Elektronički osciloskopi i njihova uporaba

U elektroničkim osciloskopima možete na ekranu promatrati krivulje različitih električnih i impulsnih procesa, čija frekvencija varira od nekoliko herca do desetaka megaherca.

Elektronički osciloskopi mogu mjeriti različite električne veličine, dobiti obitelj karakteristika poluvodičkih uređaja, histerezne petlje magnetskih materijala, odrediti parametre elektroničkih uređaja, kao i izvesti mnoga druga istraživanja.

Elektronički osciloskopi se spajaju na izmjenični napon od 127 ili 220 V, frekvencije 50 Hz, a neki od njih, osim toga, mogu se napajati iz izvora izmjeničnog napona od 115 ili 220 V, frekvencije 400 Hz, ili iz izvora konstantnog napona od 24 V, uključenog pritiskom na tipku «MREŽA» (sl. 1).

Riža. 1. Prednja ploča elektroničkog osciloskopa C1-72

Okretanjem dva odgovarajuća gumba koji se nalaze u donjem lijevom dijelu prednje ploče uređaja, možete podesiti svjetlinu i fokus kako biste dobili malu svjetleću točku s oštrim konturama na ekranu, koja se ne može ostaviti mirna dulje vrijeme , kako biste izbjegli oštećenje zaslona katodne cijevi.

Ovu lokaciju možete lako premjestiti bilo gdje na ekranu okretanjem gumba pored kojih se nalaze dvostrane strelice. Bolje je, međutim, prije spajanja osciloskopa na izvor napajanja, rasporediti njegove kontrole tako da umjesto točke na ekranu odmah dobijete svjetleću vodoravnu crtu za skeniranje, čija svjetlina, fokus i položaj na ekranu može se prilagoditi prema zahtjevima eksperimenta okretanjem odgovarajućih gumba.

Ispitni napon (T) dovodi se pomoću spojnog kabela na "INPUT Y", koji daje svoje napajanje razdjelniku ulaznog napona kojim upravlja "AMP Y", a zatim na pojačivaču vertikalnog otklona snopa. Ako je prije fiksna točka svijetlila na ekranu, sada će se na njemu pojaviti okomita traka, čija je duljina izravno proporcionalna amplitudi napona koji se proučava.

Uključivanjem generatora pilastog napona ugrađenog u osciloskop, spojenog na cijev s elektronskim snopom preko pojačala za horizontalni otklon snopa s pojačanjem podešenim okretanjem prekidača koji se nalazi u gornjem desnom kutu prednje ploče uređaja, mijenja se trajanje sweep-a i osigurava da se na vašem ekranu pojavi zakrivljena slika (T).

U slučaju da su prije uključivanja osciloskopa njegove kontrole postavljene na položaje koji osiguravaju pojavu vodoravne linije čišćenja, dovod ispitivanog napona na "ULAZ Y" popraćen je pojavom na ekranu iste krivulje i ti t). Nepokretnost ispitivane krivulje napona postiže se pritiskom na jednu od tipki sinkronizacijske jedinice i odgovarajućim okretanjem gumba STABILITY i LEVEL. Prozirna ljestvica koja prekriva CRT zaslon olakšava potrebna vertikalna i horizontalna mjerenja.

Funkcionalni dijagram osciloskopa:

Većina elektroničkih osciloskopa omogućuje vam da istovremeno primijenite dva testirana napona na ulaze Y i X, ako prethodno pritisnete gumb «INPUT X».

S dva sinusna napona s istim frekvencijama i amplitudama, fazno pomaknutima jedan u odnosu na drugi za a, na ekranu se pojavljuju Lissajousove figure (slika 2), čiji oblik ovisi o faznom pomaku α = arcsin B / A,

gdje je B ordinata točke presjeka Lissajousove figure s okomitom osi; A je ordinata gornje točke Lissajousove figure.

Riža. 2. Lissague figure s dva sinusoidalna napona istih frekvencija i jednakih amplituda, fazno pomaknutih za α.

Prisutnost jedne zrake u cijevi elektronskog snopa značajan je nedostatak osciloskopa, koji isključuje istovremeno promatranje više procesa na ekranu, što se eliminira korištenjem elektroničkog prekidača.

Dvokanalne elektroničke sklopke imaju dva ulaza s jednom zajedničkom stezaljkom i jednim izlazom koji se spaja na ulaz elektroničkog osciloskopa. Kada sklopka radi, njeni se ulazi automatski spajaju jedan po jedan multivibrator na Y ulaz, zbog čega se na ekranu osciloskopa istovremeno promatraju obje krivulje napona dovedene na ulaze sklopke. Ovisno o frekvenciji prebacivanja ulaza, krivulje se prikazuju na ekranu kao isprekidane ili pune linije. Da bi se dobila željena skala krivulja, na ulazima sklopki ugrađeni su razdjelnici napona.

Četverokanalne elektroničke sklopke imaju četiri bi-clamp ulaza s razdjelnicima napona i jedan izlaz koji se spaja na Y ulaz elektroničkog osciloskopa koji vam omogućuje da istovremeno vidite četiri krivulje na ekranu. Elektronički prekidači obično imaju gumbe za pomicanje valnih oblika gore-dolje na zaslonu osciloskopa, omogućujući im da budu postavljeni prema zahtjevima eksperimenta.

Istodobno promatranje više krivulja moguće je i kod višesnopnih osciloskopa, gdje katodna cijev ima nekoliko sustava elektroda koje stvaraju i usmjeravaju zrake.

Elektronički osciloskopi omogućuju ne samo promatranje raznih stacionarnih periodičnih procesa na ekranu, već i fotografiranje oscilograma raznih brzih procesa.

U današnje vrijeme analogne osciloskope zamjenjuju digitalni osciloskopi za pohranu, koji imaju ozbiljnije funkcionalne i mjeriteljske mogućnosti.

Digitalni osciloskopi za pohranu podataka spajaju se na osobno računalo ili prijenosno računalo putem paralelnog LPT ili USB priključka i koriste mogućnosti računala za prikaz električnih signala. Većina modela ne zahtijeva dodatno napajanje.

Sve standardne funkcije osciloskopa izvode se pomoću posebnih programa koji se pokreću na računalu, tj.zaslon računala koristi se kao ekran osciloskopa. Ovi osciloskopi imaju vrlo visoku osjetljivost i propusnost.

Riža. 3. Memorijski digitalni osciloskop ZET 302

Riža. 4. Program za rad s digitalnim osciloskopom

Digitalni osciloskop za pohranu zapravo je poseban dodatak računalu, zauzima mnogo manje radnog prostora u usporedbi s analognim modelima, jer se funkcije obrade i prikaza signala prenose na obično računalo. Rad osciloskopa s digitalnom pohranom ograničen je samo radom računala.

Opću kontrolu slijeda rada čvorova digitalnog osciloskopa provodi mikroprocesor. Funkcionalni dijagram Digitalni osciloskop sadrži brojne komponente specifične za računalo. To je prvenstveno mikroprocesor, digitalni upravljački sklopovi i memorija.

Softver za digitalni osciloskop može obavljati mnoge funkcije koje nisu tipične za osciloskop sa svjetlosnim snopom, poput izračunavanja prosjeka signala kako bi se očistio od šuma, brze Fourierove transformacije za dobivanje spektrograma signala i više.