5.6.1 Электронно-лучевые осциллографы.

Применяются для измерения амплитуды и мгновенных значений электрического сигнала (U и I); временных параметров сигнала (длительности фронта, среза, частоты следования, скважности, задержки и т. д.); частоты гармонического сигнала (метод линейной и круговой разверток, метод фигур Лиссажу); сдвиг фаз между двумя сигналами; мощности, полного сопротивления и отдельных составляющих, АЧХ и ФЧХ четырехполюсников, коэффициенты амплитудной модуляции, характеристик транзисторов, диодов, интегральных микросхем и т.д.

По точности делятся на четыре класса: 1 класс  3%, 4 класс  12% (ГОСТ 2273777).

Различают:

Универсальные (С1-40, С1-55, С1-71,С1-82 и др.) для исследования гармонических и импульсных сигналов f=0100 МГц; U=10100В.

Скоростные (С7-10А, С7-10Б, С7-15) для измерения однократных и повторяющихся импульсов и периодических колебаний в полосе частот порядка гигагерц: С7-10А f=0200 МГц, U=0.051 В.

Стробоскопические (С7-5, С7-9, С7-11, С7-12) для регистрации периодических сигналов в полосе частот от 0 до 1 ТГц. U=10^-3 1 В, одновременно до двух сигналов.

Запоминающие (С8-7А, С8-8, С8-9А, С8-15) для регистрации однократных и редкоповторяющихся сигналов f=100 МГц, U=10^-2 10² В. Многорегистрирующие (2 сигнала).

Специальные (С9-1, С9-4, С9-52, С9-57) для телевизионных сигналов.

Основные характеристики: размер экрана, коэффициент отклонения по вертикали (_вх / _экр.); U_{max вх.} ; f_max; R_вх; C_вх; видами разверток; погрешностью измерения амплитуды и временных сигналов. Хорошая яркость и четкость изображения, высокая устойчивость осциллограмм.

Наиболее распространенная схема устройства:

ЭЛТизмерительный преобразователь измеряемого напряжения в соответствующее отклонение луча по Y:

k_Y коэффициент отклонения по вертикали; U_c  напряжение сигнала. R_Y =10 мВ/см  20 В/см. На горизонтально отклоняющие пластины Х подается выходное напряжение ГР, которое на прямом ходе изменятся линейно ; а на обратном по экспоненциальному закону . Во время обратного хода электронный луч не высвечивается. Координаты электронного луча по осиХ масштабной сетки пропорциональна времени.

Исследуемое напряжение подается на вход Y и через ДН на вход УВО. Выходное напряжение УВО подается на пластины Y, вызывает смещение луча по вертикали пропорциональное U_вх. Оптимальные размеры отклонения луча на экране достигается регулировкой по Х, Y. Входное сопротивление ЭЛТ  10⁶ Ом, С_вх=220пф, f_max200Мгц. Осциллограммы можно смещать по осям Х и Y.

При наблюдении периодических сигналов необходимо обеспечить неподвижность изображения на экране. При непрерывной периодической развертке по горизонтали это достигается тогда, когда период исследуемого сигнала в n раз больше периода напряжения развертки (n  целое число), тогда осциллограмма охватывает n периодов сигнала.

Для улучшения устойчивости изображения осуществляется синхронизация U_вх и развертывающего напряжения с помощью БС. Синхронизация бывает внутренней (П2=1) с помощью исследуемого напряжения, или внешней от внешнего синхронизирующего напряжения (П2=2).

ГР работает не только в режиме непрерывной развертки, но и ждущей, когда напряжение развертки не генерируется. Ждущая развертка применяется при исследовании коротких импульсов. Иногда для горизонтального отклонения луча используется внешнее напряжение (П2=2).

Бывают многолучевые осциллографы.

Для измерения амплитуд отключают горизонтальную развертку. Если включена развертка , то можно исследовать форму сигнала.

С помощью фигур Лиссажу можно измерить частоту и сдвиг фаз неизвестного напряжения.