Дослідження форми електричних сигналів (стр. 5 )

Одноразовий режим забезпечує одиночний запуск розгорнення. Цей режим використовується для спостереження одиночних і неперіодичних сигналів. Для фіксації результатів застосовується фотографування або трубка із значним післясвітінням.

Розглянуті режими роботи КГВ аналізувалися для випадку лінійного розгорнення. При проведенні деяких досліджень за допомогою осцилографа на його горизонтальні пластини подається не пилкоподібне, а синусоїдальна напруга , тобто здійснюється синусоїдальне розгорнення. У цьому випадку, як і при лінійному розгорненні, лінія розгорнення представляє собою горизонтальну лінію, але швидкість переміщення променями змінюється за синусоїдальним законом. Миттєве значення відхилення променя по горизонталі

,

де — амплітуда відхилення променя по горизонталі.

Синусоїдальне розгорнення становить практичний інтерес, коли на пластини що вертикально відхилені, також подається синусоїдальний сигнал ,зсунутий по фазі відносно на кут . У цьому випадку на екрані ЕПТ з'являється фігура Ліссажу, форма якої залежить від амплітуд відхилень електронного променя по вертикалі, горизонталі, початкової фази одного з напруг і описується рівністю

, (5)

де — амплітуда відхилення променя по вертикалі.

Формула (5) є рівнянням еліпса, тобто фігура Ліссажу на екрані в розглянутому випадку - еліпс.

В залежності від фазового зсуву між відхиляючими напругами і форма і нахил еліпс буде змінюватися:

·  якщо ;

·  якщо ;

тобто у цих випадках еліпс вироджується в прямі, нахилені під кутом до осі :

.

При прямі нахиляються під кутом або до горизонтальної осі відповідно:

якщо . Це рівняння еліпса з півосями, що збігаються з осями координат При осцилограма

осцилограма приймає вид кола з радіусом (див. табл. 1).

Таким чином, форма й нахил еліпса є ознаками фазового зсуву між відхиляючими напругами. Якщо сигнали і мають нерівні частоти й початкові фази, то фігури Ліссажу приймають більше складний вид. Синусоїдальне розгорнення застосовується для виміру частоти, фазового зсуву, параметрів модульованих коливань і інших величин.

Для виміру фазового зсуву й порівняння частот двох сигналів часто використовується кругова (еліптична) розгорнення, отримана на основі синусоїдальної. Для цього на входи осцилографа подаються гармонійні сигнали від одного джерела, але зсунуті по фазі на 90° за допомогою фазобертаючого ланцюжка. На екрані осцилографа виходить осцилограма у вигляді кола або еліпса - лінія кругового розгорнення.

Тут важливо відзначити, що протягом періоду напруги, що розгортає, світла пляма робить один оберт по колу, тобто число обертів у секунду дорівнює частоті напруги, що розгортає. У процесі дослідження з використанням кругового розгорнення вхідний сигнал подається, як правило, на модулятор ЕПТ через канал .

Крім розглянутих типових режимів роботи КГВ, у практиці осцилографічних вимірів виникає необхідність застосування спеціальних розгорнень, наприклад для детального розгляду окремих ділянок досліджуваного сигналу. Розглянемо деякі з цих режимів.

Розтягнуте розгорнення реалізується за рахунок додаткового підсилювача напруги генератора розгорнення (рис. 12). При цьому частина осцилограми може виходити за межі екрана, але шляхом зсуву променя по горизонталі встановлюється зображення частини

сигналу, що підлягає детальному вивченню.

Затримане розтягнуте розгорнення реалізується з використанням двох генераторів розгорнення КГВ. У цьому режимі основне розгорнення запускається імпульсом у момент (рис. 13,а), а момент запуску швидкого розгорнення визначається регульованим рівнем запуску, тобто затримка запуску другого генератора розгорнення регулюється, що дозволяє вибирати ділянку для детального вивчення (розтягання у часі). У цьому випадку на екрані проглядається тільки розтягнутий сигнал за рахунок генератора Б, а генератор розгорнення А використовується як генератор часу затримки.

Якщо момент (рис. 13,а, 6, в) передує крапці 7 (рис. 13,в), то сигнал на екрані осцилографа в режимі затриманого розтягнутого розгорнення буде мати вигляд, показаний на рис. 13,е.

Затримане розгорнення може бути реалізована й іншим способом. Приходящий сигнал (рис. 13,а) запускає пристрій затримки, а наприкінці імпульсу затримки (рис. 13,в) включається генератор розгорнення. Регулюючи величину затримки, як і в розглянутому випадку, можна переміщати розтягнуту ділянку зображення й розглядати різні частини сигналу.

3.3. Канал керування й модуляції лучачи по яскравості (канал Z)

Цей канал призначений виконувати наступні функції:

·  установку необхідної яскравості світіння лучачи ЕПТ;

·  підсвічування (гасіння) розгорнення під час прямого (зворотного) ходу променя;

·  модуляцію по яскравості зображення сигналу.

Керування яскравістю світіння лучачи ЕПТ і його фокусуванням здійснюється вручну (див. рис. 2) ручками «Яскравість», «Фокус», а також потенціометром «Астигматизм» шляхом зміни рівня напруги на відповідних електродах трубки.

«Підсвічування» розгорнення здійснюється під час прямого ходу променя для одержання більше яскравого його зображення, а «гасіння» розгортки — під час зворотного ходу променя для того, щоб зворотний хід розгорнення не проглядався на зображенні сигналу. «Підсвічування» і «гасіння» (блокування) здійснюються автоматично шляхом подачі на електроди ЕПТ (модулятор) імпульсів напруги відповідної полярності. Імпульси повинні збігатися за часом із прямим (підсвічення) і зворотним (гасіння) ходами променя. Вихідним сигналом для формування імпульсів служить генератор розгорнення, що функціонально пов'язаний з електродами ЕПТ через підсилювач каналу . Використання підсвічування (гасіння) особливо важливо при роботі КГВ в очікуваному режимі.

Модуляція променя по яскравості світіння здійснюється зовнішнім сигналом і дозволяє спостерігати у складних сигналах тільки ті його частини, які збігаються за часом із зовнішнім сигналом. Для підключення зовнішнього модулюючого сигналу, в осцилографах, як правило, передбачається спеціальний вхід, називаний входом .

Відмітимо, що є електронно-променеві трубки, у яких промінь не гаситься, а виводиться за межі екрана за допомогою додаткових (блокуючих) пластин, що входять до складу електронної гармати.

3.4. Калібратори рівня й тимчасових інтервалів

Практично в кожному осцилографі є калібратори рівня (амплітуди) і тимчасових інтервалів (тривалості). Зазначені калібратори представляють собою генератори сигналів з точними значеннями амплітуди й частоти.

Калібратори рівня й часових інтервалів призначені для виміру рівня напруги й часових параметрів досліджуваного сигналу методом порівняння, а також для перевірки правильності калібрування шкали перемикача коефіцієнта відхилення каналів вертикального й горизонтального відхилень променя.

Перевірка правильності калібрування каналів осцилографа означає перевірку їхньої чутливості до відхилення променя. Перевірка здійснюється шляхом подачі на входи сигналу калібраторів і порівняння розміру зображення цього сигналу із установленим значенням відповідного коефіцієнта відхилення по вертикалі й горизонталі.