Podstawy oscyloskopów

Oscilloscopeto urządzenie elektroniczne, które wyświetla przebieg napięcia. Spośród oscyloskopów podstawowym oscyloskopem jest oscyloskop katodowy (CRO), który wyświetla zmienny w czasie sygnał lub przebieg.

W tym rozdziale omówimy schemat blokowy CRO i pomiary niektórych parametrów za pomocą CRO.

Schemat blokowy CRO

Oscyloskop katodowy (CRO) składa się z zestawu bloków. Są to: wzmacniacz pionowy, linia opóźniająca, obwód wyzwalania, generator podstawy czasu, wzmacniacz poziomy, kineskop (CRT) i zasilacz. Plikblock diagram CRO pokazano na poniższym rysunku.

Plik function każdego bloku CRO jest wymienione poniżej.

  • Vertical Amplifier - Wzmacnia sygnał wejściowy, który ma być wyświetlany na ekranie CRT.

  • Delay Line- Zapewnia pewne opóźnienie sygnału, które jest uzyskiwane na wyjściu wzmacniacza pionowego. Ten opóźniony sygnał jest następnie podawany na płyty odchylania pionowego CRT.

  • Trigger Circuit - Wytwarza sygnał wyzwalający, aby zsynchronizować zarówno poziome, jak i pionowe odchylenia wiązki elektronów.

  • Time base Generator - Wytwarza sygnał piłokształtny, który jest przydatny przy odchylaniu wiązki elektronów w poziomie.

  • Horizontal Amplifier - Wzmacnia sygnał piłokształtny, a następnie łączy go z poziomymi płytkami odchylającymi CRT.

  • Power supply- Wytwarza zarówno wysokie, jak i niskie napięcia. Ujemne wysokie napięcie i dodatnie niskie napięcie są podawane odpowiednio do CRT i innych obwodów.

  • Cathode Ray Tube (CRT)- Jest to główny ważny blok CRO i składa się głównie z czterech części. Są to działa elektronowe, pionowe płytki odchylające, poziome płytki odchylające oraz ekran fluorescencyjny.

Wiązka elektronów wytwarzana przez wyrzutnię elektronową jest odchylana w kierunku pionowym i poziomym odpowiednio przez parę pionowych płyt odchylających i parę poziomych płyt odchylających. Wreszcie odchylona wiązka pojawi się jako plamka na ekranie fluorescencyjnym.

W ten sposób CRO wyświetli zastosowany sygnał wejściowy na ekranie CRT. Zatem możemy analizować sygnały w dziedzinie czasu za pomocą CRO

Pomiary za pomocą CRO

Możemy wykonać następujące pomiary za pomocą CRO.

  • Pomiar amplitudy
  • Pomiar okresu czasu
  • Pomiar częstotliwości

Omówmy teraz kolejno te pomiary.

Pomiar amplitudy

CRO wyświetla na ekranie sygnał napięcia w funkcji czasu. Plikamplitude tego sygnału napięciowego jest stały, ale możemy zmieniać liczbę działek pokrywających sygnał napięcia w kierunku pionowym, zmieniając volt/divisionpokrętło na panelu CRO. Dlatego otrzymamy plikamplitude sygnału, który jest obecny na ekranie CRO za pomocą następującego wzoru.

$$ A = j \ razy n_ {v} $$

Gdzie,

$ A $ to amplituda

$ j $ to wartość wolt / działka

$ n_ {v} $ to liczba działek pokrywających sygnał w kierunku pionowym.

Pomiar okresu czasu

CRO wyświetla na ekranie sygnał napięcia w funkcji czasu. PlikTime period tego okresowego sygnału napięciowego jest stała, ale możemy zmieniać liczbę działek, które obejmują jeden pełny cykl sygnału napięciowego w kierunku poziomym, zmieniając time/division pokrętło na panelu CRO.

Dlatego otrzymamy plik Time period sygnału, który jest obecny na ekranie CRO za pomocą następującego wzoru.

$$ T = k \ times n_ {h} $$

Gdzie,

$ T $ to okres czasu

$ j $ to wartość czasu / podziału

$ n_ {v} $ to liczba działek, które obejmują jeden pełny cykl okresowego sygnału w kierunku poziomym.

Pomiar częstotliwości

Częstotliwość f sygnału okresowego jest odwrotnością okresu czasu, T. Mathematically, można go przedstawić jako

$$ f = \ frac {1} {T} $$

Zatem możemy znaleźć częstotliwość f okresowego sygnału, wykonując te dwa kroki.

  • Step1 - Znajdź Time period okresowego sygnału

  • Step2 - Weź reciprocal Okresu sygnału okresowego, który jest uzyskiwany w kroku 1

O oscyloskopach do zastosowań specjalnych omówimy w następnym rozdziale.