Калибраторы

Калибраторы – это меры, с помощью которых градуируют или проверяют градуировочные характеристики осей (шкал) экрана осциллографа: вертикальной – в единицах напряжения, горизонтальной – в единицах времени. При градуированных осях (шкалах) создается возможность измерения, с одной стороны, амплитуды напряжения исследуемого сигнала, с другой, – длительности импульсов, интервала времени между импульсами и т. п.

В осциллографе содержатся два калибратора: чувствительности (калибратор амплитуды) и длительности.

Калибратор чувствительности – это источник напряжения, по которому устанавливают номинальную чувствительность канала вертикального отклонения

,

где , см/В; , см – строго определенное (калиброванное) видимое отклонение луча; – строго определенное (калиброванное) напряжение, подаваемое на вход усилителя вертикального отклонения.

Согласно формуле (10.4), которую для выражения в см/В можно записать в виде

,

номинальная чувствительность устанавливается регулировкой коэффициента передачи канала.

Когда вертикальная ось экрана проградуирована, то измеряемая амплитуда напряжения находится из соотношения

, (10.5)

где Н – видимое отклонение луча, вызываемое исследуемым сигналом.

Удобнее располагать значением номинального коэффициента отклонения

Тогда

(10.6)

Размер , необходимый для установки чувствительности или коэффициента отклонения, задается с помощью масштабной сетки (рис.10.10). В современных осциллографах применяются ЭЛТ с внутренней масштабной сеткой, расположенной в плоскости экрана (в той же плоскости, что и люминофор).

Это конструктивное решение практически исключает погрешности отсчета, обусловленные параллаксом. Такие ЭЛТ называют трубками с внутренней шкалой и беспараллаксным отсчетом. В оcциллографах более старых выпусков перед экраном установлен диск из прозрачного материала, на котором нанесена масштабная сетка.
	Рис. 10.10. Масштабная сетка

Напряжение вырабатывает калибратор, который может быть выполнен, например, по схеме мультивибратора, генерирующего прямоугольные импульсы размахом . Эти импульсы передаются через эмиттерный повторитель и делитель напряжения на выход калибратора. Последний соединяют со входом Y осциллографа.

Калибратор длительности – это мера времени, с помощью которой либо поверяют длительность калиброванной развертки, либо калибруют временной масштаб. В современных осциллографах больше распространен первый вариант.

Калиброванная по длительности развертка обеспечивает горизонтальное отклонение луча на строго определенное расстояние при строго определенной длительности . Отношение , выраженное, например, в мкс/см, определяет градуировочную характеристику оси времени или временной масштаб. Числа q обозначают положения переключателя длительности развертки. Таким образом, генератор калиброванной развертки служит рабочей мерой времени.

Перед началом измерений временных характеристик сигналов (длительности импульса, периода следования импульсов и др.) поверяют длительность развертки по образцовой мере. Функции образцовой меры времени выполняет содержащийся внутри осциллографа кварцевый генератор, вырабатывающий напряжение определенной и стабильной частоты (например, 100 кГц). Этот генератор и называют калибратором длительности. Иногда функции обоих калибраторов совмещены в одном устройстве.

В осциллографах более старых выпусков калибратор длительности представляет собой генератор синусоидальных колебаний ударного возбуждения. Напряжение генератора подается на управляющий электрод или катод электронно-лучевой трубки и модулирует яркость свечения: изображение исследуемого импульса, наблюдаемое на экране трубки, состоит из чередующихся ярких и темных отрезков. Расстояние между серединами ярких (темных) меток равно периоду собственных колебаний контура, включенного в схему генератора. Переключением колебательных контуров изменяют цену калибровочной метки.

В некоторых осциллографах на экране высвечиваются масштабные коэффициенты или отображаются результаты измерений в буквенно-цифровой форме. Имеются приборы, в которых вместо калибраторов применены встроенные цифровые вольтметры, измерители интервалов времени и частотомеры с цифровой индикацией результатов измерений.

	Схема управления лучом трубки. Питание ЭЛТ осуществляется постоянными напряжениями, получаемыми от выпрямителей (рис. 10.11, а). Яркость регулируется потенциометром (ручка Яркость), изменяющим потенциал управляющего электрода относительно катода.
Рис. 10.11. Схемы управления лучом трубки

Фокусируют луч с помощью потенциометра (ручка Фокус), изменяющего потенциал первого анода. Дополнительная фокусировка достигается в результате уменьшения астигматизма (искажения осциллограммы, связанного с неодинаковым качеством фокусировки по обеим осям) путем регулировки потенциала второго анода с помощью переменного резистора (ручка Астигматизм).

Смещение луча по осям X и Y достигается изменением постоянного напряжения между однородными отклоняющими пластинами (рис. 10.11, б).