В осциллографах применяют ЭЛТ с электростатическим формированием и отклонением луча. Такая трубка содержит две пары пластин для отклонения электронного луча по вертикали и горизонтали, ускоряющие и фокусирующие электроды (А1,А2,А3), модулятор (М) для управления плотностью луча (а следовательно, и яркостью изображения) и катод с подогревателем (К). Изображение сигнала образуется на плоском экране с люминесцентным покрытием, обеспечивающем небольшое послесвечение (порядка нескольких десятков миллисекунд). Цвет свечения экрана, как правило, желто-зеленый. Он наиболее благоприятен для визуального наблюдения. Непосредственно на внутреннюю поверхность экрана ЭЛТ наносят шкалу (прямоугольную сетку). В пределах шкалы гарантируются основные метрологические параметры осциллографа (погрешности измерения напряжения и временных интервалов). Масштаб осциллограммы устанавливают относительно деления шкалы. Поэтому размер шкалы и цена ее деления определяют минимальную погрешность дискретности при измерениях методом калиброванных шкал. Для удобства наблюдения шкала может быть подсвечена, что позволяет скрыть ее разметку.
|
|
Рис. 4.2. Структурная схема двухканального осциллографа |
Канал Y служит для усиления исследуемого сигнала. Он включает в себя входное устройство, калиброванный аттенюатор, предварительный усилитель, линию задержки и оконечный усилитель. Входное устройство представляет собой коммутируемый разделительный конденсатор, позволяющий при необходимости исключить постоянную составляющую сигнала («закрытый вход»). Часто предусматривают нулевое положение переключателя, при котором вход канала соединяется с общим проводом.
Калиброванный аттенюатор и предварительный усилитель обеспечивают регулировку уровня исследуемого сигнала. В усилителе обычно предусматривают возможность плавной некалиброванной регулировки коэффициента передачи (вертикального размера изображения) и смещения изображения по вертикали. В двухканальном осциллографе присутствуют два блока усиления, содержащих идентичные входные устройства, аттенюаторы и предварительные усилители. Сигнал на оконечные каскады и ЭЛТ подают через электронный коммутатор каналов. Он обеспечивает как независимое наблюдение сигналов в канале 1 и 2, так и наблюдение суммы (разности) этих сигналов. В режиме коммутации переключение каналов с большой частотой позволяет видеть на экране изображение двух сигналов. Обычно используют поочередный режим переключения, при котором на один ход развертки создается изображение одного из сигналов, на другой - второй сигнал. Этот режим неудобен при медленных развертках, так как создает мелькание изображения. В таком случае применяют прерывистый режим переключения каналов с достаточно высокой частотой (сотни килогерц), не связанной с частотой работы развертки.
|
|
Линия задержки обеспечивает небольшой временной сдвиг сигнала, подаваемого на отклоняющие пластины Y. Это позволяет на осциллограмме сдвинуть фронт исследуемого импульса относительно начала развертки при запуске генератора развертки от входного сигнала (внутренняя синхронизация и запуск).
Оконечный усилитель канала Y увеличивает амплитуду сигнала до значения, необходимого для отклонения луча в пределах рабочей части экрана. Кроме того, малое выходное сопротивление усилителя позволяет уменьшить частотную зависимость канала, возникающую из-за паразитной емкости отклоняющих пластин. Оконечный усилитель имеет симметричный выход относительно общего провода, что также уменьшает искажения осциллограммы.