5.3 Технические и метрологические характеристики универсального осциллографа

Для описания свойств осциллографов, определяющих их возможности по исследованию сигналов и влияющих на выбор нужной модели, используют следующие параметры /3/:

1 Параметры, связанные с ЭЛТ: рабочая часть экрана; толщина линии луча.

2 Параметры канала вертикального отклонения: диапазон значений коэффициента отклонения k_y (В/дел); погрешность установления коэффициента отклонения k_у(%) (или основная погрешность измерений напряжения (%)); входное активное сопротивление и входная емкость канала Y; время нарастания переходной характеристики канала Y (нс) (или верхняя граница полосы пропускания (МГц)).

3 Параметры канала развертки: диапазон значений коэффициента развертки k_y (время/дел); погрешность установления коэффициента развертки k_x(%) (или погрешность измерений временных интервалов (%)); параметры сигналов синхронизации.

4 Параметры калибраторов напряжения, частоты и/или времени нарастания сигнала.

Следует отметить, что такой параметр, как верхняя граница полосы пропускания канала Y (f_в, МГц), важен при измерениях амплитуды гармонических сигналов, в то время как время нарастания переходной характеристики канала Y (t_нпх, нс) – при измерениях длительности фронта импульсов. Соотношение между этими двумя параметрами определяется приближенным выражением

fв = 0,35/ tнпх,

(5.1)

где значение f_в дано в МГц, а t_нпх – в мкс.

5.4 Осциллографические измерения

Как измерительный прибор осциллограф используют для прямых измерений амплитудных и временных параметров сигнала (амплитуды импульса, выброса на вершине, спада вершины, длительности фронта и среза импульса, длительности импульса, периода повторения, интервалов между двумя импульсами и т.п.). Кроме того, осциллограф используют для косвенных измерений параметров сигналов – частоты повторения сигналов, фазового сдвига между сигналами, коэффициента амплитудной модуляции и др. Наконец, осциллограф используют и как компаратор при измерениях частоты, временных интервалов и амплитуд при измерениях методом сравнения с мерой.

Измерение любого амплитудного параметра сигнала методом непосредственной оценки сводится к измерению при помощи шкалы, нанесенной на экран ЭЛТ, линейного размера интересующего участка осциллограммы по вертикали h_у. Результат измерений определяют умножением полученного значения h_у на коэффициент отклонения по вертикали k_у, определяющий масштаб изображения:

U=ky (B/дел) * hy (дел).

(5.2)

Калибровка отсчетного устройства для коэффициента отклонения h_y выполняется при помощи калибратора напряжения, встроенного в осциллограф.

Аналогичным образом, измерения временных интервалов сводится к измерениям линейных размеров интересующих участков осциллограммы по горизонтали l_x с последующим умножением полученного значения на коэффициент развертки k_x:

tх = kx (время/дел) * lx (дел).

(5.3)

Для правильных измерений параметров сигнала необходимо четко представлять их сущность. Так, под фронтом импульса понимают нарастающий участок импульса между уровнями 10% и 90% его амплитуды. Под длительностью импульса понимают интервал между нарастающим и спадающим участками импульса, определяемый на уровне 50 % его амплитуды (см. приложение А).

Кроме этого, перед проведением измерений необходимо на экране ЭЛТ получить такое изображение сигнала, при котором его искажения были бы минимальны.