Osciloscoapele electronice și utilizarea lor

În osciloscoapele electronice, puteți observa pe ecran curbele diferitelor procese electrice și de impuls, variind ca frecvență de la câțiva herți la zeci de megaherți.

Osciloscoapele electronice pot măsura diverse mărimi electrice, pot obține o familie de caracteristici ale dispozitivelor semiconductoare, bucle de histerezis ale materialelor magnetice, determinați parametrii dispozitivelor electronice, precum și efectuați multe alte studii.

Osciloscoapele electronice sunt conectate la o tensiune alternativă de 127 sau 220 V, cu o frecvență de 50 Hz, iar unele dintre ele, în plus, pot fi alimentate de la o sursă de tensiune alternativă de 115 sau 220 V, o frecvență de 400 Hz, sau de la o sursă de tensiune constantă de 24 V, pornită prin apăsarea butonului «NETWORK» (fig. 1).

Orez. 1. Panoul frontal al osciloscopului electronic C1-72

Prin rotirea celor două butoane corespunzătoare situate în partea stângă jos a panoului frontal al dispozitivului, puteți regla luminozitatea și focalizarea pentru a obține un mic punct strălucitor cu un contur ascuțit pe ecran, care nu poate fi lăsat nemișcat pentru o lungă perioadă de timp. , pentru a evita deteriorarea ecranului tubului catodic.

Această locație poate fi mutată cu ușurință oriunde pe ecran, rotind butoanele lângă care există săgeți cu două fețe. Este mai bine, totuși, înainte de a conecta osciloscopul la o sursă de alimentare, să îi aranjați comenzile astfel încât, în loc de un punct de pe ecran, să obțineți imediat o linie orizontală strălucitoare de scanat, a cărei luminozitate, focalizare și locație pe ecran poate fi reglat în funcție de cerințele experimentului prin rotirea butoanelor corespunzătoare.

O tensiune de testare (T) este furnizată de un cablu de conectare la „INPUT Y”, care furnizează puterea divizorului de tensiune de intrare controlat de „AMP Y” și apoi amplificatorului de deviație verticală a fasciculului. Dacă înainte un punct fix strălucea pe ecran, acum va apărea o bandă verticală, a cărei lungime este direct proporțională cu amplitudinea tensiunii studiate.

Pornirea generatorului de tensiune din dinți de ferăstrău încorporat în osciloscop, conectat la tubul fasciculului de electroni printr-un amplificator de deviație a fasciculului orizontal cu câștig reglat prin rotirea butonului de comutare situat în colțul din dreapta sus al panoului frontal al dispozitivului, se modifică durata de baleiaj și asigură că pe ecran apare o imagine curbă (T).

În cazul în care înainte de a porni osciloscopul, comenzile acestuia au fost setate în poziții care asigură apariția unei linii orizontale de curățare, alimentarea tensiunii investigate la „INPUT Y” este însoțită de apariția pe ecran a aceleiași curbe și tu (T). Imobilitatea curbei tensiunii studiate se realizeaza prin apasarea unuia dintre butoanele unitatii de sincronizare si prin rotirea corespunzatoare a butoanelor STABILITATE si NIVEL. O scară transparentă care acoperă ecranul CRT facilitează măsurătorile verticale și orizontale necesare.

Diagrama funcțională a osciloscopului:

Majoritatea osciloscoapelor electronice vă permit să aplicați simultan două tensiuni testate la intrările Y și respectiv X, dacă apăsați anterior butonul «INPUT X».

Cu două tensiuni sinusoidale cu aceleași frecvențe și amplitudini, defazate una față de cealaltă de a, pe ecran apar cifre Lissajous (Fig. 2), a căror formă depinde de defazarea α = arcsin B / A,

unde B este ordonata punctului de intersecție a figurii Lissajous cu axa verticală; A este ordonata punctului superior al figurii Lissajous.

Orez. 2. Figuri de Lissague cu două tensiuni sinusoidale de aceleași frecvențe și amplitudini egale, defazate cu α.

Prezența unui singur fascicul în tubul fasciculului de electroni este un dezavantaj semnificativ al osciloscopului, care exclude observarea simultană a mai multor procese pe ecran, care este eliminată prin utilizarea unui comutator electronic.

Comutatoarele electronice cu două canale au două intrări cu un terminal comun și o ieșire care se conectează la intrarea osciloscopului electronic. Când comutatorul funcționează, intrările sale sunt conectate automat una câte una multivibrator la intrarea Y, în urma căreia ambele curbe de tensiune alimentate la intrările comutatorului sunt observate simultan pe ecranul osciloscopului. În funcție de frecvența de comutare a intrărilor, curbele sunt afișate pe ecran sub formă de linii întrerupte sau continue. Pentru a obține scara dorită a curbelor, la intrările comutatoarelor sunt instalate divizoare de tensiune.

Comutatoarele electronice cu patru canale au patru intrări bi-clamp cu divizoare de tensiune și o ieșire care se conectează la intrarea Y a unui osciloscop electronic care vă permite să vedeți simultan patru curbe pe ecran. Comutatoarele electronice au de obicei butoane pentru a muta formele de undă în sus și în jos pe ecranul osciloscopului, permițându-le să fie poziționate conform cerințelor experimentului.

Observarea simultană a mai multor curbe este posibilă și cu osciloscoapele cu mai multe fascicule, unde tubul cu raze catodice are mai multe sisteme de electrozi care creează și orientează fasciculele.

Osciloscoapele electronice permit nu numai observarea diferitelor procese periodice staționare pe ecran, ci și fotografiarea oscilogramelor diferitelor procese rapide.

În zilele noastre, osciloscoapele analogice sunt înlocuite cu osciloscoapele cu stocare digitală, care au capacități funcționale și metrologice mai serioase.

Osciloscoapele de stocare digitală sunt conectate la un computer personal sau laptop printr-un port paralel LPT sau USB și folosesc capabilitățile unui computer pentru a afișa semnale electrice. Majoritatea modelelor nu necesită putere suplimentară.

Toate funcțiile standard ale osciloscopului sunt efectuate folosind programe speciale care rulează pe un computer, de exemplu.display-ul computerului este folosit ca ecran de osciloscop. Aceste osciloscoape au sensibilitate și lățime de bandă foarte ridicate.

Orez. 3. Osciloscop digital de stocare ZET 302

Orez. 4. Program pentru lucrul cu un osciloscop digital

Osciloscopul digital de stocare este de fapt un atașament special la un computer, ocupă mult mai puțin spațiu de lucru în comparație cu modelele analogice, deoarece funcțiile de procesare și afișare a semnalului sunt transferate pe un computer obișnuit. Funcționarea unui osciloscop cu stocare digitală este limitată doar de funcționarea unui computer.

Controlul general al secvenței de funcționare a nodurilor osciloscopului digital este efectuat de un microprocesor. Diagrama funcțională Un osciloscop digital conține o serie de componente specifice computerului. Este în primul rând un microprocesor, circuite de control digital și memorie.

Software-ul pentru osciloscop digital poate îndeplini multe funcții care nu sunt tipice pentru un osciloscop cu fascicul de lumină, cum ar fi media unui semnal pentru a-l curăța de zgomot, transformarea rapidă Fourier pentru a obține spectrograme ale semnalului și multe altele.