Структурна схема осцилографи

структурна схема електроннопроменевої осцилографа представлена на рис.3.10.

Розглянемо роботу і принципові схеми вузлів, що входять до його канали.
Канал вертикального відхилення призначений для посилення або ослаблення досліджуваного сигналу, його затримка для чекає розгортці і перетворення однофазного напруження ала в двофазний.Відповідно до цього в канал У-тодяг: дільник напруги або атенюатор, вхідний каскад, перед зоровий підсилювач, лінія затримки і крайовий підсилювача вертикального відхилення в цілому, від вхідних зажіходного роз'єму) до пластин вертикального відхилення,
характеризується смугою пропускаються частот. Між цими частотами амплітудно-частотна характеристика повинна мати спад не більше 3 дБ відносно, частоти, обраної в якості опорної. Чим нижче частота, тим краще відтворюються на екрані осцилографа горизонтальному ділянки імпульсів великої тривалості.

імпульсних сигналів. У сучасних осцилографах канал веркальна відхилення виконується без перехідних конденсаторів (вхід відкритий, підсилювач з гальванічними зв'язками). У цьому випадку, п = 0, і осцилограф можна застосовувати у діапазоні частот від 0 до 1 в.
Коефіцієнт відхилення визначається за формулою Ky = U вх / h, В / см (мВ / см, В / справ., МВ / поділ.). Коефіцієнт відхилення можна змінювати ступенями з кратністю 2 і 5 і плавно між ступеняімі. Часто замість коефіцієнта відхилення застосовують поняття «чутливість», що є зворотною величиною до коефіцієнта відхилення: ho = hlUBX, см / В (см / мВ, справ. / В і т. д.). Канал вертикального відхилення характеризується також вхідний опір (Вх) і вхідну ємністю Свх, складовими 1 МОм і 20-40 пФ відповідно. Застосування зовнішніх (відносно) дільників напруги дозволяє зменшити вхідну ємність в 2-3 рази.
Чисельні значення смуги пропускання, коефіцієнта відхилення або чутливості різних осцилографів наведені у табл. 3.1. Переходимо до розгляду окремих вузлів вертикального відхилення.
У Вхідний аттенюатор виконується за схемою компенсованого дільника напруги, в якому коефіцієнт розподілу не залежить від частоти.Компенсований дільник (рис. 3.11) відрізняється від простих дільників тим, що постійні часу любої ланки при будь-якому встановленому коефіцієнті розподілу остаються незмінними:
[Вхідний каскад ВГК каналу У (рис. 3.12) повинен забезпечувати можливо більшого вхідного опіру осцилографа, тому в сучасних осцилографах він виконується на польових транзисторах, що підбираються по струмам стоків. Резистор

і діоди оберігають польовий транзистор від перевантаження. Транзистор є стабілізатором струму.

Транзистори Т4 і Т5 працюють за схемою емітерний повторювальний з навантаженнями R4, - R 5 - Звідси сигнал надходить на бази транзистора Т 6 і Т7 підсилювача ПУ (рис 3 13) Посилений сигнал через "резистори R6 і R7 подаеnся на следующій каскад підсилення, в якості якого використовується мікросхема МС типу 2УС284. Вихідний сигнал знімається з еміттерних повторивачів, що працюють на транзисторах Т8 і Т9. Регулюванням положення движка потенціометра R8 можна переміщати промінь у вертикальному напрямку.
Кінцевий підсилювач ОУ вертикального відхилення (рис. 3.14) виконаний на транзисторах Гю і Гц, з навантажувальних резистором Rн яких сигнал надходить на пластини У. Для поліпшення частотної • характеристики каскаду застосовують зворотній зв'язок по струму, здійснюваний ланцюгом C2, R9, R10. Канал горизонтального відхилення (див. рис. 3.10), складається з трьох самостійних пристроїв, що забезпечують синхронізацію розгортає напруги, генерування пилкоподібної напруги в безперервному або режимі очікування і усиня цієї напруги.
Очними характеристиками каналу горизонтального відхилення є тривалість розгортки, коефіцієнт розгортки і нелінійність розгортки.
Тривалістю розгортки називається час прямого ходу променя Тпр, за яке він перетинає всю робочу частину екрану в горизонтальному напрямку.Максимальна тривалість розгортки визначається допустимими розмірами часозадающих конденсаторів в генераторі розгортки і післясвіченням екрана трубки. Мінімальна тривалість розгортки повинна забезпечувати можливість дослідження на екрані осцилографа перехідних процесів коротких сигналів.
Коефіцієнт розгортки Kx = Tnp/Lг, де Lг - довжина відрізка горизонтальній осі, відповідного прямого ходу променя. Коефіцієнт розгортки виражається в секундах на сантиметр, с/см, або у секундах.
Синхронізація розгортки здійснюється селектором синхронізації. Обраний сигнал синхронізації надходить на підсилювач, в якому він посилюється і при необхідності міняє полярність, отже, підсилювач синхронізації двохкаскадний. Посилений сигнал надходить на ТГФ (тригер Шмітта), в якому формуються імпульси синхронізації негативної полярності, частота повторення яких дорівнює частоті сигналу синхронізації.
Передбачена можливість регулювання рівня вихідного напряджені, що дозволяє змінювати початкове положення імпульсу сінхроназаціі.
Генерування пилкоподібної напруги здійснюється пристроєм розгорнення, яке складається з тригера управління розгорткою, генератора розгортки, каскаду блокування розгортки
або переведення її в безперервний режим. Принципова схема цих трьох вузлів наведена на рис. 3.15.
Тригер управління розверткий ТГУ зібраний на транзитсторах Ті і Гг.У початковому стані транзистор Ті відкритий, а Т2 закритий. Діоди Д} і ДГ відкриті і шунтируют конденсатор Сі, схема «чекає».Диференційований імпульс синхронізації надходить на базу першого транзистора, і тригер перекидається, транзистор Т2 відкривається.Діоди Ді і Д2

замикаються, і починається прямий хід розгортки: конденсатор С1 через відповідний резистор R1 заряджається від джерела -20 В, що викликає зменшення потенціалу на затворі транзистора Т3 і базі транзистора Т4. Напруга на колекторі останнього підвищується, і на виході емітерного повторювача (транзистор Т5) виникає пилкоподібну напруга, яку можна подати на підсилювач Ух.
Частина зростаючого на навантаженні Rn транзистора Ть напруги через конденсатор Сі передається на затвор джерельній повторювача Г3 і створює негативний зворотний зв'язок, що забезпечує
лінійність прямого ходу розгортки. Тривалість розгортки встановлюється вибором за допомогою перемикача П відповідних резисторів і конденсаторів. Плавна зміна тривалості можна
отримати потенціометром R2-Розглянута схема носить назву інтегратор Міллера. Є й інші схеми генераторів

розгортки, широко застосовуються в лампових осцилографах.
З ними можна познайомитися, наприклад, «[1].,
Блокування розгортки БР здійснюється наступним чином. При досягненні пилкоподібним напругою деякого заданого рівня воно через катодний повторювач Т6 передається на перший транзистор тригера управління і перекидає його в стан, коли він не повинен реагувати на запускає імпульс синхронізації. Керуючий тригер повинен перебувати в цьому стані протягом зворотного ходу і часу відновлення схеми генератора розгортки. Режим нечутливості до запускає імпульсам забезпечується напругою на. базі транзистора Т знімається з конденсатора С2. Цей конденсатор під час прямого ходу заряджається через резистор R5, a під час зворотного ходу і часу відновлення розряджається через ланцюг бази транзистора Т. Постійна часу цього ланцюга така, що поки конденсатор С не розрядиться до напруги, встановленого на движку потенціометра R «Режим», керований тригер залишається нечутливим до запускає імпульсам і генератор розгортки блокований. При досягненні рівності напруг на конденсаторі С2 та движку Re керуючий тригер буде реагувати на запускає синхронізуючий імпульс.
Потенціометром R6 «Режим» встановлюється потрібний режим роботи генератора розгортки. Для встановлення режиму чекає розгортки потенціал бази транзистора Ті встановлюється таким, щоб він був відкритий, але легко закривався синхронізуючим запускає імпульсом. При прямому ході розгортки потенціал емітера транзистора Т6 більш позитивний, ніж движка резистор pa Rb, і діод Дз відключає цей резистор від тригера. Для встановлення режиму безперервної розгорнення на базі транзистора Tt слід підтримувати потенціал нижче рівня його замикання, при цьому буде здійснено прямий хід розгортки.

Підсилювач каналу горизонтального відхилення (рис. 3.16) призначений для посилення напруги генератора розгортки або зовнішнього напруги горизонтального відхилення. Коефіцієнт посилення такого підсилювача невеликий, тому його структурна схема найчастіше

за все містить емітерний повторювач і фазоннверсний каскад, що створює два протифазних напруги для пластин X. Перший каскад, що працює на транзисторі Т є согласующим еміттерним повторювачем. Потенціометром Rx можна змінювати положення променя по горизонталі.

Кінцевий каскад виконаний за фазоінверсной схемою на чотирьох транзисторах, Т2-Т5. Коефіцієнт підсилення можна регулювати за допомогою потенціометрів R2 і R3, включених між емітерами транзисторів Г3 та Г4, змінюють глибину негативного зворотного зв'язку. Конденсатори C1 і С2 є елементами корекції частотної характеристики підсилювача.
Під час зворотного ходу променя і відновлення схеми необхідно промінь або «погасити», замкнувши трубку на цей час, або вивести за межі екрану.Так як час зворотного ходу і відновлення схем на транзисторах досить значно, то вважають за краще другий шлях. Для цього в деяких трубках є додаткові блакірующіе пластини. Якщо на обох блокуючих пластинах напруга однакова, то вони не мають жодного впливу і промінь перебуває в межах екрану. Якщо напруга відрізняється в кілька разів, то промінь, відхиляючись, виходить за межі екрану. Очевидно, що зміна напруги має бути синхронним з роботою тригера управління розгорткою.
Формування блакірующіх імпульсів виконується схемою в ФБІ, представленої на рис. 3.17. Тут транзистор Т1 працює в режимі посилення, а транзистор Т2 - в режимі електронного ключа. Одна з блокуючих пластин включена в дільник R1,, R2 і знаходиться завжди під напругою 20 В. Друга пластина приєднана до виходу електронного ключа, на виході якого у відкритому стані напруга приблизно дорівнює 80 В, промінь перебуває за межами екрану. Коли починається прямий хід, імпульс з тригера управління розгорткою відкриває транзистор підсилювача Ті, і напруга на його колекторі падає. На виході ключа Т2 напруга також падає.Коли напруга колектора транзистора Ті знизиться до 20 В, відкривається діод Ді і це напруга фіксується. Потенціали пластин виявляються рівними, і промінь потрапляє в межі екрану. Коли прямий хід розгортки закінчується, транзистор Т1 замикається і на другий пластині встановлюється знову напруга 80 В, промінь відхиляється за межі екрану.
Канал управління яскравістю променя (канал Z) призначений для формування прямокутних імпульсів з зовнішніх напруг будь-якої форми і подачі їх у ланцюг модулятор - катод трубки. Відповідно до цього він зазвичай складається з емітерного повторювача і підсилювача обмежувача.

У кожному осцилографі передбачаються вимірювальні блоки - калібратор амплітуди і калібратор тривалості.
Калібратор амплітуди КА (рис. 3.18) використовується для калібровкі коефіцієнта відхилення підсилювача вертикального

відхилення. Транзистори Ті і Т2 з відповідними елементами працюють як генератор прямокутних імпульсів з частотою сленання, обумовленою коливальним контуром, включеним в ланцюг колектора транзистора Т.Частота зазвичай встановлюється рівною 2 кГц. Імпульси, що утворилися на резисторі R через емітерний повторювач (Т3), надходять на вихід калібратора. Стабілітрон Д1 і діод Д2 забезпечують калібрований значення висоти імпульсів. За допомогою дільника напруги на виході можна отримувати імпульси висотою 1 і 0,1 В.
Калібратор тривалості КД призначений для визначення тривалості періодів гармонійних сигналів, тривалості імпульсів, їх фронту і спаду і калібрування розгортки. Отже, калібратор тривалості являє собою генератор з відомою частотою, напруга якого потрібно вводити в канал Z.Якщо відрегулювати яскравість свічення екрану так, щоб від'ємних напівперіоди «гасили» трубку, то відстань між початками (або кінцями) світлих штрихів, відповідних позитивних напівперіодів, буде пропорційно, періоду напруги генератора. Наприклад, якщо частота напруги, що отримується від калібратора тривалості 2 кГц, то відстань.між штрихами, які часто називають «мітками», дорівнює 0,5 мс, або 500 мкс: якщо частота дорівнює 1 МГц, то відстань - 1 мкс.
Для забезпечення точності частоти та її стабільності калібратора тривалості часто виконують у вигляді генераторів з кварцовою стабілізацією, наприклад за схемою, представленої на рис. 3.19. Вихід калібратора тривалості зазвичай виводиться на передню панель осцилографа, і його можна використовувати як джерело стабільної частоти.