Применение осциллографа для измерения частоты неизвестного сигнала по фигурам Лиссажу

Если на входыY и Х осциллографа подать напряжения с выходов двух звуковых генераторов, то под действием двух переменных взаимно перпендикулярных напряжений электронный луч будет описывать на экране фигуры Лиссажу. Вид этих фигур зависит от формы и амплитуды подаваемых напряжений, от соотношения частот и фаз.

Фигуры Лиссажу будут неподвижными, если частоты напряжений относятся как целые числа: 1:1, 1:2, 1:3,..., 2:1, 2:3, 2:5, 3:4 и т.д.. При отношении частот и сдвиге фаз φ=0; л/4; л/2; Зл/4; π получаем фигуры, изображенные на рис.7. Фигуры, получаемые при некоторых других соотношениях частот и сдвиге фаз, изображены на рис.6.

Таким образом, приведенные рисунки позволяют определить частоту неизвестного сигнала, если известна частота сигнала, подаваемого на вход Х.

Частоту неизвестного сигнала можно также определить и другим путем. Электронный луч под действием напряжений иза период дважды пересекает соответственно осиX и Y. Поэтому отношение частот можно узнать по числу пересечений фигуры Лиссажу с вертикальными .и горизонтальными линиями. Так, на рис.8а за период электронный луч пересекает горизонтальную линию ab трижды, а вертикальную линию cd дважды. Это соответствует соотношению частот . На рис. 8б за период электронный луч пересекает горизонталь ab 8 раз, а вертикаль cd 2 раза, что соответствует соотношению частот . Рис. 9в демонстрирует соотношение частот. Во из­бежание ошибок горизонталь и вертикаль, пересекающие фигуру Лиссажу, не следует проводить через узловые точки фигуры или по касательной к ней.

Определение с помощью осциллографа длительности исследуемого сигнала

Современные осциллографы высокого класса дополняется устройством, при помощи которого можно определить длительность во времени исследуемого процесса. Такое устройство называется генератором меток времени, или калибратором длительности. Генератор меток времени вырабатывает импульсы строго определенной длительности, которые усиливают и подают на модулятор элтронно-лучевой трубки. Это приводит к модуляции яркости пятна на экране, т.е. к изменению яркости пятна в такт с частотой напряжения генератора меток. Если импульсы генератора меток положительной полярностью прикладываются к модулятору, то они усиливают яркость пятна и осциллограмма на экране оказывается состоящей из ряда ярко светящихся черточек, разделенных более темными пропусками. При обратной полярности импульсов вместо более ярких черточек на изображении получаются пропуски, в результате чего оно имеет вид пунктирной кривой. Если на осциллограмме отмеченоп таких черточек или пропусков, то длительность исследуемого процесса равна n^хτ, где τ – длительность импульсов меток времени. На рис.9 изображен сигнал с калибрационными метками времени. Точность определения длительности процесса возрастает с увеличением количества временных отметок.

Во многих осциллографах цена деления по оси Х при временной развертки задается с помощью ручек на лицевой панели. Если цена деления равна t₀ , а исследуемый сигнал укладывается на n делений шкалы по оси Х, то длительность сигнала равна t=nt₀.