Выходное устройство с генератором.

АТТ– аттенюатор – резистивный делитель, который состоит из П- и Т-образных звеньев.

R_вх=R_вых=600 Ом - согласованный делитель.

Выход АТТ используется для подключения высокоомной нагрузки, R>>600 Ом.

Выходной трансформатор имеет несколько вторичных обмоток. Цифры 5, 50, 600 и 5000 Ом указывают значение согласованных нагрузок, при которых выполняется согласование генератора с фиксированным внешним сопротивлением. Указанные сопротивления при пересчете ко входу трансформатора с учетом коэффициента трансформации дают одно и то же значение – 600 Ом.

- отношение количества витков.

Согласование.

Выполнение согласования необходимо для того, чтобы можно было доверять вольтметру генератора с классом точности 2.5. Т.е. вольтметр будет показывать правильные значения с маленькой погрешностью.

В режиме АТТ необходимо включить внутреннее сопротивление 600 Ом для согласования. Если нет согласования (нагрузка не подобрана), то доверять вольтметру генератора нельзя, поэтому следует подключить внешний вольтметр или осциллограф.

Генератор прямоугольных импульсов.

Фронт 0.1 – 0.9

Срез 0.9 – 0.1

(“Задний фронт”) (спад) – спад плоской вершины.

Скважность– отношение периода к длительности импульса.

Прямоугольный импульс– импульс, у которого плоская часть вершины составляет не менее 0.7 от длительности импульса, измеренного на уровне 0.5 амплитуды.

Сигнал типа «меандр».

Скважность = 2.

Постоянная составляющая U= 0

=0;

Параметры сигнала:

1. Мгновенное значение U(t)=

2. Среднее значение за Т:

3. Средневыпрямленное значение:

4. Среднеквадратическое значение:

5. Максимальное (амплитудное) значение -

Генератор имеет 2 выхода: 1 – выход синхроимпульса, 2 – выход основного прямоугольного импульса.

Синхроимпульс опережает прямоугольный импульс на .

Синхроимпульс и прямоугольный импульс имеют одинаковую частоту повторения.

Синхроимпульс применяется для внешнего запуска развертки осциллографа до прихода импульса, чтобы полностью увидеть фронт прямоугольного импульса, а так же для одновременного запуска нескольких устройств (двух и более генераторов).

Функциональные генераторы. (фг)

ФГ вырабатывают сигналы различной формы:

1 – синусоида

2 – меандр

3 – прямоугольный импульс

4 – треугольный импульс

5 – пилообразной формы

6 – произвольной формы

Структурная схема аналогового генератора.

Преобразование в синусоиду

Преобразование в треугольное напряжение

Генератор

меандра

Задающий

генератор

Преобразование в прямоугольный импульс

Меандр

Частотометр

Схема цифрового генератора.

Таймер

Генератор цифровых сигналов

ЦАП

Усилитель

Выход

В памяти есть сигналы

в цифровом виде. 1010111

Эквивалентная схема генератора R_г

xx

U_MU_M

1. Согласование R_г = R_н

R_г

U_MU_M/2 половина напряжения падает наR_гвнутреннее.

R_н

2. Высокоомная нагрузка R_н ˃˃ R_г

Сопротивление генератора не влияет на измерения.

(можно R_гне рассчитывать.)

U_c

Пример влияния R_г

Генератор

С

50 Ом

τ= (50+50)С=100С

t

Аналоговые и цифровые осциллографы.

Виды аналоговых и цифровых осциллографов:

• Универсальные

• Стробоскопические

• Запоминающие

Могут быть двухканальные, четырехканальные, двулучевые (аналоговые) осциллографы.

Структурная схема аналогового осциллографа.

ЭЛТ

Y

M_p (множитель

развертки)

×0,1 ×1

Схема двухканального осциллографа.

УВО – усилитель вертикального отклонения.

УГО - усилитель горизонтального отклонения.

Канал ВО создает напряжение, чтобы было видно на экране; ~60мВ.

ЭЛТ.

В ЭЛТ напряжение преобразуется в смещение электронного луча, который оставляет светящийся след на люминофорном экране трубки. Луч перемещают с постоянной скоростью по горизонтали, если на пластину подано пилообразное напряжение.

Сигналы на пластинах.

X

Y

Экран

Луч отклоняется по горизонтали и вертикали.

~t(пилообразное напряжение)

(t) – развертка сигнала во времени.

Если подано на входY, то получаем зависимость()

Канал вертикального отклонения:

Сигналы разных уровней с помощью АТТ уменьшаются до уровня 0 – 60 мВ, а потом усиливаются УВО.

Коэффициент деления АТТ равен 1:1 при минимальном коэффициенте отклонения.

При =10максимальный размах напряжения 60 мВ.

Т.е. maxразмах на 6 делений – 60 мВ.

При большем напряжении чем 60 В требуется включить делитель.

На входе АТТ	60 мВ	80 мВ	1В
	10	20	0.2
	1:1	1:2	1:20
На выходе АТТ	60 мВ	40 мВ	50 мВ

Линия задержки(50-100 нс) необходима для того, чтобы успел сработать генератор развертки прежде, чем сигнал поступит на вертикальные отклоняющие пластины.

АТТ– частотно-компенсированныйRC-делитель с неизменным входным сопротивлением 1 Мом и емкостью 35 пФ.

Чем меньше С, тем выше быстродействие. Всегда у осциллографа большое входное сопротивление и маленькая емкость.

=1 МОм

На низких частотах резистивный делитель, на высоких – емкостной.

С нужно, чтобы не влияла паразитная емкость на сопротивление делителя.

АТТ -

Переключатель Y-входа.

- открытый вход.

Сигнал непосредственно поступает в осциллограф.

Земля - Y-вход отключен; вход осциллографа заземлен.

~ закрытый вход – вход закрыт для постоянной составляющей. Постоянное напряжение падает на =0.1 мкФ.

Земля нужна:

-если неизвестна полярность

-искать луч

Требования к УВО:

1. Большое входное сопротивление 1 Мом.

2. Малая входная емкость 35 пФ.

3. Регулировка коэффициента усиления.

4. Малое и нелинейное искажения.

5. Широкая полоса пропускания.

Канал горизонтального отклонения (схема синхронизации, ГР, УГО)

ГР включают для развертки сигнала во времени y(t), т.к. при пилообразном движении луч двигается равномерно. Чтобы на экране получить зависимостьy(x) ГР отключают, а развертку луча выполняет сигнал, который подается на вход Х (синусоида дает на экране эллипс для измерения сдвига фаз).

Меняя коэффициент развертки, меняем длительность пилообразного напряжения. Сигнал не растягивается, а изменяется масштаб экрана.

Та часть сигнала, которая попадает в длительность развертки, будет видна на экране. За время развертки луч пройдет весь экран.

Период развертки Т= К_р x10 дел

Частота развертки f=

ГР работает в автоколебательном и ждущем режимах.

Вход Х

Используется для получения зависимости U_y(x) .Ось Х градуируется в В/Дел.

К_хне более 1 В/Дел.

Применяется для измерения ВАХ и сдвига фаз.

можно уменьшить в 510 раз с помощью множителя развертки путем усиления УГО в 510 раз.

Схема Синхронизации и запуска.

Схема на экране служит для получения на экране неподвижного изображения сигнала. Существует 2 вида синхронизации:

- внутренняя

- внешняя

При внутренней синхронизации часть исследуемого сигнала, поступающего на Y-вход, ответвляется в схему синхронизации.

При внешней синхронизации сигнал поступает от внешнего источника.

Устройство синхронизации запускает ГР в такт с исследуемым сигналом (в одной и той же фазе синусоиды)