Файл: Найдеров, В. З. Специальные радиотехнические измерения.pdf

причем коэффициент деления сохраняется практически неизмен­ ным в рабочем диапазоне частот осциллографа. Такие делители называются частотно-компенсированными.

Рис. 3.2.

Простейшая схема частотно-компенсированного делителя при­ ведена на рис. 3.3. Емкости конденсаторов Q и С2 выбираются большими по сравнению с паразитными емкостями, шунтирующи­ ми плечи делителя. Для такой схемы коэффициент деления

Активное входное сопротивление осциллографа обычно состав­ ляет 0,5—1 МОм, а входная емкость — 20—50 пФ. В ряде осцил­ лографов имеется низкоомный вход ( RBK=50 или 75 Ом), чем обеспечивается согласование входа осциллографа с волновым со­ противлением кабеля, по которому поступает высокочастотный исследуемый сигнал.

42

Катодный повторитель служит для согласования выходного со­ противления делителя с последующими каскадами.

Линия задержки применяется при исследовании импульсных сигналов и обеспечивает подачу исследуемого импульса на У-плас- тины с задержкой относительно начала развертки, что позволяет наблюдать фронт импульса. На конце линии задержки включа­ ется резистор, сопротивление которого согласовано с ее волновым сопротивлением, и потенциометр для плавной регулировки сигнала, подаваемого на усилитель вертикального отклонения.

Усилитель вертикального отклонения усиливает слабые иссле­ дуемые сигналы до уровня, позволяющего получить достаточное вертикальное отклонение луча на экране электроннолучевой труб­ ки. Так как осциллографы предназначаются для исследования сиг­ налов в широком диапазоне частот, усилители выполняются широ­ кополосными с коррекцией амплитудно-частотной характеристики па низких и высоких частотах.

Оконечные каскады, как правило, выполняются по двухтакт­ ным фазоинверсным схемам, обеспечивающим подачу на У-плас- тины симметричных относительно корпуса пе­ ременных напряжений сигнала. Это нужно для того, чтобы при любой величине исследуе­ мого сигнала потенциал средней линии меж­ ду пластинами оставался неизменным. Тогда электронный луч ускоряется только напряже­

нием Ua второго анода электроннолучевой трубки. В противном случае отклоняющее на­ пряжение будет оказывать дополнительное ускоряющее (или замедляющее) действие на луч, зависящее от амплитуды и знака откло­

няющего напряжения. Это приводит к нелинейным искажениям осциллограммы и дефокусировке луча.

Действительно, при несимметричной подаче отклоняющего на­ пряжения «у электронный луч будет ускоряться под действием суммарного напряжения

и л ± Ъ . ,

2

что изменяет чувствительность трубки. Во время положительной полуволны напряжения «у чувствительность Н у определяется сум­

0.4). Пунктиром на рис. 3.4 показана осциллограмма при симмет­ ричной подаче исследуемого сигнала иѵ.

Канал горизонтального отклонения (канал развертки) служит для создания или усиления напряжения, отклоняющего луч по юризонтали, т. е. напряжения развертки. В его состав входят: ге­ нератор пилообразного напряжения развертки, усилитель гори­

43

зонтального отклонения и схема синхронизации, предназначенная для получения на экране электроннолучевой трубки неподвижно­ го изображения исследуемого сигнала Более подробно работа ка­ нала горизонтального отклонения будет рассмотрена ниже.

Канал управления яркостью предназначен для передачи со вхо­ да Z на управляющий электрод электроннолучевой трубки внешних сигналов, модулирующих луч по яркости. Обычно в состав канала входит усилитель, который наряду с усилением позволяет изменять полярность модулирующего сигнала.

Калибраторы применяются для измерения величины напряже­ ния и временных параметров исследуемого сигнала. Принципы ра­ боты калибраторов рассматриваются ниже.

Блок питания состоит из двух выпрямителей — высоковольт­ ного для питания высоким напряжением электроннолучевой трубки и низковольтного — для питания всех узлов осциллографа, низко­ вольтных электродов трубкщ а также схем управления яркостью, фокусировкой и положением светящегося пятна на экране.

§3.3. ВИДЫ ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИХ РАЗВЕРТОК

ИИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Втехнике осциллографических исследований применяются раз­ личные виды развертки. В общем случае развертывающим напря­ жением называют напряжение, определяющее траекторию и ско­ рость перемещения луча электроннолучевой трубки в отсутствие исследуемого сигнала. В большинстве случаев развертывающее напряжение подается на одну пару пластин (Х-пластины). При этом чаще всего используется линейная (пилообразная) развертка

исинусоидальная развертка. Название развертки определяется формой напряжения, подаваемого на Х-пластины.

Линейная развертка применяется для получения изображения на экране в прямоугольных координатах

о чем говорилось выше, и при измерении длительности импульсов, а синусоидальная развертка используется при измерении частоты и разности фаз исследуемых сигналов. Подчеркнем, что при любой форме напряжения развертки, поданного на одну пару пластин, след луча представляет собой прямую линию.

В ряде случаев развертка создается подачей напряжений на обе пары пластин одновременно, при этом название развертки опре деляется формой траектории луча (круговая, эллиптическая, спи­ ральная). Эти виды развертки используются для измерения час­ тоты и для точного измерения больших интервалов времени в специальных осциллографических измерителях.

Рассмотрим линейную развертку. Линейная развертка по спо­ собу связи с исследуемым процессом разделяется на непрерывную и ждущую.

44

Линейная непрерывная развертка. Для развертки этого вида характерно непрерывно повторяющееся перемещение луча по го­ ризонтали, пропорциональное времени. Она создается пилообраз­

За время обратного хода луч быстро возвращается в исходное по­

тудой £/р пилообразного напряжения, а также допустимая нели­ нейность прямого хода. Для получения качественного изображе­

лучевой трубки подается отрицательное напряжение, запирающее луч, вследствие чего свечение экрана на обратном ходе отсутству­ ет. Иногда луч подсвечивают при прямом ходе.

Чтобы линия развертки или изображение не мерцали при на­ блюдении, луч должен прочерчивать одну и ту же траекторию не менее 15—20 раз в секунду (т. е. частота развертки должна быть не кенее 15—20 Гц).

При одновременной подаче на У-пластины исследуемого сигна­ ла, а на ^-пластины напряжения непрерывной развертки на экра­ не появится изображение исследуемого напряжения u —f(t). Чтобы изображение представлялось наблюдателю неподвижным, луч при каждом прямом ходе должен прочерчивать одну и ту же кри­

І-слп это условие не выполняется, напряжение развертки будет каждый раз начинаться в моменты времени, соответствующие

45

Если развертка синхронизи­ руется исследуемым сигна­ лом, синхронизация называ­

Рис. 3.6. ется внутренней, если внеш­ ним сигналом — внешней,

На рис. 3.6 представлены кривые «г, «„ и изображение на экране для случая ис= Ucmsin шс t и Тр= Тс (п = 1). При п = 2 или п —3 на экране видны два или три периода исследуемого сигнала.

Линейная ждущая развертка. При исследовании импульсных напряжений с большой скважностью, т. е. таких, у которых дли­ тельность импульса мала по сравнению с периодом (рис. 3.7,а), не­

прерывная развертка не применяется. Это объясняется тем, что при Тр ~ Тс импульс занимает малую часть развертки (экрана электроннолучевой трубки) и его вершина наблюдается в виде

46