Дослідження форми електричних сигналів (стр. 4 )

Тривалість прямого ходу розгорнення tnp визначає швидкість руху променя в горизонтальному напрямку й впливає на яскравість світіння осцилограми.

У більшості ГПН східчастих змін тривалості розгорнення здійснюється перемикачем, що прийнято позначати «Час/дел.» і градуювати мс/дел. або мкс/дел. Плавне регулювання тривалості усередині діапазону звичайно здійснюється потенціометром «Тривалість». Каліброване розгортка, тобто коли відхиленню променя по горизонталі відповідає строго визначена тривалість, здійснюється при фіксованому положенні потенціометра «Тривалість».

Розмір зображення сигналу на екрані ЕПТ по горизонталі пропорційний амплітуді пилкоподібної напруги. Амплітуда напруги розгорнення повинна бути достатньої для відхилення лучачи на всю ширину ЕПТ.

Підсилювач горизонтального відхилення (ПГВ) призначений для посилення напруги розгорнення до рівня, що забезпечує одержання розгорнення у весь екран. Крім того, ПГВ може підсилювати сигнали розгорнення, що подаються безпосередньо на вхід каналу горизонтального відхилення. У цьому випадку власний генератор розгорнення відключається.

В ПГВ звичайно розміщають деякі органи управління роботою осцилографа. Так, у більшості осцилографів в ПГВ здійснюється фіксована зміна підсилення напруги розгортання в число разів, що дорівнює коефіцієнту множення (перемикач «Множення»), а також плавна зміна посилення при калібруванні КГВ підстроювальними елементами.

У схемі синхронізації формуються короткі однополярні імпульси з періодом проходження, рівним або кратним періоду синхронізуючого сигналу. Для цього в схемі синхронізації є спеціальні формуючі каскади. В залежності від того, яке джерело сигналу за допомогою перемикача використовується для формування імпульсів, що запускають (синхронізуючих) генератор розгорнення, розрізняють три види (родів) синхронізації: внутрішню, зовнішню, від мережі.

При внутрішній синхронізації джерелом синхросигналу служить сам досліджуваний сигнал, що подається із КВВ. При зовнішній синхронізації керування розгортанням здійснюється від зовнішнього джерела, сигнал якого подається на вхід КГВ.

При синхронізації від мережі джерелом сигналу синхронізації генератора розгортання служить напруга мережі електроживлення осцилографа.

У схемі синхронізації є, як правило, перемикач полярності синхросигналу й підсилювач із регулятором рівня напруги, що запускає (потенціометр «Рівень»), Запускаюча напруга визначає рівень спрацьовування каскадів, що формують імпульси запуску на виході схеми синхронізації.

Керуючий пристрій (КП) призначений для формування імпульсів, керуючих роботою генератора розгорнення. Схемна реалізація КП може бути різноманітною. Найчастіше це мультивібратор або тригер, що виробляє прямокутні імпульси. У сучасних осцилографах звичайно використовуються універсальні КП, що працюють у безперервному і очікуваному режимах. Переклад КП в очікуваний або безперервний режим роботи звичайно здійснюється плавно за допомогою регулятора «Стабільність».

Пристрій порівняння й блокування (ППБ) призначено для блокування роботи КП на час існування перехідних процесів у генераторі розгорнення після закінчення в ньому циклу формування лінійної напруги, що розгортає. У результаті подачі сигналу з ППБ на КП останній не реагує на запускаючи імпульси, які поступають зі схеми синхронізації, і перебуває у вихідному стані до закінчення зворотного ходу і перехідного процесу в генераторі розгорнення.

Динаміку роботи КГВ розглянемо в найбільш характерних режимах розгорнення.

В автоколивальному безперервному режимі генератор розгорнення працює безупинно поза залежністю від наявності сигналу. Цей режим використовується для спостереження сигналів з невеликою шпаруватістю або для спостереження одного або декількох періодів сигналу.

Приклад осцилограми подачі на вхід осцилографа послідовності імпульсів (рис. 9,а) і лінійному періодичному розгорненню (рис. 9,6) показаний на рис. 9,в.

Процес синхронізації для даного випадку розглянемо на прикладі, коли в якості пристою керування використовується мультивібратор, синхронізуємий короткими імпульсами.

Імпульси синхронізації негативної полярності надходять на вхід синхронізації мультивібратора.

Період власних коливань мультивібратора встановлюється більше періоду проходження синхроімпульсів , і тому синхроімпульси змушують мультивібратор перевертатися в моменти приходу імпульсів.

Дійсно, у момент надходження негативного синхроімпульсу на вхід синхронізації в мультивібраторі наступає релаксаційний процес, і період коливань мультивібратора коротшає й стає рівним періоду проходження синхроімпульсів (рис. 10).

Для стійкої осцилограми потрібно забезпечити необхідне співвідношення між і а також правильно вибрати величину імпульсу синхронізації.

Зазначені параметри підбирають звичайно експериментально при роботі з осцилографом. Спочатку при мінімальній напрузі синхронізації підбирають , приблизно дорівнює періоду досліджуваного сигналу, а потім при сповільненні руху осцилограми вводять сигнал синхронізації. По черзі підбираючи і , домагаються повного синхронізму, тобто стійкого зображення осцилограми.

Розглянутий режим безперервної роботи генератора розгортки практично не придатний для спостереження імпульсів з великою шпаруватістю. Дійсно, якщо період розгорнення зробити рівним періоду проходження сигналу, то зображення імпульсу буде вузьким. Якщо ж період розгорнення порівняємо із тривалістю імпульсу, то зображення буде блідим і нестійким, що пояснюється тим, що за період повторення імпульсів відбувається багато пробігів променя, але лише один співпадає із досліджуваним імпульсом і відображає його. Для спостереження сигналів з великою шпаруватістю, а також неперіодичних однократних сигналів в осцилографах звичайно передбачається очікуваний режим роботи.

В очікуваному режимі, генератор лінійного розгорнення починає працювати тільки з появою на вході осцилографа досліджуваного сигналу (на рис. 11 вхідний сигнал показаний з врахуванням затримки ).

Uкп

Під впливом вхідного сигналу з виходу схеми синхронізації на керуючий пристрій надходять імпульси, що запускають , які переводять КП з вихідного стану в робоче. Керуючий пристрій виробляє прямокутний імпульс , а в генераторі розгорнення починає наростати напруга прямого ходу . Тривалість прямокутного імпульсу визначає час прямого ходу променя (див. рис. 11).

Сигнал пилкоподібної форми надходить на ПГВ й одночасно на вузол блокування. При досягненні пилкоподібним імпульсом установленого рівня порівняння керуючий пристрій вертається у вихідний стан і прямій хід припиняється. У пристрої формування починається спад напруги (зворотний хід), і вона також повертається у вихідний стан. У зв'язку з різким переходом від прямого ходу до зворотного в пристрої формування пилкоподібних імпульсів виникає перехідний процес, до закінчення якого керуючий пристрій не повинне реагувати на імпульси, що запускають, тобто повинне перебувати у вихідному стані. У зв’язку з різким переходом від прямого ходу до зворотнього в пристрої формування пилкоподібних імпульсів виникає перехідний процес, до закінчення якого управляючий пристрій не повинен реагувати на запускаючи імпульси, тобто повинно знаходитись у вихідному стані. Ця вимога реалізується за допомогою вузла блокування, де виробляється сигнал блокування , що надходить на вузол керування. Процес «гальмування» переходу управляючого пристрою від вихідного стану до робочого називається блокуванням генератора розгорнення.

Таким чином, в очікуваному режимі, напруга розгортання виробляється тільки при наявності спеціального сигналу запуску. Після того як під дією напруги розгортання, промінь робить одній прямий і один зворотній ходи, генератор розгорнення припиняє роботу й «чекає» приходу наступного імпульсу запуску.