Структурная схема универсального осциллографа – каналы X и Z .

Канал Х. Канал горизонтального отклонения предназначен для создания развертывающего напряжения, синхронного с исследуемым сигналом. Включает в себя: устройство синхронизации и запуска, генератор развертки, оконечный усилитель Х.

Устройство синхронизации и запуска (позволяет получить неподвижное изображение) может работать в режиме внутренней синхронизации (синхроимпульсы вырабатываются из самого сигнала, поданного из канала Y и прошедшего через усилитель синхронизации), или в режиме внешней синхронизации (дополнительный сигнал – можно подать синхроимпульсы, фильтры В и Н частот, делитель напряжения, можно подключить к питающей сети). Устройство синхронизации и запуска вырабатывает импульсы запуска генератора развертки. Регулировка УРОВЕНЬ устанавливает уровень напряжения, по которому осуществляется запуск генератора развертки (нужен 1 импульс на период), регулировка СТАБИЛЬНОСТЬпозволяет улучшать синхронизацию высокочастотных сигналов (ВЧ).

Генератор развертки формирует линейное пилообразное напряжение, используемое для горизонтального отклонения луча. Это напряжение характеризуется амплитудой , периодом , длительностями прямого  и обратного  хода, а также временем блокировки (рис. 2.2). Обязательное условие: <<  иначе часть сигнала будет отсутствовать.

 

 

Временная диаграмма напряжения генератора развертки

Генератор развертки может работать в автоколебательном (основной), ждущем и однократном режимах. В ждущем режиме развертка возникает тогда, когда поступает запускающий импульс со схемы синхронизации и запуска. Этот импульс может формироваться как из исследуемого сигнала в режиме внутренней синхронизации, так и от специального импульса в режиме внешней синхронизации. В автоколебательном режиме генератор развертки формирует периодическое пилообразное напряжение. В этом случае напряжение развертки вырабатывается даже при отсутствии исследуемого сигнала в режиме внутренней синхронизации. Однократная развертка используется при фотографировании осциллограмм. В генераторе развертки осуществляется дискретная регулировка коэффициента развертки и его плавная регулировка (сбивает шкалу).

Запуск генератора развертки может осуществляться как по положительному перепаду уровня сигнала (+), так и по отрицательному (–). Момент запуска развертки привязывается к определенному уровню сигнала. На рис. 2.3 представлены временные диаграммы исследуемого сигнала (а), напряжение генератора развертки в режиме внутренней синхронизации при запуске по положительному перепаду (+) от уровня U ₁ (б), напряжение генератора развертки при запуске по отрицательному перепаду (–) от уровня U ₂ (в), а также вид соответствующих осциллограмм на экране осциллографа (г) и (д). На представленных осциллограммах для простоты не принято во внимание наличие линии задержки в канале Y.

 

Оконечный усилитель Х усиливает напряжение развертки до заданного уровня, а также обеспечивает симметричную подачу напряжения на горизонтально отклоняющие пластины (согласование пластин Х и нагрузки). В нем также производится регулировка смещения осциллограммы по горизонтали ручкой ↔ (добавляем постоянную составляющую U). В ряде осциллографов предусматривается возможность подачи на Х -канал внешних сигналов (XY -режим) с помощью переключателя S 3. Генератор развертки при этом отключают. Есть режим растяжки (растягивает изображение, сохраняя форму и параметры, однако яркость уменьшается пропорционально, а искажения (если они были по горизонтали) увеличиваются тоже пропорционально).

Параметры: Диапазон установки коэфф развертки (быстродействующий сигнал -> маленький коэфф); основная погрешность установки временных интервалов; точность установки коэффициента развертки и отклонения; пределы перемещения луча по горизонтали – размер экрана, на котором можно работать; параметры сигнала синхронизации – какие сигналы можно подавать; коэффициент растяжки развертки  Погрешность усиления  Параметры для ХУ режима

Канал Z. Канал модуляции луча по яркости. Состоит из: аттенюатора, схемы изменения полярности, усилителя.

Регулировка осуществляется путем передачи с входа Z на управляющий электрод (модулятор) трубки сигнала, модулирующего поток ее луча, а следовательно, яркость. Постоянное напряжение выбирают на уровне запирания трубки.

Усилитель канала Z усиливает импульсы, поступающие от генератора развертки на модулятор ЭЛТ, чем обеспечивает подсветку траектории луча во время прямого хода развертки. При этом длительность импульса подсвета и его положение совпадает с длительностью прямого хода напряжения развертки. Обратный ход луча - невидимый. Можно подать внешний сигнал. (дырки в моменты импульсов).

Калибратор вырабатывает сигнал с известными параметрами, необходимый для калибровки каналов вертикального и горизонтального отклонения луча. Обычно это периодическая последовательность прямоугольных импульсов (меандр) с известными амплитудой Uk и периодом Tk (на осциллографе указывается не период, а частота повторения F _к = 1/ T _к).