Узлы электронного осциллографа

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

Пример 1:

Пластины вертикального отклонения YY:

YY
Подаём на пластины следующие сигналы:

А
+
UY
_
а) постоянный сигнал (=)

А
б) переменный сигнал

в) меандр

На экране увидим следующее:

Конец

0
Начало
lY
Начало
0
lY
Начало
0
lY
а) б) в)

lY = SТ Y ∙ UY lY = SТ Y ∙ 2 ∙ А lY = SТ Y ∙ 2 ∙ А

причём, SТ Y – чувствительность трубки по вертикали, [мм/В]; UY – напряжение, приложенное к пластинам, [В]; А – амплитуда сигнала, [В] (для б) синусоиды и в) меандра).

Чувствительность SТ трубки – отклонение луча на экране ЭЛТ, вызванное напряжением UY, приложенным к отклоняющим пластина. Обычно чувствительность составляет порядка 0,5 ÷ 5 [мм/В].

Примечание:

При чувствительности трубки SТ Y в 0,5 [мм/В] и высоте экрана 70 миллиметров, напряжение UY, необходимое для продвижения точки по всему экрану от края до края (по оси Y) должно быть равно ста сорока вольтам, что весьма велико.

Вывод: 1) форма сигнала на экране не наблюдается. В случае подачи периодического сигнала (с двумя полуволнами) – на экране появляется линия, равная двум амплитудам входного сигнала.

2) Из примечания ясно, что большие сигналы можно подавать прямо на пластины отклонения,

а не на вход

Пример 2:

Исследование сигналов проходящих через пластины горизонтального отклонения даёт те же результаты и выводы.

XX
Пластины горизонтального отклонения XX:

_
Подаём на пластины следующие сигналы:

А
+
а) постоянный сигнал (=)

UX
А
б) переменный сигнал

в) меандр

На экране увидим следующее:

lX

Начало
Начало
Начало
Конец
а) б) в)

0
lX
0
lX
0

lX = SТ X ∙ UX lX = SТ X ∙ 2 ∙ А lX = SТ X ∙ 2 ∙ А

причём, SТ X – чувствительность трубки по горизонтали, [мм/В]; UX – напряжение, приложенное к пластинам, [В]; А – амплитуда сигнала, [В] (для б) синусоиды и в) меандра).

Лекция 20

Усилители

Усилитель по тракту вертикального отклонения Y (усилитель вертикального отклонения):

Вход Y
YY
УY
YY
Вход Y
АY
ПУY
ЛЗ
ОУY



Вход X
ПУX
АX
Вход X
Усилитель тракта горизонтального отклонения X (усилитель горизонтального отклонения):

XX
ОУX
XX
УX

На вход – микровольты, милливольты, вольты

Примечание:

Усилители должны быть сделаны так, чтобы проходящий через них сигнал вообще не (или минимально) искажался.

Исследуемый сигнал подаётся на вход Y канала вертикального отклонения, включающего в себя входной делитель (аттенюатор по Y) и усилитель вертикального отклонения («усилитель по тракту вертикального отклонения»). Выходное напряжение усилителя, поступая на вертикальные отклоняющие пластины (на схеме осциллографа – YY), управляет отклонением электронного луча в трубке по оси Y. Для получения требуемого размера изображения на экране входной сигнал усиливается (или ослабевает) в канале вертикального отклонения до необходимого значения, определяемого чувствительностью трубки. Последовательное включение аттенюатора и усилителя вертикального отклонения обеспечивает значительный диапазон исследуемых напряжений. Основное усиление усилителя вертикального отклонения обеспечивается предварительным усилителем ПУY, а окончательный усилитель ОУY в основном служит для преобразования усиливаемого сигнала в управляющее напряжение, подаваемое на отклоняющие пластины.

При подаче переменного напряжения на вход Y электронный луч вычерчивает на экране осциллографа вертикальную линию.

Пример 1:

УY
YY
Вход Y
Подаём на вход три различных сигнала напряжения:

А
А
а) постоянный сигнал (=)

б) переменный сигнал

в) меандр

На экране увидим следующее:

Начало
0
0
Начало
0
Конец
lY
lY
lY
Начало
а) б) в)

lY = S Y ∙ UY lY = S Y ∙ 2 ∙ А lY = S Y ∙ 2 ∙ А

причём, S Y – чувствительность тракта вертикального отклонения (или – чувствительность по Y), [дел/мкВ]; UY – напряжение, приложенное к пластинам, [мкВ]; А – амплитуда сигнала, [мкВ] (для б) синусоиды и в) меандра), lY – ход электронного луча [дел].

Внимание (!):

Здесь – чувствительность S Y, канала (или тракта) вертикального отклонения Y, а не чувствительность SТ Y трубки. Причём:

Узлы электронного осциллографа - student2.ru

Величина, обратная к чувствительности тракта вертикального отклонения, называется коэффициент отклонения по вертикали или «масштаб по Y»:

Узлы электронного осциллографа - student2.ru

XX
УX
Вход X
Пример 2:

Подаём на вход три различных сигнала напряжения:

А
А
а) постоянный сигнал (=)

б) переменный сигнал

в) меандр

Начало
0
lX
Конец
Начало
0
lX
0
lX
Начало

lX = S X ∙ UX lX = S X ∙ 2 ∙ А lX = S X ∙ 2 ∙ А

причём, S X – чувствительность тракта горизонтального отклонения (или – чувствительность по X), [дел/мкВ]; UX – напряжение, приложенное к пластинам, [мкВ]; А – амплитуда сигнала, [мкВ] (для б) синусоиды и в) меандра), lX– ход электронного луча [дел].

Важно то, что коэффициенты усиления по X и по Y находятся в следующей зависимости:

Узлы электронного осциллографа - student2.ru

Примечание:

В реальных осциллографах, поскольку горизонтальная шкала X используется как временная развёртка для сигнала, поданного на вход Y, чувствительность по оси X градуируется в отличных единицах:

Узлы электронного осциллографа - student2.ru

300 мкВ/дел
30 мВ/дел
3 мВ/дел
На лицевой панели прибора есть верньер, с помощью которого можно изменять масштаб как «грубо», когда мы хотим добиться какого-то приближённого значения масштаба, так и «плавно», когда мы хотим добиться какого-то строго определённого значения масштаба.

Верньер «плавно» Верньер «грубо»

30 мкВ/дел
3 мкВ/дел
3 В/дел
30 В/дел
300 мВ/дел

Выставляем верньер грубо на 3 мВ/дел, а реально получаем:

Узлы электронного осциллографа - student2.ru

где Δ – и есть те самые показания мелкомасштабной ручки. И, в принципе, Δ – это погрешность масштаба.

Калибровка

Осциллограф обязательно нужно калибровать по амплитуде для того, чтобы уменьшить погрешность Δ.

А
КА
УY
YY
Калибратор подаёт на вход усилителя сигнал меандр.

Узлы электронного осциллографа - student2.ru Добиваемся на экране следующей картины:

Калибратор по амплитуде

То же самое проделываем с усилителем по X.

Наши рекомендации