Осциллограф. Виды осциллографов, функциональная схема

1.

Устройство и назначение

2.

Что такое осциллограф?
Это прибор, предназначенный для наблюдения
формы электрических колебаний и изменения их
параметров.
Индикатор – электроннолучевая трубка. Поток
электронов создаёт на экране осциллограмму в
соответствии с формой измеряемых напряжений.

3.

Виды осциллографов:
универсальные (компактны, надёжны, просты)
скоростные и стробоскопические (эффективная
полоса пропускания)
запоминающие (для однократных или редко
повторяющихся сигналов)
специальные (для решения специфических задач)

4.

Функциональная схема

5.

Функциональная схема
На данной схеме можно выделить четыре
основных блока осциллографа:
Электронно-лучевая трубка с цепями управления ее режимом
Блок вертикального отклонения (канал Y)
Блок горизонтального отклонения (канал X)
Блок формирования сигналов, управляющих яркостью луча (канал
Z)

6.

Электронно-лучевая трубка
ЭЛТ представляет собой вакуумированную стеклянную
колбу, внутри которой находятся электронная пушка,
отклоняющая система и люминесцентный экран.
Электронная пушка предназначена для формирования
узкого пучка электронов и его фокусировки на экран.
Отклоняющая система состоит из двух пар пластин ХХ и УУ
расположенных горизонтально и вертикально. К
вертикальным пластинам прикладывается исследуемое
напряжение. К горизонтальным пластинам прикладывается
пилообразное напряжение из генератора развертки.
Светящееся пятно на экране ЭЛТ рисует форму
исследуемого сигнала. Благодаря пилообразному
напряжению пятно движется по экрану слева направо.

7.

Электронно-лучевая трубка
1 - отклоняющие пластины
2 - электронная пушка
3 - пучок электронов
4 - фокусирующий соленоид
5 - экран

8.

Блок вертикального отклонения
Сигнал подводится к клемме «Вход Y» и поступает
на входной делитель. Далее следует усилитель,
состоящий из входного каскада, предварительного
и оконечного усилителей.

9.

Элементы блока
Нужен для того, чтобы дать возможность последующим каскадам работать примерно с
одинаковыми сигналами, независимо от величины входных сигналов;
Назначение – обеспечить большое входное сопротивление и малое выходное;
Источник вспомогательного сигнала, подающегося на вход для калибровки масштаба
вертикального отклонения;
Сигнал для запуска развертки ответвляется из канала Y до линии задержки;
В нем осуществляются основное усиление и формирование полосы пропускания;
Обеспечивает усиление исследуемого сигнала до значения, достаточного для отклонения луча ЭЛТ по вертикали в пределах рабочей части экрана;

10.

Требования к каналу Y
Обеспечение заданной чувствительности
осциллографа
Равномерность АЧХ и линейность ФЧХ
Линейность динамической характеристики
Большое входное сопротивление и малая входная
емкость
Точность измерения амплитуд сигналов

11.

Блок горизонтального отклонения
Три режима горизонтального отклонения луча:
Пилообразная развёртка
Ждущая развёртка
Внешняя развёртка

12.

Элементы блока
Обеспечивает синхронизацию генератора развёртки;
Обеспечивает запуск генератора развёртки;
Формирует линейно-изменяющееся напряжение;
В нем осуществляются основное усиление и формирование полосы пропускания;
Предназначен для усиления напряжения развертки или внешнего сигнала до значения,
достаточного для отклонения луча в пределах экрана по горизонтали;

13.

Требования к каналу X
Стабильность усиления
Высокая стабильность скорости нарастания
напряжений
Те же требования, что и к Y-каналу, только более
мягкие (из соображений экономии)

14.

Блок управления яркостью луча
Задачи:
Подсветка прямого луча и гашение обратного
хода
Метки времени
Подсветка луча сигналом

15.

Элементы блока
Формирует нужный импульс подсвечивания луча;
Вырабатывает узкие прямоугольные импульсы с калиброванным периодом, т.н.
«метки времени»;
Усиливает яркость луча;

16.

Факты
Первый осциллограф был изобретён французским физиком
Андре Блонделем в 1893 году
В связи со значительной стоимостью профессиональных
осциллографов многие радиолюбители самостоятельно
создают осциллографы (и осциллографические приставки к
персональному компьютеру)
Многие радиолюбители используют тракт звукозаписи
установленной в компьютере звуковой карты в качестве
устройства ввода для измерения низких (до 20-22 кГц)
частот; для ПК дополнительно требуется программа
Именно экран осциллографа использовался как дисплей для
одной из первых видеоигр Tennis For Two представляющий
из себя виртуальный вариант тенниса. Игра работала на
аналоговой вычислительной машине и управлялась
специальным игровым контроллером paddle