена точкой возле блока СС на рис. 5) выведены регуляторы данной схемы “ Уровень ” и “ Стабильность ”.

Генератор развертки (ГР) создает пилообразное напряжение, частоту которого можно изменять (обозначено точкой на схеме) для получения нужного числа наблюдаемых на экране колебаний исследуемого сигнала. Переключатели грубой (ступенчатой) и плавной настроек на нужную частоту чаще всего объединяют в единый регулятор. На лицевой панели осциллографа он называется “ Длительность ” (или “ Частота ” в зависимости от типа осциллографа).

Диапазон частот генератора весьма широк – от единиц герц до единиц мегагерц. Около переключателя диапазонов проставлены значения цены деления масштабной сетки экрана по горизонтали в единицах “ время/деление ”, правила использования которых будут рассмотрены в разделе 2.3 (стр. 20).

С выхода ГР также снимается сигнал, поступающий в схему гашения обратного хода луча ( СГОХЛ ) для запрещения его подсветки.

Кроме переключателя и плавного регулятора длительности развертки у ГР есть еще один переключатель - переключатель режима работы развертки. Он также выведен на переднюю панель осциллографа (на схеме он не указан). Генератор разверток может работать в двух режимах: в непрерывном – постоянно генерирует пилообразное напряжение заданной длительности, и в ждущем режиме – “ ожидает ” прихода входного сигнала, и с его появлением запускается. Этот режим бы вает необходим при исследовании сигналов, появляющихся случайно, либо при исследовании параметров импульса, когда его передний фронт должен быть в начале развертки. В непрерывном режиме работы случайный сигнал может появиться в любом месте развертки, что усложняет его наблюдение. Удобства ждущего режима вы сможете оценить во время измерений параметров импульсных сигналов.

Усилитель канала горизонтального отклонения ( УГО ) необходим для получения такой амплитуды пилообразного напряжения, при которой электронный луч отклоняется на весь экран по горизонтали. В усилителе расположены регулятор длины линии развертки (иначе говоря, регулятор амплитуды выходного пилообразного напряжения U _Р“ Усиление X “), который обычно выводится на вспомогательную (боковую) панель, и регулятор смещения линии развертки по горизонтали (обозначен точкой возле блока УГО на схеме).

В осциллографах предусматривается возможность управления отклонением луча по оси Х внешним напряжением, подаваемым на гнездо “ Вход Х ”. При этом УГО отключается от схемы генератора развертки и подключается к гнезду “ Вход Х ” при помощи переключателя S3. Теперь горизонтальная линия развертки будет получаться только при подаче сигнала на указанные гнезда. Такой режим работы осциллографа бывает нужен, например, при исследовании частотных и фазовых соотношений гармонических колебаний так называемым методом фигур Лиссажу [12], когда одни колебания подают на вход Y осциллографа, а другие – на вход X.

В осциллографах также имеются гнезда “ Вход пластин Y ” и “ Вход пластин X ”, позволяющие подавать внешнее напряжение непосредственно на пластины ЭЛТ.

Блок питания ( БП ) обеспечивает энергией работу всех узлов электронного осциллографа. На вход блока питания поступает переменное напряжение, как правило, величиной 220 В. В нем оно преобразуется в напряжения разной величины: переменное 6, 3 В для питания нити накала электронно-лучевой трубки, постоянное напряжение 12…24 В для питания усилителей и генератора, если они полупроводниковые (или 250 В если ламповые), около 150 В для питания оконечных усилителей горизонтального и вертикального отклонения луча, несколько сотен вольт для фокусировки электронного луча и несколько тысяч вольт для ускорения электронного пучка.

Из блока питания кроме выключателя питания S4, выведены на переднюю панель осциллографа регуляторы: “ Фокус ” и “ Яркость ”. При вращении этих ручек изменяются напряжения, подаваемые на первый анод и модулятор. При изменении напряжения на первом аноде, меняется конфигурация электростатического поля, что приводит к изменению ширины электронного луча, т.е. к его фокусировке. При изменении напряжения на модуляторе изменяется ток электронного луча (изменяется кинетическая энергия электронов), что приводит к изменению яркости свечения люминофора экрана.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒