Б. Иванов - Осциллограф-ваш помощник (как работать с осциллографом)

Если частота выражена в герцах, то длительность получается в секундах; частота — в килогерцах (1 кГц = 1000 Гц), длительность — в миллисекундах (1 мс = 0,001 с); частота — в мегагерцах (1 МГц = 10 6Гц), длительность — в микросекундах (1 мкс = 10 -6с).

К примеру, длительности 50 мс соответствует частота 1/0,05 = 20 Гц, а длительности 0,1 мкс — частота 1/10 = 10 7= 10 МГц. В обоих примерах даны крайние диапазоны длительностей, которые можно устанавливать кнопочными переключателями осциллографа. Эти значения приведены по отношению к одному делению масштабной сетки — она прикреплена к экрану и содержит 8 делений по горизонтали и по вертикали (цена деления равна 5 мм).

Иначе говоря, максимальной длине развертки (8 делений) соответствует длительность пилообразных колебаний генератора развертки — 50 мс х 8 = 400 мс для первого примера и 0.1 мкс х 8 = 0,8 мкс — для второго. В первом случае на экране осциллографа можно наблюдать один период колебаний сигнала частотой 1:0,4 с = 2,5 Гц, во втором — 1:0,8 мкс = 1,25 МГц.

Подобный подсчет справедлив для синусоидальных колебаний или импульсных сигналов при равных длительностях импульса и паузы (рис. 5).

Если же длительность импульсов и пауз между ними различны, в формулу следует подставлять значение периода следования импульсов (период выражают теми же единицами, что и длительность).

С генератора развертки сигнал подается на усилитель канала горизонтального отклонения (канала X), необходимый для получения такой амплитуды пилообразного напряжения, при которой электронный луч отклоняется на весь экран. В усилителе расположены регулятор ( 11 ) длины линии развертки (иначе говоря, регулятор амплитуды выходного пилообразного напряжения) и регулятор ( 15 ) смещения линии развертки по горизонтали.

Канал вертикальной развертки состоит из входного аттенюатора (делителя входного сигнала), позволяющего выбирать нужную высоту рассматриваемого изображения в зависимости от амплитуды исследуемых колебаний, и из двух усилителей — предварительного и оконечного.

С помощью кнопки 2 входного аттенюатора амплитуду сигнала можно уменьшить в 100 раз. Более плавные изменения уровня сигнала, поступающего на оконечный усилитель, а значит, размера изображения на экране, получают с помощью кнопок 1 калиброванного переключателя диапазона напряжений. В итоге при максимальной чувствительности осциллографа в одном делении масштабной сетки «уместится» входной сигнал амплитудой 0,01 В (10 мВ). А максимальная амплитуда сигнала, которую можно наблюдать на экране трубки, составляет 300 В.

В оконечном усилителе этою канала, как и канала горизонтального отклонения, есть регулировка смещения луча ( 17 ), а значит, и изображения по вертикали. Зачем это бывает нужно (помимо установки луча на среднюю линию), станет ясно позже.

Кроме того, на входе канала вертикального отклонения стоит переключатель 13 , с помощью которого можно либо подавать на усилитель (конечно, через аттенюатор) постоянную составляющую исследуемого сигнала, либо избавляться от нее включением разделительного конденсатора. Это, в свою очередь, позволяет пользоваться осциллографом как вольтметром постоянного тока, способным измерять постоянные напряжения примерно от 10 мВ до 300 В. Причем входное сопротивление «вольтметра» достаточно высокое — 1 МОм.

Когда выводы разделительного конденсатора замкнуты контактами переключателя, говорит, что вход осциллографа открытый, а когда они разомкнуты — закрытый.

Вот вы и познакомились с некоторыми ручками управления на лицевой панели осциллографа. А теперь о других регулировках. Под переключателем 6 длительностей развертки расположен переключатель 7 режима работы развертки. Если кнопка переключателя отжата (максимально выступает над панелью), генератор развертки работает в автоматическом режиме — генерирует пилообразное напряжение заданной длительности. Если же кнопка переключателя нажата (утоплена внутрь), генератор переходит в ждущий режим, т. е. «ожидает» прихода входного сигнала, и с его появлением запускается. Этот режим бывает необходим при исследовании сигналов, появляющихся случайно, либо при исследовании параметров импульса, когда его передний фронт должен быть в начале развертки.

В автоматическом режиме работы случайный сигнал может появиться в любом месте развертки, что усложняет его наблюдение. Удобства ждущего режима вы сможете оценить во время импульсных измерений описываемым осциллографом.

Ниже переключателя 7 находится ручка синхронизации 8 (« СИНХР.»), которую можно поворачивать от крайнего левого положения (знак «—») до крайнего правого (знак «+»). Это регулировка синхронизации развертки от сигнала соответствующей полярности. Для чего она нужна? Если между генератором развертки и сигналом нет никакой связи, то начинаться развертка и появляться сигнал будут в разное время, и изображение сигнала на экране осциллографа будет перемещаться либо в одну, либо в другую сторону в зависимости от разности частот сигнала и развертки.

Чтобы остановить изображение, нужно засинхронизировать генератор, т. е. обеспечить такой режим работы, при котором начало развертки будет совпадать с началом появления периодического сигнала (скажем, синусоидального). Причем синхронизировать генератор можно как от внутреннего сигнала (он берется с усилителя вертикального отклонения), так и от внешнего, подаваемого на гнезда 12 « ВХОД х /СИНХР./». Выбирают тот или иной режим кнопкой 9 « ВНУТР.-ВНЕШН.» (при отжатой кнопке действует внутренняя синхронизация, при нажатой — внешняя).

Когда ручка 8 находится в крайнем левом положении («—»), генератор развертки синхронизируется отрицательным сигналом (или полупериодом синусоидального напряжения), а в крайнем правом («+») — положительным. В среднем положении («0») ручки синхронизация выключается. Кроме того, при перемещении этой ручки изменяется амплитуда синхронизирующего сигнала, что также способствует получению устойчивой синхронизации.

И последняя кнопка — 10 (« РАЗВ.-ВХ.Х.»). Когда она отжата, на вход усилителя канала горизонтального отклонения поступает пилообразное напряжение и на экране видна линия развертки. Когда же кнопка нажата, вход усилителя подключается к гнездам « ВХОД х /СИНХР./». Теперь горизонтальная линия развертки будет получаться только при подаче сигнала на указанные гнезда. Причем чувствительность этого канала равна примерно 0,5 В/дел., т. е. для отклонения луча на 8 клеток масштабной сетки на гнезда нужно подать сигнал амплитудой не менее 4 В.