Глава III осциллографы и осциллографирование сигналов

В процессе лабораторных занятий и самостоятельной работы изучаются следующие вопросы раздела курса: технические характеристики современных осциллографов, структурная схема универсального осциллографа, фокусировка луча на экране ЭЛТ, конструкция ЭЛТ, виды разверток осциллографов, синхронизация осциллографов, измерение параметров радиосигналов с помощью осциллографов, искажение осциллограмм, причины искажений.

3.1. Назначение. Область применения осциллографов

Осциллограф предназначен для визуального наблюдения электрических сигналов и измерения их параметров с помощью ЭЛТ.

Осциллограмма – изображение на экране ЭЛТ в прямоугольных координатах (ось Х – ось времени; ось Y – напряжение).

По осциллограмме с помощью специальных устройств калибровки могут быть измерены мгновенные (только осциллографом) значения наблюдаемого напряжения, временные интервалы между ними.

С помощью осциллографа измеряют многие параметры электрических сигналов, а также исследуют и измеряют параметры неэлектрических процессов (температуру, скорость, давление и др.) с помощью специальных датчиков, преобразующих неэлектрические сигналы в электрические.

Осциллограф входит в состав приборов для наблюдения и исследования характеристик сигналов и цепей: спектров сигналов, амплитудно-частотных, переходных и вольтамперных характеристик цепей панорамных приборов и др.

Осциллограф широко используется при поиске неисправностей в радиоаппаратуре, иногда являясь единственным средством измерения, в других случаях с помощью осциллографа проводятся предварительные измерения, а также контроль во избежание грубых ошибок.

У лучших осциллографов обеспечивается измерение на частотах 1ГГц и выше; наблюдение процессов продолжительностью порядка 10пс.

Осциллографы имеют встроенные цифровые универсальные измерители и счетчики, управляемые микропроцессорами, позволяют определять отдельные характеристики сигналов и выводить эти значения на экран.

Осциллографы, оснащенные шинами (IEE 488 и др.), могут использоваться в испытательных стендах с дистанционным управлением.

Стробоскопические осциллографы измеряют СВЧ сигналы до 20ГГц и более.

Цветные ЭЛТ (кинескопы, обычные для телевизоров и компьютеров) используют в основном для медицинских целей.

Осциллограф с трехцветным изображением (ЭЛТ покрыта многокомпонентным люминофором) имеет максимальную световую отдачу в оранжевой и синей областях.

Аналоговые запоминающие осциллографы запоминают изображения от миллисекунд до нескольких часов. Они применяются для запоминания формы редко повторяющегося сигнала, нескольких кривых для наблюдения изменения сигнала во времени.

Сравнение аналоговых и цифровых осциллографов.

Преимущества аналоговых осциллографов: более широкая полоса пропускания, более высокая скорость развертки, частота до 15ГГц.

Быстродействие цифрового осциллографа ограничивается частотой дискретизации АЦП. (ПСП процентная способность памяти).

С зависит от метода интерполяции.

Цифровой запоминающий осциллограф имеет более дешевую ЭЛТ, хранение информации неограниченно во времени при энергонезависимом ЗУ; возможна выборочная обработка данных.