Осциллографические измерения электрических величин


Электронный осциллограф (ЭО) является прибором для визуального наблюдения, регистрации и измерения параметров электрических сигналов. Так, например, наблюдая на экране осциллографа импульсные сигналы можно определить их амплитуду, длительность, период следования, искажения формы и т.д. Обладая универсальностью, осциллограф как измерительный прибор не отличается высокой точностью и предназначен для оценочных измерений.

Структурная схема большинства ЭО одинакова (рис.3.1.) и содержит электронно-лучевую трубку (ЭЛТ), канал вертикального отклонения луча (Y-канал), канал горизонтального отклонения луча (Х-канал), канал управления яркостью луча (Z-канал), источник питания (ИП). В схему осциллографа вводят также калибраторы амплитуды (КА) и длительности (КД), для определения масштаба осцил-лограммы по оси Y при измерении напряжения и по оси Х при определении периода, частоты исследуемого сигнала. В некоторых осциллографах (например, в С1-68, структурная схема которого показана на рис.3.2.) произведена градуи-ровка переключателей коэффи-циента усиления Y-канала, т.е. указан коэффициент отклонения осцил-лографа в вольтах (милливольтах) на 1см отклонения луча по вертикали, и переключателей длительности развертки Х- канала в секундах (миллисекундах, микросекундах) на 1см отклонения луча по горизонтали.

Для проверки калибровки этих переключателей предусмотрен источник контрольного сигнала (ИКС, см. рис.3.2.) прямоугольной формы с известной амплитудой напряжения и частотой колебания.

Наиболее часто интересуются изменениями параметров исследуемых процессов во времени. Поэтому горизонтальная ось большинства осциллограмм является осью времени. При этом для создания линейного масштаба оси времени необходимо, чтобы электронный луч ЭЛТ перемещался равномерно. Это можно сделать, подав на горизонтально отклоняющие пластины ЭЛТ пилообразное (линейно изменяющееся) напряжение


развертки от генератора развертки (ГР). Тогда за время рабочего хода развертки электронный луч будет двигаться по экрану с постоянной скоростью от одного края экрана к другому (слева на право). Если одновременно с напряжением развертки подвести к вертикально отклоняющим пластинам ЭЛТ исследуемое напряжение, то электронный луч будет перемещаться по более сложному закону и на экране ЭЛТ появится осциллограмма, вид которой будет зависеть от формы, частоты и величины исследуемого напряжения.

Для получения неподвижной осциллограммы на экране ЭЛТ необходимо синхронизация (согласованность изменения) исследуемого напряжения и напряжения развертки, т.е. период напряжения развертки ТX должен быть кратен целому числу периодов ТY исследуемого сигнала.

Блок синхронизации (БС) управляет подстройкой генератора развертки (ГР) под частоту исследуемого напряжения. При этом синхронизация может осуществляться от разных сигналов. При подстройке генератора развертки исследуемым сигналом (положение переключателя SA1 в позиции 2) синхронизация называется внутренней, а при подстройке его любым другим сигналом (положение переключателя SA1 в положении 1)− внешней синхронизацией. Частным случаем внешней синхронизации является синхронизация от сети (SA1 − в позиции 3) т.е. синхронизация производится напряжением сети частотой 50 Гц.

Кроме временнόй развертки луча ЭЛТ возможна развертка луча по горизонтали любым другим напряжением, подводимым на горизонтально отклоняющие пластины Хчерез переключатель SA2 в позиции 2.

Входные устройства (ВУ1÷ВУ3) и усилители (У1÷У3) обеспечивают согласование соответствующего канала(Y,X,Z) с генератором внешнего сигнала и предварительного усиления или ослабления сигнала для подачи га электроды ЭЛТ.


Предыдущие материалы: Следующие материалы: