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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 90

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

светящейся точки. Большая часть периода развертки не использу­ ется. Рассмотреть форму импульса при этом невозможно (рис. 3,7,6). Желательно «растянуть» изображение импульса на боль­ шую часть экрана. Если применить непрерывную развертку, пе­

риод которой близок .к длительности импульса

(рис. 3.7,в), изо­

бражение импульса

получается растянутым, но

получить непод­

вижное изображение

практически не удается

из-за трудности

синхронизации развертки. Кроме того, во время паузы между им­ пульсами луч многократно вхолостую прочерчивает линию раз­ вертки, ее свечение получается очень ярким, а изображение импуль­ са бледным. Тем более неприемлема непрерывная развертка для исследования непериодических импульсных процессов.

Задача наблюдения непериодических импульсов и периодичес­ ких импульсных процессов с большой скважностью успешно ре­ шается применением ждущей развертки (рис. 3.7,г). Суть ее за­ ключается в том, что напряжение развертки подается на Х-пласти- ны лишь тогда, когда исследуемый импульс поступает на У-вход осциллографа. После того, как луч под действием напряжения раз­ вертки совершит один цикл прямого и обратного хода, развертка прекращается и ждет прихода очередного импульса.

Таким образом, в течение большей части периода исследуемых импульсов генератор развертки не работает. Длительность пило­ образного импульса развертки выбирается немного большей длительности исследуемого импульса, что позволяет при надлежа­ щей амплитуде развертки получить изображение импульса, зани­

мающее почти

весь экран. Ждущая

развертка

характеризуется

длительностью

и

амплитудой Up пилообразного

импульса,

или

скоростью

развертки:

 

 

 

 

 

 

ѵх — k Ну, =

Нх,

мм/мкс,

 

(3.6)

где

Нх— чувствительность трубки по оси X, мм/В.

фронт ис­

Чтобы при ждущей

развертке

был

хорошо

виден

следуемого импульса, необходимо задержать последний относитель­ но развертки. Эго осуществляется линией задержки канала верти­ кального отклонения. Синхронизирующий импульс поступает на запуск генератора развертки с выхода катодного повторителя (рис. 3.2), а исследуемый импульс на У-пластины — с выхода ли­ нии задержки, чем и обеспечивается необходимый сдвиг (рис. 3.7,г).

Структурная схема канала горизонтального отклонения

Исходя из принципа получения неподвижного изображения ис­ следуемого сигнала, упрощенную структурную схему канала гори­ зонтального отклонения можно изобразить, как показано на рис. 3.8. Подобная схема канала горизонтального отклонения приме­ няется в осциллографе С1-20. Возможны и другие варианты. Ко-

47


ротко рассмотрим функции отдельных блоков и

работу канала в

различных режимах.

 

 

При установке переключателей П 1,

П2, ПЗ в верхнее положе­

ние канал горизонтального отклонения

работает

в режиме линей-

бходХ

> 0 -°

Рис. 3.8.

ной разверт-ки при внутренней синхронизации (или внешней, если переключатель П1 установлен в нижнем положении). В этих слу­ чаях синхронизирующий сигнал усиливается предварительным уси­

лителем X и подается на схему запуска

развертки (триггер либо

мультивибратор). Эта схема работает

в автоколебательном или

ждущем режиме и запускает генератор

пилообразного напряже­

ния развертки, которое перед подачей на ^ пластины усиливается двухтактным (парафазным) усилителем, обеспечивающим подачу на Х-пластины симметричных пилообразных напряжений.

Симметричная подача напряжения развертки нужна для обес­ печения неизменного потенциала средней линии между .^-пласти­ нами (точно так же, как и в канале вертикального отклонения). Схема запуска также вырабатывает импульс подсвета прямого хода (или гашения обратного хода) луча. При установке пере­ ключателей П 1, П2, ПЗ в нижнее положение канал горизонтально­ го отклонения работает в режиме усиления сигнала, поданного на А"-вход (генератор развертки выключен).

На рис. 3.9 изображена упрощенная структурная схема канала горизонтального отклонения, которая применяется в современных

О'П У

Ч неим/нввя

>

гинхрони

зоция

Рис. 3.9.

осциллографах С1-35, С1-49 и др. Схема синхронизации содержит усилитель синхронизирующего сигнала, инвертор, позволяющий

48

использовать для синхронизации импульсы различной полярности, и формирующее устройство для формирования сигналов запуска генератора развертки.

Наиболее ответственным узлом канала горизонтального откло­

нения является

генератор

пилообразного напряжения

развертки.

К напряжению

линейной

развертки предъявляются

следующие

требования:

 

 

 

высокая линейность прямого хода;

малая длительность обратного хода;

достаточная амплитуда (для отклонения луча в пределах всего экрана электроннолучевой трубки);

широкий диапазон регулировки длительности (периода). Общий принцип работы генератора линейной развертки заклю­

чается в формировании напряжения развертки на обкладках кон­ денсатора, заряжаемого (или разряжаемого) током практически постоянной величины. Действительно, напряжение на конденса­ торе

t

« с =

J іс(0 d t.

 

 

 

о

 

 

Если іс (t) — I = const, то uc— ~

t , т.е.

мс является

линейной

функцией времени.

 

 

 

Для получения непрерывной

развертки

конденсатор

автомати­

чески переключается с заряда на разряд с помощью электронного коммутирующего устройства (электронного ключа), входящего в схему генератора.

Простейшая схема генератора пилообразного напряжения изо­ бражена на рис. 3.10,а, а диаграмма выходного напряжения — на рис. 3.10,6. Во время действия на входе отрицательного импульса

запуска

длительностью

Тр транзистор закрыт и конденсатор С

заряжается от источника

Е к через

резистор R с постоянной вре­

мени т3

— RC. В интервале между

запускающими импульсами

транзистор открыт (насыщен) и конденсатор быстро разряжается через малое выходное сопротивление насыщенного транзистора.

Такая схема не обеспечивает требуемой линейности, так как по мере заряда конденсатора ток заряда уменьшается и напряже­ ние «вы* растет по экспоненциальному закону. Возможно ис­ пользование только начального участка экспоненты с последующим усилением. На практике вместо этого применяют специальные схемы генераторов линейно изменяющегося напряжения.

В этих схемах линеаризация заряда (разряда) конденсатора достигается различными способами. Рассмотрим кратко принцип работы генератора, в котором используется интегрирующий опера­ ционный усилитель. Такой генератор (рис. 3.11) представляет со­ бой совокупность интегрирующего усилителя и переключателя П,

4 В. 3, Найдеров.

49



с помощью которого на вход усилителя периодически включается

напряжение Е = const. В промежутках

между

включениями

вход

усилителя

замыкается

накоротко,

при этом

формируется

обратный

ход линейно изменяющегося напря­

жения.

 

 

 

 

 

В состав интегрирующего

уси­

лителя

входит

усилитель

постоян­

ного тока

с большим коэффициен­

том усиления Л"0>1, охваченный

глубокой

отрицательной

обратной

связью

через

конденсатор

С, а

Рис. 3.11.

также резистор R. Усилитель постоянного тока изменяет поляр­ ность входного напряжения и на противоположную.

Физически линейный характер изменения выходного напряже­ ния в схеме при включении переключателя ГГ в верхнее положение можно пояснить следующим образом. Так как коэффициент уси­

ления Ко весьма велик, то при

конечной величине

напряжения

«вых

напряжение и на выходе усилителя постоянного тока в лю­

бой

момент прямого хода линейно изменяющегося

напряжения

очень мало по сравнению с Е и

п„ых ( и -+ 0 при Ко-> 00 ). При

этом можно считать, что ток /r

во входной цепи

 

Еи

'К - R

почти не изменяется ( K ^ E R ) .

При и-^-0 и любом конечном значении входного сопротивления

/?вх усилителя постоянного тока

его входной ток і — u/RBK

будет

пренебрежимо мал по сравнению с током

іц.

Следовательно, ток

іс, протекающий через конденсатор,

практически равен току іц

 

іс~ ік ~ E/R,

 

 

 

а это означает,

что напряжение

ис,

а также

напряжение

ивых

изменяются по

закону, весьма близкому

к линейному.

 

50


Можно показать, что полное операторное выражение К(р) для коэффициента усиления интегрирующего усилителя имеет вид

О Д -

^ВЫК ІР)

 

 

~Е(р)

p R C

14- pRnC

I де

 

Кп

 

RR

 

 

 

 

 

 

R I R

 

Из формулы для К(р) следует, что при достаточно большой ве­ личине Ко (обычно Ко > Ю3) вторым членом в квадратных скобках знаменателя можно пренебречь. Тогда

О Д =

1

PRC

 

Так как на вход схемы подается постоянное изображение которого Е(р)=ЕІр, го изображение пряжения имеет вид

итх [р) = К ( р ) Е ( р ) = - - ^ щ , .

(3.7)

напряжение Е, выходного на­

Этому изображению при нулевых начальных

условиях соответст­

вует оригинал

 

 

(0 =

RC t,

(3.8)

т. е. при Л"о со выходное напряжение изменяется по линейному закону. В реальной схеме выходное напряжение имеет небольшую нелинейность, причем коэффициент нелинейности тем меньше, чем больше Ко-

Синусоидальная, круговая и спиральная развертки

Синусоидальная развертка получается при подаче на Х-плас- тины напряжения синусоидальной формы «р = Upmsin <о t. Для итого канал горизонтального отклонения переводится в режим усиления (генератор линейной развертки выключен) и на Х-вход осциллографа подключается внешний источник синусоидальных колебаний.

Эллиптическая (в частном случае круговая) развертка полу­ чается при одновременной подаче на Z -вход и У-вход осциллогра­ фа двух синусоидальных напряжений одной и той же частоты, сдвинутых по фазе на некоторый угол <р. Если угол ф= 90°, а откло­ нения луча по горизонтали и вертикали одинаковы, на экране по­ лучается круг. Луч совершает оборот за время, равное периоду синусоидального развертывающего напряжения.

4*

51