Светолучевые і электроннолучевые осциллографы

Іркутська Державна Сільськогосподарська Академия.

Реферат на задану тему: «Светолучевые і электроннолучевые осциллографы».

Выполнил:

Проверил:

Іркутськ 2004.

План:

Электроннолучевой осциллограф…2.

Светолучевой осциллограф…6.

Список використаної литературы…8.

Электроннолучевой осциллограф.

Прилад для спостереження функціональної зв’язок між двома або кількох величинами (параметрами і функціями; електричними чи перетвореними в електричні). З цією метою сигнали параметра і функції подають на взаємно перпендикулярні отклоняющие пластини осциллографической электроннолучевой трубки і спостерігають, вимірюють і фотографують графічне зображення залежності на екрані трубки. Це зображення називають осциллограммой. Частіше всього осциллограмма зображує форму електричного сигналу у часі. По ній можна визначити полярність, амплітуду і тривалість сигналу. Осцилограф часто має проградуированные в в за вертикаллю й у сік по горизонталі шкали на екрані трубки. Це забезпечує можливість одночасного спостереження та виміру тимчасових і амплітудних характеристик всього сигналу або його частини, і навіть виміру параметрів випадкових чи однократних сигналів. Іноді зображення досліджуваного сигналу порівнюють із калибровочным сигналом чи застосовують компенсаційний метод измерений.

Рис1 (Блок-схема електронного осциллографа).

Исследуемый сигнал, А (рис. 1) надходить на вхід підсилювача вертикального відхилення, покликаного забезпечити узгодження величини відхилення променя з величиною вхідного сигналу. Коефіцієнт посилення регулюється. Горизонтальне переміщення променя створюється генератором развёртки, який формує цієї мети пилообразное напруга Р (лінійно змінюється у часу). Пилообразное напруга надходить на вхід підсилювача горизонтального відхилення, що забезпечує не вдома напруга Є, подаване на горизонтально отклоняющие пластини трубки. Електронний промінь переміщається за горизонталлю із постійною швидкістю, створюючи в такий спосіб лінійну розгорнення часу. Швидкість розгорнення регулюється. Для отримання стабільного зображення досліджуваного сигналу на екрані трубки таки кожен новий развёртка повинна починатися з одному й тому ж фази сигналу. Це забезпечується подачею досліджуваного сигналу з вертикального підсилювача на синхронізатор, що формує імпульс У запуску генератора развёртки в момент, відповідний обраної точці досліджуваного сигналу. А щоб електронний промінь було видно лише під час прямого ходу променя (t2 — t1), генератор виробляє імпульс Д подсвета променя, який подається на управляючу сітку (модулятор) трубки. Вона має позитивну полярність, прямокутну форму і тривалість, рівну тривалості прямого ходу развёртки. Т. до. для запуску генератора развёртки використовується досліджуваний сигнал, а синхронізатор і генератор развёртки спрацьовують не миттєво, і з деяким запізненням (частки мксек), то тут для спостереження початкового ділянки сигналу в тракт вертикального відхилення вводиться лінія затримки, компенсирующая час спрацьовування синхронізатора і генератора развёртки (час затримки сигналу кілька довше спрацьовування). При відсутності лінії затримки на екрані трубки можна побачити лише ті частини досліджуваного сигналу, яка слід після моменту t1 (крива Б). Осцилограф містить також джерела високовольтного і низьковольтного харчування. Перший використовується лише харчування трубки, а другий — для харчування електронної схеми інших вузлів та блоків приладу. Важливими характеристиками осцилографа, визначальними його експлуатаційні можливості, є: 1) коефіцієнт відхилення — ставлення напруги вхідного сигналу до відхилення променя, викликаного цим напругою (в /див чи в /справ); 2) смуга пропускання — діапазон частот, у якого коефіцієнт відхилення осцилографа зменшується лише на 3 дб щодо його значення на середньої (опорною) частоті; 3) час наростання tн, протягом якого перехідна характеристика осцилографа наростає від 0,1 до 0,9 від амплитудного значення (часто вживається замість смуги пропускання); гору. гранична частота смуги пропускання f в пов’язані з tн співвідношенням:; 4) коефіцієнт розгорнення — ставлення часу tн до величині відхилення променя, викликаного напругою развёртки цей час (в сік /див чи сек /справ); 5) швидкість записи — максимальна швидкість переміщення променя екраном, коли він забезпечується фотографування чи запам’ятовування (для запоминающего осцилографа) однократного сигналу. Перелічені параметри визначають амплітуда, тимчасової і частотний діапазони досліджуваних сигналів. Похибка виміру сигналів залежить від похибок коефіцієнта відхилення і коефіцієнта развёртки (зазвичай ~2−5%). від частоти (тривалості) досліджуваного сигналу і шпальти пропускання (часу наростання сигналу tн). Якщо вимірюваний параметр сигналу й 5 tн, він відтворюється на екрані осцилографа з похибкою Ј 2%. Замість похибок коефіцієнтів відхилення і развёртки для осцилографів часто вказують близькі до них похибку вимірювання амплітуди стандартного сигналу (синусоидального певній частоти чи прямокутного імпульсу досить великий тривалості) і похибка вимірювання тимчасових інтервалів. Для одночасного дослідження двох чи більше сигналів використовуються многолучевые осциллографы, і навіть многоканальные електронні комутатори, встраиваемые в тракт вертикального відхилення. Електронний комутатор забезпечує отримання зображення кількох сигналів на однолучевой трубці при послідовному підключенні джерел цих сигналів до тракту вертикального відхилення. Електронні комутатори використовуються, як правило, на дослідження тимчасових (фазових) співвідношень кількох синхронних сигналів. Для вивчення частини досліджуваного сигналу, зокрема віддаленої на чимало часу з його початку, застосовується розтяжка развёртки (частина пилообразного напруги, подаваного на вхід підсилювача горизонтального відхилення, посилюється у кілька разів, що еквівалентно збільшення в кілька разів довжини развёртки) чи затримка запуску развёртки (затримана развёртка). Затримана развёртка еквівалентна розтяжці развёртки в кілька тисяч разів. Найбільшими функціональними можливостями мають осциллографы зі змінними блоками в трактах вертикального і горизонтального відхилення. Перестановкою блоків можна було одержати осциллографы з різними характеристиками: широкосмуговий, высокочувствительный, 2- чи 4-канальный, диференціальний тощо. Залежно від особливостей схеми осциллографы діляться на універсальні, запам’ятовуючі, стробоскопические, швидкісні і спеціальні (див. табл.). Деякі типи осцилографів та його характеристики:

|Тип, країна |Позначення |Смуга |Коэффициен|Коэффициент |Скорост| | | |пропуск|т |развёртки, |т | | | |а-ния, |отклонения|мксек/дел — |записи,| | | |МГц |, мв/дел -|сек/дел |км/сек | | | | |в/дел | | | |Універсальний, |С1−65 |0−35 |5−5 |0,01−0,05 |- | |СРСР |С1−75 |0−250 |10−1 |0,002−0,1 |1500 | |Універсальний, |Tektronix-485|0−350 |5−5 |0,001−0,5 |24 000 | |СРСР | |0−1500 |100−0,2 |2,5Ч10−5-0,1Ч10-|- | |Універсальний, |С7−10А |0−5000 |5−0,2 |6 |- | |США |С7−11 | | |5−10−5-1Ч10−5 | | |Швидкісний, СРСР | |0−50 |2−20 | |10 | |Стробоскопический|Philips | | |0,01−0,5 | | |, СРСР |PM-3251 |0−50 |10−5 | |4000 | |Запам'ятовуючий, | |0−1 |0,5−20 |0,01−15 |5 | |Нідерланди |C8−12 |0−18 000|10−0,2 |0,01−15 |- | |Запам'ятовуючий, |C8−13 | | |10−5-5Ч10−2 | | |СРСР |Iwatsu | |10−10 | |- | |Запам'ятовуючий, |SAS-5009 У |0−15 | |0,1−0,02 | | |СРСР | | | | | | |Стробоскопический|С9−57 | | | | | |, Японія | | | | | | |Телевізійний, | | | | | | |СРСР | | | | | |.

Універсальними називаються осциллографы, створені за функціональної схемою рис. 1. Запам’ятовуючі осциллографы мають трубку з накопиченням заряду. Вони зберігають зображення сигналу тривалий час і тому зручні для дослідження однократних і рідко повторюваних сигналів. Швидкість записи запам’ятовувальних осцилографів сягає кількох тис. км /сік. Час відтворення записаного зображення щодо різноманітних моделей лежать у межах 1−30 хв. Запам’ятовуючі осциллографы, зазвичай, мають властивістю зберігати зображення при вимиканні осцилографа і наступному його включенні за кілька діб, функціональна схема запам’ятовувальних осцилографів відрізняється від рис. 1 додатковим блоком, управляючим режимом роботи пам’ятною трубки (запис, відтворення зображення його стирання). У стробоскопическом осциллографе використовується принцип послідовного стробирования миттєвих значень сигналу для перетворення (стискування) його спектра; при кожному повторенні сигналу визначається (відбирається) миттєве значення сигналу лише у точці. До приходу наступного сигналу точка відбору переміщається за сигналом, й дуже до того часу, що він нічого очікувати весь простробирован. Перетворений сигнал, являє собою огибающую миттєвих значень вхідного сигналу, повторює його форму. Тривалість перетвореного сигналу в багато разів перевищує тривалість досліджуваного, і, отже, має місце стиснення спектра, що еквівалентно відповідному розширенню смуги пропускання осцилографа. Стробоскопический осцилограф найбільш широкополосны й дозволяють досліджувати періодичні сигнали тривалістю ~ 10−11 сек. Швидкісні осциллографы мають трубки з вертикально отклоняющей системою типу «біжучому хвилі «. Вони характеризуються широкополосностью (1−5Ч109 МГц) і великий швидкістю записи. Швидкісні осциллографы немає підсилювача в тракті вертикального відхилення і на відміну від стробоскопических, дозволяють досліджувати як періодичні, а й однократные быстропротекающие сигнали. Спеціальні осциллографы служать на дослідження телевізійних чи високовольтних сигналів і т.п.

Светолучевой осцилограф Шлейфовый осцилограф, светолучевой, вибраторный осцилограф, прилад для візуальним спостереженням і автоматичної реєстрації фотографічним методом фізичних процесів (наприклад, деформації, змін температури, тиску, швидкості), періодичних (із частотою повторення від часткою гц до 10- 15 кгц), апериодических й одиночних. На вході Ш. про. зміна фізичної величини, що характеризує досліджуваний процес, перетвориться відповідними датчиками в пропорційне зміна електричного напруги чи тока.

Рис2 Шлейфовый осцилограф (схема устрою) Ш. про. полягає (див. рис 2.) вже з чи навіть кількох магнитоэлектрических дзеркальних гальванометров (шлейфів) светооптической системи, блоку протягання (на рис. не показаний), носія записи (світлочутливої папери чи фотоплёнки) та внутрішнього облаштування візуальним спостереженням. Світлооптична система формує світловий промінь, фокусує його й спрямовує на дзеркало шлейфу. Позначившись від дзеркала, промінь потрапляє на світлочутливу плівку (папір) і у ньому слід у вигляді кривою, отображающей зміна досліджуваної фізичної величини у часі. Развёртка кривою у часі забезпечується рівномірним переміщенням носія запис у напрямі, перпендикулярному відхилення світлового променя. Швидкість руху носія записи в різних Ш. про. регулюється не більше від 1 до 10 000 мм/сек. Для візуального спостереження записываемой кривою служить сферичний матовий екран, який потрапляє частина світлового променя, отражённого дзеркалом шлейфу. Развёртка у часу візуально що спостерігається кривою здійснюється з допомогою рівномірно обертового багатогранного дзеркального барабана. При обертанні барабана промінь світла, позначаючись з його дзеркальних граней, періодично пробіга по екрану. Регулюючи частоту обертання барабана, можна домогтися нерухомого зображення кривою. Для одночасної реєстрації кількох фізичних величин використовують т. зв. многоканальные Ш. про., містять від 4 до 60 шлейфів, які забезпечують одночасну запис відповідної кількості кривих. Ш. про. широко застосовуються при наукові дослідження, лабораторних і виробництв. испытаниях.

Список використаної литературы:

1. Вишенчук І. М., Соголовский Є. П., Швецкий Б. І., Электроннолучевой осцилограф і застосування в вимірювальної техніці, М., 1957; 2. Новопольский У. А., Электроннолучевой осцилограф, М., 1969; 3. Чех І., Осциллографы в вимірювальної техніці, перекл. з ньому. М., 1965; 4. Вислів властивостей электроннолучевых осцилографів. Рекомендації по стандартизації Міжнародної електротехнічній комісії. Публікація Ї.

351, М., 1971; Осциллографы электронно-лучевые. Каталог, М., 1971.

———————————- [pic].

[pic].