Електронно-променевий осцилограф

Електронно-променевий осцилограф використовується для візуального спостереження, вимірювання та реєстрації форми і параметрів електричних сигналів в діапазоні частот від постійного струму до десятків мегагерц. Електронно-променеві осцилографи володіють високою чутливістю і малою інерційністю, поділяються на універсальні, що запам’ятовують; спеціальні та ін., можуть бути одно-, дво- і багатопроменевими. Функціональна схема електронно-променевого осцилографа наведена на ріс.7.12.

Основним вузлом осцилографа є вакуумна електронно-променева трубка ЕПТ, яка перетворює електричні сигнали в світлове зображення. Катод 2, що підігрівається ниткою розжарення 1, є джерелом вільних електронів, які формуються в електронний промінь і фокусуються першим анодом 4 на екрані 8 ЕПТ. Прискорення електронів променя здійснюється другим анодом 5. При зіткненні електронів з екраном 8 їх кінетична енергія перетворюється в світлове випромінювання за допомогою катодолюмінофоров, т. Е. Речовин, що світяться під дією бомбардування їх електронами. Час післясвітіння (після припинення дії електронного променя) може становити від 0,05 до 20 с і більше. Змінюючи негативний потенціал електрода 3 по відношенню до катода, можна впливати на значення струму електронного променя, а отже, і яскравість світіння зображення на екрані.

Управління променем ЕПТ здійснюється за допомогою трьох каналів управління х, у, z, які забезпечують отримання розгорнутого зображення досліджуваного електричного сигналу в функції часу. Канал у здійснює вертикальне відхилення променя по осі у системи координат і безпосередньо пов’язаний з досліджуваним сигналом. Канал х забезпечує горизонтальне відхилення променя по осі часу х системи координат. Канал z управляє яскравістю променя.
Для створення лінійного масштабу по осі часу х необхідно рівномірне переміщення електронного променя по горизонталі, що забезпечується подачею на горизонтально відхиляють 7 ЕПТ лінійно наростаючої напруги розгортки (рис. 7.13, в). Якщо при цьому відсутня напруга на вертикально відхиляють пластинах б, на екрані осцилографа з’являється горизонтальна лінія. При одночасній подачі досліджуваної напруги (рис. 7.1З, а) на пластини б і напруги розгортки на екрані осцилографа з’являється осцилограма (ріс.7.13, б), що дає повне уявлення про форму, амплітуді, частоті досліджуваної напруги.

У каналі х частота генератора розгортки недостатньо стабільна. Для отримання стійкого зображення на екрані осцилографа необхідно виконання рівності Tx = nTу, де Tx – період напруги розгортки, Ty – період досліджуваної напруги, п = 1, 2, З … Це рівність забезпечується пристроєм синхронізації, яке «підлаштовує» частоту генератора розгортки під частоту досліджуваного напруги. Якщо «підстроювання» виробляється досліджуваним сигналом, то вона називається «внутрішньої синхронізацією», якщо від якого-небудь іншого сигналу – «зовнішньою синхронізацією». Підсилювач в каналі х забезпечує лінійно наростаюче напруження заданого значення (до декількох сотень вольт). Канал у виконує по суті функції підсилювача. Щоб він не впливав на режим роботи досліджуваної електричного кола, використовують катодний повторювач, що має значний вхідний опір. Так як досліджувані напруги змінюються в широкому діапазоні, для забезпечення оптимального напруги на виході даного каналу на його вході передбачений атенюатор (дільник напруги). Для дослідження фронтів імпульсів напруг введено пристрій – лінія затримки. З метою визначення масштабу осциллограмм по осях абсцис і ординат в осцилографі передбачені калібратори тривалості і амплітуди. Значний інтерес представляють запам’ятовуючі осцилографи, призначені для реєстрації одноразових і рідко повторюваних сигналів. Їх швидкості запису – до 4000 км / с, при рівнях сигналів десятки мілівольт – сотні вольт. Так, універсальний осцилограф С8-12 має час відтворення раніше записаних процесів 40 с, час збереження запису 7ч.

Посилання на основну публікацію