Контрольные вопросы:
1. Основные требования, предъявляемые к «развертывающему» напряжению.
2. Как работает генератор пилообразного напряжения?
3. Перечислите основные виды разверток.
4. Когда используют линейную развертку? Как осуществляют круговую развертку?
5. Как измеряют амплитуду сигналов с помощью осциллографа?
6. Как осуществляют измерение временных интервалов с помощью калиброванной развертки и яркостных меток?
7. Как проводят измерение частоты сигнала методом фигур Лиссажу?
Тема 4.3 Двухканальные и двухлучевые осциллографы
4.3.1 Двухканальные осциллографы
Двухканальные осциллографы имеют два идентичных канала вертикального отклонения (вход первого - Y1, второго - Y2) и электронный переключатель, который может поочередно подавать выходные сигналы каналов на одни и те же пластины Y. В зависимости от управления работой электронного переключателя можно реализовать следующие основные режимы работы осциллографа; одноканальный (на экране виден один сигнал, подаваемый на Y1 или Y2); поочередный (на экране видны оба сигнала за счет переключения электронного переключателя во время каждого обратного хода развертки).
4.3.2 Двухлучевые осциллографы
Двухлучевые осциллографы имеют два канала Y и специальную двухлучевую ЭЛТ, в которой есть две независимые электронные пушки и пара систем отклоняющих пластин. Горизонтальная развертка лучей общая и она запускается от генератора развертки, а вертикальная - каждая от «своего» канала Y, что позволяет наблюдать на экране осциллограммы двух сигналов (без их периодического прерывания, как в двухканальных). Такие осциллографы намного сложнее схемотехнически и дороже двухканальных.
4.3.3 Запоминающие осциллографы
При исследовании одиночных импульсов и периодических сигналов с большой скважностью используют запоминающие осциллографы, основой которых являются запоминающие трубки.
Запоминающие ЭЛТ содержат те же элементы, что и ЭЛТ универсального осциллографа, а также дополнительно оснащаются узлом памяти и системой воспроизведения изображения. Узел памяти состоит из двух плоских сеточных электродов, расположенных параллельно экрану (рис. 4.8). Непосредственно у экрана находится мишень, покрытая слоем диэлектрика. Поверх мишени помещен другой электрод в виде сетки с более крупной структурой - коллектор.
Рисунок 4.8 Запоминающая ЭЛТ:
А'2, М', К' – воспроизводящая система
Изображение записывается электронным лучом высокой энергии (записывающий луч). Электроны луча оседают на мишени причем
количество заряда пропорционально току луча. При перемещении луча на мишени создается потенциальный рельеф, повторяющий форму осциллограммы. После прекращения действия сигнала потенциальный рельеф мишени сохраняется длительное время. Наблюдать записанное изображение позволяет воспроизводящая система, состоящая из подогреваемого катода К', анода А'2 и модулятора М'. Катод трубки создает поток электронов малой энергии, плотность которого регулируют модулятором М'. В результате формируется широкий расфокусированный пучок электронов, равномерно облучающий мишень. Потенциал мишени подобран таким образом, чтобы при отсутствии записанного изображения медленные электроны воспроизводящего пучка не могли через нее пройти. При наличии потенциального рельефа в этих точках мишени часть электронов проходит к экрану, вызывая его свечение. На экране появляется осциллограмма, повторяющая форму потенциального рельефа мишени. Стирают запись подачей на коллектор отрицательного импульса, выравнивающего потенциал мишени.
У запоминающей ЭЛТ выделяют три характерных режима работы:
наблюдение сигнала без записи изображения; на коллекторе небольшое положительное напряжение Uкол = + 50 В, на мишени нулевой потенциал Uмиш = 0 и она прозрачна для быстро летящих электронов;
режим записи; Uкол = + 50 В, на мишень подают положительный потенциал Uмиш = 30 В, и мишень становится менее прозрачна, поэтому быстро летящие электроны выбивают вторичные электроны и создают на мишени положительный потенциальный рельеф, который остается длительное время;
режим воспроизведения; потенциал мишени снова становится нулевым Uмиш = 0, кроме тех мест, где записан рельеф; мишень облучается широким потоком медленно летящих электронов с воспроизводящей системы, для этого потока мишень прозрачна только в местах рельефа, где записан сигнал.
Последние модели запоминающих ЭЛТ имеют скорость записи сигналов от 2,5 до 4000 км/с.