Синхронизация развертки

Запускать генератор ждущей развертки можно исследуемым импульсом (внутренняя синхронизация) или импульсом, вырабатываемым внешним по отношению к осциллографу источником (внешняя синхронизация).

Принцип внутренней синхронизации состоит в том, что исследуемый импульс дифференцируют и полученным в результате дифференцирования коротким импульсом, соответствующим фронту исследуемого сигнала, возбуждают генератор развертки.

При синхронизации ждущей развертки необходимо создать условие наблюдения неискаженного фронта исследуемого импульса – сделать так, чтобы начало напряжения развертки, отклоняющего луч по горизонтали, несколько опережало момент прихода фронта исследуемого импульса на вертикально отклоняющие пластины. Такая задача решается двумя основными способами:

1) применением линии задержки в канале вертикального отклонения. При этом генератор ждущей развертки запускается коротким импульсом, получающимся в результате дифференцирования фронта исследуемого импульса, подаваемого из цепи, предшествующей линии задержки;

2) запуском генератора ждущей развертки и устройства, импульс которого подлежит наблюдению, одним и тем же синхронизирующим импульсом. При этом исследуемый импульс не задерживают в канале вертикального отклонения, а строят систему запуска так, чтобы генератор развертки запускался немного раньше, чем исследуемое устройство.

Когда используется второй способ, то имеется возможность подавать исследуемый импульс непосредственно на вертикально отклоняющие пластины (если, разумеется, амплитуда импульса достаточна для значительного отклонения луча).

Синхронизация непрерывной развертки, применяемой при исследовании периодических сигналов, обеспечивает автоматическое осуществление условия (10.1). Чаще всего используется синхронизация напряжением исследуемого сигнала. Последнее передается из канала вертикального отклонения в усилитель синхронизации. Там оно значительно усиливается, ограничивается и дифференцируется, т. е. из него формируются короткие однополярные импульсы с периодом следования, равным периоду исследуемого напряжения (иногда для решения этой задачи включают специальные формирующие каскады). Полученные импульсы подаются на мультивибратор генератора периодической развертки (режим автоколебания) и вынуждают мультивибратор опрокидываться в моменты прихода импульсов. Таким образом, момент скачка – начала цикла (периода) работы мультивибратора согласован с моментом появления синхронизирующего импульса.

Синхронизацию работы мультивибратора импульсами можно осуществить и так, что частота синхронизированных колебаний будет в целое число раз ниже частоты следования синхронизирующих импульсов. В этом случае длительность развертывающего напряжения оказывается кратной периоду исследуемого напряжения.

Двухканальные и двухлучевые осциллографы

Применяются для одновременного наблюдения осциллограмм двух сигналов на экране одной электронно-лучевой трубки. Такая необходимость возникает при сопоставлении выходных сигналов устройств с входными, исследовании разнообразных преобразователей сигналов, схем задержки импульсов, анализе искажений формы сигнала при прохождении через электрические и радиотехнические цепи, исследовании фазовых сдвигов, сравнении сигналов в различных сечениях сложной системы и т.п.

Двухканальный осциллограф содержит два канала вертикального отклонения и электронный переключатель, который попеременно подает выходные сигналы каналов I и II на одни и те же вертикально отклоняющие пластины обычной электронно-лучевой трубки. Каналы I и II идентичны; в составе каждого из них аттенюатор, эмиттерный повторитель, предварительный усилитель (с ним связан орган перемещения изображения по вертикали) и двухтактный фазоинвертор, преобразующий несимметричные входные сигналы в симметричные. Выходы фазоинверторов обоих каналов соединены со входами электронного коммутатора, после которого включены общие для обоих каналов предоконечный усилитель, линия задержки и оконечный усилитель (с ним связан орган поиска луча), выходное напряжение которого поступает на вертикально отклоняющие пластины трубки. Обычно предусматривают четыре режима работы каналов: одноканальный (работает либо канал I, либо канал II), чередования каналов (поочередное включение каналов после каждого хода развертки), прерывания (работают оба канала, но переключения производятся с частотой 500 кГц – 1 МГц), алгебраического сложения (одновременная работа обоих каналов на одну нагрузку). В двухканальных осциллографах имеются две развертки: основная и задержанная (создаваемые с помощью двух генераторов развертки и схемы сравнения). Развертка А служит для обычных наблюдений, развертка Б – для получения растянутых участков кривых, наблюдаемых на развертке А.

На основе двухканального принципа строят и многоканальные осциллографы, в которых число используемых каналов доходит до восьми. В последнее время получили распространение трехканальные осциллографы: третий канал служит для наблюдения сигнала внешней синхронизации. Это дает возможность судить о временных соотношениях между сигналами. В качестве примеров двухканальных осциллографов можно назвать приборы С1-64, С1-75, С1-82.

Двухлучевой осциллограф имеет специальную электронно-лучевую трубку с двумя лучами. Ее конструкция состоит из стеклянной колбы, внутри которой помещены две раздельные электронно-оптические системы и соответственно две независимые системы отклоняющих пластин. Совокупность этих систем образует два электронных луча, действующих на один общий экран, что позволяет наблюдать одновременно две осциллограммы. В осциллографе два полностью независимых канала вертикального отклонения: каждый содержит все узлы канала Y однолучевого осциллографа – от входных зажимов до «своей» пары вертикально отклоняющих пластин. Генераторы развертки (иногда один генератор) у большинства приборов общие. Встречаются двухлучевые осциллографы с коммутатором. Такие приборы получаются четырехканальными. В качестве примеров двухлучевых универсальных осциллографов можно назвать приборы C1-16, C1-18, C1-55 и др.

У каждой разновидности осциллографов – двухлучевых или двухканальных – имеются свои преимущества. Первые позволяют наблюдать два сигнала раздельно и совместно. Поэтому такие осциллографы применяют для исследования двух неповторяющихся сигналов малой длительности (если двухлучевая трубка имеет независимые пары горизонтально отклоняющих пластин, то имеется возможность наблюдать неповторяющиеся сигналы при различных развертках). Незаменимы двухлучевые приборы и при детальном изучении нестационарных процессов. Преимуществом двухканальных осциллографов являются более низкая стоимость и существенно лучшие характеристики, чем у двухлучевых.