ภาพรวมตัวสร้างฐานเวลา
หลังจากที่ได้พูดคุยเกี่ยวกับพื้นฐานของวงจรพัลส์แล้วให้เราไปดูวงจรต่างๆที่สร้างและจัดการกับ Saw tooth waves. คลื่นฟันเฟืองจะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามเวลาและลดลงอย่างกะทันหัน นี้เรียกอีกอย่างว่าเป็นไฟล์Time base signal. อันที่จริงนี่คือผลลัพธ์ในอุดมคติของเครื่องสร้างฐานเวลา
Time Base Generator คืออะไร?
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างไฟล์ high frequency saw tooth waves สามารถเรียกได้ว่าเป็นไฟล์ Time Base Generator. นอกจากนี้ยังสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างแรงดันไฟฟ้าขาออกหรือรูปคลื่นกระแสซึ่งเป็นส่วนหนึ่งvaries linearly with time. ความเร็วแนวนอนของเครื่องกำเนิดฐานเวลาต้องคงที่
ในการแสดงรูปแบบของสัญญาณที่เกี่ยวข้องกับเวลาบนออสซิลโลสโคปจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่แปรผันตรงตามเวลากับแผ่นโก่ง ทำให้สัญญาณกวาดลำแสงในแนวนอนผ่านหน้าจอ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจึงเรียกว่าSweep Voltage. Time Base Generators เรียกว่าเป็นSweep Circuits.
คุณสมบัติของสัญญาณฐานเวลา
ในการสร้างรูปคลื่นฐานเวลาใน CRO หรือหลอดภาพแรงดันไฟฟ้าที่เบี่ยงเบนจะเพิ่มขึ้นตามเวลาเชิงเส้น โดยทั่วไปแล้วเครื่องกำเนิดฐานเวลาจะใช้ซึ่งลำแสงจะเบี่ยงเบนไปทางหน้าจอเป็นเส้นตรงและกลับไปที่จุดเริ่มต้น สิ่งนี้เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการScanning. หลอดรังสีแคโทดและหลอดภาพทำงานบนหลักการเดียวกัน ลำแสงจะเบี่ยงเบนหน้าจอจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง (โดยทั่วไปจากซ้ายไปขวา) และกลับไปที่จุดเดิม
ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า Trace และ Retrace. การเบี่ยงเบนของลำแสงเหนือหน้าจอจากซ้ายไปขวาเรียกว่าTraceในขณะที่การกลับของลำแสงจากขวาไปซ้ายเรียกว่า Retrace หรือ Fly back. โดยปกติจะมองไม่เห็นการย้อนกลับนี้ กระบวนการนี้ทำได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องกำเนิดคลื่นฟันเลื่อยซึ่งกำหนดช่วงเวลาของการโก่งตัวด้วยความช่วยเหลือของส่วนประกอบ RC ที่ใช้
ให้เราพยายามทำความเข้าใจชิ้นส่วนของคลื่นฟันเลื่อย
ในสัญญาณข้างต้นเวลาที่เอาต์พุตเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงเรียกว่า Sweep Time (TS) และเวลาที่สัญญาณกลับสู่ค่าเริ่มต้นเรียกว่าเป็น Restoration Time หรือ Fly back Time หรือ Retrace Time (Tr). ช่วงเวลาทั้งสองนี้รวมกันเป็นช่วงเวลาของหนึ่งรอบของสัญญาณฐานเวลา
อันที่จริงรูปคลื่นแรงดันไฟฟ้า Sweep ที่เราได้รับนี้เป็นเอาต์พุตที่ใช้งานได้จริงของวงจรกวาดในขณะที่เอาต์พุตในอุดมคติจะต้องเป็นรูปคลื่นฟันเฟืองที่แสดงในรูปด้านบน
ประเภทของตัวสร้างฐานเวลา
ตัวสร้างฐานเวลามีสองประเภท พวกเขาคือ -
Voltage Time Base Generators - เครื่องกำเนิดฐานเวลาที่ให้รูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าขาออกที่แปรผันตรงตามเวลาเรียกว่าเครื่องกำเนิดฐานเวลาแรงดันไฟฟ้า
Current Time Base Generator - เครื่องกำเนิดฐานเวลาที่ให้รูปคลื่นกระแสเอาท์พุตที่แปรผันตรงตามเวลาเรียกว่าเครื่องกำเนิดฐานเวลาปัจจุบัน
การใช้งาน
Time Base Generators ใช้ใน CROs โทรทัศน์จอแสดงผล RADAR ระบบการวัดเวลาที่แม่นยำและการมอดูเลตเวลา
ข้อผิดพลาดของสัญญาณกวาด
หลังจากสร้างสัญญาณกวาดแล้วก็ถึงเวลาส่งสัญญาณ สัญญาณที่ส่งอาจมีการเบี่ยงเบนจากความเป็นเชิงเส้น เพื่อทำความเข้าใจและแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเราต้องมีความรู้เกี่ยวกับข้อผิดพลาดทั่วไปที่เกิดขึ้น
ความเบี่ยงเบนจากความเป็นเส้นตรงจะแสดงในสามวิธีที่แตกต่างกัน พวกเขาคือ -
- ข้อผิดพลาด Slope หรือ Sweep Speed
- ข้อผิดพลาดในการกำจัด
- ข้อผิดพลาดในการส่ง
ให้เราคุยรายละเอียดเหล่านี้
Slope หรือ Sweep Speed Error (e s )
แรงดันไฟฟ้าในการกวาดจะต้องเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงตามเวลา อัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้ากวาดตามเวลาต้องคงที่ ความเบี่ยงเบนจากความเป็นเชิงเส้นนี้ถูกกำหนดให้เป็นSlope Speed Error หรือ Sweep Speed Error.
ลาดหรือความเร็วในการกวาด eror e s = $ \ frac {ความแตกต่าง \: ใน \: ความชัน \: ที่ \: the \: จุดเริ่มต้น \: และ \: end \: of \: กวาด} {initial \: value \: of \ : ลาด} $
$$ = \ frac {\ left (\ frac {\ mathrm {d} V_0} {\ mathrm {d} t} \ right) _ {t = 0} - \ left (\ frac {\ mathrm {d} V_0} {\ mathrm {d} t} \ right) _ {t = T_s}} {\ left (\ frac {\ mathrm {d} V_0} {\ mathrm {d} t} \ right) _ {t = 0}} $$
ข้อผิดพลาดในการกำจัด (e d )
เกณฑ์ที่สำคัญของความเป็นเชิงเส้นคือความแตกต่างสูงสุดระหว่างแรงดันการกวาดจริงและการกวาดเชิงเส้นซึ่งผ่านจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของการกวาดจริง
สิ่งนี้สามารถเข้าใจได้จากรูปต่อไปนี้
ข้อผิดพลาดในการเคลื่อนย้าย ed ถูกกำหนดให้เป็น
e d = $ \ frac {(จริง \: ความเร็ว) \ thicksim (เชิงเส้น \: กวาด \: ที่ \: ผ่าน \: เริ่มต้น \: และ \: สิ้นสุด \: of \: actual \: กวาด)} {แอมพลิจูด \: ของ \: กวาด \: ที่ \: the \: end \: of \: กวาด \: เวลา} $
$$ = \: \ frac {(V_s - V′_s) _ {max}} {V_s} $$
โดยที่ V sเป็นจริงและกวาด V' sเป็นกวาดเชิงเส้น
ข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูล (e t )
เมื่อสัญญาณกวาดผ่านวงจรความถี่สูงเอาต์พุตจะเบี่ยงเบนไปจากอินพุตดังที่แสดงด้านล่าง
ค่าเบี่ยงเบนนี้แสดงเป็นข้อผิดพลาดในการส่ง
ข้อผิดพลาดในการส่ง = $ \ frac {(input) \: \ thicksim \ :( output)} {input \: at \: the \: end \: of \: the \: Sweep} $
$$ e_t = \ frac {V′_s - V} {V′_s} $$
ที่ไหน V' sคือการป้อนข้อมูลและ V sคือการส่งออกในตอนท้ายของการกวาดเช่นที่ t = T s
หากค่าเบี่ยงเบนจากความเป็นเชิงเส้นมีขนาดเล็กมากและแรงดันไฟฟ้าในการกวาดอาจประมาณโดยผลรวมของคำเชิงเส้นและกำลังสองใน t ดังนั้นข้อผิดพลาดสามข้อข้างต้นจะสัมพันธ์กัน
$$ e_d = \ frac {e_s} {8} = \ frac {e_t} {4} $$
$$ e_s = 2e_t = 8e_d $$
ข้อผิดพลาดความเร็วในการกวาดมีความสำคัญมากกว่าข้อผิดพลาดในการเคลื่อนที่