Обобщенная структурная схема
Несмотря на большое многообразие видов, и типов современных осциллографов, все они могут быть охарактеризованы некоторой обобщенной структурной схемой (рисунок 6.2).
Как видно из рисунка 6.2, в состав обобщенной структурной схемы входят ЭЛТ VL1, канал вертикального отклонения (канал Y), канал горизонтального отклонения (канал X) и калибраторы амплитуды и длительности. Существует также канал управления яркостью (канал Z). На вход канала вертикального отклонения (вход Y) поступает исследуемый сигнал. Для согласования параметров цепи исследуемого сигнала со входом усилителя А1 канала Y используется входное устройство. Оно может содержать коммутируемую разделительную емкость, предназначенную для обеспечения возможности исследования переменных сигналов с малой амплитудой при наличии большой постоянной составляющей. Кроме того, входное устройство имеет делитель напряжения со ступенчато изменяющимся коэффициентом деления для расширения пределов измерения. Усилитель А1 – предварительный. Он обеспечивает усиление исследуемого сигнала и его согласование с параметрами линии задержки. Линия задержки ET1 обеспечивает задержку поступления сигнала на пластины вертикального отклонения до поступления напряжения развертки на пластины горизонтального отклонения. Это позволяет наблюдать фронт исследуемого сигнала. После линии задержки сигнал поступает на оконечный усилитель канала А2, который обеспечивает усиление его до величины, достаточной для отклонения луча по вертикали.
Рисунок 6.2 – Обобщенная структурная схема осциллографа
Канал горизонтального отклонения луча (канал X) включает в себя генератор развертки G, оконечный усилитель А3 и устройство синхронизации. Генератор развертки формирует напряжение, вызывающее отклонение луча по горизонтали. Он имеет три режима работы: автоколебательный, ждущий и однократный. Автоколебательный режим применяется для наблюдения синусоидальных и импульсных сигналов с небольшой скважностью. Ждущий режим используется для исследования импульсных сигналов с большой скважностью. Режим однократной развертки предназначен для фотографирования одиночных сигналов или для их запоминания. Оконечный усилитель А3 аналогичен оконечному усилителю А2. Он предназначен для усиления напряжения развертки до значения, достаточного для отклонения луча по вертикали. Устройство синхронизации предназначено для получения устойчивого изображения на экране ЭЛТ. Это достигается привязкой начала исследуемого сигнала к началу горизонтальной развертки в автоколебательном режиме (это называется синхронизацией) или привязкой развертки к моменту прихода исследуемого сигнала – в ждущем режиме или в режиме однократной развертки.
Канал управления током луча (канал Z) служит для установки яркости изображения сигнала на экране ЭЛТ, удобной для его наблюдения. Основное назначение канала состоит в подсвечивании рабочего хода развертки. Это обеспечивается тем, что во время рабочего хода развертки на вход усилителя канала Z от генератора развертки поступает прямоугольный импульс, который усиливается усилителем А4 и подается на модулятор или катод ЭЛТ.
Калибратор представляет собой генератор меандра с точно известными параметрами (амплитудой и фазой). Он используется для проверки параметров осциллографа и его настройки. Калибровочное напряжение подается на вход осциллографа, его параметры устанавливаются в соответствии с инструкцией по его эксплуатации и на экране ЭЛТ наблюдается совмещение полученного изображения сигнала с заданными рисками шкалы.