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

Собственно сам генератор выполнен на элементах DD1.1 — DD1.3 по известной схеме мультивибратора. Частота следования импульсов зависит от сопротивления резистора R1 и емкости конденсатора, подключенного в данный момент переключателем SA1. В показанном на схеме положении подвижного контакта переключателя к генератору подключен конденсатор С1, поэтому импульсы на выходе генератора (вывод 8 элемента DD1.3) следуют с частотой 50 Гц (период следования 20 мс). Когда подвижный контакт переключателя будет поставлен в нижнее по схеме положение, подключится конденсатор С2 и частота следования станет равной примерно 2000 Гц (период следования 0,5 мс).

Далее импульсный сигнал поступает через резистор R2 на эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе VT1. С движка переменного резистора R3, являющегося нагрузкой повторителя, сигнал подается на выходной зажим ХТ1.

В итоге с зажимов ХТ1 и ХТ2 можно снимать прямоугольные импульсы амплитудой от нескольких десятков милливольт до единиц вольт. Если по каким-либо причинам даже минимального сигнала окажется в избытке (например, при проверке весьма чувствительного усилителя), выходной сигнал можно уменьшить либо включением между верхним по схеме выводом резистора R3 и эмиттером транзистора постоянного резистора сопротивлением 1…3 кОм, либо применением внешнего делителя напряжения.

Несколько слов о деталях. В генераторе могут работать элементы И-НЕ других микросхем серий К155 (скажем, К155ЛА4), а также любой транзистор серии КТ315. Конденсатор C1 — К50-6 или другой, рассчитанный на напряжение не ниже 10 В; С2 — любой, возможно меньших габаритов. Резисторы — МЛТ-0.125 и СП-I (R3), источник питания — батарея 3336. Потребляет генератор менее 15 мА, поэтому такого источника хватит надолго.

Поскольку деталей в генераторе немного, нет нужды давать чертеж печатной платы — разработайте ее самостоятельно. Плату с деталями и источник питания укрепите внутри корпуса (рис. 61), а на его передней стенке разместите переключатель диапазонов, выключатель питания, переменный резистор и зажимы.

Рис. 61

Следующий этап — проверка и налаживание генератора с помощью нашего осциллографа. Входной щуп осциллографа подключите к выходу 8 микросхемы, а «земляной» — к общему проводу (зажим ХТ2). Осциллограф работает пока в автоматическом режиме (кнопка « АВТ.-ЖДУЩ» отжата), синхронизация — внутренняя, вход — открытый (чтобы исключить искажения сигнала, следующего с низкой частотой). Входным аттенюатором осциллографа можно установить чувствительность, скажем, 1 В/дел., а переключателями длительности развертки длительность 5 мс/дел.

После подачи питания на генератор и установки переключателя SA1 в показанное на схеме положение, на экране осциллографа появится изображение в виде двух параллельных линий (рис. 62, а ), составленных перемещающимися «штрихами». Так выглядит несинхронизированное изображение импульсного сигнала.

Достаточно теперь перевести осциллограф в ждущий режим (нажать кнопку « АВТ. ЖДУЩ») и установить синхронизацию от положительного сигнала поворотом ручки « СИНХР.» в крайнее по часовой стрелке положение, чтобы изображение на экране «остановилось» (рис. 62, б ). Если изображение немного подергивается, добейтесь лучшей синхронизации его ручкой регулировки длины развертки.

Рис. 62

Определите длительность периода повторения импульсов и, если это необходимо, установите ее равной 20 мс подбором резистора R1.

Измерить точно период при установленной длительности развертки затруднительно, поэтому воспользуйтесь простым приемом. При данной синхронизации установите длительность развертки равной 2 мс/дел. На экране должно появиться более растянутое изображение импульса (рис. 62, в ), длина вершины которого составит примерно 3,5 деления, т. е. длительность импульса будет равна 7 мс.

Затем при этой же длительности развертки установите синхронизацию отрицательным сигналом, повернув ручку « СИНХР.» в крайнее положение против часовой стрелки. На экране увидите изображение паузы (рис. 62, г ), поскольку развертка осциллографа запускается теперь спадом импульса. Длина линии 6,5 деления, значит, длительность паузы равна 13 мс. Сумма длительностей импульса и паузы составит значение периода повторения импульсов (20 мс).

Аналогично проверьте работу генератора на втором диапазоне, установив подвижный контакт переключателя в нижнее по схеме положение («2 кГц»).

Длительность развертки осциллографа в этом случае установите равной, например, 0,1 мс/дел. Период следования импульсов на этом диапазоне должен составить 0,5 мс, что соответствует частоте повторения 2000 Гц. Подстраивать в генераторе ничего не нужно, поскольку точность частоты на этом диапазоне особой роли не играет. В случае же значительного отклонения частоты от указанной ее можно изменить подбором конденсатора С2.

После этого переключите входной щуп осциллографа на зажим ХТ1 и проверьте действие регулятора амплитуды выходного сигнала — переменного резистора R3. Вы наверняка обратите внимание, что при установке движка переменного резистора в верхнее по схеме положение максимальная амплитуда импульсов будет несколько меньше, чем на мультивибраторе. Объясняется это действием эмиттерного повторителя, коэффициент передачи которого меньше единицы (для сравнительно низкоомного сопротивления нагрузки — 470 Ом он приближается к 0,8).

Генератор готов, можно проводить эксперименты. Начнем с проверки действия на импульс простых RC-цепей: дифференцирующей и интегрирующей.

Сначала подключите к выходу генератора дифференцирующую цепь, составленную из конденсатора и переменного резистора (рис. 63).

Движок резистора поставьте в нижнее по схеме положение, а на генераторе установите диапазон «50 Гц» и максимальную амплитуду выходного сигнала. При этом на экране осциллографа (он работает в ждущем режиме с синхронизацией от положительного сигнала, длительность развертки — 5 мс/дел., чувствительность — 1 В/дел.) увидите изображение импульсов со скошенной вершиной (рис. 64, а ). Нетрудно заметить, что импульс как бы опустился по линии спада, из-за чего увеличился размах изображения.

Искажения импульса будут расти, а размах изображения увеличиваться при перемещении движка переменного резистора вверх по схеме. Уже при сопротивлении резистора около 4 кОм размах практически достигнет удвоенной амплитуды импульса (рис. 64, б ), а при дальнейшем уменьшении сопротивления (до 1 кОм) от импульса останутся лишь остроконечные пики на месте фронта и спада. Иначе говоря, в результате дифференцирования из прямоугольного импульса удастся получить два остроконечных — положительный (по фронту) и отрицательный (по спаду).