ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ОСЦИЛЛОГРАФЫ

Классификация осциллографов.

В настоящее время для анализа формы сигнала чаще всего используются осциллографы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) —электронно-лучевые осциллографы (ЭЛО). Осциллограф такого типа является одним из наиболее универсальных измерительных приборов, предназначенных для визуального наблюдения электрических сигналов и измерения их параметров. В настоящее время разработаны и используются различные типы ЭЛО: универсальные, скоростные, стробоскопические, запоминающие, специальные.

Самыми распространенными являются универсальные осциллографы. Они позволяют исследовать широкий класс электрических сигналов с длительностью от единиц нано секунд до нескольких секунд в диапазоне от долей милливольт до сотен вольт. Полоса пропускания частот современных универсальных осциллографов составляет 300...400 МГц. Изображение сигнала на экране отображается практически одновременно с появлением сигнала на входе, поэтому такие приборы называются осциллографами реального времени. Часто универсальные осциллографы выполняют со сменными блоками, которые существенно расширяют их функциональные возможности.

Для исследования быстро протекающих процессов (например. нано и пикосекундной длительности.) применяются скоростные осциллографы, основным узлом которых служит специальная ЭЛТ бегущей волны. В скоростных осциллографах, как правило, предварительное усиление входного сигнала не производится и поэтому их чувствительность невелика. Эти приборы также являются осциллографами реального времени, которые дают возможность наблюдать и фотографировать как одиночные, так и периодические сигналы.

Повторяющиеся кратковременные процессы исследуются с помощью стробоскопических осциллографов. По принципу действия эти осциллографы относятся к приборам с преобразованием временного масштаба и отличаются высокой чувствительностью широкой (до 25 ГГц) рабочей полосой частот.

Запоминающие осциллографы, в которых используются специальные ЭЛТ, обладают способностью сохранять и воспроизводить изображение сигнала в течение длительного времени после снятия сигнала со входа осциллографа.

Основным назначением запоминающих осциллографов является исследование однократных и редко повторяющихся временных процессов.

Запоминающие осциллографы имеют почти те же характеристики, что и универсальные, однако отличаются расширенными функциональными возможностями.

Специальные осциллографы оснащаются дополнительными блоками целевого назначения. К этой группе относятся и телевизионные осциллографы, позволяющие выделять видеосигнал заданной строки изображения, и цифровые осциллографы, дающие возможность не только наблюдать сигнал, но и передавать его в цифровом виде на компьютер для дальнейшей обработки. Специальные осциллографы снабжаются блоками измерения напряжений, токов и сопротивлений (мультиметрами), а также устройствами для исследования вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов.

По числу одновременно наблюдаемых на экране сигналов осциллографы подразделяются на одноканальные и многоканальные.

Совмещение на экране изображений нескольких входных сигналов достигается или использованием специальной многолучевой трубки, или путем периодического переключения осциллографа на разные входы с помощью электронного коммутатора (ЭК).

Универсальным осциллографом называется измерительный прибор, в котором исследуемый электрический сигнал подается через канал вертикального отклонения на вертикально отклоняющую систему ЭЛТ, а горизонтальное отклонение электронного луча трубки осуществляется при помощи напряжения горизонтальной развертки.

Структура осциллографа.

 В осциллограф кроме ЭЛТ и каналов вертикального и горизонталььного отклонений входят следующие функциональные блоки:

1. устройство синхронизации и запуска развертки;

2. канал модуляции луча;

3. вспомогательные устройства и источник питания (рис. 1)

В стеклянном баллоне ЭЛТ расположены подогревный катод К;  модулятор (сетка) М, фокусирующий анод А1, ускоряющий анод А2,две пары взаимно-перпендикулярных отклоняющих пластин:

 X — горизонтальные, У— вертикальные пластины

.

Канал вертикального отклонения луча Y включает в себя:

 аттенюатор, линию задержки и усилитель. Канал служит для подачи на пластины У исследуемого сигнала uc(t), который подается на вход Y.