Лекция Введение. Основные понятия и определения. Измерения, результат измерения, погрешности измерения и их классификация, достоверность измерения

55 
того, осциллографы могут применяться для измерения частоты, периода и 
амплитуды. 
Основная деталь электронного осциллографа - электронно-лучевая трубка 
(см. рисунок 11.1), напоминающая по форме телевизионный кинескоп. 
Экран трубки (8) покрыт изнутри люминофором - веществом, способным 
светиться под ударами электронов. Чем больше поток электронов, тем ярче 
свечение той части экрана, куда они попадают. Испускаются же электроны так 
называемой электронной пушкой, размещенной на противоположном от экрана 
конце трубки. Она состоит из подогревателя (нити накала) (1) и катода (2). 
Между ―пушкой‖ и экраном размещены модулятор (3), регулирующий поток 
летящих к экрану электронов, два анода (4 и5), создающих нужное ускорение 
пучку электронов и его фокусировку, и две пары пластин, с помощью которых 
электроны можно отклонять по горизонтальной Y (6) и вертикальной X (7) осям. 
Рисунок 11.1 - Устройства электрннно-лучевой трубки 
Работает электроннолучевая трубка следующим образом: 
На нить накала подают переменное напряжение, на модулятор постоянное, 
отрицательной полярности по отношению к катоду на аноды - положительное, 
причем на первом аноде (фокусирующем) напряжение значительно меньше, чем 
на втором (ускоряющем). На отклоняющие пластины подается как постоянное 
напряжение, позволяющее смещать пучок электронов в любую сторону, 
относительно центра экрана, так и переменное, создающее линию развертки той 
или иной длины (пластины Пх), а также ‖рисующей‖ на экране форму 
исследуемых колебаний (пластины Пу). 
Чтобы представить, как получается на экране изображение, экран трубки 
представим в виде окружности (хотя у трубки он может быть и прямоугольный) 
и поместим внутри нее отклоняющие пластины (см. рисунок 11.2). Если 
подвести к горизонтальным пластинам Пх пилообразное напряжение, на экране 
появится светящаяся горизонтальная линия - ее называют линией развертки или 
просто разверткой. Длина ее зависит от амплитуды пилообразного напряжения. 
Если теперь одновременно с пилообразным напряжением, поданным на 
пластины Пх, подать на другую пару пластин (вертикальных - Пу), например, 
переменное напряжение синусоидальной формы, линия развертки в точности 
―изогнется‖ по форме колебаний и ―нарисует‖ на экране изображение. 

56 
В случае равенства периодов синусоидального и пилообразного колебаний, 
на экране будет изображение одного периода синусоиды. При неравенстве же 
периодов на экране появится столько полных колебаний, сколько периодов их 
укладывается в периоде колебаний пилообразного напряжения развертки. В 
осциллографе имеется регулировка частоты развертки, с помощью которой 
добиваются нужного числа наблюдаемых на экране колебаний исследуемого 
сигнала.
Рисунок 11.2 - Структурная схема осциллографа 
На рисунке изображена структурная схема осциллографа. На сегодняшний 
день существует большое число различных по конструкции и назначению 
осциллографов. По-разному выглядят их лицевые панели (панели управления), 
несколько отличаются названия ручек управления и переключатели. Но в любом 
осциллографе существует минимально необходимый набор узлов, без которых 
он не может работать. Рассмотрим назначение этих основных узлов (см. рисунок 
11.3.). На примере осциллографа С 1-68. 
Схема работает следующим образом. 
На рисунке 11.3: ВА- входной аттенюатор; ВК- входной каскад усилителя; 
ПУ- предварительный усилитель; ЛЗ- линия задержки; ВУ- выходной 
усилитель; К- калибратор; СБ- схема блокировки; УП- усилитель подсвета; СС- 
схема синхронизации; ГР- генератор развертки; ЭЛТ- электроннолучевая трубка. 
Блок питания обеспечивает энергией работу всех узлов электронного 
осциллографа. На вход блока питания поступает переменное напряжение, как 
правило, величиной 220 В. В нем оно преобразуется в напряжения разной 
величины: переменное 6,3 В для питания нити накала электронно-лучевой 
трубки, постоянное напряжение 12-24 В для питания усилителей и генератора, 
около 150 В для питания оконечных усилителей горизонтального и 
вертикального отклонения луча, несколько сотен вольт для фокусировки 
электронного луча и несколько тысяч вольт для ускорения электронного пучка. 

57 
Рисунок 11.3 - Устройство осциллографа С 1-68 
Из блока питания кроме выключателя питания, выведены на переднюю 
панель осциллографа регуляторы: ―ФОКУСИРОВКА‖ и ―ЯРКОСТЬ‖ При 
вращении этих ручек изменяются напряжения, подаваемые на первый анод и 
модулятор. При изменении напряжения на первом аноде, меняется 
конфигурация электростатического поля, что приводит к изменению ширины 
электронного луча. При изменении напряжения на модуляторе изменяется ток 
электронного луча (изменяется кинетическая энергия электронов), что приводит 
к изменению яркости свечения люминофора экрана. 
Генератор развертки выдает пилообразное напряжение, частоту которого 
можно изменять грубо (ступенями) и плавно. На лицевой панели осциллографа 
они называются ―ЧАСТОТА ГРУБО‖ (или ―ДЛИТЕЛЬНОСТЬ РАЗВЕРТКИ‖) и 
―ЧАСТОТА ПЛАВНО‖. Диапазон частот генератора весьма широк - от единиц 
герц до единиц мегагерц. Около переключателя диапазонов проставлены 
значения длительности (продолжительности) пилообразных колебаний. 
Усилитель канала горизонтального отклонения. 
С генератора развертки сигнал подается на усилитель канала 
горизонтального отклонения (канала X). Этот усилитель необходим для 
получения такой амплитуды пилообразного напряжения, при которой 
электронный луч отклоняется на весь экран. В усилителе расположены 
регулятор длины линии развертки, на передней панели осциллографа он 
называется ―УСИЛЕНИЕ X― или ― АМПЛИТУДА X‖, и регулятор смещения 
лини развертки по горизонтали. 
Канал вертикальной развертки состоит из входного аттенюатора (делителя 
входного сигнала) и двух усилителей - предварительного и оконечного. 
Аттенюатор позволяет выбирать нужную амплитуду рассматриваемого 
изображения в зависимости от амплитуды исследуемых колебаний. С помощью 
переключателя входного аттенюатора, амплитуду сигнала можно уменьшить.

58 
Кроме того, на входе канала вертикального отклонения стоит переключатель 1, с 
помощью которого можно либо подавать на усилитель постоянную 
составляющую исследуемого сигнала, либо избавляться от нее включением 

жүктеу/скачать 1.55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: