3.2.4. Режимы синхронизации
Обычно в осциллографах предусмотрены следующие режимы синхронизации генератора развертки:
- «внутренняя» синхронизация;
- «внешняя» синхронизация;
- синхронизация «от сети».
Один из этих режимов выбирается вручную установкой переключателя «Источник синхронизирующего напряжения» на передней панели осциллографа в соответствующее положение.
Чаще всего используется внутренняя синхронизация, при которой на вход узла синхронизации поступает исследуемое напряжение с выхода предварительного усилителя КВО, то есть с внутреннего узла осциллографа. При внутренней синхронизации на осциллограф достаточно подать только само исследуемое напряжение.
Несколько реже используется внешняя синхронизация, при которой на вход узла синхронизации поступает напряжение, поданное на специальный вход «Вход внешн. синхр.» осциллографа. При внешней синхронизации на осциллограф нужно подать два напряжения: первое – исследуемое, а второе – синхронизирующее развертку. То есть напряжение развертки становится синхронным со вторым напряжением, а на экране наблюдают форму первого – исследуемого. Устойчивое изображение на экране получится только тогда, когда эти два напряжения (исследуемое и синхронизирующее развертку) сами будут между собой синхронны.
Режим внешней синхронизации используется, например, когда:
- нужно убедиться в синхронности некоторых двух напряжений;
- исследуемое напряжение кроме сигнала содержит шум (в этом случае при внутренней синхронизации изображение будет неустойчивым), а некоторое синхронное с ним напряжение шума не содержит;
- нужно измерить временной сдвиг одного напряжения относительно другого и т.п.
Иногда используется синхронизация «от сети», то есть от сети питания «220 В, 50 Гц», при которой на вход узла синхронизации поступает напряжение от источника питания осциллографа, являющееся частью поданного на этот источник внешнего напряжения питания «220 В, 50 Гц». По сути это режим внешней синхронизации, но опасное напряжение «220 В, 50 Гц» от сети питания на вход «Вход внешн. синхр.» подавать не нужно, так как оно уже введено внутрь осциллографа по проводу питания. Естественно, этот режим синхронизации невозможен, если осциллограф питается от встроенного в него аккумулятора. Режим синхронизации «от сети» используется, например, для проверки, не содержит ли исследуемое напряжение наводку от сети питания и т.п.
3.2.5. Синхронизация при исследовании импульсных напряжений
Часто с помощью осциллографа исследуют импульсные напряжения, в частности, измеряют длительность фронта импульса. В этом случае развертка должна начаться вместе с началом исследуемого фронта (лучше – даже немного раньше), чтобы на экране был виден весь фронт, и тогда можно будет измерить его длительность.
Наиболее
трудно это обеспечить при внутренней
синхронизации, когда само исследуемое
импульсное напряжение, воздействуя на
узел синхронизации, запускает генератор
напряжения развертки. Причина в том,
что от момента, когда начнется фронт
исследуемого импульса и напряжение
достигнет уровня
(уровня запуска), до момента начала
прямого хода напряжения развертки
проходит некоторое время
– время запаздывания запуска развертки
(оно складывается из времени срабатывания
компаратора, времени срабатывания
формирователя импульсов и времени
перехода генератора развертки из
состояния ожидания запуска к прямому
ходу). За это время успевает пройти часть
фронта исследуемого импульса, и на
экране осциллографа она показана не
будет. На рис. 3.6 пояснена эта ситуация
и показано изображение, получающееся
на экране.
Рис. 3.6
Получить полное изображение фронта импульса на экране при внутренней синхронизации можно с помощью линии задержки в канале вертикального отклонения.
Исследуемый
импульс с выхода предварительного
усилителя КВО (см. рис. 3.1) подается на
вход узла синхронизации для запуска
развертки и, одновременно, на вход линии
задержки, где задерживается на время
.
Если окажется, что
>
,
то прямой ход развертки начнется раньше,
чем на вертикально отклоняющие пластины
ЭЛТ поступит задержанный исследуемый
импульс. В результате фронт импульса
будет изображен на экране полностью.
Временные диаграммы и изображение на экране для этого случая показаны на рис. 3.7.
Однако
технически сложно реализовать линию
задержки, которая имеет достаточно
большое
,
но мало искажает форму проходящего
через нее исследуемого напряжения.
Поэтому во многих осциллографах линии
задержки в канале вертикального
отклонения нет.
Полное изображение фронта импульса на экране таких осциллографов можно получить, только применяя внешнюю синхронизацию развертки вспомогательным импульсом, опережающим исследуемый импульс и синхронным с ним.
Рис. 3.7
Этот вспомогательный импульс нужно будет подать на вход внешней синхронизации осциллографа, а переключатель «Источник синхронизирующего напряжения» на передней панели осциллографа поставить в положение «Внешняя синхронизация».
На рис. 3.8 показаны временные диаграммы напряжений в осциллографе при внешней синхронизации опережающим синхронным вспомогательным импульсом и изображение, получающееся на экране.
На этом рисунке использованы обозначения:
– исследуемое импульсное напряжение;
– вспомогательное синхронизирующее напряжение;
– заданный ручкой «Уровень» уровень срабатывания компаратора (уровень запуска);
– напряжение на выходе формирователя импульсов;
– напряжение развертки.
Рис. 3.8
Из приведенных диаграмм видно, что момент достижения вспомогательным синхронизирующим импульсом уровня опережает начало фронта исследуемого импульса. И если это опережение будет больше (времени запаздывания запуска развертки), то на экране исследуемый импульс воспроизведется полностью.