Основы осциллографов

Oscilloscopeэлектронное оборудование, отображающее форму волны напряжения. Среди осциллографов основным является осциллограф с катодными лучами (CRO), который отображает изменяющийся во времени сигнал или форму волны.

В этой главе давайте обсудим блок-схему CRO и измерения некоторых параметров с помощью CRO.

Блок-схема CRO

Электронно-лучевой осциллограф (CRO) состоит из набора блоков. Это вертикальный усилитель, линия задержки, схема запуска, генератор временной развертки, горизонтальный усилитель, электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) и источник питания. Вblock diagram CRO показано на рисунке ниже.

В function каждого блока CRO упоминается ниже.

Vertical Amplifier - Усиливает входной сигнал, который должен отображаться на экране ЭЛТ.
Delay Line- Обеспечивает некоторую задержку сигнала, который получается на выходе вертикального усилителя. Затем этот задержанный сигнал подается на вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ.
Trigger Circuit - Он выдает сигнал запуска, чтобы синхронизировать как горизонтальные, так и вертикальные отклонения электронного луча.
Time base Generator - Он создает пилообразный сигнал, который полезен для горизонтального отклонения электронного луча.
Horizontal Amplifier - Он усиливает пилообразный сигнал и затем подключает его к пластинам горизонтального отклонения ЭЛТ.
Power supply- Он выдает как высокое, так и низкое напряжение. Отрицательное высокое напряжение и положительное низкое напряжение прикладываются к ЭЛТ и другим схемам соответственно.
Cathode Ray Tube (CRT)- Это важнейший блок CRO, состоящий в основном из четырех частей. Это электронная пушка, вертикальные отклоняющие пластины, горизонтальные отклоняющие пластины и флуоресцентный экран.

Электронный луч, создаваемый электронной пушкой, отклоняется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях парой вертикальных отклоняющих пластин и парой горизонтальных отклоняющих пластин соответственно. Наконец, отклоненный луч появится в виде пятна на флуоресцентном экране.

Таким образом, CRO отобразит применяемый входной сигнал на экране ЭЛТ. Итак, мы можем анализировать сигналы во временной области с помощью CRO

Измерения с помощью CRO

С помощью CRO мы можем выполнить следующие измерения.

Измерение амплитуды
Измерение периода времени
Измерение частоты

Теперь давайте обсудим эти измерения один за другим.

Измерение амплитуды

CRO отображает сигнал напряжения как функцию времени на своем экране. Вamplitude этого сигнала напряжения является постоянным, но мы можем изменять количество делений, которые покрывают сигнал напряжения в вертикальном направлении, изменяя volt/divisionручку на панели CRO. Следовательно, мы получимamplitude сигнала, который присутствует на экране CRO по следующей формуле.

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

Куда,

$ A $ - амплитуда

$ j $ - значение вольт / деление

$ n_ {v} $ - это количество делений, которые покрывают сигнал в вертикальном направлении.

Измерение периода времени

CRO отображает сигнал напряжения как функцию времени на своем экране. ВTime period этого периодического сигнала напряжения является постоянным, но мы можем изменять количество делений, которые покрывают один полный цикл сигнала напряжения в горизонтальном направлении, изменяя time/division ручку на панели CRO.

Следовательно, мы получим Time period сигнала, который присутствует на экране CRO по следующей формуле.

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

Куда,

$ T $ - период времени

$ j $ - это значение времени / деления

$ n_ {v} $ - количество делений, которые покрывают один полный цикл периодического сигнала в горизонтальном направлении.

Измерение частоты

Частота периодического сигнала f обратно пропорциональна периоду времени T. Mathematically, его можно представить как

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

Итак, мы можем найти частоту f периодического сигнала, выполнив эти два шага.

Step1 - Найдите Time period периодического сигнала
Step2 - взять reciprocal периода времени периодического сигнала, полученного на Шаге 1

Об осциллографах специального назначения мы поговорим в следующей главе.