29.Принцип работы электронного осциллографа.

Простейшая структурная схема осциллографа состоит из трех элементов: усилителя вертикально отклоняющего напряжения , генератора развертки и ЭЛТ.Формирование осциллограммы осуществляется следующим образом.Исследуемое напряжение (его мгновенное значение во времени) через усилитель подают на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Под действием этого напряжения электронный луч отклоняется по оси ординат на Y = kSY • Ux(t), где: k – коэффициент усиления усилителя; SY – чувствительность трубки по оси ординат.

Отклонение луча по оси абсцисс осуществляется под действием линейно изменяющемся во времени напряжения развертки Up = at, где а – постоянный коэффициент. x = SxUp = Sz at, где Sx – чувствительность ЭЛТ по оси абсцисс.

В результате совместного воздействия на ЭЛТ вертикально и горизонтально отклоняющих напряжений луч будет перемещаться по известной траектории.

Синхронизация, развертка

Для получения осциллограмм периодических колебаний необходимо, чтобы за каждый период луч перемещается по одной и той же траектории. Это условие выполнимо, если осуществлена синхронизация периода развертки с периодом повторения сигнала, т.е. период развертки устанавливают равным целому числу периодов повторения исследуемого сигнала. Если имеет место режим синхронизации, то началу первого периода развертки t0 соответствует Y = 0. Если осциллограмма состоит из нескольких периодов колебаний то период развертки в n раз больше периода колебаний. При нарушении синхронизации луч отклоняется вверх. Для исследования непериодических импульсных напряжений применяется ждущая развертка. Режим ждущей развертки целесообразен при периодических импульсах большой скважности, что позволяет при изменении скорости развертки установить удобный для наблюдения размер импульса по оси абсцисс.

Кроме линейной развертки для измерения, например фазовых соотношений используют круговую и спиральную развертки.

Осциллографическая электронно-лучевая трубка предназначена для отображения на люминесцентном экране электрических сигналов.

ЭЛТ представляет собой вакуумированную стеклянную колбу, внутри которой находятся электронная пушка, отклоняющая система и люминесцентный экран. Электронная пушка предназначена для формирования узкого пучка электронов и его фокусировки на экран. Электроны испускаются катодом косвенного накала с подогревателем за счет явления термоэлектронной эмиссии. Интенсивность электронного пучка и следовательно яркость пятна на экране регулируется отрицательным относительно катода напряжением на управляющем электроде. Первый анод служит для фокусировки, второй для ускорения электронов.Управляющий электрод и система анодов образуют фокусирующую систему.

Отклоняющая система состоит из двух пар пластин, расположенных горизонтально и вертикально. К горизонтальным пластинам, которые называются пластинами вертикального отклонения, прикладывается исследуемое напряжение. К вертикальным пластинам, которые называются пластинами горизонтального отклонения, прикладывается пилообразное напряжение от генератора развёртки. Под влиянием образующегося электрического поля летящие электроны отклоняются от своей первоначальной траектории пропорционально приложенному напряжению. Светящееся пятно на экране ЭЛТ рисует форму исследуемого сигнала. Благодаря пилообразному напряжению пятно движется по экрану слева направо.

Если на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины подать два различных сигнала, то на экране можно наблюдать фигуры Лиссажу