Осцилограф

Электронно-лучевой осциллограф – это прибор для наблюдения и измерения параметров электрических сигналов, использующий отклонение одного или нескольких электронных лучей для получения изображения мгновенных значений функциональных зависимостей переменных величин, одной из которых обычно является время. Среди электронных приборов осциллограф наиболее универсальный прибор для исследования электрических сигналов, при работе с которым исследователь получает информацию об электрических процессах в наиболее компактной и удобной для восприятия форме.

Различают следующие разновидности электронно-лучевых осциллографов: Универсальные; Скоростные; Сверхскоростные; Запоминающие; Специальные;

В основном используются универсальные осциллографы (С1-82, С1-92 и др.). Они имеют ширину полосы пропускания от нуля до сотен мегагерц и диапазон исследуемых сигналов от десятков микровольт до сотен вольт. Они применяются для исследования гармонических и импульсных сигналов.

Осциллограф широко применяется для измерений электрических и других физических величин, которые могут быть преобразованы в напряжения электрического сигнала. Наиболее часто осциллограф используется для измерения и исследования электрических сигналов, появляющихся при изуче­нии переходных и установившихся режимов в электрических и электронных цепях.

Сигнальные входы Осциллографы разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и т. д. каналов на входе). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно сравнивать сигналы как между собой так и с другими.

Осциллограф с дисплеем на базе ЭЛТ состоит из электронно-лучевой трубки, блока горизонтальной развёртки и входного усилителя (для усиления слабых входных сигналов). Также содержатся вспомогательные блоки: блок управления яркости, блок вертикальной развёртки, калибратор длительности, калибратор амплитуды.

Схема электронно-лучевой трубки осциллографа: 1 отклоняющие пластины, 2 электронная пушка, 3 пучок электронов, 4 фокусирующие катушки, 5 экран

У аналоговых осциллографов в качестве экрана используется электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением. На экран обычно нанесена разметка в виде координатной сетки.

В большинстве осциллографов используются три основных режима развёртки: Автоматический(автоколебательный); Ждущий; Однократный; Управление развёрткой

При автоматической развёртке генератор развёртки работает в автоколебательном режиме, поэтому, даже в отсутствие сигнала, по окончании цикла развёртки происходит её очередной запуск, это позволяет наблюдать на экране луч даже в отсутствии сигнала или при подаче на вход вертикального отклонения постоянного напряжения. В этом режиме у многих моделей осциллографов выполнен захват частоты генератора развёртки исследуемым сигналом, при этом частота генератора развёртки в целое число раз ниже частоты исследуемого сигнала.

В ждущем режиме развёртки напротив, при отсутствии сигнала или его недостаточном уровне (либо при неверно настроенном режиме синхронизации) развёртка отсутствует и экран гаснет. Развёртка запускается при достижении сигналом некоторого настроенного оператором уровня, причем можно настроить запуск развёртки как по нарастающему фронту сигнала, так и по падающему. При исследовании импульсных процессов, даже если они непериодические (например, непериодическое, достаточно редкое ударное возбуждение колебательного контура) ждущий режим обеспечивает неподвижность изображения на экране.

При однократном режиме генератор развёртки «взводится» внешним воздействием, например, нажатием кнопки и далее ожидает запуска точно также, как и в ждущем режиме. После запуска развёртка производится только один раз, для повторного запуска генератор развёртки необходимо «взвести» снова. Этот режим удобен для исследования непериодических процессов, таких как логические сигналы в цифровых схемах, чтобы последующие запуски развёртки не «замусоривали» экран.

Настройка осциллографа Для работы с осциллографом предварительно необходимо произвести калибровку его канала. Калибровка производится после прогрева прибора (примерно минут 5). В большинство осциллографов калибратор встроен

Для низкочастотных моделей возможно просто коснуться щупом выхода калибратора. Далее ручка вольт/дел. ставится так, чтобы сигнал калибратора занимал 24 деления на экране (то есть, если калибратор 1 вольт,- то на 250 милливольт). После этого канал включается на переменное напряжение и на экране появится сигнал. Далее, в зависимости от частоты калибратора, ручка развёртки ставится в положение при котором видно не менее 57 периодов сигнала. Далее необходимо убедиться, чтобы сигнал на протяжении этих 5-7 периодов попадал точно по делениям экрана.

Далее необходимо убедиться, чтобы сигнал на протяжении этих 5-7 периодов попадал точно по делениям экрана. Для аналоговых осциллографов нормируется как правило ±4 деления от центра экрана, то есть на протяжении восьми делений должен совпадать точно. Если не совпадает, следует поворачивать ручку плавного изменения развёртки добиваясь совпадения. Заодно проверяется амплитуда (размах) сигнала она должна совпадать с тем, что написано на калибраторе. Если не совпадает, то необходимо добиться совпадения, поворачивая ручку плавного изменения чувствительности вольт/дел. Необходимо помнить, что если установлена чувствительность канала в 250 милливольт, то сигнал в 1 вольт занимает при правильной настройке 4 деления.