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.