Принцип работы осциллографа | Детали и функции осциллографа

Хотите создать сайт? Найдите бесплатные темы и плагины WordPress. Осциллографы бывают разных производителей и уровней сложности. Две общие категории осциллографов включают те, которые используются для настольных приложений общего назначения, и более сложные (и дорогие) осциллографы лабораторного качества, рис. 1a и b. Портативный прицел показан на рисунке 1c. Рис. 1. (а) Осциллограф общего назначения; (б) осциллограф лабораторного качества; (c) портативный осциллограф (фотографии любезно предоставлены Tektronix, Inc.) На рисунке 2a показан осциллограф с «цифровой памятью» (DSO). В современном мире они используются довольно часто. Эти осциллографы имеют возможность сохранять формы сигналов в памяти для немедленного или более позднего поиска или отображения. Этот тип осциллографа делает возможными такие приложения, как сравнение форм сигналов в разное время или в разных местах, комплексный, долговременный и / или кратковременный анализ изменения сигнала, а также другие уникальные типы сравнения и анализа сигналов. Это анализ, который было бы трудно или невозможно выполнить с использованием стандартных аналоговых осциллографов реального времени (ART). Идентификатор «реального времени» просто указывает на то, что то, что вы видите на прицеле, происходит сейчас. Для хранения сигналов этот осциллограф «оцифровывает» аналоговые сигналы путем многократной дискретизации уровней сигнала на протяжении всей формы сигнала. Затем цифровые данные помещаются в память для извлечения в желаемое время. Другое поколение осциллографов, рекламируемых по крайней мере одним известным производителем осциллографов, - это осциллографы с возможностью «автоматических измерений», графическими интерфейсами, сохранением файлов изображений на дисках носителей, возможностью подключения к компьютерам и другими удивительными возможностями. Эти осциллографы рекламируются как имеющие возможность отображать, хранить и анализировать сложные сигналы в реальном времени с использованием трех измерений информации о сигнале: амплитуды, времени и распределения амплитуды во времени. Благодаря этим возможностям осциллографы этого типа выходят за рамки возможностей аналоговых осциллографов реального времени (ART) и цифровых запоминающих осциллографов (DSO). См. Рисунок 2b для примера этого типа осциллографа.  Многие современные цифровые осциллографы значительно упрощают измерение сложных сигналов, чем это было в старых аналоговых осциллографах. Кнопки на передней панели и экранные меню делают выбор автоматических измерений очень интуитивно понятным. Все измерения амплитуды, периода, времени нарастания или спада легко выполняются. Некоторые из этих современных осциллографов также могут выполнять некоторые математические операции для определения среднего и среднеквадратичного значений, а также вычислений рабочего цикла и т. Д. Автоматические измерения с помощью этих осциллографов отображаются в виде буквенно-цифровых отображений на экране, которые обычно более точны, чем вы могли бы выполнить, пытаясь интерпретировать значения с сетки осциллографа. Кроме того, многие современные осциллографы могут выдавать выходные данные, которые можно подключать к компьютерам и принтерам, что увеличивает их гибкость и полезность. Две общие особенности, которые являются общими практически для всех прицелов, включают следующее: Все прицелы имеют электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), на которой просматриваются визуальные дисплеи. Все осциллографы имеют элементы управления и соответствующие схемы, которые регулируют отображение, чтобы помочь вам анализировать параметры напряжения, времени, формы волны и частоты тестируемых сигналов. В некоторых случаях этими элементами управления манипулируют вручную; в других случаях они могут быть автоматизированы, в зависимости от типа используемого осциллографа. Рисунок 2: (a) Цифровой запоминающий осциллограф (DSO) (любезно предоставлен компанией B&K Precision); (b) «высокотехнологичный» осциллограф с цифровым люминофором (любезно предоставлен National Instruments). Детали и функции осциллографа. На Рисунке 3 показана упрощенная схема передней панели осциллографа. Обращайтесь к этому рисунку при чтении следующего списка и описаний различных задействованных элементов управления и связанных цепей. Ключевые части осциллографа, которые относятся к элементам управления, показанным на рисунке 3, следующие: электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), которая состоит из экрана, на котором просматриваются сигналы, и элементов внутри ЭЛТ, которые генерируют и управляют поток электронов, который ударяется о заднюю часть (внутреннюю часть) ЭЛТ-экрана, создавая освещение, которое вы видите на внешней стороне ЭЛТ-экрана. Только в информационных целях обратите внимание на упрощенную схему на рисунке 4, на которой показаны некоторые из этих элементов ЭЛТ. ПРИМЕЧАНИЕ. На данном этапе обучения вам не обязательно узнавать подробности об этих элементах.  Элементы управления яркостью и фокусировкой, которые позволяют пользователям регулировать яркость, размер, четкость и фокусировку пятна или следа на экране ЭЛТ, вызванного электронным лучом (см. Рисунок 3). Элементы управления положением (по вертикали и горизонтали), которые позволяют регулировать напряжения, управляющие положением кривой на экране ЭЛТ. На рисунке 4 вы можете увидеть «отклоняющие пластины» ЭЛТ, которые управляют положением и движением электронного луча, выходящего из противоположного конца трубки и падающего на заднюю часть экрана. Положение, в котором электронный луч падает на заднюю часть экрана ЭЛТ, регулируется электростатическим полем, создаваемым между пластинами из-за разницы потенциалов между ними. Реакции электронного луча на эти поля показаны на рисунке 5. Обратите внимание, что электронный луч притягивается к пластине (пластинам), имеющей положительный заряд, и отталкивается от любых отклоняющих пластин, имеющих отрицательный потенциал или заряд. Следовательно, положение, в котором электронный луч попадает на экран, можно регулировать с помощью напряжений, присутствующих на отклоняющих пластинах. Зная, что электронный луч отклоняется к пластинам с положительным отклонением и от пластин с отрицательным отклонением, вы можете понять элементы управления положением; просто сделайте соответствующие отклоняющие пластины более положительными или более отрицательными, в зависимости от того, в каком направлении вы хотите, чтобы электронный луч двигался по поверхности ЭЛТ. Рисунок 3: типичные элементы управления на двухканальном осциллографе (упрощенно) Рисунок 4: Элементы в типичной электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) Рисунок 5: Движение электронного луча, вызванное постоянным напряжением на отклоняющих пластинах. сигнал подается на различные отклоняющие пластины, как показано на рис. 6a, b и c. Элементы управления частотой горизонтальной развертки используются для управления скоростью линейного следа и частотой повторения горизонтального следа электронного луча на экране ЭЛТ. Пилообразная (или наклонная) форма волны, приложенная к горизонтальным отклоняющим пластинам, создает горизонтальный след на экране, рисунок 7. Напряжение, приложенное к горизонтальным пластинам, иногда называют горизонтальным «напряжением развертки», потому что напряжение заставляет электронный луч горизонтально перемещаться по экрану, создавая горизонтальный след или линию. Рисунок 6: Движение электронного луча, вызванное переменным напряжением на отклоняющих пластинах Рисунок 7: Линейный след, вызванный напряжением зуба пилы на горизонтальных (H) пластинах Электронный луч движется или движется с постоянной скоростью (линейной скоростью) по экрану слева направо, затем быстро возвращается или «летит назад» к своей начальной точке слева. В течение очень короткого времени обратного хода (или обратного хода) на систему подается сигнал гашения, так что экран осциллографа не будет отображать движение электронного луча по экрану (справа налево) в течение времени обратного хода. Поскольку электронный луч движется с постоянной скоростью по экрану в течение времени трассировки слева направо, была установлена ​​горизонтальная «временная база». Другими словами, мы знаем, сколько времени требуется лучу, чтобы переместиться из одной горизонтальной точки в другую на экране. Благодаря этому мы можем измерять время и вычислять частоты отображаемых форм сигналов, как вы увидите позже. Сколько раз за секунду луч проходит через экран, определяется частотой развертки (зубьев пилы) напряжения. Вы видите горизонтальную линию на экране, когда это происходит быстро. Этому есть две причины: (1) материал экрана ЭЛТ имеет стойкость, которая вызывает непрерывное излучение света с экрана в течение короткого времени после того, как электронный луч перестал попадать в эту область; и (2) сетчатка наших глаз также обладает стойкостью. Вот почему вы не видите мерцания между кадрами в фильмах или на телевидении. Элементы управления частотой развертки - переменная времени по горизонтали «VAR» и сек / дел по горизонтали (секунды на деление) - регулируют частоту схемы развертки по горизонтали в осциллографе. Это контролирует количество раз в секунду, когда луч прослеживается по горизонтали на экране ЭЛТ. Регулятор (-ы) горизонтальной частоты позволяет нам просматривать сигналы разных частот. Накопив эту информацию, давайте теперь посмотрим, как электронный луч далее регулируется, усиливается или ослабляется для обеспечения содержательного отображения на экране ЭЛТ. Вертикальный разрез - это место, где сигналы, которые необходимо проанализировать, вводятся в осциллограф, усиливаются или ослабляются, если это необходимо для правильного просмотра. Ключевыми элементами в этом разделе являются вертикальные входные разъемы (иногда называемые входными разъемами Y), а также вертикальный аттенюатор и вертикальный усилитель с соответствующими элементами управления. Когда осциллограф представляет собой осциллограф с одним следом, имеется только одно вертикальное входное гнездо. Когда задействован двойной осциллограф, есть два вертикальных входных гнезда. (См. Главу 1 и главу 2 Входные гнезда V на рисунке 3.) Схема вертикального аттенюатора и усилителя, а также соответствующие элементы управления позволяют уменьшать или увеличивать амплитуду сигналов, которые поступают на осциллограф через вертикальное входное гнездо. (s). Снова просмотрите Рисунок 3 и обратите внимание на откалиброванные вертикальные вольты / деления и переменные элементы управления, которые используются для регулировки вертикальной чувствительности осциллографов, что обеспечивает контроль уровня сигнала. Использование этих элементов управления позволяет настраивать большее или меньшее вертикальное отклонение кривой ЭЛТ с заданной вертикальной амплитудой входного сигнала. Горизонтальная секция позволяет контролировать напряжения и сигналы, подаваемые на горизонтальные отклоняющие пластины. Мы кратко обсудили некоторые важные элементы и средства управления горизонтальным отклонением. Один из этих элементов управления регулирует частоту внутренне генерируемого сигнала горизонтальной развертки. Другие возможные элементы, относящиеся к горизонтальной трассе, могут включать в себя регулятор усиления по горизонтали, который изменяет длину горизонтальной линии трассы, и разъем (часто обозначаемый как вход «Ext X»), который позволяет вводить сигнал от внешнего источника в систему горизонтального отклонения. вместо использования внутреннего генерируемого сигнала развертки. Элементы управления синхронизацией используются для синхронизации сигнала, который вы хотите наблюдать, с горизонтальной кривой; таким образом, форма волны кажется стационарной (при условии, что сигнал имеет периодическую форму волны). Эффект очень похож на стробоскоп, который обеспечивает «стоп-действие», например, во время движения автомобиля. Кроме того, вы, вероятно, заметили, что вращающиеся лопасти вентилятора могут казаться неподвижными, если светящий на них свет мигает с соответствующей частотой. Нет необходимости вдаваться в подробности схемы, но достаточно сказать, что запуск или «запуск» следа (горизонтальная развертка слева направо) электронного луча в надлежащее время по отношению к наблюдаемому сигналу на осциллографе (сигнал подается на пластины вертикального отклонения) отображается стабильная форма волны. К элементам управления и разъемам, связанным с этим процессом синхронизации, относятся следующие: Переключатель источника триггера включает элементы управления «Удержание триггера и уровень», которые помогают установить соответствующий уровень сигнала запуска, чтобы он работал наилучшим образом. (Снова посмотрите на Рисунок 3, чтобы увидеть эти элементы управления.) Практические примечания Внимание! Одна вещь, которую вы должны усвоить при работе с прицелом, заключается в том, что оставлять яркое пятно в одном месте на ЭЛТ - нехорошо. Материал экрана ЭЛТ может быть сожжен или поврежден, если это произойдет в течение длительного времени. Никогда не допускайте, чтобы след был достаточно ярким, чтобы вызвать эффект «ореола» на экране. Нашли апк для андроид?

Оставить сообщение 

Список сообщений