Файл: Шумилин Н.П. Специальные измерения в проводной связи учебник.pdf

кального и горизонтального отклонения луча (Ус. «Y» и Ус. «X»); в) генератор развертки (ГР)', г) блок 'синхро­ низации; д) калибратор амплитуд (КА); е) калибратор

BzX б х . у

Рис. 9.1. Упрощенная ахема электронного осцил­ лографа общего применения

длительности (КД); ж) блок гашения луча (ГЛ); з) входной делитель; и) блок питания и элементы кѳммѵтации.

Электроннолучевая трубка

Электроннолучевая трубка, применяемая в ос­ циллографах общего назначения, имеет обычно электро­ статическое управление.

В трубке размещены: 1) электронная пушка, состоя­ щая из разогретого катода К, эмитирующего поток элек­ тронов^ модулирующего электрода М, регулируя напря­ жение на котором, можно менять яркость изображения, и нескольких анодов; 2) вертикально отклоняющие (го­ ризонтально расположенные) и горизонтально откло­

собой полый цилиндр с отверстием на оси и находящий­ ся обычно под напряжением порядка 100 В, его основное назначение — обеспечить должную фокусировку луча, почему он и называется фокусирующим; А2 такой же формы находится под напряжением порядка 1000 В и более, его роль состоит в придавши летящим электронам необходимой скороеж

№

На горизонтально отклоняющие пластины (их часто называют пластинами X или просто горизонтальными— не по 'расположен,ию, а .по их воздействию на луч) мо­ жет быть подано (напряжение от .различных источников. Для наблюдения зависимости входного сигнала от вре­ мени обычно подается (переключателем, выведенным на лицевую панель) линейно зависящее от времени напря­ жение от собственного генератора развертки осциллогра­

торого находятся обычно на левой стороне лицевой пане­ ли. Если желательно подать исследуемое напряжение (например, с частотой, выходящей за пределы полосы усиления УВО) непосредственно на вертикально откло­ няющие пластины, то .используют гнезда «У» (располо­ жены под крышкой на задней панели, как и гнезда «X») и ключ Кі.

Генератѳр развертки

Если на Вх. «Y» никакого напряжения не по­ ступает и собственный генератор развертки ГР выклю­ чен, то след луча на э,кране представляет собой кружо­ чек (точку), диаметр и яркость овечѳния которого зави­ сят от фокусировки. Передвижение точки (изображения) вверх — вниз и влево — вправо осуществляется путем подачи постоянных, регулируемых по величине, напря­ жений на пластины «•X » и «Y», например, по схеме рис. 0.2, где показано управление перемещением по горизон­ тали. (Регулировки этих напряжений обозначаются на

лицевой панели «-•- и |). В схеме рис. 9.2 движки двух

идентичных потенциометров Ri и Р 2 спарены. При совме­ стном перемещении движков потенциалы обеих пластин изменяются на одну и ту же абсолютную величину, имеющую разные знаки.

J 7 J

При подаче напряжения любой формы на один Из входов осциллографа луч нарисует на экране горизон­ тальную или вертикальную прямую. Отклонение следа луча от начального положения зависит от амплитуды поданного напряжения и ее знака. (Обычно положитель­ ное напряжение, поданное на незаземлениый зажим вхо­ да усилителя «Y», отклоняет луч вверх.)

Назначение собственного генератора развертки в ос­ циллографе состоит в получении по оси X масштаба вре­ мени. Поэтому он должен вырабатывать напряжение, ли­ нейно зависящее от времени (рис. 9.3) и называемое пи­

а)

и - г

лообразным. Период этих пилообразных колебаний дол­ жен быть таким, чтобы за время Т можно было бы про­ следить, по крайней мере, один период исследуемой кри­ вой. Время обратного хода /0бр, в течение которого раз­ вертывающее напряжение приходит к исходному значе­ нию, должно 'быть возможно малым.

Необходимо, чтобы процесс наблюдения повторялся 15—20 раз в секунду, иначе наблюдаемая кривая пока­ жется глазу мелькающей. Чтобы ограничить число пов­ торений, часто применяют трубки со значительным вре­ менем послесвечения (более 0,1 с). Это необходимо при наблюдении непериодических или медленно протекающих процессов.

Под воздействием напряжения ГР, поступающего че­ рез Ус. «X» на горизонтально отклоняющие пластины, луч отклоняется от оси трубки и (если на Вх. «Y» ниче­ го не поступает) вырисовывает на экране горизонталь­ ную прямую. Скорость движения по экрану светового

172

следы луча, соответствующие точкам исследуемой кри­ вой, окажутся для различных периодов развертки не­ совпадающими ,из-за различных по величине напряже­ ний, перемещающих луч по горизонтали (см. задачу

І 5 5 ) .

Обычно в качестве синхронизирующего напряже­ ния, воздействующего на генератор развертки («захва­ тывающего» этот генератор), используется некоторая часть самого исследуемого (усиленного) напряжения («внутренняя синхронизация»). Если наблюдаемое на­ пряжение оказывается для этой цели неподходящим (в силу, например, незначительности своей амплитуды или особенностей формы), то для синхронизации может быть применен внешний источник («внешняя синхрони­ зация») или же напряжение промышленной сети, от ко­ торой питается осциллограф. Синхронизация от сети осо­ бенно удобна, если наблюдению подлежит напряжение, так или иначе связанное с сетью (например, проверя­ ются гармоники частоты сети).

Калибратор амплитуд

Чтобы можно было судить о величине изме­ ряемого напряжения, в осциллографах применяют ка­ либраторы амплитуд КА. Большей частью в качестве калибрующего напряжения используют некоторую ста­ билизированную часть напряжения сети, питающего при­ бор. Эта часть может быть подана на вход «гУ», и таким образом (при выбранном усилении), получится отклоне­ ние луча от вертикальной оси, определяемое величиной калибрующего напряжения (например, 3 В ). Тогда (при том же усилении), сравнивая с этим отклонением ампли­ туды наблюдаемых колебаний, можно легко найти их значения. Нередко для калибровки используется и внеш­ нее, контролируемое, напряжение. О калибраторе дли­ тельности (КД) см. § 9.5.

Блок гашения (или подсвечивания) луча

Чтобы при обратном ходе напряжения разверт­ ки след луча не мешал наблюдению кривой, полученной при прямом ходе, луч при обратном ходе гасят. Для этой цели с помощью специальной-схемы на управляющий электрод (модулятор) ЭЛ Т посылают отрицательный импульс, чем резко уменьшают поток эмитируемых ка-

174

•годом электронов. Иногда вместо гашения луча при обратном ходе применяют устройство подсвечива­ ния — луч при прямом ходе делается ярким за счет уве­ личения потенциала на модуляторе трубки, а при обрат­ ном (подсвечивания нет) трубка запирается.

ли ручки этих плавных регулировок размещаются около соответствующих входных зажимов. Размах изображе­ ния по вертикали и развертку его по горизонтали регу­ лируют таким образом, чтобы изображение не выходи­ ло за пределы экрана. Следует иметь в виду, что при слишком большом усилении след луча на экране может стать почти незаметным.

Блок питания

В подавляющем большинстве осциллографы питаются от промышленной сети. На рис. 9.1 показано питание от одного высоковольтного выпрямителя, нагру­ женного высокоомным делителем.

Яркость регулируется перемещением движка на соп­ ротивлении Ri. При этом меняется потенциал управляю­ щего электрода (модулятора), его гнездо обычно выве­ дено на заднюю панель осциллографа (под крышкой) и обозначено М или Засеет. Перемещение движка на по­ тенциометре Rz меняет потенциал первого анода относи­ тельно второго и регулирует фокусировку — степень кон­ центрации электронов у оси трубки.

Часто применяют два выпрямителя: один — высоко­ вольтный, а другой — низковольтный.

9.3, Генератор непрерывной линейной развертки

На рис. 9.4 представлена простейшая схема получения пилообразного напряжения. Тиратрон Т до зажигания ток практически не пропускает, и при вклю­ чении питания конденсатор С медленно заряжается че­ рез достаточно большие сопротивления Ri и Rz. Напря-

175

считываются на более широкий спектр частот, то 'наи­ большее распространение приобрели ламповые, а по­ следнее время и транзисторные генераторы развертки. Широко употребляемая схема генератора развертки приведена на рис. 9.5. Напряжение развертки в этой

Рис. 9.5. іГенерато.р .развертки с пеаимметрііIЧ'Ны'м 'Мультиаи&ратором

схеме снимается с конденсатора С ь величина емкости

стро нарастает,

177