Что такое развертка осциллографа: Осциллограф

Генератор развертки осциллографа | Single-phase.ru

А Вы знаете, что такое генератор развертки осциллографа?

Генератор развертки осциллографа.

Генератор развертки осциллографа

Генератор развертки представляет собой электронный тестовый генератор, который создает периодический пилообразный сигнал, предназначенный для изменения выхода второго генератора сигналов, который обычно является радиочастотным (RF) генератором. Периодическая пилообразная форма волны поднимается до пикового уровня, затем быстро падает до низкого уровня, а затем повторяет процесс. Выход генератора развертки может использоваться для управления частотным выходом генератора сигналов для генерации выходного сигнала развертки. В общем, генератор развертки позволяет установке тестирования почти одновременно измерять отклик устройств в пределах диапазона частот или частотного диапазона.

Генераторы развертки используются для тестирования частотной характеристики по диапазону частот. Когда RF-схемы или электрические цепи имеют конкретную частотную характеристику, генераторы развертки могут генерировать тестовый сигнал, который будет охватывать конкретный частотный диапазон. Основная синусоидальная волна или синусоидальная кривая представляет собой периодически изменяющееся во времени напряжение, которое плавно двигается от нуля до положительного пика, затем обратно в ноль, затем в отрицательный пик и обратно в ноль. Полный цикл будет иметь две нулевые точки и две точки пика, которые являются положительными и отрицательными.

Описание частотной области используется, когда тестируемое устройство предназначено для работы на определенном диапазоне частот. Частотный диапазон устройства может быть оценен генератором развертки и анализатором спектра, соответствующим испытательным оборудованием. Это двумерный экран, показывающий как вертикальные уровни мощности, так и горизонтальное считывание частоты.

При контроле сигнала с помощью анализатора спектра вертикальная ось по-прежнему является амплитудой в ваттах (W), но горизонтальная ось является частотой в герцах (Гц) вместо единиц времени.

В усилителе с транзисторными схемами, катушками индуктивности и конденсаторами наблюдается ожидаемое усиление или увеличение в диапазоне частот. Для усилителя мощности RF усиление наблюдается путем измерения входного сигнала усилителя. Если выход равен 1 Вт, а вход — 0,01 Вт, коэффициент усиления равен 100. Учитывая, что центральная частота на самом деле составляет 150 мегагерц (МГц), обычным следующим параметром является ширина полосы частот, которая представляет собой диапазон частот ниже и выше центра, где коэффициент усиления составляет половину коэффициента усиления на центральной частоте. Это также упоминается как «-3 дБ» точек, где -3 дБ относится к получению мощности.

Если нижняя точка -3 дБ равна 148 МГц, а верхняя -3 дБ точка равна 152 МГц, усилитель мощности называется диапазоном частот 148-152 МГц.

Генератор развертки может быть установлен таким образом, чтобы его нижняя частота составляла 148 МГц. Верхний уровень генератора развертки вызывает 152 МГц на выходе генератора сигналов. Если пилообразный генератор внутри генератора развертки отключен, выход генератора сигналов прекратит вращаться в диапазоне 148-152 МГц. Без генератора развертки выход генератора сигнала будет иметь фиксированную частоту около 150 МГц.

Частота — на эллиптической развертке . Осциллограф

Измеряя частоту по фигурам Лиссажу (об этом рассказывалось в первой брошюре «Осциллограф — ваш помощник»), нетрудно убедиться не только в достоинстве этого метода, но и в одном его недостатке. Дело в том, что при соотношении частот образцового и исследуемого источников более чем в четыре раза на экране осциллографа появляется столь сложная фигура, что определить по ней частоту исследуемого сигнала становится трудно. Как быть?

На помощь приходит другой метод подобного измерения частоты — с помощью эллиптической (иногда круговой) развертки. Суть его в том, что на экране с помощью специального генератора формируется не прямолинейная развертка, а в виде эллипса (или круга). Достигается это одновременной подачей на входы усилителей вертикального и горизонтального отклонений осциллографа синусоидальных сигналов одинаковой частоты, но сдвинутых по фазе на 90°. Если теперь подать на вход вертикального отклонения еще и синусоидальный (или другой формы) сигнал неизвестной частоты, линия развертки окажется размытой, а при кратном соотношении частот сигнала и развертки на экране сформируется фигура, по которой нетрудно определить частоту сигнала, даже если она значительно отличается от образцовой.

Подобный метод измерений может широко использоваться в радиолюбительской практике, особенно при исследовании сигналов о частотой, значительно большей граничной частоты развертки осциллографа. Для этого, конечно, понадобится и соответствующий генератор эллиптической развертки. Но для большинства радиолюбительских измерений вполне пригоден генератор, разработанный курским радиолюбителем Игорем Александровичем Нечаевым.

Причем, кроме основного назначения, эта приставка к осциллографу может служить и как обычный генератор 3Ч для проверни и налаживания усилителей.

Схема генератора приведена на рис. 66.

Он выполнен на трех операционных усилителях (ОУ) и трех транзисторах. Рабочий диапазон частот 24 Гц…24 кГц разбит на три поддиапазона: 24…240 Гц, 240…2400 Гц, 2,4…24 кГц. В пределах каждого поддиапазона частоту можно плавно изменять сдвоенным переменным резистором R1, а выходной сигнал (на гнездах XS5 и XS6) — переменным резистором R14. Максимальный выходной сигнал может достигать нескольких вольт, что необходимо для подачи его на вход «X» осциллографа.

Основой генератора являются два одинаковых фазосдвигающих каскада на ОУ DA1 и DA2. Третий ОУ и транзисторы VT2, VT3 выполняют роль усилителя-инвертора, необходимого для получения требуемого выходного сигнала. Амплитуда выходного сигнала стабильна благодаря применению лампы накаливания HL1 в цепи обратной связи, эта же лампа служит индикатором подачи питания на генератор от двуполярного источника.

Показанное на схеме положение выключателей SA1 и SA2 соответствует поддиапазону 2,4…24 кГц. При замкнутых контактах выключателя SA1 в частотозадающие цепи включаются конденсаторы С2, С5 и частота генератора снижается в 10 раз. Когда же будут замкнуты контакты выключателя SA2, частота генератора снизится в 100 раз.

На транзисторе VT1 собран сумматор сигнала генератора, поступающего через гнездо XS3 на вход «Y» осциллографа (и сдвинутого на 90 по фазе относительно сигнала на гнезде XS5) с исследуемым сигналом, подаваемым на гнезда XS1 и XS2. Уровень подаваемого на сумматор исследуемого сигнала регулируют переменным резистором R4. Амплитуда сигнала генератора на гнездах XS3 и XS4 достигает нескольких сотен милливольт.

В генераторе можно использовать, кроме указанных на схеме, операционные усилители К140УД7, К140УД8 и другие общего назначения; транзистор VT1 — КП103К-КП103М; VT2 — КТ315А-КТ315И, КТ312А-КТ312В, МП35-МП38; VT3 — КТ361А-КТ361Е, МП39-МП42. Конденсаторы C1-С6 —МБМ; С7, С8 — К50-6, К50-12, К50-20. Постоянные резисторы — МЛТ-0,125; переменный R1 — СП2-СП-IV или аналогичный сдвоенный, с характеристикой A; R4, R14 — СПО, СП2-4; подстроечный R11 — СПЗ-1, СП5-1, СП5-2. Выключатели — типа тумблер, или П2К с зависимой фиксацией и двумя группами контактов. Лампа накаливания — СМН 6,3-20, но при ее отсутствии можно установить две последовательно соединенные МН 2,5–0,068, уменьшив при этом сопротивление резистора R13 до 27 Ом.

Часть деталей генератора смонтирована на печатной плате (рис. 67), а остальные размещены на лицевой панели (рис. 68) прибора — она скреплена с платой двумя металлическими уголками.

Плату с панелью крепят к кожуху и пропускают через отверстие в задней стенке кожуха проводники питания с вилками ХР1—ХРЗ на концах. На вилках необходимо пометить полярность питания, чтобы избежать ошибок при подключении генератора к источнику с двуполярным напряжением 12…15 В для каждого канала при токе нагрузки до 30 мА.

Настало время проверить генератор в дейстнии и настроить его. Подключив к гнездам XS5 и XS6 осциллограф или частотомер, установите движок переменного резистора R14 в верхнее по схеме положение. Контакты всех выключателей должны быть разомкнутыми, что соответствует самому высокочастотному поддиапазону генератора. Подстроечным резистором RH установите амплитуду выходного напряжения равной 3,5…5 В, после чего отградуируйте шкалу прибора, плавно перемещая движок переменного резистора R1 из одного крайнего положения в другое и измеряя в различных точках частоту генератора.

Далее установите выключатель SA1 в положение замкнутых контактов и проверьте работу генератора на поддиапазоне 240…2400 1ц («:10»), Подбором конденсаторов С2 и С5 добейтесь точно десятикратного деления частоты по всей ранее отградуированной шкале. Аналогично поступите и на другом поддиапазоне («:100»), включив его выключателем SA2 и подобрав конденсаторы С3 и С6.

Вот теперь можно считать, что генератор эллиптической развертки готов и можно переходить к практическим работам. Понадобится вспомогательный генератор 3Ч, например, описанный в предыдущей брошюре. Выходное напряжение генератора может быть 0,2…1 В. Сигнал этого генератора подают на гнезда XS1 и XS2 генератора эллиптической развертки, «земляной» щуп осциллографа подключают к гнезду XS4, а входной — к гнезду XS3. Гнездо XS5 соединяют проводником с гнездом «ВХОД X (СИНХР.)» осциллографа. Сам осциллограф должен работать в режиме внешней развертки, как и при измерении частоты с помощью фигур Лиссажу (кнопку «РАЗВ.-ВХ X» нажимают, остальные кнопки развертки осциллографа могут быть в любом положении).

Чувствительность осциллографа вначале устанавливают минимальную (50 В/дел.) и добиваются переменным резистором R14 генератора длины линии развертки примерно 5…6 делений. Затем устанавливают движок переменного резистора R4 в нижнее по схеме положение и увеличивают чувствительность осциллографа настолько, чтобы на экране появился эллипс (рис. 69, а) шириной 3…5 делений.

Плавно перемещая движок резистора R4 вверх, подают на вход смесителя такой сигнал с вспомогательного генератора, чтобы эллипс стал размытым (рис.  69, б).

Рис. 69, а, б

Это будет свидетельствовать о смещении сигналов генератора эллиптической развертки и вспомогательного генератора, в данном случае источника сигнала, частоту которого надлежит определить.

Изменяя частоту генератора эллиптической развертки (выключателями и переменным резистором), добиваются появления отчетливо видимого изображения — либо множества эллипсов (рис. 69, в), либо синусоидальных колебаний (рис. 69, г) по линии эллипса. Первая картина будет свидетельствовать о том, что исследуемая частота ниже частоты генератора развертки, а вторая — выше.

Рис. 69, в, г

Плавно уменьшая частоту генератора для первого случая, можно добиться на экране изображения, скажем, двух эллипсов (рис. 69, д). Значит, определяемая частота вдвое меньше установленной частоты генератора. Если и дальше уменьшать частоту генератора, на экране останется одни эллипс, свидетельствующий о равенстве частот обоих источников.

Во втором случае частоту генератора увеличивают до получения, например, изображения шести синусоид (рис. 69, е).

Рис. 69, д, е

Помножив на эту цифру значение установленной на генераторе частоты, получите частоту исследуемого сигнала. Если соотношение частот не кратно целому числу, получается вдвое больше синусоид (рис. 69, ж), «сплетенных> в цепочку. Подсчитав число «звеньев> цепочки, уменьшают полученный результат вдвое и делят на него частоту генератора. Частное от деления будет соответствовать частоте исследуемого сигнала.

Можно дальше увеличивать частоту нашего генератора, например, до получения изображения двух синусоид (рис. 69, з), свидетельствующего о вдвое большей частоте исследуемого сигнала либо получить изображение исходного эллипса при одинаковых частотах сигналов обоих источников.

Рис. 69, ж, з

Проведя подобные эксперименты, вы сможете убедиться, что методом эллиптической развертки нетрудно измерить частоту сигнала, отличающуюся от частоты генератора в 7…10 раз в меньшую сторону и в 20…30 раз в большую. Причем совсем не обязательно подавать на вход смесителя сигнал синусоидальной формы, пригоден и импульсный сигнал и треугольный. Важно, чтобы его амплитуда была достаточна для получения необходимой для измерений «размытости» эллипса.

Устройство и принципы измерений. Часть 6

Существует два типа методов выборки с эквивалентным временем: произвольная и последовательная. У каждой свои преимущества. Случайная выборка эквивалентного времени позволяет отображать входной сигнал до точки запуска без использования линии задержки. Последовательная выборка в эквивалентном времени обеспечивает гораздо большее временное разрешение и точность. Для обоих типов выборок требуется, чтобы сигнал был повторяемым.

Случайная выборка по эквивалентному времени

 

Цифровые преобразователи случайного эквивалентного времени (пробоотборники) используют внутренние часы, которые работают асинхронно относительно входного сигнала и триггера, как это показано на рисунке 33.

 

Выборки берутся непрерывно, независимо от положения триггера и отображаются на основе разницы во времени между выборкой и триггером. Хотя выборки берутся последовательно во времени, они являются случайными по отношению к триггеру — отсюда и название «случайная» выборка с эквивалентным временем. Точки выборки появляются случайным образом вдоль формы сигнала при отображении на экране осциллографа.


Возможность получения и отображения выборок до точки запуска является ключевым преимуществом этой методики выборки, устраняя необходимость во внешних сигналах до запуска или линиях задержки. В зависимости от частоты дискретизации и временного окна дисплея, случайная выборка может также позволить получить более одной выборки за инициированное событие триггера. Однако при более высоких скоростях развертки окно сбора данных сужается до тех пор, пока дигитайзер не сможет производить выборку при каждом запуске.


Именно на этих более высоких скоростях развертки часто производятся очень точные измерения синхронизации и где чрезвычайное высокое разрешение по синхронизации пробоотборника с последовательным эквивалентным временем наиболее выгодно. Полоса пропускания случайной выборки с эквивалентным временем меньше, чем выборки с последовательным временем.

Последовательная выборка в эквивалентном времени

 

Последовательный пробоотборник с эквивалентным временем получает одну выборку на триггер, независимо от настройки времени / деления или скорости развертки, как это показано на рис 34. Когда триггер сработал, то выборка захватывается после очень короткой, но четко определенной временной задержки. Когда происходит следующий запуск, к этой задержке добавляется небольшой шаг времени — дельта t, и дигитайзер захватывает другую выборку. Этот процесс повторяется много раз, с «дельтой t», добавляемой к каждому предыдущему захвату выборки, пока не будет полностью заполнено временное окно. Точки выборки отображаются в последовательности слева направо вдоль формы волны при отображении на экране осциллографа.

 

Говоря технологическим языком, проще создать очень короткую, очень точную «дельту», чем точно измерить вертикальное и горизонтальное положения выборки относительно точки запуска, как это имеет место в пробоотборниках при произвольных выборках. Эта точно измеренная задержка предоставляет последовательным пробоотборникам непревзойденное разрешение по времени. Поскольку при последовательной выборке сама выборка производится после определения уровня запуска, то точка запуска не может отображаться без аналоговой линии задержки, которая, в свою очередь, может уменьшить полосу пропускания текущего режима выборок. Если можно использовать сигнал от внешнего предварительного триггера, то пропускная способность в режиме последовательных выборок не будет затронута.

 

Позиционирование и секунды на деление

 

Регулятор горизонтального положения перемещает на экране форму сигнала влево и вправо в нужное место. Параметр «секунды на деление» (обычно обозначается как сек / дел) позволяет выбрать скорость, с которой сигнал вырисовывается на экране (также называемый настройкой временной шкалы или скоростью развертки). Этот параметр является коэффициентом масштабирования. Если настройка равна 1 мс, то каждое горизонтальное деление представляет 1 мс, а общая ширина экрана составляет 10 мс или десять делений.

 

Изменение параметра sec / div позволяет рассматривать длинные и короткие интервалы времени входного сигнала.


Как и в случае вертикальной шкалы вольт / дел, горизонтальная шкала секунд / делений может иметь переменные временные значения, что позволяет вам устанавливать горизонтальную шкалу времени между дискретными настройками.

Настройка временной базы

 

Ваш осциллограф имеет временную базу, которую обычно называют основной временной базой. Многие осциллографы также имеют т. н. временную базу с задержкой — временную базу с разверткой, которая (развёртка) может начинаться (или запускаться от триггера) относительно заранее определенного времени на основной шкале развертки. Использование отсроченной временной развертки позволяет вам видеть события более четко, а также те события, которые не могут быть видны исключительно на режиме основной временной развёртки.


Временная база с задержкой требует настройки задержки времени, а также и возможного использования режимов задержки триггера и иных настроек, не описываемых в настоящем Руководстве. Обращайтесь к инструкции по эксплуатации, что поставляется вместе с осциллографом, что касается того, как правильно задействовать все эти функции.

Масштабирование

 

Ваш осциллограф может иметь специальные настройки увеличения изображения по горизонтали, которые позволяют отображать на экране увеличенную часть осциллограммы. Некоторые осциллографы добавляют к возможности масштабирования функции панорамирования. Ручные регуляторы используются для регулировки коэффициента масштабирования или масштаба изображения, а также панорамы окна масштабирования по форме волны. Эта операция в цифровом запоминающем осциллографе (DSO) выполняется уже над сохраненными оцифрованными данными.

Режим XY

 

Большинство осциллографов имеют режим XY, который позволяет отображать на горизонтальной оси входной сигнал, а не временную шкалу. Этот режим работы открывает совершенно новую область методов измерения сдвига фазы, описанных в разделе «Методы измерения» данного учебника.

 

Z Axis

 

Цифровой люминофорный осциллограф (DPO) имеет высокую плотность выборки дисплея и врожденную способность фиксировать информацию об интенсивности тестируемого сигнала. Благодаря оси интенсивности (ось Z) DPO может обеспечить трехмерное отображение сигнала в реальном времени, аналогичное тому, что под силу только аналоговому осциллографу. Когда вы смотрите на кривую формы сигнала на DPO, вы можете видеть светлые области — области, где сигнал наиболее высокий по интенсивности. Такого рода экранное изображение позволяет легко отличить основную форму сигнала от к-л переходного процесса, который происходит только время от времени или вообще однажды – сам же базовый сигнал будет выглядеть намного ярче. Одной из функций оси Z является подача специальных синхронизированных сигналов на отдельный вход Z для создания выделенных точек «маркера» на установленных интервалах формы волны.

Режим XYZ с DPO и дисплеем записи XYZ

 

Некоторые DPO могут использовать вход Z для создания XY-дисплея с градацией интенсивности изображения. В этом случае DPO производит выборку мгновенного значения данных на входе Z и использует это значение для определения специфической части формы сигнала. После того, как у вас появились чётко определённые выборки, то эти выборки могут накапливаться, что приводит к отображению сигнала в формате XYZ уже с градацией интенсивности этого сигнала. Режим XYZ особенно эффективен при отображении диаграмм полярности, обычно используемых при тестировании устройств беспроводной связи — например, диаграммы созвездий. Другим методом отображения данных XYZ является отображение записи XYZ. В этом режиме используются данные из памяти собранных данных, а не сами базы данных DPO.

 

Система синхронизации и органы управления

 

Функция запуска осциллографа (триггер) синхронизирует горизонтальную развертку в определённой точке сигнала, что важно для четкой характеристики исследуемого сигнала. Элементы управления триггером позволяют стабилизировать повторяющиеся сигналы, тем самым захватывать и фиксировать единичные картинки. Триггер заставляет повторяющиеся осциллограммы на дисплее осциллографа казаться статичными путем многократного отображения одного и того же участка входного сигнала. Представьте хаос на экране осциллографа, который неизбежно возник бы, если бы каждый цикл развёртки начинался в произвольной точке сигнала, как показано на рис 35.

 

 

Запуск по краю/порогу сигнала, применяемый в аналоговых и цифровых осциллографах, является основным и наиболее распространенным типом синхронизации. В дополнение к пороговому запуску, присутствующему как на аналоговых, так и цифровых осциллографах, последние укомплектованы множеством специализированных настроек запуска, недоступными для аналоговых моделей. Эти триггеры реагируют на определенные условия/характеристики во входящем сигнале, облегчая, например, обнаружение импульса, который уже, чем был бы должен. Такое условие было бы невозможно обнаружить с помощью лишь одного запуска на порог напряжения.

 

Усовершенствованные средства управления триггером позволяют изолировать конкретные события на сигнале, представляющие интерес для изучения, чтобы оптимизировать частоту дискретизации осциллографа и его длину записи. Расширенные возможности запуска в некоторых моделях осциллографов предоставляют возможности для очень избирательного управления и анализа. Вы можете запускать импульсы, определенные по их амплитуде (например, по импульсам короткого замыкания), по времени (ширина импульса, сбой, скорость нарастания, настройка и удержание и время ожидания) и очерченные логическим состоянием или шаблоном (запуск на условие логики).

 

Иные расширенные функции триггера включают в себя:

 

■ Запуск по шаблонной блокировке – Этот запуск добавляет новое измерение к последовательному запуску шаблона NRZ, позволяя осциллографу получать синхронизированные данные длинного последовательного тестового шаблона с высокой точностью значений временной базы. Запуск блокировки шаблона может использоваться для удаления случайного джиттера из длинных последовательных шаблонов данных. Могут быть исследованы воздействия конкретных битовых переходов, и усреднение полученных результатов может применяться с проверкой маски.

 

■ Последовательный запуск шаблона – Этот вид запуска может использоваться для отладки последовательных архитектур. Он обеспечивает запуск последовательного шаблона потока последовательных данных NRZ со встроенным восстановлением тактовых импульсов и коррелирует события на физическом и канальном уровнях. В этом случае восстанавливается тактовый сигнал, идентифицируются переходы и возможность устанавливать желаемые закодированные слова для захвата последовательного паттерна.

 

■ Триггер A & B — некоторые системы триггеров предлагают несколько типов запуска только для одного события (события A), при этом выбор отложенного запуска (событие B) ограничен захватом по краю импульса и часто не обеспечивает способ обнуления последовательности запусков, если событие В не происходит. Современные осциллографы могут предоставить полный набор расширенных типов триггеров для A и B, логическую последовательность управления при поиске этих событий, а также сбросить запуск, чтобы снова запустить последовательность триггеров после определенного времени, состояния или перехода, так что даже события в наиболее сложных сигналах могут быть зафиксированы.

 

■ Search & Mark Triggering — Запуск поиска и пометки — аппаратные триггеры отслеживают события одного типа за раз, но поиск может одновременно сканировать несколько типов событий. Например, поиск нарушений времени установки или удержания на нескольких каналах. Индивидуальные метки могут быть размещены с помощью поиска, указывая на события, соответствующие критериям поиска.

 

■ Коррекция триггера — поскольку триггерные системы и системы сбора данных имеют разные алгоритмы, существует некоторая внутренняя задержка между положением триггера и полученными данными. Это приводит к перекосу и дрожанию запуска. С помощью системы коррекции триггера прибор регулирует положение триггера и компенсирует разницу в задержке между алгоритмом триггера и путем сбора данных. Это устранит практически любое дрожание запуска в точке запуска. В этом режиме точка запуска может использоваться как точка отсчета для измерения.

 

■ Последовательный запуск по определенным стандартным сигналам I2C, CAN, LIN и т. д.) — Некоторые осциллографы предоставляют возможность запуска развёртки по определенным типам сигналов для стандартных сигналов последовательных данных, таких как CAN, LIN, I2C, SPI и другие. Декодирование этих типов сигналов доступно на многих современных осциллографах.

 

Опциональные органы управления запуском, установленные на некоторых моделях осциллографов, специально разработаны для исследования телекоммуникационных сигналов. Интуитивно понятный пользовательский интерфейс, доступный в некоторых осциллографах, также позволяет быстро настраивать параметры запуска с большой гибкостью в настройке тестирования, чтобы максимизировать производительность.

 

Примечание:


При использовании более четырех каналов для запуска по сигналам, логический анализатор предстаёт идеальным инструментом.

 

Положение триггера

 

Управление положением триггера по горизонтали доступно только в цифровых осциллографах. Регулятор положения триггера может находиться в секции горизонтального управления осциллографом на его фронтальной панели. Фактически он представляет собой горизонтальное положение триггера в зарегистрированном сигнале.

 

Изменение положения триггера по горизонтали позволяет фиксировать поведение сигнала перед событием триггера, что называется предварительным просмотром. Таким образом, он определяет длину видимого сигнала как до, так и после точки запуска.

 

Изменение положения триггера по горизонтали позволяет фиксировать поведение сигнала перед событием триггера. Эта операция называется предварительным просмотром. Таким образом, он определяет длину видимого сигнала как до, так и после точки запуска. Через осциллограф проходит постоянный поток данных; триггер буквально даёт команду осциллографу сохранить текущие данные в памяти.


Напротив, аналоговые осциллографы отображают сигнал, то есть записывают его на ЭЛТ только после получения сигнала запуска. Таким образом, в аналоговых осциллографах просмотр сигнала до запуска недоступен, за исключением небольшого количества данных, что обеспечивается линией задержки в вертикальной системе.

 

Просмотр формы сигнала перед срабатыванием триггера является ценным подспорьем при устранении неполадок в электронном оборудовании. Если проблема возникает периодически, то вы можете запустить ее, записать события, которые привели к ней, и, возможно, отыскать причину.

Уровень триггера и крутизна сигнала

 

Элементы управления уровнем запуска и наклоном обеспечивают основное определение точки запуска и определяют способ отображения сигнала, как это показано на рис 36.

 

Схема запуска действует как компаратор. Вы выбираете крутизну и уровень напряжения на одном входе компаратора. Когда сигнал запуска на другом входе компаратора соответствует вашим настройкам, осциллограф генерирует запуск.

 

■ Управление наклоном определяет, находится ли точка запуска на переднем или заднем фронте сигнала. Нарастающий фронт — это положительный наклон, а спадающий — отрицательный наклон.

 

■ Регулятор уровня определяет, где на краю возникает точка срабатывания.

 

Источники триггера

 

Осциллограф не обязательно должен запускаться по отображаемому сигналу. Развертка может запускаться из нескольких источников:

 

■ Любой канал входа

■ Внешний источник, отличный от сигнала, подаваемого на входной канал

■ Сигнал источника питания

■ Сигнал, определяемый внутри осциллографа, из одного или нескольких входных каналов.

Осциллограф

Осциллограф


    Осциллограф отображает изменение амплитуды и частоты электронных сигналов. Он имеет два входа, канал

A и канал B, таким образом одновременно могут быть два различных сигнала.

Пример работы оссцилографа можно просмотреть здесь

    Вы можете использовать осциллограф для получения графического изображения силы сигнала во времени, или для сравнения формы двух сигналов.

Изменение параметров осциллографа

    Вы можете изменять параметры осциллографа во время работы схемы. Если моделирование остается корректным, вы можете переключать выводы осциллографа к другим точкам схемы. В обоих случаях осциллограф перерисовывает изображение автоматически.

    Если вам нужно время для анализа форм сигнала на осциллографе установите флажок на команде Pause after each screen (Остановка после каждого экрана) в диалоговом окне Analysis Options (Параметры анализа).

   Подсказка: Если вы не видите форму сигнала на осциллографе, переключите триггер в режим Auto (Автоматический).

Указание осей осциллографа

    Оси осциллографа могут быть переключены из режима отображения амплитуды от времени (Y/T) в режим отображения амплитуды одного из каналов от амплитуды другого (A/B или B/A).

    В режиме Y/T ось X отображает время, а ось Y — количество вольт на деление. В режимах A/B и B/A обе оси показывают количество вольт на деление. Например, если вы сравниваете вход канала A с каналом B (A/B), шкала оси X определяется количеством вольт на деление (V/Div.), установленным для канала B, и наоборот.

Развертка по времени

    Установка развертки по времени управляет шкалой горизонтальной оси (оси X) осциллографа когда отображается амплитуда сигналов во времени (Y/T). Значение каждого деления горизонтальной шкалы может изменяться в диапазоне от 0.1 нс. (наносекунды) до 0.5 с.

    Чтобы получить легко читаемое изображение на экране осциллографа, устанавливайте развертку по времени обратно пропорционально установкам функционального генератора. Например, если вы хотите увидеть один период сигнала с частотой 1 кГц, установите развертку по времени равной 0.1 мс (миллисекунды). Один период сигнала с частотой 10 кГц требует развертки по времени равной 0.01 мс.

Установка вольт/деление (V/Div.)

    Установка вольт/деление (V/Div.) определяет шкалу по оси Y. Она также управляет шкалой оси X когда сравниваются сигналы каналов A и B (A/B или B/A). Вы можете изменять значение вольт/деление от 0.01 мВ/дел до 5.0 кВ/дел. Каждый канал моет быть установлен отдельно.

    Для получения легко читаемого изображения установите шкалу в зависимости от ожидаемого напряжения на канале. Переменный входной сигнал амплитудой заполняет экран осциллографа по вертикали если ось Y установлена в 1 В/дел.

Установка позиции оси X

    Установка позиции оси X (X POS) определяет начальную точку на оси X.

    Когда позиция оси X = 0, сигнал начинает отображаться от левой границы экрана осциллографа. Положительное значение сдвигает начальную точку вправо, отрицательное — влево.

Установка позиции оси Y

    Установка позиции оси Y (Y POS) определяет начальную точку на оси Y. Когда позиция оси Y = 0, начальная точка находится на оси X. Значение позиции оси Y может изменяться от -3.00 до 3.00. Значение 1.50, например, перемещает начальную точку на середину между осью X и верхней границей экрана осциллографа.

    Если вы хотите отделить друг от друга формы сигнала каналов A и B для сравнения или детального рассмотрения их, установите значение Y POS для одного или обоих каналов.

Кнопки AC, 0 или DC

    Вы можете указать различное сопряжение осциллографа по входу каждого канала используя кнопки AC, 0 или DC (закрытый вход, выключен, открытый вход). Для просмотра только переменной составляющей сигнала переключите вход в закрытый режим (кнопка AC). Для просмотра полного сигнала (и переменной и постоянной составляющей) переключите вход в открытый режим (кнопка DC). Установка 0 приводит к отображению прямой линии на уровне начальной точки канала Y (Y POS).

   Примечание: не включайте последовательно с измерительными входами осциллографа разделительные конденсаторы. Осциллограф не сможет проследить путь тока, и анализ покажет неправильное включение конденсатора. Используйте вместо этого закрытый режим входов.

Защелкивание

    Установка защелки (trigger) определяет когда сигнал будет отображаться. Если вы не видите сигнал, попытайтесь установить защелку в автоматический режим (Auto).

    Клавиши установки границ определяют будет ли начинаться отображение сигнала по фронту импульса или по его спаду.

    Уровень срабатывания защелки — это точка на оси Y осциллографа, которую должен пересечь сигнал защелки для начала отображения основных сигналов.

    Кнопки Auto, A, B и EXT (автоматический режим, канал A, канал B, внешний сигнал) определяют сигнал, который будет являться сигналом защелки. Используйте автоматический режим (Auto) если вы хотите получить изображение сигнала как можно быстрее или если вы ожидаете прямолинейный сигнал. Нажмите кнопки A или B для использования сигнала на этом канале в качестве сигнала защелки. Кнопка EXT использует внешний сигнал для сигнала защелки. (Если вы используете внешний сигнал защелки, подключите его к выводу trigger на иконке осциллографа).

Заземление

    Точка отсчета для осциллографа в обычном режиме присоединена к заземлению (общему проводу схемы).

    Вам нет необходимости заземлять осциллограф для получения точных результатов. Однако, когда вы пользуетесь осциллографом, сама схема должна быть заземлена.

   Подсказка: если вы хотите использовать точку отсчета отличную от земли (общего провода схемы), присоедините источник (или другие элементы) к выводу заземления осциллографа.

Увеличение экрана осциллографа

    Кнопка Zoom (Увеличить) расширяет графический экран осциллографа и перемещает органы управления в низ окна. Вы можете получить конкретные значения линии сигнала перемещением маркеров в желаемую позицию. Окна под экраном показывают время и изменение сигнала в позициях первого и второго маркеров, а также разницу между этими точками.

Увеличенный экран осциллографа.

Пример работы развернутого осциллографа

Если вы хотите напечатать изображение на экране осциллографа после его увеличения, выберите “X-Y Plot” (Печать области экрана) из диалогового окна Print (Печать). Заметим что на распечатке смещение для каждого канала равно:

 


Сайт создан в системе uCoz

%d0%ba%d1%80%d1%83%d0%b3%d0%be%d0%b2%d0%b0%d1%8f%20%d1%80%d0%b0%d0%b7%d0%b2%d1%91%d1%80%d1%82%d0%ba%d0%b0%20%d0%be%d1%81%d1%86%d0%b8%d0%bb%d0%bb%d0%be%d0%b3%d1%80%d0%b0%d1%84%d0%b0 — с английского на все языки

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмуртскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский

 

Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АрмянскийАфрикаансБаскскийБолгарскийВенгерскийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийДатскийДревнерусский языкИвритИндонезийскийИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКаталанскийКвеньяКитайскийКлингонскийКорейскийКурдскийЛатинскийЛатышскийЛитовскийМакедонскийМалайскийМальтийскийМаориМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийПалиПапьяментоПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСербскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТайскийТамильскийТатарскийТурецкийУдмуртскийУйгурскийУкраинскийУрдуФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧаморроЧерокиЧешскийЧувашскийШведскийЭрзянскийЭстонскийЯпонский

Как добавить триггерную развертку к осциллографу



Источник: популярные Электроника — Справочник электронного экспериментатора (1983)

ДЭВИД А. ИЗРАИЛЬ

Простая схема модификации повышает производительность вашего универсального прибор

ЕСЛИ ВЫ все еще боретесь со старой периодической очисткой служебного типа осциллограф, ваш прибор совершенно не соответствует современным требованиям. Однако производительность такого универсального прицела можно повысить за относительно небольшая стоимость просто за счет добавления высокопроизводительной триггерной развертки схема описана здесь.По сравнению с более ранней триггерной разверткой дополнение (POPULAR ELECTRONICS, май 1978 г.), новая схема намного быстрее и чувствительность запуска не влияет на выходную амплитуду среди другие преимущества.

Эта схема может быть добавлена ​​к большинству прицелов для создания калиброванного триггера. развертки со скоростью от 0,5 с до 0,5 мкс/деление в стандарте 1-2-5 формат.

В дополнение к ручному выбору уровня срабатывания он имеет возможность автономного запуска. с автоматическим запуском и регулируемым коэффициентом усиления и частотой отклик для легкого срабатывания по низкоуровневым и зашумленным сигналам.Светодиод сообщает вы, когда создается развертка. Стоимость около 35 долларов.

О Контуре. Сердцем схемы, показанной на рис. 1, является полевой регулятор тока CR1. Это устройство регулирует свое сопротивление, чтобы обеспечить постоянный ток с небольшим учетом (в определенных пределах) напряжения применяется поперек него.

Поскольку скорость изменения напряжения на времязадающем конденсаторе CT прямо пропорциональна току, поддерживая постоянный зарядный ток вызывает линейное возрастание напряжения на конденсаторе.

Применение этой линейной линейной формы сигнала к горизонтальной оси осциллографа заставляет электронный луч перемещаться на равные расстояния по экрану ЭЛТ в равные временные приращения. Скорость развертки также обратно пропорциональна значение КТ.

Таким образом, чтобы получить различные скорости развертки, зарядный ток поддерживается постоянным, в то время как значение CT изменяется.

Вход IC1 изолирован от постоянного тока с помощью C1, в то время как D1 и D2 фиксируют чрезмерную амплитуду сигналы.Резисторы R4 и R5 обеспечивают смещение для IC1, так что выход может симметрично изменяться в пределах диапазона поставки. Усиление каскада для IC1 составляет либо от X10 до R2, либо от X1 до R3. Когда S2 переключается на C3, стадия полоса пропускания ограничена, чтобы обеспечить надежный запуск по медленным входным сигналам на который накладывается высокочастотный шум.

Компаратор IC2 определяет фактическую точку запуска на входном сигнале.

Через S4 можно выбрать два режима работы.В NORM сигнал IC1 сравнивается с напряжением постоянного тока, установленным регулятором TRIG LEVEL R7. Когда напряжение на + входе IC2 превышает напряжение на его входе, выходе IC2 колеблется в положительную сторону, и наоборот. Резистор R10 добавляет положительную обратную связь к цепи, а гистерезис примерно 0,5 В предотвращает генерацию нескольких выходов с зашумленными входными сигналами.

В АВТО R7 отключается от цепи и заменяется R11 и С4.

Теперь IC2 работает как нестабильный мультивибратор примерно на 50 Гц. при отсутствии входного сигнала.Это обеспечивает постоянную трассировку области базовой линии для удобства оператора и позволяет измерять входные уровни постоянного тока.

Когда на вход подается сигнал частотой более 50 Гц, IC2 автоматически синхронизируется с входным сигналом. Когда S4 установлен в NORM, S3 выбирает запуск. либо на положительном, либо на отрицательном наклоне входного сигнала. Когда S4 установлен на AUTO, S3 не действует.

Остальная часть схемы управляет зарядкой и разрядкой CT для получения развертки.Когда цепь находится в состоянии покоя (не срабатывает), выход not-Q IC3 имеет высокий уровень, а Q1 проводит разряд CT и предотвращает перезарядка до тех пор, пока не-Q высокий.

Обратите внимание, что not-Q также устанавливает высокий уровень на входе J IC3. Так как вход K соединен с землей, триггер должен изменить состояние на следующем такте Вход.

При подаче положительного фронта триггерного импульса на СК вход IC3, триггер меняет состояние. Теперь Q1 отключает и позволяет CT для зарядки через CR1 для получения линейной развертки.

Когда не-Q становится низким, Q становится высоким и загорается TRIGGERED LED1 для подачи сигнала что срабатывание произошло. Входы J и K IC3 теперь оба низкие, и триггер невосприимчив к любым триггерным импульсам, которые могут возникнуть в развертка.

Выбранный конденсатор ТТ заряжается до тех пор, пока напряжение на нем не превысит напряжение на переходе R15/R16.

Когда это происходит, компаратор IC4, выход которого был на уровне земли потенциала, генерирует положительный импульс сброса для IC3.Это заставляет IC3 вернуться в состояние покоя, выключив LED1 и включив 01 для быстрой разрядки КТ. Когда CT быстро разряжается, электронный луч прицела быстро возвращается обратно. в исходное положение с левой стороны экрана ЭЛТ прицела.

————


Рис. 1. Линейная рампа генерируется на времязадающем конденсаторе с помощью регулятор тока CR1.

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ

C1-0,5 мкФ, 600 В C2-5-пФ керамический C3-1600-пФ керамический C4-0.22 мкФ, 50 В миниатюрный монолитный C5-20-мкФ, 35-В электролитический C6-0,1-мкФ, 50-В миниатюрный монолитный Cs-временной конденсатор (см. текст) C RI-I N 5285 полевой токорегулирующий диод, 0,27 мА (Motorola) DI,D2-1N914 ICI-CA3140S MOS биполярный операционный усилитель IC2,1C4-L M3 1 I N компаратор IC3-MC14027CP двойной триггер JK IC5-78 Регулятор напряжения LISA 15 В Светодиод 1-дискретный Светодиод Q I-M PS3704 общего назначения Транзистор малосигнальный npn (или аналогичный) RECTI-50-PI V, 1-амперный модульный Мостовой выпрямитель Следующие резисторы имеют мощность 1/4 Вт, 5 %, если только иначе указано:

R1-100 000 Ом R2,R10-1 МОм R3-110 000 Ом R4-240 000 Ом R5-200 000 Ом R6-15 000 Ом R7-100 000 Ом линейно-конический потенциометр R8-3900 Ом R9,R12,R16,R17-10000 Ом R 1 1-2.2 МОм RI3-2200 Ом R14-3300 Ом R15-5600 Ом S1, S2-Миниатюрный переключатель SPST S3, S4-Миниатюрный dpdt переключатель S5-2-полюсный, 2-23-позиционный поворотный переключатель (Centralab PA-4003 или аналогичный) Разное — ПК-плата, монтажное оборудование, ручки, крепление для светодиодной панели адаптер.


Рис. 2. Шаблон для травления и сверления печатной платы в натуральную величину плата показана вверху. Ниже находится руководство по размещению компонентов.

————

Строительство. За исключением S1-S5, R7, и светодиод 1, которые крепятся на передней панели прицела, все компоненты крепятся на небольшой печатной плате. Травление и сверление в натуральную величину направляющая для платы показана на рис. 2.

При установке компонентов на плату обязательно соблюдайте правильную полярность и ориентацию диодов, CR1 и микросхем. Также, обязательно соблюдайте процедуры безопасного обращения с IC1 и IC3, которые являются МОП-устройствами.

Времязадающие конденсаторы CT устанавливаются непосредственно на переключатель SWEEP SPEED S5. Нет значения для этих конденсаторов указаны в списке деталей, поскольку они подобраны вручную для минимизации затрат при обеспечении необходимой точности. Подробнее об этом в разделе Калибровка.

Печатную плату лучше всего монтировать внутри прицела, хотя и отдельно. чехол можно использовать по желанию. Внутри прицела попытайтесь найти доску как можно дальше от компонентов, выделяющих тепло.Если вы не хотите оставить генератор рекуррентной развертки в прицеле, отключить эту схему и удалите соответствующие элементы управления с передней панели.

При установке регулятора TRIG LEVEL, переключателей и светодиода 1 на панель, для их размещения может потребоваться просверлить дополнительные отверстия.

Вместо этого вы можете использовать поворотный переключатель на регуляторе TRIG LEVEL R7 для S4. миниатюрного тумблера. Это позволит вам повернуть R7 в один конец. его хода, чтобы переключить цепь в режим AUTO.Кроме того, если вы хотите избежать сверление отверстий в вашем прицеле, S1 и S2 можно заменить двухполюсным, четырехпозиционный поворотный переключатель.

Если ваш прицел имеет источник питания от +18 до +30 В, вы можете не указывать RECT1. и подключите источник постоянного тока к входу 105.

В качестве альтернативы вы можете использовать небольшой накальный трансформатор с номиналом от 14 до 22 вольта среднеквадратичное для питания. Схема обычно потребляет от 20 до 25 мА.

Точка срабатывания триггерного сигнала зависит от изменяемого прицела.

В идеале он должен быть в точке вертикального усилителя прицела после входной аттенюатор и любые регуляторы усиления, чтобы входное напряжение менялось в ограниченном диапазоне, в районе от 0,5 до 20 вольт пик-пик. (Ссылаться к принципиальной схеме вашего прицела.) В некоторых случаях производитель прицела облегчит вам задачу, используя такую ​​точку в качестве источника синхронизации сигнал к повторной развертке.

Ваш прицел может иметь переключатель горизонтального режима, обеспечивающий синхронизацию с + и — наклоны входных сигналов, а также от линии 60 Гц и внешнего источники.Этот тип селектора является идеальной точкой срабатывания триггера и обеспечивает триггерные сигналы, выбираемые переключателем. Если такой переключатель присутствует, S3 в проект является избыточным и может быть ликвидирован. Очень полезно иметь возможность подключения входа триггерной схемы напрямую к внешний входной разъем, потому что в некоторых случаях плохой отклик вертикальный усилитель прицела сильно ограничит производительность триггерного генератора на высоких частотах.

Подключите выход развертки к входу горизонтального усилителя прицела.

Лучше всего работает прямое соединение. При емкостной связи вам придется продолжайте повторно центрировать кривую как средний уровень постоянного тока сигнала развертки изменяется с изменением пропорций периода развертки и частоты повторения для разные сигналы.

В некоторых случаях конденсатор связи на входе горизонтального прицела Усилитель можно снять, если он не блокирует уровень смещения постоянного тока, который подается в цепь развертки. Выход развертки триггерной схемы предназначен для подключения к типичному горизонтальному усилителю, имеющему входное сопротивление 1 МОм или более.Более низкие импедансы будут шунтировать зарядку ток от ТТ и генерировать нелинейный свип-сигнал.

Если управляемая цепь имеет входное сопротивление менее 1 МОм, используйте буферный усилитель между ним и триггерной разверткой. Операционный усилитель CA3130 подключается по стандартной схеме повторителя напряжения, питается от существующий одиночный 15-вольтовый источник питания подойдет.

Выходы Q и not-Q 1С3 должны идти на колодки для подключения к Схема прицела по оси Z для обеспечения гашения обратного хода.Выход не-Q находится на уровне 0 вольт во время развертки и переключается на + 15 вольт во время обратного хода, в то время как выход Q является дополнительным к этому. Выберите выход, который правильно для вашего масштаба.

Опять же, связь по постоянному току предпочтительнее, если она доступна в вашем объеме. Емкостный связь будет дифференцировать импульс гашения.

Хотя вы можете получить удовлетворительное гашение обратной трассы, луч может восстановиться. его яркость перед началом следующей развертки, что приводит к вертикальному линия с левой стороны следа.Кроме того, когда начинается развертка, гашение сигнал переключается быстро, вызывая заряд разделительного конденсатора в обратном направлении и приводит к нежелательному усилению следа.


Рис. 3. Репрезентативные формы сигналов, используемые при поиске и устранении неисправностей, с S1 на X1, S2 открыт, S3 на +, S4 на NORMAL, R7 на три четверти против часовой стрелки и времязадающий конденсатор выбран на 1 мс/дел.

Последнюю проблему можно уменьшить, если сначала передать сигнал гашения через один разделительный конденсатор, чтобы дифференцировать его, а затем с ограничением диода нежелательную половину результирующего сигнала и, наконец, подключение этого сигнал на конденсатор связи по оси Z.

Предостережение: во многих осциллографах конденсатор связи подключается непосредственно к сетке или катодной цепи ЭЛТ, которая может работать на 1000 и более вольт. НЕ пытайтесь обойти этот конденсатор или серьезные приведет к повреждению. Конденсатор связи можно убрать из схемы. только если он не блокирует постоянное напряжение смещения.

Проверка и калибровка. Временно подключите танталовый аккумулятор емкостью 1 мкФ. конденсатор на клеммах C_T, соблюдая полярность.Включите прицел и настройте точку средней интенсивности в центре экрана. Применять питание цепи развертки. Установите S4 на АВТО; трассировка горизонтальной базовой линии должен появиться на ЭЛТ, и должен загореться светодиод TRIGGERED. С этим значение конденсатора, кривая и светодиодный индикатор должны быстро мигать по тому же курсу.

Если след не появляется, проверьте регулятор ЯРКОСТЬ прицела и на +15 вольт на шине триггер-развертки. Репрезентативные формы сигналов для устранение неполадок показано на рис.3. В этом тесте Si установлен на X1, S2 разомкнут, S3 на +, S4 на NORMAL, R7 на три четверти против часовой стрелки и CT выбирается для 1 мс/дел.

Используя эту настройку, подайте синусоидальный сигнал 1 В, 60 Гц на осциллограф. вертикальный ввод. Развертка должна автоматически зафиксироваться на этом сигнале и на экране должно отображаться постоянное отображение трех-четырех циклов. Проверять при любых очевидных нелинейностях. Вращайте регулятор TRIG LEVEL R7; след должен исчезнуть и снова появиться, а уровень триггера должен меняться вверх и вниз. вниз по одной стороне синусоиды.Также обратите внимание на изменение чувствительности R7, когда ATTENATOR S1 переключается с X1 на X 10.

Отцентрируйте трассу прицела и отметьте ее длину. Прежде чем вы сможете откалибровать развертки за заданное время на единицу длины, общая длина развертки должно быть установлено заданное повторяющееся значение. (Чтобы гарантировать, что развертка случайно не отрегулированный после калибровки, регулятор усиления по горизонтали может быть установлен внутри прицела или заменен парой постоянные резисторы.) Отрегулируйте длину трассы, чтобы заполнить экран. В в некоторых случаях частотная характеристика горизонтального усилителя прицела может спадать на более низкой частоте, чем те, которые генерируются этой схемой на самых высоких скоростях развертки, что приводит к более короткой трассе. Вы можете компенсировать для этого установите усиление по горизонтали так, чтобы трасса была длиннее, чем ширина экрана на медленных скоростях. Это не повлияет на точность на любой скорости, так как каждый диапазон калибруется индивидуально.

Для калибровки развертки необходим источник разумной точности (1 % подойдет) прямоугольные волны. Временная развертка с кварцевым управлением идеальна. Ты сможешь также используйте генератор сигналов и частотомер.

Перед запуском подключите клеммы печатной платы к соединениям ротора. селектора SWEEP SPEED S5, используя отрезок двухжильного кабеля, будет соответствовать физическому расположению вашего прицела. Это важно что вы делаете это до калибровки, потому что емкость кабеля будет параллельно с выбранными времязадающими конденсаторами и на самом высоком уровне скорости развертки будут составлять большую часть временной емкости.

Начинайте калибровку с максимальной скоростью развертки и снижайте ее. С емкость кабеля, служащего времязадающим конденсатором, питающего 1 МГц прямоугольная волна на вход осциллографа. Отрегулируйте спусковой крючок и элементы управления прицелом для стабильного отображения по центру. Для получения стабильного отображения с низкой пропускной способностью прицелов, возможно, придется обойти вертикальный усилитель с разверткой вход схемы подключен непосредственно к источнику сигнала.

Эксперимент с несколькими разными конденсаторами, подключенными к выключателю пока не найдете значение, обеспечивающее скорость развертки, наиболее близкую к желаемой. 0.5 мкс/деление, но не медленнее этого. То есть один цикл должен занимать два деления или чуть больше. Если у вас нет большого количества конденсаторов под рукой, вы обнаружите, что лучший способ получить точную емкость необходимое значение будет состоять в том, чтобы запараллелить один конденсатор с конденсатором с меньшим значением пока не получите желаемый дисплей. Сделайте ваши измерения между соответствующими точек в разных циклах сигнала. Не измеряйте, например между нарастающим и спадающим фронтом одного цикла или последовательных циклов.Следуя этому правилу, вы избежите ошибок, вызванных асимметрией. в источнике сигнала и расплывание или выброс самой трассы. За лучшие результаты, выберите две точки, разделенные примерно шестью или восемью делениями и на равном расстоянии от центральной линии экрана прицела.

Таким же образом подобрать остальные времязадающие конденсаторы, припаять их к выступам S5, как вы продолжаете.

Следующее значение должно давать скорость развертки 1 мкс/дел, затем 2 мкс/дел, 5 Ас/дел и т.д., в формате 1-2-5. Для значений больше 0,5 AF или около того, используйте высококачественные танталовые конденсаторы и следите за полярность.

Советы по эксплуатации. Схема триггерной развертки очень проста в использовании. За большинстве приложений оставьте переключатель входного усилителя в положении X 10 и установите переключатель режимов в положение AUTO. Затем установите количество циклов сигнала вы хотите просмотреть с помощью селектора SPEED S5. Период любого сигнала может быть получено непосредственно с экрана как время, необходимое лучу, чтобы «записать» один цикла, а частота обратно пропорциональна этому времени.

Получение стабильного отображения части повторяющегося цикла сигнала также легко. Во-первых, отрегулируйте усиление по вертикали, яркость и центрирующие элементы управления для стабильного отображения нескольких циклов. Установите S4 на НОРМ. и регулируйте R7 до тех пор, пока начало интересующей части не окажется в левая сторона экрана.

Сигналы большой амплитуды могут привести к насыщению IC1, вызывая ограничение и явное уменьшение диапазона регулятора TRIG LEVEL.если ты не удается правильно расположить сигнал, закройте Si, чтобы уменьшить усиление входной каскад ОУ к единице.

После позиционирования сигнала увеличьте скорость развертки до желаемого увеличения. достигается. Увеличьте яркость по мере необходимости. При использовании очень высокой скорости развертки с относительно низкой частотой повторения триггеров, луча прицела и Светодиод TRIGGERED будет очень тусклым или будет казаться выключенным даже во время развертки. настоящее время. Это связано с очень низким рабочим циклом в этих ситуациях.

Как упоминалось ранее, ограничения полосы пропускания и/или шума вертикального усилители некоторых недорогих прицелов могут производить срабатывание на ВЧ сигналы дрожат в лучшем случае или даже невозможно. В некоторых из этих случаев (CMOS или логика TTL, работающая, например, в низком мегагерцовом диапазоне), где сигнал амплитуды находятся в диапазоне от 1 до 20 вольт и допуске нагрузки цепи не критично, сигнал триггера можно направить прямо на вход схемы развертки прицела.

Другая ситуация, в которой наилучший выбор источника запуска невозможен сразу. очевидный возникает, когда вы ищете линейный шум 60 Гц. Например, если вы проверяете выход источника постоянного тока с 1 или 2 мВ пульсации, часто будет недостаточное усиление по вертикали прицела. усилителя для получения чистого запускающего импульса, и развертка будет работать без помех. Однако, поскольку пульсации будут возникать именно на частоте сети или целое число, кратное этому, синхронизируя развертку с линией 60 Гц обеспечит устойчивый след.

Предоставление селекторного переключателя источника триггера, который может отключить вход цепи развертки от вертикального усилителя и подключить его к внутренняя линия-

Источник напряжения

упрощает синхронизацию развертки. Точкой отсчета может быть вторичная обмотка любого низковольтного трансформатора в вашем прицеле.

Если вы хотите синхронизировать внешнее устройство, например генератор с генератором развертки КМОП-совместимый сигнал доступен на Выход Q микросхемы IC3, который находится на уровне 0 вольт во время обратного хода и + 15 вольт во время сметать.Обратное этому присутствует в не-Q. В некоторых приложениях вы можете захотеть развернуть внешний осциллятор напрямую, используя развертку выход схемы. При необходимости используйте буферный усилитель для предотвращения чрезмерная нагрузка низкоимпедансными входами.

Подведение итогов. Путем замены описанной высокопроизводительной запускаемой развертки здесь для повторяющейся развертки в более старой области вы можете обновить инструмент чтобы обеспечить лучший анализ формы сигнала, необходимый для изучения современных схем.

Стоимость скромная, а установка довольно проста. Это также позволит Вам повременить с покупкой дорогостоящего современного прицела.


Электронно-лучевой осциллограф

Электронно-лучевой осциллограф

ЦЕЛЬ: Научиться работать с электронно-лучевым осциллографом.

АППАРАТ: Электронно-лучевой осциллограф, мультиметр и генератор.

ВВЕДЕНИЕ: Электронно-лучевой осциллограф (КРО) является распространенным лабораторный прибор, обеспечивающий точные измерения времени и высоты сигналы напряжения в широком диапазоне частот.Его надежность, стабильность, и простота в эксплуатации делают его пригодным для использования в лабораториях общего назначения инструмент. Сердцем CRO является электронно-лучевая трубка, схематично показанная на рис. Рис. 1.

Катодный луч – это пучок электронов, испускаемый нагретым катоду (отрицательному электроду) и ускоряется к флуоресцентному экрану. То сборка катода, сетки интенсивности, сетки фокусировки и ускоряющего анода (положительный электрод) называется электронной пушкой .Его цель состоит в том, чтобы генерируют электронный луч и контролируют его интенсивность и фокус. Между электронная пушка и люминесцентный экран две пары металлических пластин — одна ориентированы так, чтобы обеспечить горизонтальное отклонение луча, а одна пара ориентирована придать вертикальное отклонение балке. Эти пластины получили название горизонтальные и вертикальные отклоняющие пластины . Сочетание эти два отклонения позволяют лучу достичь любой части флуоресцентного экран.Везде, где электронный луч попадает на экран, люминофор возбуждается и свет исходит из этой точки. Это превращение энергии электрона в свет позволяет нам писать точками или линиями света на затемненном в противном случае экран.

При наиболее распространенном использовании осциллографа исследуемый сигнал имеет вид сначала усиливается, а затем прикладывается к вертикальным (отклоняющим) пластинам для отклонения луча по вертикали и в то же время напряжение, линейно возрастающее с время применяется к горизонтальным (отклоняющим) пластинам, что приводит к тому, что луч отклоняется по горизонтали с равномерной (постоянной> скоростью.Сигнал, подаваемый на Таким образом, вертикальные пластины отображаются на экране как функция времени. То горизонтальная ось служит единой шкалой времени.

Линейное отклонение или развертка луча по горизонтали осуществляется с помощью генератора развертки , встроенного в осциллограф схема. Выходное напряжение такого генератора имеет форму пилообразной волны, как показано на рис. 2. Применение одного цикла этой разницы напряжений, которая увеличивается линейно со временем, к горизонтальным пластинам приводит к тому, что луч линейно отклоняется во времени поперек торца трубы.Когда напряжение внезапно падает до нуля, как и в точках (а) (б) (в) и т. д…. конец каждой развертки — луч возвращается в исходное положение. Горизонтальное отклонение луча повторяется периодически, частота этой периодичности регулируется внешние элементы управления.

Для получения устойчивого следов на торце трубки, внутреннее число циклов неизвестного сигнала, применяется к вертикальным пластинам, должен быть связан с каждым циклом развертки генератор. Таким образом, при таком согласовании синхронизации двух отклонений рисунок на поверхности трубки повторяется и, следовательно, кажется, что он остается стационарный.Сохранение зрения в человеческом глазу и свечение флуоресцентный экран помогает создавать стационарный рисунок. В дополнение электронный пучок отсекается (гасится) во время обратного хода, так что развертка обратного хода не наблюдается.

CRO Operation:   Упрощенная блок-схема типичного осциллографа. показан на рис. 3. В целом прибор работает в следующем способ. Отображаемый сигнал усиливается вертикальным усилителем и применяется к вертикальным отклоняющим пластинам ЭЛТ.Часть сигнала в вертикальный усилитель применяется к триггеру развертки в качестве триггера сигнал. Затем триггер развертки генерирует импульс, совпадающий с выбранным момент в цикле запускающего сигнала. Этот импульс включает развертку генератор, инициирующий пилообразную форму волны. Пилообразная волна усиливается горизонтальный усилитель и нанесены на горизонтальные отклоняющие пластины. Обычно для подачи внешнего сигнала предусмотрены дополнительные меры. сигнал запуска или использование линии 60 Гц для запуска.Также развертка генератор можно обойти, а внешний сигнал подать непосредственно на горизонтальный усилитель.

Элементы управления CRO

Элементы управления доступные на большинстве осциллографов, обеспечивают широкий диапазон рабочих условий и таким образом сделать инструмент особенно универсальным. Поскольку многие из этих элементов управления общие для большинства осциллографов, ниже приводится их краткое описание.

ЭТОЛУЧЕВАЯ ТРУБКА

Питание и подсветка шкалы :  Включает прибор и управляет подсветка сетки.

Фокус : Сфокусируйте пятно или след на экране.

Intensity : Регулирует яркость пятна или след.


ВЕРТИКАЛЬНАЯ СЕКЦИЯ УСИЛИТЕЛЯ

Position : Управляет вертикальным положением экрана осциллографа.

Sensitivity :  выбирает чувствительность вертикального усилителя. калиброванными шагами.

Переменная чувствительность :  Обеспечивает непрерывный диапазон чувствительности между калиброванными шагами.В норме чувствительность калибруется только тогда, когда ручка переменной находится в крайнем положении по часовой стрелке.

AC-DC-GND :  Выбирает желаемую связь (по переменному или постоянному току) для входящего сигнал подается на вертикальный усилитель или заземляет вход усилителя. Выбор постоянный ток соединяет вход непосредственно с усилителем; выбор переменного тока отправить сигнал через конденсатор перед выходом на усилитель, таким образом блокируя любой постоянный компонент.

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ СЕКЦИЯ

Время развертки/см:   Выбирает желаемую скорость развертки из калиброванных шагов или допускает внешний сигнал к усилителю строчной развертки.

Время развертки/см Переменная:   Обеспечивает бесступенчатую развертку ставки. Калиброванное положение — полностью по часовой стрелке.

Position:   Управляет горизонтальной позицией кривой на экране.

Horizontal Переменная:   Управляет затуханием (уменьшением) сигнал подается на усилитель строчной развертки через Ext. Гориз. разъем.

ТРИГГЕР

Триггер выбирает время начала горизонтальной развертки.

Slope:   Выбирает, происходит ли запуск при увеличении (+) или убывающая (-) часть триггерного сигнала.

Coupling:   Выбирает, происходит ли запуск при определенном постоянном токе или уровень переменного тока.

Источник:   Выбирает источник запускающего сигнала.

INT — (внутренний) — от сигнала на вертикальном усилителе
           EXT — (внешний) — от внешнего сигнала, вставленного в EXT.ТРИГ. ВХОД.
           ЛИНИЯ — 60 триггер цикла

Уровень:   Выбирает точку напряжения на сигнале запуска в какая развертка срабатывает. Он также допускает автоматическое (автоматическое) срабатывание разрешений. подметать, чтобы бежать бесплатно (свободный бег).

СОЕДИНЕНИЯ ДЛЯ ОСЦИЛЛОСКОПА

Вертикальный вход:   Пара разъемов для подключения сигнала под исследование на Y (или вертикальный) усилитель. Нижний разъем заземлен на кейс.

Горизонтальный ввод:   Пара разъемов для подключения внешнего сигнал на усилитель строчной развертки. Нижняя клемма прикручена к корпусу осциллографа.

Вход внешнего триггера:   Входной разъем для внешнего триггера сигнал.

Кал. Out:   Выдает откалиброванные по амплитуде прямоугольные волны 25 и 500 мВ для использования при калибровке коэффициента усиления усилителей.

Точность отклонение по вертикали + 3%.Чувствительность переменная.

Горизонтальная развертка должны быть точными в пределах 3%. Диапазон развертки является переменным.

Инструкции по эксплуатации:   Перед подключением осциллографа к настенной розетки, установите элементы управления следующим образом:

(а) Выключатель питания в выкл
          (b) Интенсивность полностью против часовой стрелки
          (c) Вертикально центрирование в центре диапазона
          (d) Горизонтальное центрирование в центре диапазона
          (e) Вертикально в 0.2
          (f) Количество разверток 1

Вставьте сетевой шнур в стандартную настенную розетку переменного тока (номинально 118 В). Включите мощность на. Не передвигайте регулятор интенсивности.

Дайте прицелу прогреться примерно две минуты, затем поверните регулятор Intensity (Интенсивность). Контролируйте, пока луч не станет виден на экране.

ВНИМАНИЕ: Никогда не перемещайте регулятор интенсивности настолько, чтобы слишком яркое пятно появляется. Яркие пятна означают выгорание экрана.Острое сфокусированное пятно высокой интенсивность (высокая яркость) никогда не должна оставаться фиксированной в одном положении на экране в течение любого промежутка времени, поскольку это может привести к повреждению экрана. происходить.

Отрегулируйте элементы управления горизонтального и вертикального центрирования. Отрегулируйте фокус, чтобы дать резкий след. Установите триггер на внутренний, уровень на автоматический.

ПРОЦЕДУРА:

I. Установить генератор сигналов на частоту 1000 циклов в секунду. Подключите выход генератора к вертикальному входу осциллографа.Установите устойчивый след этого входного сигнала на осциллографе. Настроить (поиграть) все управления прицелом и генератором сигналов пока не освоитесь с функцией каждого. Цель такой «игры» состоит в том, чтобы позволить ученику настолько познакомиться с осциллографом, чтобы он стал помощником (инструментом) в проведение измерений в других экспериментах, а не как серьезное препятствие. Примечание: Если усиление по вертикали установлено слишком низким, может быть невозможно получить устойчивое след.

II. Измерения напряжения:  Рассмотрите схему на рис. 4(а). Генератор сигналов используется для создания синусоидального сигнала частотой 1000 Гц. AC вольтметр и провода к вертикальному входу осциллографа подключены на выходе генератора. Регулируя время горизонтальной развертки/см и триггера, на экране может отображаться устойчивая кривая синусоиды. То кривая представляет собой график зависимости напряжения от времени, где вертикальное отклонение след вокруг линии симметрии CD пропорционален величине напряжения в любой момент времени.

Чтобы определить размер сигнала напряжения, появляющегося на выходе клемм сигнала генератора, вольтметр переменного тока (переменного тока) подключен параллельно эти клеммы (рис. 4а). Вольтметр переменного тока предназначен для считывания постоянного «действующее значение» напряжения. Это эффективное значение также известно как «Среднеквадратичное значение» (RMS) значение напряжения.

Пик или максимум напряжение, видимое на торце прицела (рис. 4б), составляет В м вольт и составляет представлен расстоянием от линии симметрии CD до максимального прогиба.Соотношение между величиной пикового напряжения, отображаемой на осциллографе и эффективное или среднеквадратичное напряжение (V RMS ), считанное с вольтметра переменного тока, равно

. В СКЗ = 0,707 В м (для синусоиды или косинуса).

Таким образом,

Ожидается соглашение между показаниями мультиметра и осциллографа. За симметричная волна (синусоидальная или косинусоидальная) значение V m можно принять за 1/2 размах сигнала V pp

Сигнал управления переменной чувствительностью может использоваться для настройки дисплея на заполните удобный диапазон поверхности прицела.В этом положении следа нет уже откалиброван, чтобы нельзя было просто прочитать размер сигнала по подсчет числа делений и умножение на масштабный коэффициент. Тем не мение, вы можете понять, что такое новая калибровка, используя ее, пока переменная управление остается неизменным.

Предостережение:   Математическое предписание, данное для среднеквадратичных сигналов, действует только для синусоидальных сигналов. Счетчик не будет показывать правильную напряжения при использовании для измерения несинусоидальных сигналов.

III. Измерения частоты:   При горизонтальной развертке подается напряжение, измерения напряжения все еще можно проводить с вертикальной отклонение. Кроме того, сигнал отображается как функция времени. Если откалибрована временная база (т.е. развертка), такие измерения, как длительность импульса или период сигнала может быть сделан. Частоты могут быть определены как обратны периодам.

Установите осциллятор на 1000 Гц. Отобразите сигнал на CRO и измерьте период колебания.Используйте горизонтальное расстояние между двумя точками, например, от C до D в Рис. 4б.

Установить горизонталь усиления, чтобы отображалась только одна полная форма волны.

Затем сбросьте горизонтально, пока не появятся 5 волн. Сохраняйте контроль временной развертки в откалиброванном должность. Измерьте расстояние (и, следовательно, время) для 5 полных циклов и рассчитать частоту по этому измерению. Сравните результат со значением определено выше.

Повторите свой измерения для других частот 150 Гц, 5 кГц, 50 кГц, как установлено на сигнале генератор.

IV. Цифры Лиссажу:   При синусоидальных сигналах различных частоты подаются на горизонтальный и вертикальный усилители стационарно картина формируется на ЭЛТ, когда соотношение двух частот равно интегральная дробь, такая как 1/2, 2/3, 4/3, 1/5 и т. д. Эти стационарные модели известны как фигуры Лиссажу и могут использоваться для сравнительных измерений частот.

Используйте два осциллятора для создания простых фигур Лиссажу, подобных показанным на рис.5. Вы будете трудно поддерживать фигуры Лиссажу в фиксированной конфигурации потому что два генератора не синхронизированы по фазе и частоте. Их частоты и фазовый дрейф медленно заставляют два разных сигнала изменяться немного по отношению друг к другу.

V. Проверка того, что вы узнали:   Ваш инструктор предоставит вы с небольшой цепью генератора. Изучите вход в схему и выход схемы с помощью осциллографа. Измерьте такие величины, как напряжение и частота сигналов.Укажите, являются ли они синусоидальными или имеют какую-либо другую форму. волновой характер. Если прямоугольная волна, измерьте частоту волны. Кроме того, для прямоугольные волны, измерьте время включения (при высоком напряжении) и время выключения (при это низко).


НАЗАД

Осциллограф

Осциллограф

Осциллограф — настолько важный инструмент для ученых, что научиться им пользоваться — главная задача. цель этой лаборатории.Осциллографы предоставляют информацию об изменении во времени напряжения в схема. Осциллограф работает очень похоже на телевизионный кинескоп, где изображение, которое вы видите на его Экран создается электромагнитно отклоненным пучком электронов, выпущенным из электронной пушки. расположен в задней части трубы. Внутренняя схема самого осциллографа довольно сложна, но основные операции можно понять, рассмотрев несколько элементов управления. Ручка усиления (вольт/дел) увеличивает или уменьшает размер кривой на экране по вертикали.Номер циклов, отображаемых на экране (вдоль горизонтальной оси) за один раз, называется скоростью развертки и управляется ручкой развертки (сек/дел). Система Trigger позволяет выбрать правильное время для начала трассировки на экране и гарантирует что каждый последующий проход электронного луча перерисовывается с одной и той же точки на форму сигнала, чтобы вы видели стабильную картину. Полезно думать о функциональном генераторе как о переключателе. который открывается и закрывается очень быстро, много раз в секунду.Каждый раз, когда переключатель замыкается, осциллограф «срабатывает» в левой части дисплея, так что вы видите реакцию схемы. до закрытия выключателя. Это повторяется много раз в секунду, чтобы то, что вы видите на экране, кажется фиксированным изображением. Это тесно связано с тем, как работают телевизоры. Переключатель Coupling (с маркировкой AC-GND-DC под ручкой Volts/Div) должен соответствовать типу измеряемого сигнала. Многие электрические сигналы имеют компоненты как переменного, так и постоянного тока.Часто вы интересует только часть сигнала переменного тока — установка связи для переменного тока будет подавать входящий сигнал через конденсатор, который отфильтровывает компонент постоянного тока и пропускает компонент переменного тока без помех. Установка соединения на постоянный ток пропустит весь сигнал, а GND заземлит сигнал, так что вы должны видеть только прямую линию, соответствующую нулю вольт.

Упражнения: Обучение работе с осциллографами Tektronix 2225 и 2213

1: Получение базовой трассировки

  • Перед включением осциллографа вы должны установить все элементы управления на передней панели следующим образом:
  • Установите все горизонтальные переключатели влево.(Не путайте переключатели с ручками)
  • Установите все вертикальные переключатели вверх.
  • Установите ручки CAL для определения положения (до упора по часовой стрелке, они должны зафиксироваться со щелчком).
  • Установите все остальные ручки в среднее положение, кроме ручки Trigger VAR HOLDOFF, которая должна быть установите до конца против часовой стрелки, в нормальное положение.
  • Установите для канала 1 (CH 1) Volts/Div значение 2.0 В (иногда называется усилением)
  • Установите сек/дел на 0,2 мс/дел (это называется «скоростью развертки»).
  • Установите связь Ch2 (AC-GND-DC) на переменный ток
  • Включите питание
  • Через несколько секунд на экране должен появиться след. Отрегулируйте интенсивность и фокус, как необходимо, и отцентрируйте линию, используя горизонтальную и вертикальную ручки POSITION.

2: Выполнение измерений

  • Настройте генератор сигналов на создание синусоидальной волны с частотой примерно 1 кГц: поверните ручку «Функция» в среднее положение, ручку «Умножение частоты» в положение 1 К и Регулятор частоты примерно на 1, а затухание установите на 0.
  • Подключите генератор сигналов ко входу Ch2 осциллографа, включите его и увеличьте до тех пор, пока волна не заполнит примерно половину экрана.
  • Поверните ручку вертикального положения канала 2, чтобы совместить нижнюю часть волны с одной из нижних горизонтальные линии сетки (решетка — это любая из сплошных линий на экране осциллографа).
  • Поворачивайте ручку(и) горизонтального положения до тех пор, пока пик волны не пересечет центральную вертикальную сетку. линия.
  • Чтобы измерить амплитуду напряжения синусоиды, подсчитайте количество основных и второстепенных вертикальные деления между низом и вершиной волны.Умножьте количество деления по показаниям VOLTS/DIV. В результате получается удвоенная амплитуда напряжения. За например, если есть 3 основных деления (линии координатной сетки) и 3 второстепенных деления (каждая галочка обозначает пятую часть деления), тогда удвоенная амплитуда составляет 2 вольта/дел, умноженное на 3,6 деления, или 7,2 вольта. Таким образом, амплитуда равна 3,6 вольта.
  • Чтобы измерить период синусоиды, мы проведем измерения по форме волны на на дисплее осциллографа вместо использования частоты с шкалы генератора сигналов.Поверните ручку горизонтального положения, чтобы выровнять пик волны с одним из вертикальных линии сетки. Подсчитайте количество горизонтальных делений в одном волновом цикле. Ты сможешь отрегулируйте вертикальное положение, чтобы облегчить подсчет, если хотите.
  • Чтобы найти период волны, умножьте параметр SEC/DIV на количество делений. за один волновой цикл. Вы можете рассчитать частоту по этому измерению периода.
  • Теперь никак не настраивая генератор сигналов, меняем настройки осциллографа: установите вольт/дел на 5 вольт/дел и скорость развертки на 0.5 мс/дел. Снова измерьте разность потенциалов и частота волны.
  • Ваши измерения должны быть такими же, как и раньше: изменив настройки осциллографа, вы не меняют сигнал, который вы наблюдаете, а просто меняют то, как вы его видите.
  • Теперь попробуйте отрегулировать вольт/дел и скорость развертки несколькими щелчками в любом направлении, просто чтобы посмотреть, что происходит.

3: Определение нуля вольт

  • Эту процедуру необходимо выполнить для лаборатории схем RC .Примечание: режим триггера должен быть AUTO для это процедура, а не НОРМА.
  • Установите переключатель связи Ch2 в положение GND (это переключатель под ручкой volts/div). потом отрегулируйте положение линии на экране с помощью ручки вертикального положения канала 2: переместите ее к горизонтальной сетке. Эта горизонтальная сетка теперь будет представлять ноль вольт. Выключатель муфта обратно к переменному току.

4: Что делать, если сигнал нестабилен или отсутствует

  • Отрегулируйте ручку Trigger LEVEL.
  • Отрегулируйте ручку VOLTS/DIV и/или скорость развертки — кривая может просто выйти за пределы шкалы.
  • Отрегулируйте фокус и интенсивность.
  • Посмотрите, сможете ли вы получить базовую трассировку, как на шаге 3. Если вы можете получить трассировку, подача сигнала может быть ошибочной.

Элементы управления на осциллографе

Несмотря на то, что существует множество различных стилей осциллографов, от простых до сложных, все они имеют некоторые общие элементы управления.Помимо экрана и переключателя ВКЛ/ВЫКЛ, некоторые из этих элементов управления перечислены ниже.

Горизонтальное положение: позволяет регулировать нейтральное горизонтальное положение луча. Используйте этот элемент управления, чтобы изменить положение отображения формы волны, чтобы лучше видеть волну или проводить измерения.

Положение по вертикали: перемещает трассируемое изображение вверх или вниз, обеспечивая более качественные наблюдения и измерения.

Фокус: управляет электронным лучом, когда он направлен и сходится на экране.Когда луч находится в резком фокусе, он сужается до очень тонкой точки и не имеет размытого вида.

Интенсивность: по существу яркость следа. Управление потоком электронов на экран изменяет интенсивность. Не устанавливайте слишком высокую интенсивность для продолжительного тестирования или когда луч неподвижен и образует точку на экране. Это может повредить экран.

Секунды/деление: элемент управления, основанный на времени, который устанавливает скорость горизонтальной развертки.В основном переключатель используется для выбора временного интервала, который будет представлять каждое деление на горизонтальной шкале. Эти деления могут быть секундами, миллисекундами или даже микросекундами. Простым примером может быть, если техник установил контроль секунд/дел на 10 мкс. Если этот техник просматривает на экране сигнал с периодом 4 деления, то период будет равен 40 мкс. Затем можно определить частоту этой формы волны, взяв обратную величину периода. В этом случае 1/40 мкс будет равняться частоте 25 кГц.

Вольт/деление: используется для выбора интервала напряжения, который будет представлять каждое деление на вертикальной шкале. Например, предположим, что каждое деление по вертикали установлено равным 10 мВ. Если бы измеренный сигнал имел пиковое значение 4 деления, то пиковое значение напряжения составило бы 40 мВ.

Триггер: Управление триггером обеспечивает синхронизацию между пилообразной горизонтальной разверткой и подачей сигнала на вертикальные пластины. Преимущество заключается в том, что форма волны на экране кажется стационарной и фиксированной, а не дрейфующей по экрану.Схема запуска используется для инициирования начала развертки, а не фиксированной пилообразной скорости развертки. В типичном осциллографе этот сигнал запуска поступает из самого входного сигнала в выбранной точке во время цикла сигнала. Горизонтальный сигнал проходит одну развертку, возвращается к левой стороне и ждет там, пока он снова не будет запущен входным сигналом, чтобы начать другую развертку.

Осциллограф

Осциллограф
www.ethanwiner.com — с 1997 года

Осциллограф

Итана Винера

Эта статья впервые появилась в августе 1982 г. выпуск журнала Инженер звукозаписи/продюсер .


Из всех тестовых инструментов, доступных звукоинженерам, один чаще всего воспринимается как само собой разумеющееся, но чаще всего наименее понятое, вероятно, осциллограф.Любой может понять, как пользоваться вольтметром, осциллятором и Частотомер еще более очевиден. Однако есть много инженеров звукозаписи, которые не распознал бы ограничение скорости нарастания, если бы оно смотрело им в лицо. эта статья попытается демистифицировать самый универсальный из всех аудио инструментов.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ

Основное назначение осциллографа — отображать уровень сигнал относительно изменений во времени.Вольтметр подходит для измерения устойчивых уровней, таких как тестовых тонов или для проверки батареек фонарика, но невозможно наблюдать мгновенное значение сигнала — или определить, есть ли у вас прямоугольная волна или синусоидальная если уж на то пошло, так как стрелка измерителя никогда не могла двигаться так быстро. осциллограф использует электронный луч, который создает точку света, когда луч попадает на люминофор покрытие внутри электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Затем луч быстро проходит по экрану. достаточно, чтобы следить за изменениями формы входного сигнала.

Помимо ЭЛТ, все прицелы также имеют как вертикальную, так и горизонтальную усилители, а также подключенный к последнему пилообразный генератор переменной частоты. Целью этого осциллятора является создание рекуррентной развертки, которая делает отслеживание возможен входной сигнал. Поскольку ЭЛТ производит одну световую точку, точка должна перемещаться постоянно слева направо, чтобы создать иллюзию непрерывной сплошной линии. То Затем на вход вертикального усилителя подается наблюдаемый сигнал, который смещает точку вверх или вниз, как показано на рисунке 1.

Без горизонтальной развертки в кадре была бы только одна точка. центр экрана; подача сигнала только на вертикальный вход просто перемещает точку вверх и вниз. Используя как вертикальный, так и горизонтальный входы, напряжение сигнала может быть определяется величиной вертикального отклонения, а его частота – горизонтальной должность. Оба могут быть считаны непосредственно с калиброванных линий, называемых координатной сеткой , который нарисован на лицевой стороне ЭЛТ (рис. 2).

Переключатели задают коэффициент усиления вертикального усилителя, который калибруется в вольт на деление . Частота генератора горизонтальной развертки равна управляется аналогичным образом и определяет, сколько времени требуется точке, чтобы переместиться на одну деление вправо. Когда точка достигает правого края экрана, появляется пилообразный наклон. быстро сбрасывается, и во всех моделях, кроме самых дешевых, точка выключена во время в этот раз. В противном случае получится сбивающая с толку двойная трасса, особенно при более высокой развертке. скорости.Хорошо, это основная концепция. Теперь давайте посмотрим на некоторые уточнения, которые вы найти в коммерческом осциллографе.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Наиболее важной функцией является триггерная развертка, которая служит для синхронизируйте генератор развертки с формой входного сигнала. Без этой функции отображаемый сигнал будет постоянно мерцать и блуждать, так как каждый раз, когда развертка начинала ввод, вероятно, будет в другой части его цикла.Вместо того, чтобы сразу начать новая развертка, как только луч сбрасывается, триггерная схема задерживает развертку до тех пор, пока входной сигнал возвращается к тому же напряжению, что и при начале последней развертки. Запуск обычно происходит на переднем фронте входного сигнала, хотя лучшие осциллографы имеют переключатель, который позволяет запускать либо по нарастающему, либо по заднему фронту.

Еще одна стандартная функция – бесступенчатая регулировка уровня на вертикальный вход для относительных, а не абсолютных измерений напряжения.если ты измеряют реакцию фильтра, например, вы могли бы использовать этот элемент управления, чтобы сделать нефильтрованная волна точно заполняет экран. Тогда легко увидеть, когда сигнал ослабляется наполовину, на четверть или на что-то еще после прохождения через фильтр. В на самом деле, многие прицелы имеют дополнительный дБ. шкала, напечатанная на экране, чтобы позволить этим показания напрямую. Кроме того, предоставляется откалиброванное устройство точной настройки, называемое нониусом . также для скорости горизонтальной развертки, чтобы упростить измерения относительной частоты.Также, каждый осциллограф имеет переключатель переменного/постоянного тока, как и вольтметр, для наблюдения только за переменным током. напряжение независимо от любого смещения постоянного тока, присутствующего в сигнале. Это полезно для осмотра небольшой уровень высокочастотного шума на выходе блока питания, что позволяет повысить усиление по вертикали без следа, выходящего за верхний или нижний край экрана.

Большинство прицелов позволяют отключить автоматическую развертку, и большинство из них также позволяют подавать сигнал непосредственно в горизонтальный усилитель для измерения разности фаз между двумя входами.Используется в X/Y в таком режиме легко оптимизировать азимутальное выравнивание магнитофонной головки. путем сравнения относительной фазы между двумя треками. Как показано на рисунке 3, когда два одинаковые (синфазные) источники сигналов подаются на каждый вход, получается диагональная линия. Сравните это с другими паттернами, которые вы получаете, когда изменяется фазовый сдвиг. представил. Таким образом, чтобы отрегулировать азимут головки ленты, вы подаете выходной сигнал с верхней дорожки. к входу по вертикали, а выход нижней дорожки к входу по горизонтали, затем отрегулируйте наклон головы до тех пор, пока линия не пойдет из левого нижнего угла в правый верхний угол дисплея.Этот метод считается многими более точным, чем просто максимизация уровня выходного сигнала, в то время как глядя на измерители громкости записывающего устройства.

Еще одна полезная функция, которую можно найти в прицелах средней и высокой ценовой категории. двухканальная возможность, которая необходима, если вы хотите иметь возможность просматривать два разных сигналы одновременно. Эти осциллографы позволяют переключаться между двумя различными двухканальные режимы: Alternate и Chop. В альтернативном режиме сначала выполняется развертка. на один сигнал в верхней половине экрана ЭЛТ, а затем на другой сигнал в нижней половина дисплея.Режим Chop создается одной разверткой с каналами переключается туда-сюда очень быстро. Для удобочитаемого отображения (чтобы избежать фантомного псевдонима частоты), частота прерывания должна быть намного выше, чем у любого из входов. частота. Некоторые модели осциллографов имеют четыре или восемь входов — максимальное число цифровых входов. мониторинг цепей — и адаптеры также доступны для обычных прицелов, чтобы позволить им отображать много разных входов одновременно.

Встроенный генератор прямоугольных импульсов — еще один распространенный аксессуар, который используется для калибровки вертикальных триммеров Вольт/деление прицела, а также для высококачественный источник для тестирования «время нарастания».Что возвращает нас к признанию ограничение скорости нарастания. Во-первых, у всего звукового оборудования есть ограничение на максимальную частоту. пройдет. При просмотре прямоугольной волны это ограничение приводит к округлению волны. края, как показано на рисунке 4A. Если округление не происходит до 50 кГц. или так нет проблема — если только ты не веришь, что слышишь так высоко. Но настоящие проблемы возникают, когда Усилительный каскад не может обеспечить ток, необходимый для зарядки различных цепей. емкости.Затем сигнал начинает выглядеть как на рисунке 4B, где прямоугольный треугольник линии показывают искажение, а также ограничение полосы пропускания. Если вы не беспокоитесь о для передачи мегагерцового сигнала можно добавить простой резисторно-конденсаторный фильтр. вход усилителя, чтобы предотвратить попадание чрезвычайно высоких частот.

Как только вы доберетесь до самых дорогих моделей осциллографов, вы найдете возможность хранения, которая позволяет заморозить отображение даже после того, как ввод был удаленный.В ранних прицелах для хранения использовалась заряженная сетка внутри лицевой панели ЭЛТ, чтобы удерживать луч. шаблон, хотя в современных устройствах используется цифровая память, которая зациклена так же, как повторение-удержание особенность цифровой линии задержки.


Все содержимое этого веб-сайта Авторские права 1997 — Итан Винер. Все права защищены.

Элементы управления осциллографом

  1. Вкл выкл. Не используйте настенную вилку в качестве выключателя.Хорошие переключатели помогают контролировать электрические переходные процессы, которые могут повредить чувствительные компоненты схемы.
  2. Интенсивность. Отрегулируйте яркость кривой до тех пор, пока вы не сможете увидеть все детали сигнала. Если трасса слишком яркая, вы не получите наилучших данных, ваши глаза будут очень уставать, и вы можете повредить прицел.
  3. Фокус. Вращайте эту кнопку, пока след не станет четким.
  4. Лучевой искатель. Если вы не нашли след, нажмите эту кнопку.На экране отобразится квадрант, в котором находится кривая. Затем вы можете использовать элементы управления по горизонтали (#10) и по вертикали (#15), чтобы переместить кривую в центр экрана.
  5. Источник и режим запуска. Вы будете использовать осциллограф для наблюдения за часто повторяющимися сигналами. Осциллограф должен каждый раз начинать развертку с одной и той же точки на осциллограмме, чтобы изображение на экране было стабильным. Эта функция называется «триггер». Для многих распространенных приложений вы должны переключить источник на «внутренний», а режим переключиться на «автоматический».Это позволяет прицелу решать, когда срабатывать.
  6. Наклон триггера. Обычно напряжение сигнала дважды равняется напряжению срабатывания: один раз увеличивается, а другой раз снижается. Регулятор наклона триггера позволяет выбрать, при каком напряжении будет срабатывать осциллограф.
  7. Уровень срабатывания. Это устанавливает внутреннее напряжение, которое сравнивается с напряжением входного сигнала. Когда напряжение входного сигнала становится равным напряжению триггера, прицел срабатывает. Если вы получаете изображение, которое кажется наложением множества волн, медленно поворачивайте ручку уровня назад и вперед, пока не получите стабильное изображение.
  8. Калибровка развертки. Это позволяет изменить горизонтальный масштаб. Если эта ручка не повернута до упора по часовой стрелке, прицел не будет откалиброван, и ваши данные будут бесполезны. Поворачивайте эту ручку по часовой стрелке до щелчка и часто проверяйте ее при съеме данных.
  9. Развертка. Это определяет горизонтальный масштаб для осциллографа. Шкала читается в верхнем белом окне. Его единицы — секунды/деление. См. иллюстрацию временной шкалы
  10. .
  11. Горизонтальное положение.Это позволяет перемещать сигнал вперед и назад по оси X. Фактически это определяет значение, которое сигнал будет иметь в начале координат.
  12. Выбор канала. Большинство осциллографов имеют двойную трассировку. Это означает, что они могут отображать два сигнала одновременно, поэтому имеется два сигнальных порта и два регулятора чувствительности.
  13. Сигнальные порты. Для каждого канала имеется один сигнальный порт. Это разъем BNC для этого осциллографа.
  14. Калибровка чувствительности.Эта ручка используется для изменения масштаба по вертикали. Если он не повернут до упора по часовой стрелке, прицел будет неоткалиброван, и ваши данные будут бесполезны. Почаще проверяйте эту ручку, когда вы берете данные.
  15. Чувствительность. Это определяет вертикальный масштаб. Он читается в левом белом окне. Единицы — вольт/деление. См. иллюстрацию
  16. «Чувствительность к напряжению».
  17. Вертикальное положение. Эта ручка управляет вертикальным положением кривой. Вы найдете это очень удобным, когда вы устанавливаете или считываете напряжения.
  18. Выбор переменного/постоянного тока. Когда для этого параметра установлено значение «AC», постоянная часть сигнала отфильтровывается конденсатором, включенным последовательно между входом сигнала и осциллографом. Когда селектор установлен на «землю», луч переместится на ноль вольт. Когда селектор установлен на «DC», весь сигнал будет отображаться на осциллографе.
Индекс

Концепции электроники

Аналоговый осциллограф Pintek PS-605 (60 МГц с разверткой с задержкой)

ЭЛТ Диагональ 6 дюймов.прямоугольный экран с внутренней сеткой 8 x 10 DIV
(1 DIV = 1 см). Люминофор Р31. Ускоряющее напряжение 12 кВ.
ВЕРТИКАЛЬНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ: Полоса пропускания постоянного тока-1 МГц (-3дБ).
Чувствительность: : 1 мВ/ДЕЛ -1 В/ДЕЛ (20 МГц -3 дБ).
x 5 выбрано усиление.5 мВ/дел -5 В/дел
Аттенюатор: Последовательность 1-2-5.10 шагов с переменным управлением.
Входное сопротивление: 1 МОм / — 2%, 25 пФ / — 10 пФ
Макс. Входное напряжение: 400 В (пик постоянного тока переменного тока).
Время нарастания: 5 мВ/ДЕЛ — 5 В/ДЕЛ: 5,8 нСм
1 мВ/ДЕЛ: 17,5 нСм
Over Shoot: Менее / — 5 %
Режим работы: КАНАЛ 1, КАНАЛ 2, ДВОЙНОЙ (ALT, CHOP).
Инвертор: Только канал 2
ОТКЛОНЕНИЕ ПО ХОЛЬЗОНТАЛУ
Режим X-Y: переключатель выбирается с помощью переключателя X-Y
Точность: +/- 3%.
канал 1 : Ось X.
канал 2 : Ось Y.

Точность: Ось Y / — 3 % Ось X / — 6 %

Полоса пропускания: DC — 1 МГц (-3дБ).
Разность фаз X-Y: Приблизительно 3° при 50 кГц.
СИСТЕМА ПОДМЕТАНИЯ
Режим отображения развертки: Основной, Микс, Задержка.
Время удержания: 5:1 бесступенчатая регулировка. (0,1 мкСм/дел)
ГЛАВНЫЙ ПОДМЕТАТЕЛЬ
Скорость развертки: От 0,1 мкСм/дел до 2См/дел в последовательности 1-2-5, 23 шагов.
Точность: -3 %.
Регулятор времени: 5:1, без калибровки, бесступенчатая регулировка
между шагами.
Увеличение развертки: 10X, увеличение скорости развертки на 10% до
10 нСм/дел,
РАЗВЕРТКА С ЗАДЕРЖКОЙ
Скорость развертки: 0,1 мкСм/дел. — 2S/дел. в последовательности 1-2-5 23 шага.
Точность: — 3%.
Увеличение развертки: 10X, 10% увеличение скорости развертки
до 10 нс/дел.
Позиция времени задержки: Переменное управление для определения желаемой формы сигнала
для расширения.
ЗАПУСК
Триггерная муфта: АВТО НОРМ. ТВ-В, ТВ-Х.
Источник триггера: Кан. 1, Кан. 3, ALT, LINE, EXT
Уклон:
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ТРИГГЕРА МУФТА?? ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ???? ? ИНТ?? ? ?EXT
ТВ — V?????? DC — 1 кГц????? ?1.0 ДЕЛ? ??0.1
ТВ — Ч???? ?1кГц — 100кГц?????1.0 DIV? ? 0.1
АВТО??????? 100Гц — 60МГц???1,5 ДЕЛ????0,1
НОРМ??? ? 100 Гц — 60 МГц???1,5 ДЕЛ????0,1
ТЕСТ КОМПОНЕНТОВ
Испытательное напряжение: Макс. 6 В (разомкнутая цепь).
Тестовый ток: Макс.11 мА (закороченный).
Частота тестирования: Частота сети
Компоненты: Конденсатор, индуктор, диод, транзистор, стабилитрон и т. д.
ВЫХОД КАН. 2  
Выходной уровень: 100 мВ/ДЕЛ (без нагрузки).
50 мВ/дел (при нагрузке 50£).
Полоса пропускания: 20 Гц-20 МГц (-3 дБ).
Решетка IIIлюминация: Регулируемый.
Калибратор: Прямоугольная волна 1 кГц ± 10 %, 2 Впик-пик ± 3 %
Z-модуляция: Положительный сигнал TTL, низкий уровень интенсивности холостого хода
при любой интенсивности, высокий уровень холостого хода любой интенсивности.
Вращение трассы: Регулируется на передней панели.
Источник питания: 115/230 В переменного тока ± 10 %, 50/60 Гц.
Потребляемая мощность: Прибл.40 Вт.
Размеры: 824 (Ш) x 398 (Г) x 132 (В) мм.
Вес нетто: Прибл. 7,8 кг.
Номинальный диапазон использования: 10℃ — 35℃, 10-80% R.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2022 © Все права защищены.