Виды разверток в осциллографе

Одним из основных блоков осциллографа является электронно-лучевая трубка , выходными элементами которой служат две пары пластин, с помощью специальной развертки отклоняющие луч горизонтально и вертикально.

Развертка — это линия, которую чертит луч на экране при отсутствии исследуемого сигнала в результате действия только одного развертывающего напряжения. Если развертывающее напряжение приложено к одной паре отклоняющих пластин (обычно к пластинам X), то развертку называют по форме развертывающего напряжения (например, линейной или синусоидальной ).

Если развертывающие напряжения приложены к отклоняющим пластинам X ч Y трубки осциллографа одновременно, то название развертке дается по ее форме (например, круговая или эллиптическая ).

Наиболее широко используется линейная развертка, создаваемая пилообразным напряжением U_p генератора развертки. В зависимости от режима работы генератора развертки такую развертку подразделяют на несколько видов. Рассмотрим некоторые из них.

Автоколебательная развертка — это развертка, при которой генератор развертки периодически запускается и при отсутствии сигнала запуска на его входе.

Ждущая развертка — развертка, при которой генератор развертки запускается только с помощью сигнала запуска.

Однократная развертка — развертка, с помощью которой генератор развертки запускается только один раз с последующей блокировкой.

При подаче на горизонтально отклоняющие пластины напряжения U_x пилообразной формы (рис. 6.2), электронный сфокусированный луч под воздействием этого напряжения перемещается слева направо на интервале Г_пр (точки 0-1-2 — длительность прямого хода луча) и справа налево на интервале Г_о6р (точки 2-3 — длительность обратного хода луча). Причем скорость движения луча в обратном направлении много больше (обычно луч при этом гасится), чем в прямом.

С помощью напряжения развертки, подаваемого на горизонтальные пластины электронно-лучевой трубки (пластины X) осциллографа, на экране можно наблюдать исследуемый сигнал, поступающий на пласти­ны Y и изменяющийся во времени (развернутый во времени).

Автоколебательная развертка применяется для исследования периодических сигналов, а также импульсных с небольшой скважностью Q = Т/х. Она применяется при внутренней синхронизации. На рис. 6.3 представлены исследуемый сигнал U_c, развертывающее синхронное напряжение U_x и наблюдаемая осциллограмма.

Автоколебательная развертка не позволяет наблюдать непериодические сигналы и практически бесполезна при наблюдении периодических импульсных сигналов с большой скважностью Q (это связано с тем, что передний и задний фронты импульса почти сливаются). В этих случаях используют ждущую развертку.

Пример использования ждущей развертки показан на рис. 6.4. Генератор развертки запускается только при поступлении импульсов U_e. Если длительность развертки, равная t₂- t_t, сопоставима с длительностью исследуемого импульса, то его изображение на экране достаточно детально.

В осциллографе начало ждущей развертки несколько задержано относительно фронта (переднего скачка) импульса U_c. Поэтому если фронт импульса очень короткий, то он может не отобразиться на осциллограмме. Для наблюдения короткого фронта сигнал U_c задерживают во времени в канале Y с помощью линии задержки (штриховые импульсы U_c на рис. 6.4). Осциллограмма этой развертки дана на рис. 6.4 штриховой линией.

Однократная развертка применяется при фотографировании с экрана осциллографа неповторяющихся сигналов. В этом режиме генератор развертки запускается исследуемым сигналом только один раз.

Рассмотрим получение на экране ЭЛТ круговой развертки. Для этого на пластины Y надо подать синусоидальный сигнал U_y - Usmiat) - = Usm(2nt/T), а на пластины X — аналогичный по форме сигнал, но задержанный по времени на четверть периода (по фазе на <р = 90°), т.е. сигнал U_x = Usin[(o(t - 774)] = -Ucos(mt). Осциллограмма круговой развертки представлена на рис. 6.5.

Под действием напряжений развертки U_y и U_x луч прочерчивает на экране окружность за время, равное периоду Т. Положение луча на

экране в момент времени t - О отмечено точкой 0, в момент t\ — точкой 1 и т.д. Если амплитуды сигналов U_y и U_x не равны, то получим эллиптическую развертку, т.е. на экране увидим эллипс. Например, при U_y < U_x большая ось эллипса расположена по горизонтали, а малая по вертикали.