Elektroniskie osciloskopi un to izmantošana

Elektroniskajos osciloskopos uz ekrāna var novērot dažādu elektrisko un impulsu procesu līknes, kuru frekvence mainās no dažiem herciem līdz desmitiem megahercu.

Elektroniskie osciloskopi var izmērīt dažādus elektriskos lielumus, iegūt pusvadītāju ierīču raksturlielumu saimi, magnētisko materiālu histerēzes cilpas, noteikt elektronisko ierīču parametrus, kā arī veikt daudzus citus pētījumus.

Elektroniskie osciloskopi ir savienoti ar maiņspriegumu 127 vai 220 V ar frekvenci 50 Hz, un daži no tiem papildus var tikt darbināti no 115 vai 220 V maiņstrāvas avota ar frekvenci 400 Hz, vai no pastāvīga 24 V sprieguma avota, kas ieslēgts, nospiežot pogu «NETWORK» (1. att.).

Rīsi. 1. Elektroniskā osciloskopa C1-72 priekšējais panelis

Pagriežot divas atbilstošās pogas, kas atrodas ierīces priekšējā paneļa apakšējā kreisajā daļā, varat regulēt spilgtumu un fokusu, lai ekrānā iegūtu nelielu mirdzošu plankumu ar asu kontūru, kuru nevar ilgstoši atstāt nekustīgu. , lai izvairītos no katodstaru lampas ekrāna bojājumiem.

Šo vietu var viegli pārvietot jebkurā ekrāna vietā, pagriežot pogas, pie kurām atrodas abpusējas bultiņas. Tomēr pirms osciloskopa pievienošanas barošanas avotam labāk ir sakārtot tā vadības ierīces tā, lai ekrāna punkta vietā uzreiz tiktu skenēta mirdzoša horizontāla līnija, kuras spilgtums, fokuss un atrašanās vieta ekrānā var regulēt atbilstoši eksperimenta prasībām, pagriežot atbilstošās pogas.

Pārbaudes spriegums (T) tiek piegādāts ar savienojuma kabeli "INPUT Y", kas nodrošina savu jaudu ieejas sprieguma dalītājam, ko kontrolē "AMP Y", un pēc tam vertikālā staru kūļa novirzes pastiprinātājam. Ja iepriekš uz ekrāna spīdēja fiksēts punkts, tad tagad uz tā parādīsies vertikāla josla, kuras garums ir tieši proporcionāls pētāmā sprieguma amplitūdai.

Ieslēdzot osciloskopā iebūvēto zāģa zoba sprieguma ģeneratoru, kas savienots ar elektronu stara cauruli caur horizontālu staru novirzes pastiprinātāju ar pastiprinājumu, kas regulēts, pagriežot slēdža pogu, kas atrodas ierīces priekšējā paneļa augšējā labajā stūrī, maina slaucīšanas ilgumu un nodrošina, ka ekrānā parādās izliekts attēls (T).

Gadījumā, ja pirms osciloskopa ieslēgšanas tā vadības ierīces tika iestatītas pozīcijās, kas nodrošina horizontālas tīrīšanas līnijas parādīšanos, pētāmā sprieguma padevi "INPUT Y" pavada tās pašas līknes parādīšanās ekrānā un tu (T). Pētītās sprieguma līknes nekustīgums tiek panākts, nospiežot vienu no sinhronizācijas bloka pogām un attiecīgi pagriežot pogas STABILITY un LEVEL. Caurspīdīga skala, kas pārklāj CRT ekrānu, atvieglo nepieciešamos vertikālos un horizontālos mērījumus.

Osciloskopa funkcionālā diagramma:

Lielākā daļa elektronisko osciloskopu ļauj vienlaikus pieslēgt divus pārbaudītus spriegumus attiecīgi Y un X ieejām, ja iepriekš nospiedāt pogu «INPUT X».

Ar diviem sinusoidāliem spriegumiem ar vienādām frekvencēm un amplitūdām, fāzes nobīdītas viena pret otru par a, ekrānā parādās Lissajous figūras (2. att.), kuru forma ir atkarīga no fāzes nobīdes α = arcsin B / A,

kur B ir Lissahous figūras un vertikālās asi krustošanās punkta ordināta; A ir Lissahous figūras augšējā punkta ordināta.

Rīsi. 2. Lisāgas figūras ar diviem sinusoidāliem spriegumiem ar vienādām frekvencēm un vienādām amplitūdām, fāzes nobīdes par α.

Viena stara klātbūtne elektronu stara caurulē ir būtisks osciloskopa trūkums, kas izslēdz vienlaicīgu vairāku procesu novērošanu ekrānā, kas tiek novērsts, izmantojot elektronisko slēdzi.

Divu kanālu elektroniskajiem slēdžiem ir divas ieejas ar vienu kopīgu termināli un vienu izeju, kas savienojas ar elektroniskā osciloskopa ieeju. Kad slēdzis darbojas, tā ieejas tiek automātiski pievienotas pa vienai multivibrators uz Y ieeju, kā rezultātā osciloskopa ekrānā vienlaikus tiek novērotas abas uz slēdža ieejām padotās sprieguma līknes. Atkarībā no ieeju pārslēgšanas frekvences līknes tiek parādītas ekrānā kā pārtrauktas vai nepārtrauktas līnijas. Lai iegūtu vēlamo līkņu mērogu, slēdžu ieejās tiek uzstādīti sprieguma dalītāji.

Četru kanālu elektroniskajiem slēdžiem ir četras divu skavu ieejas ar sprieguma dalītājiem un viena izeja, kas savienojas ar elektroniskā osciloskopa Y ieeju, kas ļauj vienlaikus redzēt četras līknes ekrānā. Elektroniskajiem slēdžiem parasti ir pogas, lai pārvietotu viļņu formas uz augšu un uz leju osciloskopa ekrānā, ļaujot tos novietot atbilstoši eksperimenta prasībām.

Vairāku līkņu vienlaicīga novērošana iespējama arī ar daudzstaru osciloskopiem, kur katodstaru lampā ir vairākas elektrodu sistēmas, kas rada un virza starus.

Elektroniskie osciloskopi ļauj ne tikai novērot dažādus stacionārus periodiskus procesus uz ekrāna, bet arī fotografēt dažādu ātru procesu oscilogrammas.

Mūsdienās analogos osciloskopus nomaina digitālie uzglabāšanas osciloskopi, kuriem ir nopietnākas funkcionālās un metroloģiskās iespējas.

Digitālās atmiņas osciloskopi ir savienoti ar personālo datoru vai klēpjdatoru, izmantojot paralēlu LPT vai USB portu, un izmanto datora iespējas, lai parādītu elektriskos signālus. Lielākajai daļai modeļu nav nepieciešama papildu jauda.

Visas osciloskopa standarta funkcijas tiek veiktas, izmantojot īpašas programmas, kas darbojas datorā, t.i.datora displejs tiek izmantots kā osciloskopa ekrāns. Šiem osciloskopiem ir ļoti augsta jutība un joslas platums.

Rīsi. 3. Uzglabāšanas digitālais osciloskops ZET 302

Rīsi. 4. Programma darbam ar digitālo osciloskopu

Uzglabāšanas digitālais osciloskops patiesībā ir īpašs pielikums datoram, tas aizņem daudz mazāk darba vietas salīdzinājumā ar analogajiem modeļiem, jo ​​signāla apstrādes un parādīšanas funkcijas tiek pārnestas uz parastu datoru. Digitālās atmiņas osciloskopa darbību ierobežo tikai datora darbība.

Digitālā osciloskopa mezglu darbības secības vispārējo kontroli veic mikroprocesors. Funkcionālā diagramma Digitālais osciloskops satur vairākus datoram raksturīgus komponentus. Tas galvenokārt ir mikroprocesors, digitālās vadības shēmas un atmiņa.

Digitālā osciloskopa programmatūra var veikt daudzas funkcijas, kas nav raksturīgas gaismas staru osciloskopam, piemēram, vidējā signāla noteikšana, lai to attīrītu no trokšņa, ātra Furjē transformācija, lai iegūtu signāla spektrogrammas un citas.