3.2. Получение изображения на экране осциллографа

Для получения осциллограммы исследуемого сигнала необходимо управлять движением светового пятна на экране ЭЛТ в горизонтальном и вертикальном направлениях.

С мещение пятна в вертикальном направлении осуществляется исследуемым сигналом, а в горизонтальном направлении - напряжением развертки. Генератор развертки вырабатывает колебания пилообразной формы (рис.3.3 а). В течение времени t_пр напряжение развертки U_р линейно растет (прямой ход), t_обр соответствует обратному ходу. Время Т_р = t_пр + t_обр составляет период развертки. Обратный ход осуществляется за время t_обр  t_пр, поэтому скорость движения пятна в обратном направлении существенно выше (в идеале t_обр стремится к 0).

Рисунок 3.4 иллюстрирует образование изображения на экране ЭЛТ. При Т_с = Т_р (рис. 3.4 а) за время прямого хода луча на экране ЭЛТ появляется изображение одного периода исследуемого сигнала (например, синусоидального). В последующие периоды развертки образование осциллограммы будет происходить идентично первому. Таким образом, на экране будет наблюдаться один период исследуемого сигнала, представляющий собой наложение серии осциллограмм. При этом образуется единое неподвижное изображение.

При Т_р = n Т_с (где n – целое число) в одном периоде развертки укладывается n периодов сигнала и на экране ЭЛТ будет наблюдаться не один, а n периодов сигнала.

Формирование изображения на экране осциллографа при нарушении кратности частот развертки и сигнала показано на рис. 3.4 б. При первом цикле развертки на экране ЭЛТ отображается участок oa сигнала, при втором – ab , при третьем – bc , при четвертом – сd и так далее. Последовательное появление осциллограмм I, II, III, IV создает ощущение движения изображения. Скорость движения тем выше, чем больше отличаются Т_с и Т_р.

Таким образом, для получения устойчивой осциллограммы необходимо подобрать период развертки равным (или кратным) периоду исследуемого сигнала.

Поскольку сигнал и напряжение развертки поступают от разных источников, через некоторое время из-за нестабильности генераторов установленное равенство периодов может быть нарушено. Решение задачи возможно при синхронизации генератора развертки осциллографа исследуемым сигналом или специально сформированным сигналом, частота которого равна (кратна) частоте исследуемого сигнала.

3.3. Применение ждущей развертки при наблюдении коротких импульсов

П ри наблюдении импульсных сигналов часто приходиться иметь дело с короткими импульсами, следующими друг за другом через сравнительно большие интервалы времени. Длительность  периода следования импульсов Т.

При скважности импульсов Q = T/  100 осциллограмма, полученная методом непрерывной развертки, оказывается мало эффективной (рис. 3.5 а), короткий импульс занимает лишь малую часть экрана ЭЛТ, поэтому обнаружить и оценить возможность искажения трудно. Ждущая развертка позволяет преодолеть эту трудность.

На рис. 3.5 б показан принцип действия ждущей развертки. Из сигнала формируется запускающий импульс U_зап. До прихода импульса триггер генератора развертки находится в заторможенном состоянии. В момент t₁ триггер срабатывает, начинается прямой ход генератора развертки. За время t_пр напряжение развертки возрастает от 0 до U_max, в момент времени t₂ начинается обратный ход. На интервале t_ож генератор развертки находится в заторможенном состоянии, «ожидая» прихода следующего запускающего импульса. При этом осциллограмма импульса занимает значительную часть экрана и удобна для наблюдения. Как видно из рис. 3.5 б, при ждущей развертке запускающий импульс должен появляться до прихода исследуемого импульса. Необходимое опережение запускающего импульса U_зап достигается задержкой исследуемого сигнала, для чего в состав канала вертикального отклонения включается линия задержки.