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

регулировки тока и времени разряда, т. е. для плавной регулировки частоты развертки. Ступенчатая регулиров­ ка производится изменением емкости Су, которая пред­ ставляет собой обычно серию конденсаторов с переклю­ чателем.

9.4. Осциллографы со ждущей разверткой

При использовании осциллографа для иссле­ дования различных импульсных процессов описанная вы­ ше непрерывная линейная развертка оказывается часто мало пригодной.

Если импульсы следуют друг за другом с большой скважностью, то время длительности импульса может оказаться слишком малым для того, чтобы на экране мож­ но было получить достаточно четкое его изображение. При непрерывной развертке период пилообразного нап­ ряжения соизмерим е периодом следования периодиче­ ского импульсного процесса, между тем как ему следует быть соизмеримым с длительностью самого импульса. Уменьшение же периода развертывающего напряжения до величины длительности импульса не всегда возможно; получить при этом неподвижное изображение затрудни­ тельно, поскольку условия для синхронизации будут весь­

178

ма неблагоприятны. Кроме того, во время паузы между импульсами луч многократно прочертит-горизонтальную линию развертки, и ома окажется много ярче, чем само изображение импульса, что также весьма неудобно.

Поэтому для наблюдения импульсов, следующих с большой скважностью, применяют осциллографы не с не­

работать в режиме как непрерывной, так и ждущей раз­ верток) .

Сущность ждущей развертки состоит в том, что на­ пряжение развертки подается на горизонтально откло­ няющие пластины только в то время, когда импульс по­ ступает на вход осциллографа. После того как луч совер­ шит один прямой и один обратный ход, развертывающее напряжение отключается и «ждет» прихода следующего импульса, вновь включающего развертку (снова на один период) и т. д.

На рис. 9.6 а представлена упрощенная схема осцил­ лографа со ждущей разверткой, а на рис. 9.6 б — времен-

179

ная диаграмма импульсов, вырабатываемых блоками схемы.

Генератор развертки ГР вырабатывает пилообразное напряжение только при подаче на него импульса от элек­ тронного реле, срабатывающего, в свою очередь, от запу­ скающего импульса. Запуск большей частью происходит, как показано на схеме, под воздействием поступившего для наблюдения сигнала, но может происходить и под воздействием какого-то другого, внешнего, источника на­ пряжения. В первом случае запуск производится сразу при подаче на вход осциллографа исследуемого напря­ жения. На усилитель же вертикального отклонения сиг­ нал поступает не сразу, а через некоторый промежуток времени, обусловленный наличием линии задержки. Та­ кая задержка необходима для того, чтобы ко времени по­ ступления усиленного сигнала на вертикально отклоняю­ щие пластиды устройство запуска и генератор развертки успели сработать. Иначе, поскольку для этого срабатыва­ ния требуется определенное время, сигнал мог бы воз­ действовать на луч по вертикали еще до того, как луч испытал воздействие развертывающего напряжения, пе­ редний фронт импульса исказился бы, а сам импульс сузился. При запуске ГР от внешнего источника также необходимо некоторое время опережения (т0п), которое гарантировало бы выдачу на горизонтально отклоняю­ щие пластины развертывающего напряжения до того, как сигнал воздействует на луч по вертикали. При внешнем запуске возможна подача исследуемого сигнала непо­ средственно на пластины (при достаточной его амплиту­ де). Благодаря этому устраняются некоторые искажения сигнала, которые могут возникнуть за счет линии задер­ жки или других узлов канала вертикального отклонения.

напряжение определенной частоты, воздействующее (как и блок подсвета) на модулятор яркости ЭЛ Т . При поло­ жительных полуволнах этого напряжения след луча на экране светится, а при отрицательных исчезает. На экра­

180

не возникаёт пунктирное изображение вида, покаЗаннбго на рис. 9.7. Поскольку частота (и период) напряжения калибровки известны, то, подсчитав число черточек пунк­ тира, можно определить длительность наблюдаемого ко­ лебания. Применяются и другие способы калибровки вре­ мени (см. § 6.1 и § 6.4).

Запуск генератора ждущей развертки должен осуще­ ствляться достаточно короткими импульсами с крутым фронтом. Чтобы их получить, на выходе усилителя син­ хронизации (на рис. 9.6 не показан) ставят дифференци­ рующую цепочку.

Чтобы можно было синхронизировать импульсами разной полярности, имеется специальный каскад, при по­ мощи которого (в зависимости от положения переключа­ теля рода развертки) запускающие импульсы могут либо сохранять свою полярность, либо менять ее на противо­ положную.

9.5. Основные параметры и применение осциллографа

Осциллографы используют не только для на­ блюдения кривых напряжения, но и для весьма разно­ образных измерений.

Основные характеристики, определяющие возмож­ ность применения осциллографа для тех или других изме­ рений, следующие:

1. Чувствительность по вертикали — отношение ви­ димого отклонения следа луча на экране от оси трубки Ііу к величине вызвавшего это отклонение напряжения Uу. Различают: чувствительность ЭЛТ, когда сигнал по­ дан непосредственно на отклоняющие пластины (она по­ рядка миллиметров на вольт), и чувствительность осцил­ лографа, когда сигнал поступает на эти пластины через усилитель (порядка метров на вольт при полном усиле­ нии). Чувствительность осциллографа по вертикали, как правило, значительно больше, чем чувствительность по горизонтали.

2.Полоса частот, в которой искажения в наблюдае­ мой осциллограмме не превышают определенной величи­ ны (с усилителем она уже, чем без него).

3.Схема входа (открытый, когда на вход усилителя воздействуют и постоянная и переменная составляющие

исследуемого напряжения; закрытый, когда путь посто­ янной составляющей прегражден конденсатором), вход-

1і81

іюе сопротивление и входная емкость канала <гГ.». В боль­ шинстве случаев вход закрытый, входное сопротивление порядка мегом, входная емкость порядка десятков пико­ фарад (емкость входа усилителя обычно существенно больше емкости входа при непосредственном подключе­ нии к отклоняющим пластинам).

4. Виды разверток. В некоторых осциллографах уни­ версального типа возможны не только литейные непре­ рывная и ждущая развертки, но и внутренняя круговая

испиральная развертки [24].

5.Диапазон частот непрерывной развертки и дли­ тельностей или скоростей ждущей развертки.

6.Способ синхронизации развертки.

7.Погрешность измерении длительности и амплиту­ ды импульса (класс осциллографа).

8.Размер экрана ЭЛТ.

9.Возможность фотографирования наблюдаемых процессов.

Примером современного осциллографа может быть ос­ циллограф С1-54. Он предназначен для наблюдения си­ нусоидальных іи импульсных сигалов мпкросекундной длительности. Технические данные его следующие: поло­

100 мм; входное -сопротивление 0,5 МОм; входная ем­ кость 40 пФ; погрешность измерения амплитуды ±5% ; погрешность измерения временных интервалов ±5% ; питание от сети напряжением 220 В, 50 Гц; потребляе­ мая мощность 450 В -А ; нормальные температурные ус­ ловия работы + 10ч-+35°С; влажность до 80%; ЭЛТ 13Л03И; габаритные размеры 230X485X330 мм; масса

19 кг.

Измерение напряжения с помощью осциллографа производят путем сравнения (.при одном и том же уси­ лении) отклонения луча, получающегося под воздейст­ вием измеряемого сигнала, с отклонением его под воздей­ ствием напряжения, снимаемого с калибратора ампли­ туд или другого источника, напряжение на выходе кото­ рого известно. При использовании последнего следует иметь в виду, что показания вольтметра, с помощью кото­ рого измерено напряжение, принятое за образцовое, со­ ответствует обычно действующему значению напряжения синусоидальной формы, т. е. 0,707 UMaKC. На экране же осциллографа наблюдается двойная амплитуда колеба-

т