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
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 |
|
Е— и
'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 |
|