Электронный осциллограф

Осциллографом называется прибор, предназначенный для наблюдения и регистрации характера изменения по времени различных электрических величин. По синусоиде, полученной на осциллографе можно определить следующие величины:

· амплитуда напряжения

· размах колебаний

· период колебаний

· частота колебаний

· длительность колебаний

Осциллограф является одним из наиболее распространенным радиоизмерительным прибором. Его можно применять не только для регистрации электрических сигналов, но и для различных измерений многих электрических величин и параметров. Осциллографы бывают двух типов – электронно-механические (светолучевые) и электроннолучевые (электронные).

Применяется не только при исследовании различных радиоэлектронных схем, но и в других областях науки техники, которые используют методы электроники, например, в медицине, биологии, и так далее. Основным элементом электронного осциллографа является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). ЭЛТ представляет собой стеклянный баллон с высоким вакуум. Внутри баллона находится электронный прожектор и две пары отклоняющих пластин. Электронный прожектор состоит из подогревательного катода, управляющего электрода и двух анодов и служит для создания тонкого электронного луча. Катод располагается внутри управляющего электрода, выполненного в виде цилиндра. Между анодами создается неоднородное электрическое поле, которое действует на электронный пучок как собирательная линза, фокусирующая электроны в одной точке. Получение электронного пучка: когда через катод пропускают электрический ток и напряжением 6,3В, катод нагревается и с поверхности катода начинают вылетать электроны. Второй анод обычно имеет нулевой потенциал относительно земли, т.е. он соединяется с корпусом осциллографа. Для перемещения электронного луча по экрану осциллографа используется отклоняющие пластины X и Y, причем пластины X расположенные вертикально, отклоняют луч по горизонтали трубки, а пластины Y наоборот.

Кроме ЭЛТ осциллограф также имеет следующие элементы: генератор развертки, который обеспечивает полученные осциллограммы, блок синхронизации для получения устойчивого и неподвижного изображения, калибратор для измерения амплитуды и временных интервалов и блок питания.

Работа с осциллографом:

Осциллограф позволяет визуально наблюдать форму исследуемых сигналов и измерять их параметры. Для подключения исследуемых устройств служит вход Y расположенный с левой стороны. Экран осциллографа представляет собой масштабную сетку, состоящую из крупных клеток, которые в свою очередь разделены по горизонтали и вертикали на 5 или 10 равных частей – штрих – делений.

За стандартное осциллографическое деление принято считать одну целую клетку, следовательно, одно штрих – деление составляет 1/5 или 1/10 стандартного деления.

Синхронизация изображения: для того чтобы определить параметры исследуемого сигнала изображение на экране осциллографа необходимо сделать неподвижным, т.е. засинхронизировать:

· проверить включен ли режим внутренней синхронизации. Этот режим включается тумблером «внутр»

· регуляторы «стабильность» и «уровень» установить в крайнее правое положение

· вращая ручку «стабильность» плавно влево добиться исчезновения изображения с экрана

· вращая регулятор «уровень» плавно влево получить изображения на экране, оно должно быть неподвижным

Определение амплитуды: для этого служит многоступенчатая ручка – переключатель «вольт/деление». Порядок расчета амплитуды:

· посчитать, сколько стандартных делений укладывается в амплитуде сигнала

· посмотреть, чему равна цена деления по амплитуде

· полученные результаты перемножить

Определение периода сигнала: для этого служит многоступенчатая ручка – переключатель «время/деление». Определение периода сигнала производится аналогично определению амплитуды.

Получение фигур Лиссажу: фигура Лиссажу отображает отношение частот одного генератора к частоте другого генератора, сигналы, от которых поданы на вход осциллографа. Для получения фигур Лиссажу используют ВЧ и НЧ генераторы. Первый из них считается образцовым, а второй поверочным. Отношение 1:2 означает, что частота ВЧ генератора в 2 раза больше частоты НЧ генератора.

Получение фигур Лиссажу:

· установить на генераторе частоты согласно заданному соотношению

· вход Y осциллографа соединить с выходом «0,1 – 1V» ВЧ генератора

· вход X осциллографа соединить с выходом НЧ генератора

· убедиться, что на экране осциллографа появился светящийся прямоугольник

· плавно и медленно, изменяя частоту на НЧ генераторе получить фигуру Лиссажу