Запоминающие, скоростные и стробоскопические осциллографы.

 

Структурная схема стробоскопического осциллографа изображена на рис. 4. Для генерирования

стробирующих импульсов с нужной величиной временного сдвига. Используются два генератора

пилообразного напряжения и схема сравнения. Один генератор формирует «быстрое» пилообразное

напряжение (БПН), а другой «медленное» (МПН) ступенчато нарастающее напряжение (рис. 5, б). Схема

сравнения вырабатывает короткие остроконечные импульсы (рис. 5, в) в моменты равенства БПИ и МПН.

Из этих импульсов в генераторе стробирующих импульсов вырабатываются короткие импульсы,

поступающие на модулятор. Усиленные импульсы расширяются до периода повторения.

Образовавшееся ступенчатое напряжение (рис. 5, г) подается на У-пластины ЭЛТ. Для получения

большей четкости изображения плоские участки расширенных импульсов подсвечивают специальными

импульсами. Подсвечивающие импульсы (рис. 5, д) формируются в специальном устройстве и подаются

на катод ЭЛТ. Изображение на экране ЭЛТ показано на рис. 5, е. При достаточно высокой частоте повторения

стробирующих импульсов изображение представляет собой совокупность близко расположенных ярких

светящихся точек. Развертка луча осуществляется от генератора МПН.

В качестве примера приведем данные стробоскопического осциллографа С7 -11: полоса пропускания канала

У 0... 5 ГГц, коэффициент отклонения 5... 200 мВ/дел; блок развертки имеет 17 фиксированных длительностей

от 0,05·10-3 до 10 мкс.

Основу запоминающего осциллографа составляет специальная запоминающая ЭЛТ, с видимым изображением

(ЗЭЛТ). Такие ЭЛТ делятся на полутоновые ЗЭЛТ и бистабильные. Полутоновые ЗЭЛТ преобразуют электрический

сигнал в изображение с полутонами (подобно кинескопу), бистабильные - в двухтоновое изображение, содержащее

две градации яркости - белую и черную. Поскольку осциллограммы, как правило, являются двухтоновыми

, наибольшее распространение в запомина ющих осциллографах нашли бистабильные ЗЭЛТ.

На рис. 7 изображена принципиальная схема устройства электромеханического светолучевого осциллографа.

Основные его элементы: измерительный механизм, вибратор (гальванометр специальной конструкции),

на подвижной части которого укреплено зеркало 1; оптическое устройство (2, 3, 7); лентопротяжный механизм,

перемещающий светочувствительную пленку 6 (на рисунке не показан); устройство для визуального наблюдения

Исследуемых кривых (4, 5);. Отметчик времени (на рисунке показан). Оптическое устройство создает, направляет

и фокусирует световой луч.

Луч падает на зеркало вибратора и, отразившись от него, проходит детали оптической системы и попадает на

светочувствительную пленку. В соответствии со значением измеряемой величины зеркало вибратора поворачивается,

что вызывает перемещение отраженного луча поперек пленки. Лентопротяжный механизм протягивает пленку с

определенной скоростью, и на пленке регистриру ется отклонение луча, развернутое во времени — осциллограмма

 

 

Многолучевые осциллографы

 

14.Многолучевые осциллографы предназначены для одновременного наблюдения на одном экране нескольких сигналов.

Наибольшее распространение получили приборы, позволяющие наблюдать одновременно два сигнала

Осциллограмма 1 представляет собой сигнал, поступающий на вход исследуемой цепи, а осциллограмма 2 сигнал,

снимаемый с выхода. Для получения такого изображения используется двулучевая ЭЛТ, содержащая внутри общей

колбы два электронных прожектора со своими системами фокусировки вертикально и горизонтально отклоняющих пластин.

Обычно развертка обоих лучей осуществляется от общего генератора и усилителя горизонтального отклонения, что

обеспечивает отображение обоих сигналов в едином масштабе времени. Единый масштаб времени позволяет сравнивать

мгновенные значения напряжений, определять временные соотношения, измерять фазовый сдвиг и т. п. На Рис. 2 изображена

упрощенная структурная схема универсального двулучевого осциллографа.

Из схемы видно, что управление двумя лучами ЭЛТ осуществляется с помощью двух идентичных каналов Рис. 1 У1 и У2

содержащих те же элементы, что и каналы вертикального отклонения обычных осциллографов. Синхронизация авто

колебательной и запуск ждущей разверток производится от исследуемого сигнала, снимаемого с усилителей обоих каналов.

Особенностью ЭЛТ. применяемой в рассматриваемом приборе, является гашение луча во время обратного хода развертки

с помощью специальных бланкирующих пластин. При подаче импульсов с устройства управления яркостью изображения

на бланкирующие пластины лучи обоих электронных прожекторов резко отклоняются в сторону и не попадают на экран.

Имеются ЭЛТ и с большим числом лучей. Возможности применения таких приборов еще более широкие.

 

Электрических измерений неэлектрических величин (НЭВ).

Широкое распространение электрических

методов измерения НЭВ обусловлено следующими их преимуществами:

1. Возможность непрерывного измерения и контроля значений НЭВ с одновременной

автоматической регуляцией

2. Дистанционность измерения с использованием как проводных так и радиоканалов связи

3. Чрезвычайно широкий диапазон изменений чувствительности

4. Малая инерционность, и следовательно большое быстродействие

5. Простота оборудования, малые габариты и вес измерительных систем

6. Широкая возможность унификации узлов ИП

При измерений НЭВ электронными методами возникают две специфические задачи:

Во–первых: преобразование измеряемой НЭВ в электрическую величину с помощью

первичных измерительных преобразователей (ПИП).

Во–вторых: согласование ПИП как с исследуемой средой, её свойствами и характеристиками,

так и с последующими звеньями измерительной цепи.

В зависимости от вида сигнала, непосредственно получаемого с ПИП, они подразделяются на

генераторные (или активные) и параметрические (или пассивные).

К генераторным относятся ПИП, непосредственно преобразующие НЭВ в ток или напряжение

(термопары, вентильные фотоэлементы и др.)

У параметрических ПИП изменяется каких-либо параметр электрической цепи: R, C или L.

Классификация ЭИП и ЦИП.

по характеру измеряемых величин ЭИП делятся на подгруппы.

Пример

В3-38:

-В-подгруп. Приборов измерения напр.

-В3-вид, вольтметр переменного тока

-В3-38-тип

Гост делит приборы на 20 подгрупп:

Подгруппа В: ЭИП измерения напр.

В2-пост ток; В3-переменный; В4-импульсного; В7-универсальные;

Подгруппа Е: ЭИП измерения постоянных параметров цепи

Е3-измеритель индуктивности; Е4-измеритель добротности;Е6-измеритель сопротивления;

Е7-универсальный;Е8-измеритель емкости;

Подгруппа Ч: ЭИП измерения частоты и времени

Ч3-частометр электронно-счетный;

Подгруппа Г: Генераторы измерительные

Г2-генератор шумовых сигналов;Г3-низкочастотных сигналов;Г4-генераторы ВЧ;Г5-импульсов;

Г6-сигналов спец. Формы

Подгруппа С: ЭИП для наблюдения изменения формы сигнала и спектра

С1-осцилографы универсальные;С4-анализаторы спектра;С6-измерители не линейных

искажений;С8-осцилографы запоминающие;

Подгруппа У: усилители измерительные

У4-измерители НЧ;У5-УПТ;У7-усилители универсальные

Подгруппа К: комплексные измерительные установки

К3-автоматизированные;

Подгруппа Б: источники питания

Б5-пост. тока; Б2-переменного тока;

 

Синхронизация развертки.

Для получения неподвижной осциллограммы необходимо подобрать период (частоты)

развертки равным периоду (частоте) сигнала. В конструкции осциллографа предусматривается

такая возможность. Частоту генератора развертки оператор может устанавливать по своему

желанию. Однако простого подбора частоты развертки недостаточно. Сигнал и напряжение

развертки поступают от разных источников, и через некоторое время из-за нестабильности

генераторов установленное равенство периодов будет нарушено. Чтобы избежать этого, для

синхронизации генератора развертки осциллографа используют напряжение исследуемого

сигнала или специально сформированный сигнал, частота которого равна (кратна) частоте

исследуемого сигнала.