Пилообразное напряжение в осциллографе

Пилообразное напряжение в осциллографе

Линейная развертка. Наиболее распространенным видом развертки осциллограммы является линейная периодическая развертка. Напряжение этой развертки имеет форму пилообразного импульса, т. е. возрастает пропорционально времени, и поэтому луч с равномерной скоростью движется по экрану осциллографа. Увеличение напряжения прекращается в момент достижения лучом края экрана. В этот момент оно мгновенно уменьшается до нуля, и луч также мгновенно перебрасывается к противоположному краю экрана трубки.

Рис. 4. Формы напряжения линейной

развертки: а, б — идеализированные;

Далее процесс повторяется, и луч чертит на экране трубки прямую — линию развертки. Напряжение развертки, как правило, подается на пластины Х, и поэтому линия развертки получается горизонтальной. В зависимости от того, нарастает или спадает пилообразное напряжение (рис. 4, а, б), луч устанавливается у левого или у правого края экрана и разворачивается слева направо или наоборот. Развертка будет линейной, если в пределах ее длительности пилообразное напряжение изменяется пропорционально времени:

, (4)

где Апл — высота пилообразного напряжения, τпл — его длительность.

Рис. 5. Получение осциллограмм при линейной развертке: а — при идеализированной; б — при реальной.

Если на пластины Yподается напряжение

исследуемого сигнала uy, то луч получает дополнительные отклонения по вертикали и на

экране появляется осциллограмма исследуемого напряжения в функции времени: uy = f (t)
(рис. 5, а).

Осциллограмма неподвижна только в том случае, если длительность развертки равна или кратна периоду Тy сигнала: τпл = пТy
(п —
1, 2, 3, . ), т. е. когда напряжения сигнала и развертки синхронны.

Пилообразное периодическое напряжение развертки получается от релаксационных генераторов. В реальных схемах таких генераторов не удается получить точно линейного нарастания напряжения и мгновенного спада его до нуля (рис. 4, в, г), поэтому электронный луч движется по диаметру экрана электроннолучевой трубки несколько неравномерно и возвращается в исходное положение не мгновенно.

Осциллограммы при реальной развертке искажаются (рис. 5, б). В реальной форме кривой пилообразного напряжения различают два участка, соответствующие длительности прямого (τпл) и обратного (τобр) хода луча; сумма этих длительностей составляет период развертки Тх = τпл + το6ρ. Линейная периодическая развертка характеризуется частотой, отношением длительности обратного хода к длительности прямого, нелинейностью, высотой импульса пилообразного напряжения и скоростью.

Частота развертки fx = l/Τχопределяет количество перемещений луча по экрану трубки в течение одной секунды. Применяется частота развертки от единиц герц до десятков мегагерц. Отношение длительности обратного хода к .длительности прямого k = το6ρ/τпл должно быть возможно меньшим, так как обратный ход луча вызывает потерю части изображения исследуемого напряжения. В современных осциллографах k = 0,05 ÷ 0,1, и потому приближенно можно период развертки считать равным длительности прямого хода луча Тх τпл.

Нелинейность σпл характеризует непостоянство скорости развертки в пределах прямого хода луча. Реальное напряжение развертки не соответствует формуле (4), а обычно изменяется по экспоненте. Нелинейность в обычных осциллографах составляет 1—5%, а в особо точных 0,1% и меньше. Значение напряжения развертки должно быть достаточным для полного отклонения луча в пределах экрана электроннолучевой трубки и составляет сотни вольт.

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 266
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 171
  • БГТУ 602
  • БГУ 153
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 962
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 119
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1966
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 299
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 408
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 497
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 130
  • ИжГТУ 143
  • КемГППК 171
  • КемГУ 507
  • КГМТУ 269
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2909
  • КрасГАУ 345
  • КрасГМУ 629
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 138
  • КубГУ 107
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 367
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 330
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 636
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 454
  • НИУ МЭИ 640
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 212
  • НУК им. Макарова 542
  • НВ 778
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1992
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 301
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 119
  • РАНХиГС 186
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 243
  • РГГМУ 117
  • РГПУ им. Герцена 123
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 122
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 130
  • СПбГАСУ 315
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 146
  • СПбГПУ 1598
  • СПбГТИ (ТУ) 292
  • СПбГТУРП 235
  • СПбГУ 577
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 193
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 113
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1654
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1473
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2423
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 324
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 306
Читайте также:  Как сделать электрошокер из телефона

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Осциллограф – электронный прибор для измерения электрических сигналов в цепи и наблюдения за ними. Определение формы и параметров колебаний необходимо для отслеживания корректности работы оборудования.

Первые попытки создать прибор для определения электрических колебаний относятся ещё к 1880 году. Их делали французские и русские физики. Первые осциллографы были аналоговыми. С 1980-х годов сигналы стали фиксироваться с помощью цифрового оборудования.

Устройство и принцип действия прибора

Объясним устройство аналогового осциллографа просто, «для чайников». Прибор состоит из следующих элементов:

  • лучевая трубка;
  • блок питания;
  • канал вертикального / горизонтального отклонения;
  • канал модуляции луча;
  • устройство синхронизации и запуска развёртки.

Для управления параметрами сигнала и его отображения на экране есть регуляторы. У старых моделей экрана не было. Изображение фиксировалось на фотоленте.

Принцип работы

При запуске прибора сигнал подаётся на вход канала вертикального отклонения. Он имеет высокое входное сопротивление. По тому же принципу работает вольтметр, измеряющий напряжение. Однако вольтметр не показывает временного графика колебаний напряжения.

Сигнал усиливается до необходимого уровня после подачи на вход. Он отображается на экране по вертикальной оси. Усиление требуется для работы отклоняющей системы лучевой трубки или преобразователя сигнала из аналогового в цифровой. Оно позволяет менять масштаб отображения колебаний на экране от крупного до мелкого.

Устройство

Лучевая трубка чувствительна к электрическим импульсам. Чем ниже их частота, тем выше чувствительность. В нынешних трубках количество лучей может составлять от одного до 16. Их количеству соответствует число сигнальных входов и отображающихся одновременно графиков.

Особенность цифрового осциллографа в том, что он имеет экран и преобразователь аналогового сигнала. У него есть память для сохранения данных о полученном графике колебаний. Часть информации анализируется в автоматическом режиме и отображается в обработанном виде. Аналоговый осциллограф не запоминает данные, а только показывает их в реальном времени.

Читайте также:  Бегущие огни на 561ие8 схема

Разверткой называется траектория движения луча, который улавливает колебания и выводит изображение на экран. Она бывает разной формы — эллиптической, круговой. Значение развёртки регулируется в зависимости от исследуемого сигнала по горизонтальной оси (временнóй).

Блок питания подаёт напряжение от сети 220 В на электронные схемы. Есть и аккумуляторные модели, способные работать автономно.

Виды осциллографов

По принципу действия осциллографы бывают цифровыми и аналоговыми. Существуют смешанные аналого-цифровые приборы. Всё чаще выпускают виртуальные. Там в качестве экрана используется другой прибор – монитор компьютера, телевизора.

Работа некоторых моделей основана на электромеханическом принципе:

  • электродинамический;
  • электростатический;
  • выпрямительный;
  • электромагнитный;
  • магнитоэлектрический;
  • термоэлектрический.

Прибор может работать самостоятельно или являться приставкой к другому оборудованию (например, компьютеру). Во втором случае цена ниже, но сам прибор зависим от внешнего устройства.

Виды развёрток

В разных режимах работы осциллографа линейные (создаваемых пилообразным напряжением) развёртки могут различаться:

  • Однократная. Генератор запускается один раз, затем блокируется. Такая развёртка нужна для фиксирования неповторяющихся сигналов.
  • Ждущая. Запуск происходит сразу после сигнала. Нужна для наблюдения за редкими колебаниями.
  • Автоколебательная. Генератор периодически включается при отсутствии сигнала. Удобна для отображения частых периодических импульсов.

Измеряемые процессы

По принципу работы приборы делят на:

  • Специальные. Имеют блоки для целевого использования (например, телевизионные осциллографы).
  • Стробоскопические. Чувствительные приборы для исследования кратковременных повторяющихся процессов.
  • Скоростные. Используют для фиксации процессов с высокой скоростью (с точностью до нано- и пикосекунд).
  • Запоминающие. Сохраняют полученное изображение. Обычно применяют для изучения редких однократных действий.
  • Универсальные. Исследуют разные процессы.

Где применяют осциллографы?

Информация, которую даёт осциллограф:

  • значения напряжения, временные параметры колебаний;
  • сдвиг фаз, искажение импульса на разных участках цепи;
  • частота (определяется путем фиксирования его временных характеристик);
  • переменная и постоянная составляющие колебаний;
  • процессы в цепи.

Осциллографы используют как в практических, так и в научно-исследовательских целях. Для простых измерений можно воспользоваться мультиметром, но в большинстве случаев осциллограф незаменим.

Приборы для измерения колебаний применяют при настройке электронного оборудования. К примеру, для регулировки телевизионного сигнала необходимо получить его осциллографическое изображение. Приборы также используются при ремонте блоков питания, диагностике печатных плат.

При ремонте автомобилей устройство поможет получить данные о положении коленчатого и распределительного валов, датчиков положения. Данные осциллограммы расскажут о наличии импульса на катушке, укажут на неисправность свечей и проводов, диодного моста генератора.

Медицинское оборудование (кардиографы, энцефалографы) тоже работает по принципу осциллографирования. Только электрические колебания, измеряемые ими, происходят в живых организмах.

Методика измерений

Осциллограф измеряет электрическое напряжение и формирует амплитудный график электрических колебаний. Цифровые приборы могут запоминать полученный график, возвращаться к нему.

Колебания отображаются на экране в двухмерной системе координат (напряжение – вертикальная ось, время – горизонтальная ось), формируя график — осциллограмму. Есть ещё третий компонент исследований – интенсивность сигнала (или яркость).

При отсутствии входных импульсов на экране горизонтальная линия – «нулевая», обозначающая отсутствие напряжения. Как только на вход (или входы) прибора подаётся напряжение, на экране становятся видны один или несколько графиков одновременно (зависит от количества измеряемых сигналов).

График электрических колебаний по форме может представлять собой:

  • синусоиду;
  • затухающую синусоиду;
  • прямоугольник;
  • меандр;
  • треугольники;
  • пилообразные колебания;
  • импульс;
  • перепад;
  • комплексный сигнал.

Для получения стабильного графика колебаний в приборе стоит блок синхронизации. Получить цикличное отображение колебаний можно только после установки значения синхронизации. Оно принимается за «стартовое», служит отправной точкой графика. Все скачки отображаются по отношению к этой точке.

Как выбрать

Нужно представлять, в каких целях и как часто будет использоваться прибор, для изучения каких сигналов он предназначен. Учитывайте количество точек для одновременного измерения, одиночность или периодичность колебаний. Иногда используются устройства советского производства. Но получить точную настройку с их помощью трудно.

Количество каналов

По количеству каналов осциллографы могут быть одноканальными, простыми (2-4 канала), продвинутыми (до 16 каналов). Несколько каналов позволяют одновременно анализировать поступающие сигналы.

Читайте также:  Много перца или перцев как правильно

Тип питания

Прибор с аккумулятором можно брать с собой на выезд. Это удобно для мастеров, которые проверяют оборудование по месту его нахождения. Если выезды не производятся, лучше брать работающий от сети осциллограф, поскольку он стабильнее и надёжнее.

Частота дискретизации

Частота дискретизации важна для измерения однократных и переходных процессов. Чем выше этот параметр, тем более точное изображение сигнала на экране удастся получить.

Полоса пропускания

Для простых исследований цифровых схем и усилителей оптимальная звуковая частота — 25 МГц. Для профессионального измерения нужен прибор, у которого этот параметр — до 200 или даже до 500 МГц. Современные линии связи работают на очень высоких частотах. Частота исследуемых сигналов должна быть в 3-5 раз меньше величины полосы пропускания.

Настройка осциллографа

Перед использованием нового устройства проводится его калибровка с помощью находящихся на корпусе генератора прямоугольных импульсов. Сигнальный щуп подключают к калибровочному выходу, при этом на экране появляется «пила» — зигзагообразная линия. Нужно проверить работу всех функций и регуляторов.

Сейчас осциллографы регулярно используют в сфере электроники. Есть большой выбор устройств, позволяющих наблюдать за параметрами электрических колебаний. Без осциллографа не обойтись ни инженеру-профи, ни рядовому любителю радиоэлектроники.

Пилообразное напряжение положительной полярности амплитудой около 4В снимается с гнезда“ ” относительно клеммы ╧ (зажим заземления). Амплитуда плавно изменяется с помощью регулятора“”(длина развертки) до 0,5 В.Частота вырабатываемого пилообразного напряжения соответствует положению переключателя «Время/дел.».

Рисунок 10 Рисунок 11

Вид осциллограммы при равенстве периодов исследуемого сигнала Тс и развертки Тр Вид осциллограммы при уменьшении развертки Тр вдвое б) Схема синхронизации

Вследствие нестабильности частоты исследуемого сигнала или напряжения развертки равенство (формула) может быть нарушено. При этом картина будет перемещаться по экрану. Для получения же устойчивого изображения важно, чтобы начало развертки всегда совпадало с одной и той же фазой исследуемого сигнала. Тогда начальные точки графика будут накладываться друг на друга. Для устранения “подвижности” осциллограммы и служит схема синхронизации.

Схема синхронизации вырабатывает импульсы с крутым пережим фронтом, необходимые для запуска генератора развертки.

Схема синхронизации может работать от сигнала, снимаемого от Предварительного усилителя вертикального отклонения (внутренняя синхронизация) или от сигнала, подаваемого на гнездо "Вход X" (внешняя синхронизация). Режим синхронизации выбирается переключателем 3-87 (внутр. — внешн.).

Канал синхронизации управляет работой генератора для получения неподвижного изображения исследуемых процессов на экране ЭЛТ. Синхронизация генератора развёртки возможна как исследуемым сигналом (внутренняя), так и от внешнего источника напряжения (внешняя). Переключатель 3- S7 (Внутр. Внешн.) предназначен для выбора источника синхронизации, содержащего в своем спектре низкие частоты, а также для отделения постоянной составляющей.

При наблюдении исследуемых сигналов и измерений их параметров (амплитуда, частоты, временных интервалов) пользуйтесь "ждущим" или "автоколебательным" режимом работы развертки и синхронизации.

Выберите режим работы генератора развертки. Для обеспечения режимов развертки кнопка "ждущ.- авт." устанавливается в положения:

— "ждущ." нажата, "авт." — отжата. При работе в ждущем режиме запуск и синхронизация развертки производится:

— исследуемым сигналом (кнопка "Внутр.", "Внешн." отжата);

— внешним синхронизирующим импульсом (кнопка "Внутр", "Внешн." нажата).

В схеме осциллографа С1-1(и некоторых других) существует возможность подачи на клеммы «Вход» — «Земля» канала горизонтального отклонения исследуемого напряжения, которое поступает на оконечный усилитель Х, минуя схему синхронизации и генератор развертки. Переключатель П3 «Диапазон частот» при этом должен быть установлен в положение «Выкл.». Это существенно расширяет возможности осциллографа, т.к. позволяет изучать вольтамперные характеристики, измерить частоты сигналов и сдвиг фаз между ними и т.д.

Для подачи исследуемого напряжения непосредственно на отклоняющие пластины в других осциллографах имеются гнезда на панели задней стенки прибора.

В осциллографе ОМЛ – 3М ТАКОЙ ВОЗМОЖНОСТИ НЕ СУЩЕСТВУЕТ!

Ссылка на основную публикацию
Печь для плавки латуни своими руками
Иногда необходимо провести срочный ремонт латунных изделий или изготовить какую-то деталь. Для этого потребуется расплавить кусочки лома в домашних условиях....
Персик рубино описание сорта
Персик "Рубино" - сорт раннего срока созревания (с середины июля до середины августа). Сорт самоплодный, т. е. не нуждается в...
Печь для плавки латуни своими руками
Иногда необходимо провести срочный ремонт латунных изделий или изготовить какую-то деталь. Для этого потребуется расплавить кусочки лома в домашних условиях....
Пилообразное напряжение в осциллографе
Линейная развертка. Наиболее распространенным видом развертки осциллограммы является линейная периодическая развертка. Напряжение этой развертки имеет форму пилообразного импульса, т. е....
Adblock detector