Файл: laba62.doc

Как известно, электронный осциллограф (ЭО) является измерителем напряжений. Косвенным путем можно производить измерение любых физических величин (токов, магнитных потоков и т.д.), преобразовав их предварительно в напряжение.

ЭО позволяет получать на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) изображения временных и безвременных зависимостей в прямоугольной системе координат.

В работе используется двухлучевой полупроводниковый ЭО С1-55 общего назначения в режиме непрерывной линейной развертки при получении временных зависимостей и в режиме развертки синусоидальным напряжением при получении безвременных зависимостей – фигур Лиссажу.

Ниже приводятся характеристики и описание блок-схемы (упрощенной) ЭО С1-55 в режиме исследования периодических процессов.

1. Технические характеристики

Осциллограф позволяет исследовать периодические процессы с частотами от 0 Гц до 10 МГц и амплитудой от 30 мВ до 140 В (без внешнего делителя). Усилители вертикального отклонения лучей – постоянного тока, с полосой пропускания частот от 0 Гц до 10 МГц.

Исследуемые напряжения подаются на два входа YI и YII. Схемы входов – открытая и закрытая. Сопротивление открытого входа 1 МОм с параллельной емкостью 40 пФ. При закрытом входе последовательно включается конденсатор 0.1 мкФ.

Усилитель горизонтального отклонения лучей - переменного тока, с полосой пропускания частот от 20 Гц до 1 МГц. Схемы входа Х – открытая и закрытая.

Для измерения напряжения осциллограф имеет калиброванный коэффициент отклонения, который меняется ступенями от 0.01 В/дел до 20 В/дел. Для измерения интервалов времени ЭО имеет калиброванный коэффициент развертки, который меняется ступенями от 0.02 мкс/дел до 50 мс/дел. Предусмотрена возможность плавного изменения коэффициентов отклонения и развертки.

Калибровка коэффициента отклонения и коэффициента развертки производится с помощью встроенного калибратора.

Для отсчета измеряемых величин на экране ЭЛТ имеется масштабная сетка, разделенная на квадраты со сторонами 6 мм по горизонтали и вертикали. Рабочая часть экрана: по горизонтали 10 делений (60 мм), по вертикали 8 делений (48 мм). Первый луч располагается в верхней части экрана, второй – в нижней (рис. 1). Максимальная величина отклонения по вертикали для каждого луча – 7 делений (по 3.5 деления вверх и вниз от своей нулевой линии). При выходе отклонения луча за указанные пределы возникают искажения.

Рис. 1

Толщина линии луча не превышает 0.8 мм. Погрешность измерения напряжений и временных интервалов в рабочих условиях ±8%.

Осциллограф имеет общую для двух лучей развертку. Синхронизация развертки – внутренняя и внешняя. Внутренняя синхронизация (исследуемым напряжением) может осуществляться из каналов YI или YII. Напряжение внешней синхронизации подается на гнездо «Вход» синхронизации, величина напряжения 0.5 ... 30 В (амплитудное значение), частота 3 Гц ... 10 МГц.

2. Блок-схема

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) (рис. 2). В осциллографе использована двухлучевая ЭЛТ. Пластины Y и X ЭЛТ соединяются с выходами соответствующих усилителей. К электродам ЭЛТ подводятся необходимые напряжения от блока питания. Регулировки режимов работы ЭЛТ (яркость, фокусировка, астигматизм^¹) производятся с помощью ручек, расположенных на передней панели ЭО. В ЭЛТ имеются специальные пластины (бланкирующие) БП для смещения лучей за пределы экрана на время обратного хода. Модуляторы ЭЛТ соединены с гнездом «Вход Z» через конденсаторы С₄, С₅. На экране ЭЛТ расположена прозрачная, подсвечиваемая лампочками, сетка.

Рис. 2

Каналы вертикальных отклонений (КВО). В осциллографе имеются два одинаковых КВО. Каждый из КВО содержит: гнездо входа (YI, YII); переключатель схемы входа (П₁, П₂), с помощью которого можно сделать вход открытым ( ) или закрытым (~); входной делитель напряжения (ручка «Вольт/дел.»); усилитель постоянного тока, требующий балансировки перед началом работы, т.е. установления начального режима. Смещение лучей по вертикали производится изменением режима работы выходных каскадов с помощью ручек, имеющихся на передней панели. Для плавной регулировки усиления имеется ручка «Усиление». В крайнем правом положении ее происходит механическая фиксация, и коэффициент отклонения (Вольт/дел.) соответствует значениям, указанным около переключателя.

Канал горизонтальных отклонений (КГО) содержит генератор развертки с блоком гашения лучей, блок синхронизации, усилитель горизонтальных отклонений (X).

Генератор развертки (ГР) – один на оба луча – вырабатывает линейное (пилообразное) напряжение (рис. 3) для отклонения лучей ЭЛТ по горизонтали. Электронная схема генератора запускается импульсами, поступающими из блока синхронизации. Период пилообразного напряжения соответствует изменению коэффициента развертки (Время/дел.) и длительности развертки. Для плавной регулировки длительности развертки имеется ручка «Плавно». В крайнем правом положении ее происходит механическая фиксация, и коэффициент развертки соответствует значениям, указанным около переключателя.

Рис. 3

Блок гашения лучей вырабатывает импульсы напряжения для коммутации лучей ЭЛТ во время прямого и обратного хода. Это напряжение подается на бланкирующие пластины БП ЭЛТ. Во время прямого хода лучи находятся в рабочей части экрана, на время обратного хода – смещаются за пределы экрана. В режиме работы ЭО «Вход X» схема гашения лучей не работает, и лучи находятся в рабочей части экрана постоянно.

Блок синхронизации служит для синхронизации работы генератора развертки с исследуемым процессом и имеет режимы внутренней и внешней синхронизации. При внутренней синхронизации (исследуемым напряжением) переключатель П₄ устанавливается в положение «Внутр. I» или «Внутр. II». При внешней синхронизации (напряжением, подаваемым через гнездо 1:1 или 1:10) П₄ устанавливается в положение «Внеш.». При этом возможны две схемы входа – открытая и закрытая (переключатель П₃). Синхронизация может производиться напряжением любой полярности (+, −). Электронная схема блока вырабатывает положительные импульсы, которые подаются на генератор развертки и запускают его. Для регулировок синхронизации служат ручки «Уровень» и «Стаб.».

Усилитель горизонтальных отклонений X (УГО) предназначен для усиления напряжения, подаваемого на вход X, до величины, необходимой для получения достаточного отклонения лучей по горизонтали. С выхода УГО напряжение подается на пластины X ЭЛТ. Имеется возможность изменения усиления УГО в пять раз (переключатель « », « », который на рис. 2 не показан), чем достигается пятикратная растяжка развертки. В положении переключателя П₄ «Вход X» УГО отключается от ГР и подключается к гнезду «Вход» (1:1,1:10).

Возможны две схемы входа УГО – открытая и закрытая (переключатель П₃). На входе имеется делитель входного сигнала (на рис. 2 не показан), позволяющий ослабить сигнал в 10 раз. В схеме УГО предусмотрены регулировки для смещения лучей по горизонтали (грубо и плавно).

Калибратор служит для калибровки коэффициента отклонения и коэффициента длительности. Калибратор вырабатывает высокостабильное постоянное напряжение и переменное напряжение (меандр) частотой 2 кГц. На выходе калибратора имеется делитель напряжения (ручка «V»), позволяющий устанавливать калиброванные по величине напряжения. Переключателем («− , П 2kHz») устанавливается вид напряжения на выходе (постоянное или П-образное). При калибровке гнездо «Выход» калибратора соединяют проводником с гнездом «Вход YI» или «Вход YII».

Блок питания состоит из силового трансформатора, выпрямителей, стабилизаторов и других элементов, обеспечивающих необходимыми напряжениями схему ЭО. Питание ЭО – от сети 220 В 50 Гц, потребляемая от сети мощность 75 ВА.

На передней панели (рис. 4) расположены: экран ЭЛТ, выключатель питания, а также элементы, объединенные общими надписями «Усилитель YI», «Усилитель YII», «Развертка», «Синхронизация», «Калибратор». Все гнезда, переключатели и ручки снабжены надписями или символами, указывающими их значение.

Для модуляции (изменения) яркости луча внешним сигналом имеется гнездо "Вход Z" на задней панели.

Рис. 4