Cuvântul "oscilograf" este format din "oscilă" - oscilații și "grapho" -pișu. Prin urmare, scopul acestui instrument de măsurare este de a afișa curbele de curent sau de tensiune pe ecran în funcție de timp.
Există un alt nume pentru acest dispozitiv - un osciloscop (din același osciloscop și un look scopo) este un dispozitiv pentru observarea formei de oscilații. Și cu toate că al doilea nume este mai precis, primul din literatura rusă este în continuare osciloscopul.
Partea principală a osciloscopului electronic este un tub catodic (Figura 1.1), asemănător unui tub de imagine de televiziune în formă. Ecranul tubului este acoperit din interior de o fosfor - o substanță capabilă să strălucească sub loviturile electronilor. Cu cât fluxul de electroni este mai mare, cu atât mai strălucitoare este strălucirea acelei părți a ecranului, în cazul în care acestea cad.
Electronii sunt de asemenea emise de un așa-numit pistol de electroni plasat la capătul tubului opus ecranului. Se compune dintr-un încălzitor (filament) și un catod. Între „arma“, iar ecranul are un modulator - control al fluxului zboară electronilor de ecran, doi anozi - crearea accelerația dorită a fasciculului de electroni și focalizarea acesteia, iar cele două perechi de plăci, prin care electronii pot fi deviate în orizontală (X) și axele verticale (Y) .
Ecranul este un tub catodic se va aprinde numai atunci când este aplicată electrozilor anumite tensiuni. Pe filament de obicei, alimentat de tensiune de curent alternativ la electrodul de comandă (modulator) continuu polaritate negativă în raport cu catod) la anozii - pozitiv, în care primul anod (focalizare) tensiunea este mult mai mică decât în cea de a doua (accelerare). Placa deflecție a servit ca o tensiune constantă, permițând fasciculului de electroni pentru a schimba în orice direcție în raport cu centrul ecranului și alternativ, creând o scanare linie lungimi variabile, și de asemenea „care se bazează“ pe forma ecranului studiat oscilații.
Pentru a înțelege modul în care imaginea obținută pe oscilațiile de ecran descrie ecran tub convențional sub forma unui cerc (deși poate fi un tub și dreptunghiular) și puneți-l în interiorul plăcii deflectoare (Fig.1.2).
Dacă trece la orizontală plăcile X1 și X2 sawtooth tensiune apare pe ecran luminos linie orizontală - se numește o linie de scanare sau o scanare. Lungimea sa depinde de amplitudinea tensiunii din fierăstrău (figura 1.2a).
Dacă acum simultan cu tensiunea Sawtooth aplicată X1 plăcile și X2 sunt furnizate cealaltă pereche de plăci (verticale - Y1Y2), de exemplu, o tensiune alternativă de formă sinusoidală, linia de baleiere este exact „coturi“ sub formă de vibrații și „trage“ de pe ecranul de imagine ( Figura 1.2b).
În cazul perioadelor egale de oscilații sinusoidale și de fierăstrău, imaginea unui "sinusoid" va fi afișată. Dacă aceleași perioade nu sunt egale, pe ecran vor apărea atât de multe oscilații complete, cât de multe perioade se potrivesc în perioada de oscilație a tensiunii din fierăstrău a scanării. În osciloscop există o reglare a frecvenței de scanare, prin care se obține numărul cerut de oscilații observate ale semnalului investigat pe ecran.
STRUCTURAL SCHEME OSCILLOGRAPH.
Figura 1.3 prezintă diagrama bloc a osciloscopului. Până în prezent, există un număr mare de diferite în ceea ce privește proiectarea și scopul osciloscoapelor. Panourile frontale (panourile de comandă) arată diferit, numele butoanelor și comutatoarelor de control diferă oarecum. Dar în orice osciloscop există un set minim necesar de noduri, fără de care nu poate funcționa. Luați în considerare scopul acestor noduri de bază.
Unitatea de alimentare furnizează energie pentru funcționarea tuturor nodurilor osciloscopului electronic. In sursa de alimentare de tensiune alternativă este de intrare de la sursa principală de oraș tind magnitudine de 220 V. Este transformată într-o tensiune de diferite dimensiuni: alimentare cu filament 6.3 AC pentru tubul catodic, o tensiune de curent continuu de 12-24 V de alimentare pentru amplificatoare și generator, în cazul în care semiconductoare (sau 250 dacă lampa) 150 pentru alimentarea amplificatoarelor finale deflexie fasciculului pe orizontală și verticală, câteva sute de volți, pentru focalizarea fasciculului de electroni și câteva mii de volți, pentru a accelera electroni pe grinda.
Din alta decât unitatea de comutatorul de alimentare (5) afișate pe comenzile de pe panoul frontal osciloscop putere: „Focus“ (6), și „Bright“ (7). Când aceste brațe se rotesc, tensiunile aplicate primului anod și modulatorul sunt schimbate. Când se schimbă tensiunea la primul anod, configurația câmpului electrostatic se modifică, ceea ce duce la o modificare a lățimii fasciculului de electroni. Modulatorul din tubul catodic acționează ca grila de control în triodul tubului. La schimbarea tensiunii pe modulator variază fasciculul de electroni (schimbarea energiei cinetice a electronilor) curentului, ceea ce conduce la o modificare a luminozității ecranului de fosfor.
Acesta emite o tensiune Sawtooth a cărui frecvență poate fi variată aproximativ (etape), comutatorul (9) și în mod continuu - regulatorul (8). Pe panoul frontal al osciloscopului, acestea sunt numite „GROSIER FRECVENTA“ (sau „lungime matura“) și „SOFT FRECVENȚA“. Intervalul de frecvență al generatorului este foarte lat - de la unități de unități Hertz la megahertz. Cu toate acestea, valorile de durată cu privire la urs gama de comutare (durata) de oscilație sawtooth, nu frecvența lor (în unele osciloscoape suportă exact frecvență).
Trebuie să găsiți frecvența în termeni de durată și invers. Face acest lucru prin formulele: f = 1 / T și T = 1 / f, unde f - frecvența oscilațiilor și T - durata (sau perioadă) a unei oscilații. Dacă frecvența exprimată în Hz, se obține durata, în secunde, frecvență - în kilohertzilor (1 kHz = 1000 Hz), lungimea - în milisecunde (1 ms = 0,001 c); frecvența - în megahertzi (1 MHz = 10 6 Hz), durata - în microsecunde (1 μs = 10-6 s).
De exemplu, o durată de 50 ms corespunde unei frecvențe de 1 / 0,05 = 20 Hz, 0,1 ms durată și - frecvența 1/10 -7 = 10 7 Hz = 10 MHz. Aceste valori sunt date în raport cu o diviziune a rețelei de scală - este atașată ecranului osciloscopului.
Un astfel de calcul este valabil pentru oscilații sinusoidale sau semnale de impulsuri cu durate egale de impuls și pauză (Figura 1.4). Dacă durata impulsurilor și pauze între ele variază, formula trebuie să înlocuiască perioada de repetiție a impulsului valoarea (perioada exprimă aceleași unități ca lungime).
Amplificator canal orizontal.
Din generatorul de măturători, semnalul este alimentat la amplificatorul canalului orizontal (canalul X). Acest amplificator este necesar pentru a obține astfel de amplitudini ale tensiunii Sawtooth la care fasciculul de electroni este deviat pe ecran. Amplificator dispus scanare controlerul Lungimea liniei (cu alte cuvinte, regulatorul amplitudinii tensiunii de ieșire rampă) (12) (panoul frontal al osciloscopului se numește „GAIN X“ sau „AMPLITUDE X“) și scanarea liniei controlerului de polarizare orizontală (13) (pictogramă desemnată ).
Canalul vertical de scanare constă dintr-un atenuator de intrare (divizor de semnal de intrare) și două amplificatoare, pre și sfârșit.
Atenuatorul vă permite să selectați înălțimea dorită a imaginii în cauză, în funcție de amplitudinea oscilațiilor investigate. Cu ajutorul comutatorului atenuator de intrare (4), amplitudinea semnalului poate fi redusă de 10 sau de 100 de ori. (Unele comutatoare sunt inscripții: 1: 1 - în acest caz, semnalul de intrare nu este atenuat, 1:10 și 1 100 - în aceste cazuri, atenuarea, respectiv 10 și 100 de ori). modificări ale nivelului de semnal Smoother și, deci, dimensiunea imaginii de pe ecran este obținut de către terminalul de control al sensibilității canalului amplificatorului Y (10). Amplificatorul de ieșire al canalului ca canalul din deformarea orizontală este deplasarea reglabilă fasciculului (11), și, prin urmare, imaginea pe verticală.
Mai mult decât atât, canalul de admisie este comutator de deflexie verticală 1, prin care pot fi furnizate fie la amplificatorul (curs prin atenuatorul), componenta DC a semnalului, sau de a dispune de ea de comutare condensator. Aceasta, la rândul său, vă permite să utilizați osciloscopul ca un voltmetru DC capabil să măsoare tensiuni constante. Iar impedanța de intrare a "voltmetrului" este destul de mare - mai mult de 1 MΩ.
DESPRE ALTE ADAPTĂRI
Pe lângă comutatorul (9) și controlerul timpului de maturare (8) al generatorului de curățare, există încă un comutator - un comutator al modului de funcționare a mașinii de spălare. Este de asemenea afișat pe panoul frontal al osciloscopului (nu este prezentat în diagrama structurală). Generatorul Sweep poate funcționa în două moduri: într-un sistem automat - generează o tensiune Sawtooth de durată predeterminată și într-un mod de așteptare - „se așteaptă“ sosirea semnalului de intrare, și începe cu aspectul său. Acest mod este necesar pentru studierea semnalelor apar în mod aleatoriu, sau în studiul parametrilor pulsului, când ar trebui să fie marginea în creștere de la începutul matura. În modul automat de funcționare, un semnal aleatoriu poate apărea oriunde în cursa, ceea ce complică observația sa. Modul de așteptare poate fi evaluat în timpul măsurătorilor de impuls.
Comutatorul (9) este asociat (figura 4). În toate pozițiile secțiunii de comutare superioară (în funcție de desen), cu excepția stângii extreme, generatorul generează o tensiune de fierăstrău cu durată diferită. Într-o extremă scanări de poziție stânga generatorului este oprită și secțiunea inferioară comutatorului (9) se conectează la putere amplificator de canal mufele de deflexie pe orizontală „Intrare X“.
Acum linia orizontală va fi obținută numai atunci când semnalul este aplicat la mufele indicate. În plus, sensibilitatea acestui canal este mai mică decât cea a canalului de deformare verticală. Lungimea liniei de curățare poate fi reglată cu butonul (12).
Este nevoie de un astfel de mod osciloscop de operare, de exemplu, în studiul relațiilor de frecvență și fază ale oscilații armonice prin așa-numitele figuri Lissajous când unele vibratii Y este introdus la osciloscop, iar celălalt - la X. intrare
Dacă între generatorul de semnal de baleiere și nu există nici o legătură, apoi începe scanarea și semnalul va apărea în momente diferite, semnalul de imagine pe ecranul osciloscopului se va muta fie o parte sau alta - în funcție de diferența dintre porțiunea semnalului și scanare. Pentru a opri imaginea, trebuie să "sincronizați" generatorul. pentru a oferi un astfel de mod de funcționare, în care începutul baleiere va coincide cu începutul apariției unui semnal periodic (de exemplu, sinusoidală). În care generatorul de sincronizare poate fi atât pe semnalul intern (acesta este dus la un amplificator de deflexie pe verticală) și de la un extern, aplicat la cuib „Intrări SINXR.“. Selectați acest mod sau modul respectiv cu comutatorul (2) - INTERNAL .- EXT. sincronizare (în schema de circuit comutatorul se află în poziția "sincronizare internă").
Sincronizarea de către regulatorul (5) este reglabilă infinit. Acest buton poate fi rotit din poziția extremă stângă (semnul (-) la extrema dreaptă (semnul (+) Această ajustare a sincronizării de scanare a semnalului de polaritate corespunzătoare atunci când mânerul (5) se află în capătul din stânga (- ..), Generatorul de baleiaj este sincronizat muchie negativă tensiune sinusoidală) la extrema dreaptă (+) -. în poziție centrală pozitiv sincronizeze off buton, în unele desene osciloscoape de comutare de sincronizare prin (+) sau (-.) printr-un comutator separat, în acest caz. Mânerul (5) modifică amplitudinea sincronizării, ceea ce contribuie la o imagine mai stabilă pe ecran.