Коммутатор.

Предназначен для отображения двух сигналов на экране ЭЛТ с одним электронным лучом.

Принцип работы.

Два сигнала видны на экране однолучевой ЭЛТ, т.к. коммутатор попеременно подключает то один, то другой предварительный усилитель к УВО. Существует 2 режима работы коммутатора:

() – поочередный (синхронный)-основной режим.

(…) – прерывистый (асинхронный).Используется на низких частотах для исключения мерцания сигналов.

В поочередном режиме переключение каналов происходит попеременно с частотой генератора развертки после окончания пилообразного напряжения развертки. Изображения сигналов 1го и 2го каналов поочередно сменяют друг друга, но так часто, что на экране они выглядят одновременными.

1 переключение за 1 период развертки.

Недостатки:

на частотах порядка 20 - 200 Гц наблюдаются мерцания сигналов, заметные глазу. Для компенсации этого недостатка используется прерывистый режим (...) Прерывистый режим: коммутатор подключается с частотой 100 КГц, подключая 1 и 2 каналы к УВО поочередно через 5 мкс. (T=10мкс) На экране за фрагментом изображения первого сигнала следует фрагмент (штрих) второго сигнала длительностью 5мкс. Основной режим - (), а прерывистый включается, когда на низких частотах появляются мерцания (>0.5).

Стробоскопический осциллограф.

Применяется для исследования скоростных процессов, СВЧ сигналов с частотой 10-20 ГГц и коротких периодических импульсов в десятки нано- и пикосекунд. Не измеряем однократные сигналы, только периодические.

Масштаб увеличивает изображение импульса с периодом Т.

- число стробоимпульсов за период.

=.

Принцип работы:

Работа осциллографа основана на считывании мгновенных значений периодических сигналов при помощи кратковременных стробирующих импульсов с периодом , автоматически сдвигающихся за каждый период сигнала на, 2, 3.. от начала импульса. За каждый период сигнала считывается одно мгновенное значение.

Условие: период стробоимпульса больше периода сигнала на момент считывания ΔТ

За каждый период считывается 1 мгновенное значение.

Цифровые осциллографы

Рис.: Структурная схема двухканального ЦО.

ПЗУ – постоянное ЗУ

УС – устройство связи; интерфейс USB,COM/

IEEE488,GPIB– измерительный интерфейс.

АЦП – аналого-цифровой преобразователь.

Принцип работы.

В основе цифрового осциллографа лежит преобразование исследуемого аналогового сигнала U(t) в последовательность цифровых значений равномерно считываемых в определенные дискретные моменты времени. Преобразование из аналогового сигнала в цифровой выполняет АЦП. Из АЦП код передается в быстродействующее ОЗУ, а затем переписывается в ЗУ для долговременного хранения и отображения сигнала на дисплее. Таймер является цифровым аналогом Генератора Развертки, т.к. он обеспечивает равномерное считывание мгновенных значений через шаг дискретизации. В аналоговом осциллографе Генератор Развертки вырабатывает пилообразный сигнал, а в цифровом – таймер вырабатывает короткий прямоугольный импульс.

Запись в ОЗУ:

­­­_­4­^хразрядный АЦП от 0 до 4 В. Погрешность 6%.

Объем ОЗУ: 2,5-256 Кб.

f_{выборки}: 10 точек на период.

В зависимости от К_рдлительность импульса разная, чтобы не было переполнения памяти.

ОЗУ имеет объем памяти 1 – 256 Кбайт.

1)

2) Шаг дискретизации (частота выборки) зависит от коэффициента развертки, чтобы не было переполнения памяти при частых выборках.

шаг квант =

^4В

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11110

Код АЦП				0111	0111
Адрес ОЗУ				0101	1101

00000

0

Номер импульса таймера в двоичном коде.

Формирование адреса ОЗУ.

ОЗУ

АдресАЦП

ОЗУ

Адрес

Код АЦП

АЦП

1

U_вх

0

таймер

счетчик

1

0

Номер импульса таймера задает адрес ячейки ОЗУ, в котором записывается код АЦП. Объем памяти ОЗУ 1- 256 кБ

Люминофорные осциллографы.

DPO Tecktronix – Digital Phosphor Oscilloscope) – 3000 серия.

Используются для анализа видимых сигналов и редких апериодических событий. Слово «люминофорный» означает эмуляцию экрана обычного аналогового осциллографа с люминофорной ЭЛТ. В памяти идет сбор информации о 500 развертках, а яркость пикселя на экране зависит от того, сколько раз через эту точку пришел сигнал. Имеет 16 градаций яркости.

Метрологические характеристики двухканальных цифровых осциллографов.

Название осциллографа	TDS-210 (2002)	TDS-3052( DPO )
Полоса пропускания	60 МГц	500 МГц
Частота выборки	1 GS/s	5 GS/s
Шаг дискретизации	1 нс	1 нс
Объем ОЗУ	2.5 Кбайт	10 Кбайт
Разрядность АЦП	8 бит	1 бит
Погрешность	4%	2%

Преимущества цифровых осциллографов

1. Запоминать и отображать сигналы.

2. Использовать меню для управления

3. Автоматические вычисления , среднее, средневыпрямленное,peak-to-peak.

4. Автоматическая настройка на сигнал – autoset.

5. Растяжка на экране любого участка сигнала.

6. Распечатать на принтере форму сигнала.

7. Записать сигнал на флэшку.

8. Передать сигнал в компьютер.

9. Управлять ЦО от компьютера.

10. Имеет маленькую погрешность и широкую полосу пропускания.