Осциллограф двухлучевой – Двухлучевые осциллографы

Содержание

Двухлучевые осциллографы

При исследовании
работы схем часто бывает нужно рассмотреть
одновременно два сигнала – например,
сопоставить их фазу, измерить промежутки
времени между импульсами первого и
второго сигнала и т.п. Для этого
используются осциллографы, на экране
которых возможно одновременное наблюдение
двух сигналов – например, один под
другим.

Устройство таких
осциллографов зависит от используемой
в них электронно-лучевой трубки. Можно
использовать ЭЛТ, снабженные двумя
электронными пушками (осциллографы,
укомплектованные такой трубкой,
собственно и называют двухлучевыми).
Но чаще используются обычные ЭЛТ с одной
пушкой. При этом на вертикально отклоняющие
пластины подается поочередно первый и
второй сигнал, причем частота чередования
сигналов (тактовая частота) составляет
несколько килогерц. Одновременно со
вторым сигналом подается смещающее
постоянное напряжение, благодаря чему
второй сигнал наблюдается на другом
уровне. Разумеется, в этом случае картина
на каждом уровне состоит из штриховых
линий, но благодаря большой величине
тактовой частоты штрихи становятся
незаметными при наблюдении. Такие
осциллографы получили названиедвухканальныхв отличие от двухлучевых.

Если же частота
развертки не превышает 20-30Гц, то можно
использовать другой способ одновременного
наблюдения двух лучей. На вертикально
отклоняющие пластины по очереди подаются
первый и второй исследуемые сигналы.
Первый «зубец» развертки соответствует
первому сигналу, второй – второму,
третий – опять первому и т.д. Для того,
чтобы различать их, во время четных
периодов на вертикально отклоняющие
пластины подается еще и постоянное
напряжение, благодаря чему второй сигнал
наблюдается на другом уровне – выше
или ниже первого.

Управление
двухканальными и двухлучевыми
осциллографами в целом не отличается
от управления одноканальными
осциллографами. Разумеется, каждый
канал управляется отдельно, количество
ручек управления соответственно
возрастает. Развертка – общая для двух
лучей, а внутренняя синхронизация в
ждущем режиме возможна как по первому,
так и по второму сигналу. Для удобства
представления на экране сигналов,
предусмотрены ручки, смещающие каждый
луч по вертикали вверх и вниз. Возможны
следующие режимы наблюдения:

  • наблюдение
    только одного (первого) луча,

  • суммирование
    двух сигналов,

  • одновременное
    наблюдение первого и второго луча на
    разных уровнях,

  • последовательное
    наблюдение первого, а затем второго
    луча.

Измерение амплитуды
сигналов и временных промежутков в
двухлучевых осциллографах производится
точно так же, как и в однолучевых.

Более редко
используются многоканальные осциллографы
– например, четырехканальные.

Дополнение для групп «и»

С целью более
полного изучения принципа действия
осциллографа рассмотрим его блок-схему
(рис.4).

Рассмотрим, как
работает эта схема. На вход Y
подается исследуемый сигнал. Его
амплитуду можно регулировать делителем
напряжения
.
Далее сигнал поступает на усилитель
канала
Y,
коэффициент усиления которого можно
изменять ручкой «вольт/дел».
Далее сигнал
подается на вертикально отклоняющие
пластины ЭЛТ. Амплитуда сигнала на
пластинах обычно составляет несколько
десятков вольт. Можно, однако, подать
сигнал непосредственно на пластины,
что бывает необходимо в некоторых
случаях. Тогда используется специальное
гнездо на боковой панели осциллографа
(Y).
Существует
возможность прямой подачи сигнала и на
горизонтально отклоняющие пластины
(Х).

Далее рассмотрим
формирование и прохождение канала
развертки. В режиме внутренней
синхронизации, как было сказано выше,
развертка начинается тогда, когда
уровень исследуемого сигнала (он
подается с усилителя канала Y)
превышает порог синхронизации, формируемый
блоком
синхронизации
.
В момент
совпадения блок синхронизации формирует
импульс, который подается на один из
генераторов развертки — генератор
ждущей развертки

(в ждущем режиме) или генератор
непрерывной развертки

(в режиме непрерывной развертки).
Пилообразные импульсы развертки,
формируемые этими блоками, усиливаются
усилителем
канала Х
и
далее поступают на горизонтально
отклоняющие пластины ЭЛТ. Кроме того,
импульсы развертки подаются на генератор
подсветки
,
который формирует прямоугольные
положительные импульсы для подачи на
ускоряющий электрод (сетку). Таким
образом, длительность подсвечивающего
импульса равна длительности импульса
развертки. Длительность импульсов
развертки может регулироваться ручкой
«время/дел»,
которая управляет работой генераторов
развертки.

Вход Y

ЭЛТ

Y X

Внеш. Внутр.синхр.

синхр.

Вход
Х

Рис.4. Блок-схема
одноканального осциллографа.

Имеется возможность
подать сигнал на вход Х через усилитель.
Для этого служит отдельное гнездо на
передней панели осциллографа (Вход
Х).

В режиме внешней
синхронизации внешний синхронизирующий
импульс подается на блок синхронизации
через специальное гнездо «вход
синхронизации».

Во всех осциллографах
предусмотрена возможность проверки
шкалы измерения амплитуды. Для этого
включается специальный блок калибровки
(калибратор
амплитуды
),
генерирующий импульсы стандартной
амплитуды и длительности. Эти импульсы
подаются на усилитель канала Y
и на вход
синхронизации для обеспечения работы
одного из блоков развертки.

Двухлучевые и
двухканальные осциллографы имеют те
же самые блоки с той лишь разницей, что
некоторые из изображенных на рис.4 блоков
задублированы. Студентам рекомендуется
самим представить себе соответствующую
блок-схему в качестве полезного
упражнения.

studfiles.net

Двухканальный/двухлучевой осциллограф JDS2022A с красивым названием JINHAN

Я уже делал обзор про осциллограф. То были конструкции попроще. Этот уже более сложное изделие, причём достаточно функционально насыщенное.
В своём обзоре некоторым нюансам уделю немного больше внимания, некоторым меньше. Но постараюсь сделать это максимально информативно. Изделие не из дешёвых. Поэтому прежде чем покупать, стоит внимательно изучить.

Это характеристики со страницы магазина.

Для технически грамотных людей даже без перевода всё понятно. Для тех, кто стремится к ним, кратко переведу.

Функции осциллографа:

-Входной сигнал: AC / DC

-Входное сопротивление: 1 МОм/ 25 пФ

-Максимальное входное напряжение: 40 В (probe Х1), 400 В (probe Х10)

-Чувствительность по вертикали: 10 мВ — 5 В (probe Х1), 100 мВ — 50 В (probe Х10)

-Точность по вертикали: 3%

-Разрешающая способность по вертикали: 8bit

-Коэффициент развёртки (длительность развёртки): 10.0 ns — 5.00 s.

-Полоса пропускания: 20 MHz

-Частота дискретизации: 200MSa/s

Распаковка.

Посылка была вскрыта.
Стандартный пакет, без «пупырки». В нём упаковка, которая была дополнительно укутана в несколько защитных слоёв из вспененного полиэтилена.
Коробка красивая, но сложная для отрывания, поэтому была просто порвана по сгибам на таможне. В подарок такую уже не отдашь.

Никаких тебе сумочек. Простая (или сложная) многоярусная конструкция.

На первом ярусе в фигурно вырезанной упаковке лежал осциллограф.
Никакой сумки не было, к сожалению, только то, что на снимке.

Package included:

1 x JDS2022A Dual Channel Handheld Oscilloscope

2 x 1:1 / 1:10 Probe

1 x Lithium Battery Charger (Battery Not Include)

1 x English User Manual

1 x CD

В комплекте были:
— Осциллограф.
— Входной измерительный щуп (100MHz, 1X/10X attenuation) 2 шт. и приспособа.
— Зарядка для элемента питания 18650.
— Инструкция к измерительным щупам.
— USB шнур для связи с компьютером.
— CD-диск с инструкциями.
— Гелиевая ручка (подарок).
— Запасная защитная плёнка на дисплей (всего две, одна уже на дисплее).
— Гарантийный талон.

Изучение содержимого.

Осциллограф.
Размером крупненький: 98*198*32 (мм).

Это если сравнивать с мультиметром. Для осциллографа не такой уж и большой.
В руке умещается и чувствует себя уверенно. Боковые «прорезиненные» вставки не дадут выскользнуть из рук.
Взвесил. 330 г. без батареи.

Дисплей уже с наклеенной защитной плёнкой. В запасе имеется вторая (уже упоминал).

Сзади ножки. Обычные пластиковые наросты на корпусе, противоскользящими свойствами не обладают.

Имеется откидная подставка. Можно использовать в стационарном режиме.

Этот девайс больше ассоциируется как переносной. Поэтому в задней части имеется отсек для аккумулятора.

Правый отсек пустышка. Но в нём удобно хранить/переносить запасной аккумулятор.

Для тех, кто захочет продлить время автономной работы, придётся подпаять пару проводков. И можно будет не задумываться о перестановке элемента питания в рабочий отсек.
Подходят любые аккумуляторы формата 18650. Главное, чтобы они были с «носиком». Иначе не достанут до плюсового контакта.

В верхней части прибора расположены гнёзда для подключения измерительных щупов осциллографа.

Каждое гнездо имеет свой цвет. На щупах имеются метки соответствующего цвета. Гнёзда открытые, ничем не закрываются.
Справа гнездо для подключения к компьютеру/зарядке.

Вынул аккумулятор. Проверил работу устройства без батареи.
Подсоединил к стандартной 5-тивольтовой зарядке от телефона. Всё работает. Потребляемый ток 0,37 А.

Не так то и много.
Вставил аккумулятор на место. Он стал заряжаться. Режим зарядки нигде не индицируется.
Напряжение отсекается на уровне 4,18 В.

Смотрим дальше. Изучаю второй ярус упаковки.

Всё, что связано с щупами осциллографа, было упаковано в отдельный пакет.


Входной измерительный щуп-пробник 6100.
На щупах имеются метки соответствующего цвета, как и на входных гнёздах осциллографа.

Щупы в максимальной комплектации, с частотой по паспорту до 100 МГц.

Инструкция к пробнику.

Из неё понятно для чего нужен следующий пакетик.
Приспособа к пробнику.

Зарядка.
Зарядка-адаптер с мини-USB выходом. Её наличие совершенно излишне.

Тем более вилка НЕнаша.

У меня есть переходник.

Замечательно заходит в китайские удлинители и без переходника.

Зарядка со стандартным напряжением отсечки 4,2 В.

Проверил.

USB шнур для связи с компьютером.


Запасная защитная плёнка на дисплей, гарантийный талон, CD-диск с инструкциями.

На диске выложен сборник инструкций на различные модели осциллографов. Выкладывать всё не вижу смысла. Поэтому даю ссылки на два документа: на полную английскую версию и усечённую русскоязычную с расширением pdf. Инструкции одновременно на две модели JHJDS2022A и JHJDS2012A. Поэтому читаем только то, что нужно.
Гелиевая ручка.

На ней написан сайт производителя www.jinhandz.cn.
По которому и нашёл ссылку на этот осциллограф.

Пора смотреть, что внутри.

Разборка.

Открутил 6 саморезов.

На фото видно, что ко второму держателю батареи никаких проводов не припаяно.
Измерительный модуль крупным планом.

Все названия с микросхем тщательно удалены. Но одну МС затёрли не до конца. При определённых манипуляциях название проявляется.

В дальнейшем разборе возникли сложности. Ломать не в моих принципах. Поэтому этапа с поломкой и починкой не будет, я их отложу на потом. Тем более китайцы сделали всё, чтобы мы не смогли узнать об их тайне.

Перехожу к самому сложному, но самому интересному.
Изучение возможностей
Пора изучать сам осциллограф. Какая кнопка для чего нужна, можно посмотреть в таблице.

Она поможет вам понять мои дальнейшие действия.
Запоминать всё нет смысла, по жизни это не требуется. Но определённые последовательности нажатий запомнить придётся. Ничего сложного в этом нет, если сразу понять смысл высвечиваемой картинки.
Данная картинка появляется при первом нажатии кнопки Ch2

Любую сложную задачу можно разделить на несколько более простых, и тогда она становится не такой сложной.
Пункт меню меняется нажатием только кнопок: Ch2 Ch3 TRIG HORI MENU.
Кнопками F1 F2 F3 изменяем параметры, каждая отвечает за своё окошко.
Чувствительность и коэффициент развёртки меняем кнопками навигации.
Частота сигнала высвечивается/измеряется автоматически.
Нажатие на кнопки Ch2 и Ch3 сразу переводит в настройки каналов.
Осталась нерассмотренной кнопка RUN (она аналогична HOLD у мультиметров) и кнопка ОК (позволяет делать скриншоты) о ней чуть позже.
Я не буду описывать каждую из возможностей осциллографа. Это будет утомительно и мне и вам. Просто покажу его особенности в плане того, что мне запомнилось и что не понравилось. Но постараюсь рассказать максимально информативно.
— Осциллограф позволяет делать скриншоты с расширением BMP до шести штук. Размер файла 230 456 байт. Для этого достаточно нажать кнопку ОК. НО… Каждое нажатие на эту кнопку затирает предыдущий файл. Чтобы этого не происходило, необходимо до автоматизма запомнить некоторые манипуляции. Это несложно. Сразу после скриншота (ОК) нажимаем четыре раза кнопку MENU, затем два раза F2. Суть этих нажатий попасть в меню PRTSC Set up и изменить номер ячейки памяти на единицу. Чуть не забыл, в этом же меню необходимо активировать эту опцию (один раз) нажатием на кнопку F1, если не активирована.
— Осциллограф позволяет скидывать сохранённые файлы на компьютер. Для этого в выключенном состоянии подключаем его к компьютеру. Зажимаем кнопку ОК и одновременно нажимаем кнопку PWR.

Далее как с флешкой. Отключается кнопкой PWR.
— Позволяет настраиваться на картинку, как в автоматическом, так и в ручном режиме. Для настройки в автоматическом режиме достаточно нажать одноимённую кнопку.
— Осциллограф двухлучевой/двухканальный, но активный только один канал. Сигнал с другого канала показывает в фоновом режиме. То есть все настройки и измерения нужно проводить по очереди. Картинки видим две, но управляем и измеряем только одну по усмотрению.
— Каналы отключаемые.
На первом этапе просто проверил, как показывает формы сигнала на различных частотах.
Здесь осциллограф удивил. Он показал все частоты, что я ему смог подать:
0,1 Гц→1 Гц→10 Гц→
100 Гц→1 кГц→10 кГц→
100 кГц→1 МГц→10 МГц.
— Осциллограф показывает не только картинку, но и измеряет частоту сигнала. Она в правом нижнем углу. Длительность развёртки (для сведения) в самом верху скриншота.

На частотах свыше 1 МГц мой генератор уже не справляется, а других нет. А осциллограф что видит, то и показывает. Беда тут не в осциллографе, а в генераторе.
Все измерения контролировал на осциллографе FLUKE.

Его (FLUKE) единственный недостаток в том, что он сильно бликует. Мне пришлось пришторить окна, но это не сильно помогает.
У обозреваемого в этом плане всё намного лучше.
— В автоматическом режиме осциллограф ловит картинку с сигналом свыше 10 Гц. На более низкой частоте пришлось выставлять длительность развёртки в ручном режиме. Для этого необходимо оперировать кнопкой HORI. Потребуется одно или два нажатия. Осциллограф запоминает ходы, и поэтому, иногда (если вы в этом меню уже были) требуется на одну операцию меньше/больше (переключает по кругу). Далее работаем кнопками навигации.
— Осциллограф позволяет выставлять следующие коэффициенты/ длительности развёрток:
5.00s 2.50s 1.00s 500ms 250ms 100ms 100ms 50.0ms 25.0ms 10.0ms 5.00ms 2.50ms 1.00ms 500µs 250µs 100µs 50.0µs 25.0µs 10.0µs 5.00µs 2.50µs 1.00µs 500ns 250ns 100ns 50.0ns 25.0ns 10.0ns.
Не всякий осциллограф на это способен. Он реально рисует сигналы частотой 0,1 Гц (фото было).
— Несколько слов про открытый и закрытый вход осциллографа. Не все знают, кто-то и не слышал. На данный момент эти слова воспринимаются как сленг.
У любого осциллографа имеется переключатель режимов работы, которые часто называют «открытый вход» и «закрытый». В первом случае возможно измерение постоянного и переменного напряжений с постоянной составляющей. Во втором — вход усилителя вертикального отклонения включается через конденсатор, который не пропускает постоянную составляющую, зато можно увидеть переменную, даже если постоянная составляющая находится далеко от 0 В. При закрытом входе осциллограф показывает только переменную составляющую сигнала. Сигнал имеет постоянную и переменную составляющие. Так вот закрытый вход как бы «отсекает» постоянную.
Ch2/Ch3 входим в меню. F3 изменяем AC/ DC выбранного канала.
В качестве примера использования закрытого входа можно привести такую распространенную практическую задачу, как измерение пульсаций источника питания. Вот таким выглядит сигнал на выгоде одной из зарядок.

Чтобы оценить и даже измерить эти пульсации достаточно перевести осциллограф в режим закрытого входа, и выбрать чувствительность(200 мВ/дел), если не сработал режим авто. В таком режиме измерение/оценка пульсаций будет во много раз точнее.

Закрывая вход, мы оставляем только пульсации. И вот их-то можно «растягивать» как угодно.

— Осциллограф не способен измерять ни действующее, ни среднеквадратичное напряжение, но амплитудное и пиковое измерять может.
— Осциллограф можно настроить на цветные картинки и убогие чёрно-белые.

Зачем нужны такие чёрно-белые, если цветная по усвояемости на порядок лучше?
Даже для дальтоников в таком виде намного лучше (переделал в негатив в графическом редакторе).

— Можно активизировать режим математических функций двойным нажатием на кнопку TRIG.

Результат на фото.

По жизни мне это никогда не требовалось.
-Можно строить фигуры Лиссажу.

Для этого 4 раза нажимаем на кнопку MENU. Главное, не забыть фазу одного сигнала сдвинуть.

Сдвиг фаз 60 и 90 градусов.
Тоже никогда не требовалось, последний раз такое вытворял в институте.
— Можно проводить измерения сигнала.

Но сначала необходимо активировать функцию. Кнопкой HORI попадаем в нужное меню, кнопкой F1 активируем. Появляются две красные линии. Это и есть курсоры.

Далее подводим их в нужное место. Размах синусоиды измерен.

— Про настройки энергосбережения надо было рассказать в самом начале. Но лучше поздно, чем никогда. Для этого 3 раза нажимаем на кнопку MENU

-Можно также инвертировать сигнал.
-Выбрать уровень подсветки (всего 5).
-Выбрать язык меню (китайский/английский).
Оценить точность данного прибора в полной мере я не смогу, нужна образцовка. Из того, что нашёл был старенький И1-9. Смог проверить только по напряжению. Подал меандр амплитудой (размах) 3 В.

Для тех, кому плохо видно.

Осциллограф показал 3,04 В.
С вашего разрешения на этом буду заканчивать. Всё, что не рассмотрел, перенесу в комментарии.
Пора подводить итоги.
Это первый полноценный осциллограф, который получил из Китая. До этого были просто игрушки. Плюсы и минусы я рассмотрел в самом обзоре.
Поработав с осциллографом JDS2022A пару дней, быстро привыкаешь к навигации по меню. Он действительно прост и удобен в обращении, подойдет как начинающим, так и профессионалам, которые не готовы переплачивать за ненужные функции и супер параметры.
Дисплей читабельный и не бликует.
На этом всё.
Кому что-то неясно, задавайте вопросы. Надеюсь, хоть кому-то помог.
Удачи!

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

mysku.ru

20 самых важных характеристик осциллографов!

Попробуем разобраться в том, какую роль играет полоса пропускания, чувствительность и память осциллографа при измерениях, в каких случаях лучше использовать аналоговые и цифровые, двухканальные и двухлучевые осциллографы, а когда вместо современного стационарного цифрового или портативного осциллографа достаточно иметь под рукой старый советский прибор? Ответы на эти и другие вопросы, а также все типовые заблуждения, связанные с этими приборами, вы найдете в нашей подборке — 20 самых важных характеристик осциллографов!

Когда мы говорим «осциллограф», то представляем себе прибор, на лицевой панели которого расположен экран, отображающий графики входных электрических сигналов (амплитудные и временных характеристики). Однако поскольку видов этих сигналов «великое множество», очевидно, что не может быть одного универсального прибора, способного адекватно показать все. Поэтому, выбирая осциллограф, нужно ориентироваться во всех разновидностях этого «многоликого» по областям применения прибора, чтобы выбрать именно тот, который подходит для решения стоящих перед вами задач. И здесь немудрено запутаться или упустить какие-то моменты, что может привести к покупке «ненужного чуда» электронной техники. А чтобы не попасть впросак, стоит прислушаться к отзывам опытных практиков, помогающим системно подойти к своим запросам и сделать действительно безошибочный выбор. Далее разбираются основные параметры и технические характеристики осциллографов.

1. Чем хорош двухлучевой осциллограф?

Двухлучевой осциллограф позволяет двумя лучами одновременно наблюдать на общей временной развертке два независимых процесса. Двухканальный осциллограф содержит электронный коммутатор, коммутирующий либо намного чаще, чем частота процесса, либо намного реже, чем частота процесса два процесса на один луч. При этом получается, как бы два луча, но график отображается «кусками, хотя, если частота коммутации выбрана верно, то визуально это не заметно. Все это верно до тех пор, пока исследуются строго периодические процессы. Если же процессы импульсные или не строго периодические (форма сигнала отличается в разных периодах или период меняется), качественно наблюдать два таких процесса на двухканальном однолучевом осциллографе невозможно, потому что в каждый момент времени мы видим только кусочек одного процесса. В принципе двухлучевой осциллограф, конечно, намного лучше однолучевого двухканального. У двухлучевого есть и недостаток: вертикальная развертка каждого луча линейна в своей половине экрана, верхнего – в верхней, нижнего – в нижней. При попытке использовать весь экран одним лучом нас ждет разочарование – отклонение луча у двухлучевой ЭЛТ в «чужой» половине экрана существенно нелинейно.

2. Ограничения двухканального (многоканального) осциллографа

Двухканальный (многоканальный) осциллограф отличается от двухлучевого (многолучевого) тем, что у него одновременное наблюдение разных сигналов обеспечивается быстрым переключением с одного канала на другой, т. к. применяется однолучевая трубка. Из-за чего на высоких скоростях развертки он «рвет» сигналы на экране. Двухлучевой (многолучевой) – имеет трубку с несколькими лучами, поэтому он сигналы не «рвет», но стоит обычно дороже.

3. Любой осциллограф – это не измерительный, а наблюдательный прибор

Хотя в цифровых осциллографах используются также измерительные функции (можно, например, проводить измерения амплитуды сигнала и т. д.). У аналоговых осциллографов погрешность по экрану 5-10%. Цифровые, к которым относятся также USB-осциллографы, вроде более точные, но есть такое понятие, как «Вертикальное разрешение». Например, у типового USB-осциллографа – указано 9 бит вертикального разрешения (реально часто – 8 бит). Это значит, что входной сигнал, надо поделить на 2 в 8-й степени, то есть на 256, что при входном сигнале 10 В даст ступеньку в 0,4 В.

4. Цифровой или аналоговый осциллограф?

Выбор «цифровой или аналоговый осциллограф» зависит от характера исследуемых процессов. Цифровой имеет память, широчайшие возможности рассматривать уже зарегистрированные кратковременные сигналы (есть возможность делать их скриншоты), цветной дисплей (что очень способствует восприятию информации), множество способов синхронизации, некоторые возможности обработки сигнала. У аналогового – наименьшие искажения наблюдаемого сигнала, что обычно приводится как основной довод в их пользу. Других, более серьезных доводов обычно не приводят.

5. Цифровой осциллограф не покажет ВЧ импульсы

Еще одна особенность цифровых осциллографов: для наблюдения непрерывного сигнала, и для того, чтобы сильно не увеличивать частоту дискретизации (квантования) по времени (а это необходимо из-за того, что точных быстродействующих АЦП пока еще мало, а то и вовсе нет для решения каких-то задач), часто используются для обработки численные методы (аппроксимация, интерполяция, экстраполяция). Современные микроконтроллеры довольно просто с этой задачей справляются. Но в результате мы видим не настоящий сигнал, а эрзац-сигнал, полученный в результате обработки точечных отсчетов численными методами. То есть мы можем не увидеть на сигнале «иглы» высокочастотных импульсных помех, которые будут прекрасно видны на аналоговом осциллографе.

6. Цифровой осциллограф умеет запоминать сигналы

У цифрового осциллографа дополнительное удобство – он может запоминать сигнал и выводить его на экран в увеличенном масштабе (функция экранной лупы). А также достаточно просто реализуются функции автонастройки на сигнал и измерение параметров сигнала (но это уже в дорогих моделях). Еще одно важное достоинство – просмотр или предварительное (возможно и полное) декодирование промышленных протоколов.

7. Ограничения АЦП цифровых осциллографов

Цифровой осциллограф работает на принципе преобразования аналогового (т. е. непрерывного) сигнала в цифровой (т. е. дискретный) со всеми вытекающими отсюда последствиями: 

  • Для того чтобы передать сигнал как можно точнее, частота дискретизации должна быть намного выше частоты измеряемого сигнала. Т. е. чем больше дискретных отсчетов в единицу времени, тем более непрерывным будет отображение сигнала и более точным его воспроизведение на экране.
  • Дискретизация по уровню измеряемого сигнала (как правило, это напряжение). Чтобы его как можно точнее измерить, надо иметь хорошую дискретизацию по уровню. Допустим, мы имеем АЦП 8-бит. Теоретически он дает 256 уровней сигнала. Т. е. сигнал с амплитудой 10 В он может перевести в цифровой код с точностью 0,04 В, а если у АЦП 10 разрядов (1024 уровня), то мы сможем наблюдать этот же сигнал с точностью 0,01 В (правда, на самом деле точность будет ниже, из-за погрешности самого АЦП).
  • Многолучевым цифровой осциллограф в принципе быть не может.
  • Интерфейс для связи с компьютером имеют не только цифровые, но и многие аналоговые осциллографы.

8. Объем памяти цифрового осциллографа

Объем памяти выборок (в английской технической документации используются термины Record Length – длина записи или Memory Depth – глубина памяти) – третья ключевая характеристика цифровых осциллографов, наряду с полосой пропускания и частотой оцифровки. Суть в том, что это память, работающая на частоте оцифровки. Ее нехватка приводит к тому, что на медленных развертках осциллограф вынужден снижать частоту оцифровки во избежание переполнения памяти. Хотя есть «кривые» попытки обойти эту проблему, например, использованием пик-детектора. Если памяти выборок много (от 1 Мегасемплов), то это производителем специально подчеркивается, а если мало, то всячески замалчивается. Или приводится большой объем памяти, но оказывается, что это просто ОЗУ встроенного процессора, а не быстрая память выборок. Допустим, частота выборок – 500 мегавыборок в секунду (полоса пропускания – 50 МГц, 10 выборок на период). Смотрим сигнал 50 Гц (период 20 мс). За это время осциллограф сделает 10 000 000 выборок. С 8-битным АЦП ему надо запомнить 1 байт на выборку. Итого, чтобы зарисовать этот период, ему нужно либо 10 Мб памяти, либо снижать частоту выборок.

9. «Короткая и длинная» память в цифровом осциллографе

Короткая и длинная память — это «закон сохранения энергии в осциллографе». Если вы используете максимальную частоту дискретизации то у вас «короткая память» будет (извините за выражение), если же частота дискретизации будет в два раза меньше — то у вас память будет «ого-го». Если нужно посмотреть пачку импульсов — используете большую память, если периодический, но высокочастотный сигнал (тем более меандр), то тогда более важна частота дискретизации.

10. Время нарастания входного сигнала

Показатель «Время нарастания входного сигнала» – чем меньше, тем лучше. Это значит, что меньше будет «отгрызаться» начало первого сигнала на экране при внутренней синхронизации, и тем лучше частотные свойства осциллографа.

11. Полоса пропускания цифрового осциллографа

Считается, что для наблюдения цифровых сигналов полоса пропускания осциллографа должна быть в несколько раз выше частоты сигнала (хотя бы втрое), иначе прямоугольный сигнал превращается в «квазисинусоиду» (то есть «заваливаются» фронты). И частота дискретизации должна быть выше хотя бы раз в десять (некоторые даже считают, что это соотношение должно быть не менее 1:20).

12. Как связаны шумы и погрешность Разрешение экрана

Чем выше разрешение экрана, тем больше детализация. Выбирайте разрешение не менее 640 точек по горизонтали и не менее 480 точек по вертикали, многие современные относительно недорогие осциллографы уже имеют такие экраны. Экран должен быть цветным и с малой инерционностью. Черно-белые экраны с большой инерционностью — прошлый век.

13. Как связаны шумы и погрешность Когда нужен осциллограф с логическим анализатором?

Современная прикладная электроника – это в большинстве случаев «смесь цифры с аналогом». Расшифровка протоколов здесь не главное (хотя и не без нее). Но вот, допустим, имеем сигнал ШИМ, который в свою очередь может перейти во что угодно – ток, напряжение, температуру, магнитное поле, обороты и т. д. и т. п. Регулирование этих величин, допустим, выполняется с помощью микроконтроллера посредством какого-либо ПИД-регулятора. Как отрабатывать все тонкости этих процессов? Вот тут и придет на помощь встроенный в осциллограф логический анализатор. Конечно, все то же самое можно делать и отдельным анализатором, и синхронизировать его с аналоговыми сигналами. Но все это вы будете видеть на разных мониторах и засечь, что и после чего изменяется «от цифры в аналоге» уже будет очень неудобно и непродуктивно.

Таким образом, если вы собираетесь рассматривать цифровой и аналоговый сигналы одновременно, например, цифровой сигнал зависит (синхронизирован) от аналогового или наоборот, то лучшим решением будет осциллограф с логическим анализатором на борту или хотя бы с возможностью докупить логический анализатор позже (но нужно, чтобы у покупаемого осциллографа была такая опция). Отдельный логический анализатор удобен для работы с чистой цифрой.

14. Как связаны шумы и погрешность Как связаны шумы и погрешность осциллографа с разрешением экрана?

Шумы осциллографа не имеют никакого отношения к разрешению экрана.  Точно так же и погрешность осциллографа не имеет никакого отношения к разрешению экрана.

15. Эквивалентный режим

Эквивалентный режим используется только для периодических сигналов. Он позволяет повысить частоту дискретизации в десятки раз. Суть в том, что друг за другом делается не одна запись сигнала, а много, но каждый раз с небольшим смещением. Поскольку сигнал все время одинаковый (периодический), потом полученные записи накладывают друг на друга, и получают запись с как-бы очень высокой частотой оцифровки, например 50 ГГц, хотя реальная частота оцифровки была обычная, например 500 МГц. Для однократных сигналов не годится.

16. Режим сегментированной памяти

Некоторые цифровые осциллографы имеют режим сегментированной памяти. То есть их можно оставить работать хоть на неделю, но они будут записывать не весь сигнал, а только его часть, форма которой задается через меню, например, только короткие пики. Таким образом, ни один пик не будет пропущен и будет записан с нужной (высокой) частотой дискретизации. А потом все записанные сегменты (кусочки сигнала) можно разом просмотреть.

17. Минусы портативных осциллографов

У портативных приборов цены выше, а параметры хуже, это известно. В частности, «настольные» осциллографы давно «доросли» до 1-2 мегасемплов (мегабайт) памяти выборок, а у портативных эта память по-прежнему 1-40 килосемплов (килобайт).

18. Что такое мотортестер?

Для диагностики системы зажигания автомобильного двигателя используется мотортестер, представляющий собой многоканальный осциллограф (осциллограф-мультиметр с четырьмя и более каналами), с инсталлированным в нем специальным ПО. К осциллографу подключается комплект датчиков. Мотортестер отображает осциллограмму высокого напряжения системы зажигания и в реальном времени параметры импульсов зажигания, такие как пробивное напряжение, время и напряжение горения искры.

19. Что такое автомобильный диагностический сканер?

Для «общей» автодиагностики применяют диагностический адаптер или CAN-Bus автомобильный диагностический сканер, представляющий собой осциллограф смешанных сигналов – осциллограф со встроенным логическим анализатором, который, используя специальное ПО, выполняет дешифровку протоколов CAN/KWP2000/др. и трактует полученные данные. Система управления современного двигателя, отвечающего строгим нормам токсичности, в качестве главного своего элемента содержит электронный блок управления (ЭБУ). Так вот сканер предназначен именно для работы с ЭБУ, для его «сканирования». А так как сканер работает с блоком, то он позволяет:

  • Наблюдать сигналы с датчиков системы, следить за их изменением во времени.
  • Проверять работу исполнительных механизмов путем приведения их в действие и визуального или другого контроля.
  • Считывать сохраненные системой коды неисправностей.
  • Посмотреть идентификационные данные ЭБУ, системы и т. п.

20. Почему лучше не использовать осциллографы, выпущенные в СССР?

В России до сих пор продаются осциллографы, выпущенные в СССР 25-30 лет назад. Они могут привлечь внимание разве что новичков и не очень требовательных радиолюбителей. Однако опытные практики пишут на страницах интернет-форумов буквально следующее: «Ни в коем случае не советую связываться с советскими приборами, тем более осциллографами, управляемыми микропроцессором. Советские приборы утыканы сбоку и сверху подстроечниками для калибровки. Методика описана в инструкции, обычно довольно бестолковой. Перечень «пороков» советских приборов продолжают габариты, вес и высохшие электролиты».

Примечание.

При подготовке этой статьи использовались отзывы, советы и рекомендации по выбору и работе с электронными осциллографами,  собранные с крупнейших отечественных и зарубежных интернет-форумов.

 

Примеры оборудования:

skomplekt.com

Двухлучевой осциллограф — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Двухлучевой осциллограф

Cтраница 1

Двухлучевые осциллографы С8 — 14 и С8 — 17 могут одновременно исследовать до четырех сигналов.
 [1]

Двухлучевой осциллограф имеет специальную электронно-лучевую трубку с двумя лучами. Ее конструкция состоит из стеклянной колбы, внутри которой помещены две раздельные электронно-оптические системы и соответственно две независимые системы отклоняющих пластин. Совокупность этих систем образует два электронных луча, действующих на один общий экран, что позволяет наблюдать одновременно две осциллограммы. В осциллографе два полностью независимых канала вертикального отклонения: каждый содержит все узлы канала У однолучевого осциллографа-от входных зажимов до своей пары вертикально отклоняющих пластин. Генераторы развертки ( иногда один генератор) у большинства приборов общие. Встречаются двухлучевые осциллографы с коммутатором. Такие приборы получаются четырехканальными.
 [2]

Двухлучевой осциллограф позволяет построить временную диаграмму с количеством сигналов большим, чем два. Для этого выбирают некоторый сигнал в качестве главного, синхронизируют осциллограф по этому сигналу, и относительно него снимают показания других сигналов.
 [3]

Двухлучевые осциллографы имеют два канала Y и специальную двухлучевую ЭЛТ, в которой есть две электронные независимые пушки и две системы отклоняющих пластин.
 [4]

Двухлучевой осциллограф имеет специальную двухлучевую ЭЛТ, — представляющую собой стеклянную колбу, внутри которой помещены две раздельные электронно-оптические системы и соответственно две независимые системы отклоняющих пластин. Совокупность этих систем образует два электронных луча, действующих на один общий экран, что позволяет наблюдать одновременно две осциллограммы. В осциллографе два полностью независимых канала вертикального отклонения: каждый содержит все узлы канала однолучевого осциллографа — от входных зажимов до своей пары вертикально отклоняющих пластин. Генераторы развертки ( иногда один генератор) у большинства приборов общие. Встречаются двухлучевые осциллографы с коммутатором, представляющие собой четырехканальные приборы.
 [5]

Двухлучевые осциллографы применяются для одновременного наблюдения двух процессов. Конструкция двухлучевой ЭЛТ состоит из стеклянной колбы, внутри которой помещены две раздельные электронно-оптические системы и соответственно две системы отклоняющих пластин. Эти системы образуют два луча, действующих на один общий экран. Таким образом, двухлучевая трубка представляет собой как бы две отдельные ЭЛТ, помещенные в одну колбу с общим экраном, на котором можно наблюдать одновременно две осциллограммы.
 [6]

Иногда двухлучевые осциллографы строятся на одно-лучевой трубке. В этом случае используют специальные электронные коммутаторы, поочередно подключающие два входных сигнала к усилителю вертикального отклонения. Одновременно с переключением электронный луч перемещается по вертикали так, чтобы изображения были бы одно под другим. Такие приборы применяют редко.
 [7]

В двухлучевых осциллографах, применяемых для этих целей, используют специальные электроннолучевые трубки, которые имеют внутри одной колбы два отдельных электронных прожектора, создающих два электронных луча, которые подаются на один экран. Управление обоими лучами по горизонтали производится синхронно: на горизонтально отклоняющие пластины обоих электронных прожекторов подают общее пилообразное напряжение развертки. Управление электронными лучами по вертикали производится раздельно: исследуемые напряжения подводят к различным парам вертикально отклоняющих пластин.
 [8]

В двухлучевых осциллографах применяются электронно-лучевые трубки с двумя электронными пушками и двумя парами пластин Y; для управления ими предусматриваются два отдельных канала Y. В двухканальных осциллографах используется обычная однолучевая трубка и один быстродействующий электронный коммутатор, подключающий выходы двух каналов Y к отклоняющим пластинам Y.
 [9]

В двухлучевом осциллографе одним из лучей управляет двухканальный усилитель, так что на осциллограмме получается три независимых следа. Таким образом, на одной осциллограмме записываются импульс тока в магните, пропорциональный напряженности поля, импульс тока, проходящего через образец, и напряжение, возникающее на образце и снимаемое с помощью двух потенциальных выводов.
 [11]

В двухлучевых осциллографах применяются электрон-но-лучевые трубки с двумя электронными пушками и двумя парами пластин У; для управления ими предусматриваются два отдельных канала У. В двухканальных осциллографах используется обычная однолучевая трубка и один быстродействующий электронный коммутатор, подключающий выходы двух каналов У к отклоняющим пластинам У.
 [12]

Если имеется двухлучевой осциллограф или электронный коммутатор, то измерение упрощается, так как на экране одновременно возникают два изображения исследуемого импульса, сдвинутые во времени.
 [14]

За неимением двухлучевого осциллографа может быть использован однолучевой с электронным коммутатором.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4




www.ngpedia.ru

Двухканальные и двухлучевые осциллографы — МегаЛекции


Применяются для одновременного наблюдения осциллограмм двух сигналов на экране одной электронно-лучевой трубки. Такая необходимость возникает при сопоставлении выходных сигналов устройств с входными, исследовании разнообразных преобразователей сигналов, схем задержки импульсов, анализе искажений формы сигнала при прохождении через электрические и радиотехнические цепи, исследовании фазовых сдвигов, сравнении сигналов в различных сечениях сложной системы и т.п.

Двухканальный осциллограф содержит два канала вертикального отклонения и электронный переключатель, который попеременно подает выходные сигналы каналов I и II на одни и те же вертикально отклоняющие пластины обычной электронно-лучевой трубки. Каналы I и II идентичны;
в составе каждого из них аттенюатор, эмиттерный повторитель, предварительный усилитель (с ним связан орган перемещения изображения по вертикали) и двухтактный фазоинвертор, преобразующий несимметричные входные сигналы в симметричные. Выходы фазоинверторов обоих каналов соединены со входами электронного коммутатора, после которого включены общие для обоих каналов предоконечный усилитель, линия задержки и оконечный усилитель (с ним связан орган поиска луча), выходное напряжение которого поступает на вертикально отклоняющие пластины трубки. Обычно предусматривают четыре режима работы каналов: одноканальный (работает либо канал I, либо канал II), чередования каналов (поочередное включение каналов после каждого хода развертки), прерывания (работают оба канала, но переключения производятся с частотой 500 кГц – 1 МГц), алгебраического сложения (одновременная работа обоих каналов на одну нагрузку). В двухканальных осциллографах имеются две развертки: основная и задержанная (создаваемые с помощью двух генераторов развертки и схемы сравнения). Развертка А служит для обычных наблюдений, развертка Б – для получения растянутых участков кривых, наблюдаемых на развертке А.


На основе двухканального принципа строят и многоканальные осциллографы, в которых число используемых каналов доходит до восьми.
В последнее время получили распространение трехканальные осциллографы: третий канал служит для наблюдения сигнала внешней синхронизации. Это дает возможность судить о временных соотношениях между сигналами. В качестве примеров двухканальных осциллографов можно назвать приборы С1-64, С1-75, С1-82.

Двухлучевой осциллограф имеет специальную электронно-лучевую трубку с двумя лучами. Ее конструкция состоит из стеклянной колбы, внутри которой помещены две раздельные электронно-оптические системы и соответственно две независимые системы отклоняющих пластин. Совокупность этих систем образует два электронных луча, действующих на один общий экран, что позволяет наблюдать одновременно две осциллограммы. В осциллографе два полностью независимых канала вертикального отклонения: каждый содержит все узлы канала Y однолучевого осциллографа – от входных зажимов до «своей» пары вертикально отклоняющих пластин. Генераторы развертки (иногда один генератор) у большинства приборов общие. Встречаются двухлучевые осциллографы с коммутатором. Такие приборы получаются четырехканальными. В качестве примеров двухлучевых универсальных осциллографов можно назвать приборы C1-16, C1-18, C1-55 и др.

У каждой разновидности осциллографов – двухлучевых или двухканальных – имеются свои преимущества. Первые позволяют наблюдать два сигнала раздельно и совместно. Поэтому такие осциллографы применяют для исследования двух неповторяющихся сигналов малой длительности (если двухлучевая трубка имеет независимые пары горизонтально отклоняющих пластин, то имеется возможность наблюдать неповторяющиеся сигналы при различных развертках). Незаменимы двухлучевые приборы и при детальном изучении нестационарных процессов. Преимуществом двухканальных осциллографов являются более низкая стоимость и существенно лучшие характеристики, чем у двухлучевых.

Скоростные и запоминающие осциллографы

Особенности скоростных осциллографов

Наиболее характерными узлами, отличающими наносекундные, пикосекундные и СВЧ осциллографы от обычных, являются усилитель вертикального отклонения, генератор развертки и специальная ЭЛТ.

Усилитель вертикального отклонения отличается широкополосностью. В скоростных осциллографах применяют усилители с распределенным усилением, усилители на лампах с вторичной эмиссией и др.

Генераторы развертки скоростных осциллографов обеспечивают высокую скорость развертки при прямом ходе луча. Они характеризуются также малым временем срабатывания и выдают импульсы для быстрого подсвета ЭЛТ. Жесткие требования предъявляются к схемам синхронизации развертки, подсвета и включения луча. Для получения высокой чувствительности при широкой полосе пропускания в скоростных осциллографах применяют специальные электронно-лучевые трубки. Наибольшее распространение получили трубки с бегущей волной. Такие ЭЛТ применяют без усилителя вертикального отклонения. Осциллограф С7-10А, в котором применена трубка бегущей волны с системой квадрупольных линз, имеет следующие характеристики: полоса пропускания 0 – 1,2 ГГц; чувствительность 10 мм/В; скорость развертки от 10 мм/мкс до 4 мм/нс;
погрешность измерения амплитуды 20 %, длительности 10 %.



Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ДВУХЛУЧЕВОЙ ОСЦИЛЛОГРАФ | Техника и Программы

Г. Мейер

Описываемый осциллограф позволяет одновре­менно наблюдать за двумя сигналами.

Два его входа каналов вертикального отклонения и Б) неравноценны. Полоса пропускания ка­нала А от постоянного тока до частоты 1 МГц. Чув­ствительность 20 мВ/см. Максимальная амплитуда исследуемого сигнала 600 В, уровень постоянной со­ставляющей может достигать 600 В. Аттенюатор позволяет ослаблять сигнал до — 70 дБ ступенями через 10 дБ. Канал А имеет как открытый, так и за­крытый вход.

Полоса пропускания канала Б 2 Гц — 200 кГц. Чувствительность одного входа канала Б 5 мВ/см, другого — 70 мВ/см. Максимальная амплитуда ис­следуемого сигнала, подаваемого на первый из этих входов, 3 В, уровень постоянной составляющей мо­жет достигать 30 В, на второй из входов — 40 В, а уровень постоянной составляющей может дости­гать 150 В. Аттенюатор канала Б позволяет плавно изменять уровень сигнала.

Генератор развертки работает в автоколебатель­ном режиме. Диапазон частот развертки от 0,25 Гц до 40 кГц разбит на восемь поддиапазонов. Преду­смотрена также возможность подключения внешнего генератора развертки.

Имеется два канала развертки. Чувствительность одного из них 40 мВ/см. Максимальная амплитуда подаваемого сигнала 2 В, уровень постоянной со­ставляющей может достигать 30 В. Чувствитель­ность второго канала развертки 330 мВ/см. Ампли­туда подаваемого сигнала должна быть не более 20 В, а уровень постоянной составляющей до 30 В.

На вход усилителя горизонтального отклонения может быть подан и внешний сигнал частотой 50 Гц.

Генератор развертки может быть синхронизиро­ван сигналами, подаваемыми в канал А или канал Б от сети, сигналами, вырабатываемыми калибра­тором или от внешнего источника.

Минимальная чувствительность канала внешней синхронизации 5 мВ. На один из входов канала мо­жет быть подан сигнал амплитудой до 10 В, на вто­рой — до 50 В. В первом случае уровень постоянной составляющей может доходить до 30 В, во втором — до 150 В. В осциллографе применена электронно­лучевая трубка ЛО-247.

Габариты осциллографа 295Х 125×220 мм.

Структурная схема осциллографа приведена на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема осциллографа

Он состоит из аттенюатора 1, катодного 2 и э.мит-терных 4, 14 повторителей, входных усилителей 3 и 5, диодного коммутатора 6, триггера 9, усилителя вертикального отклонения 7, синхронизатора 10, ге­нератора развертки 11, узла 12 гашения обратного лода луча, усилителя горизонтального отклонения 13 и калибратора 8.

На рис. 2. приведена принципиальная схема ка­нала вертикального отклонения луча.

Сигнал со входа канала Л через аттенюатор (ре­зисторы R1 R8, конденсаторы С2 С15) подается на катодный повторитель (на лампе Л1). Это поз­волило получить высокое входное сопротивление ка­нала (1 МОм). Предварительный усилитель собран на транзисторах 77 и Т2 по схеме дифференциаль­ного усилителя. Балансируют его переменным рези­стором R28.

Рис. 2. Принципиальная схема канала вертикального отклонения луча

Со входа канала Б сигнал через эмиттерный по­вторитель на транзисторе ТЗ подается на дифферен­циальный усилитель (транзисторы Т4, Т5). Баланси­руют последний переменным резистором R47.

Рис. 3. Принципиальная схема диодного коммутатора

С выходов дифференциальных усилителей обоих каналов сигнал поступает на диодный коммутатор, а с него на усилитель вертикального отклонения лу­ча на лампах Л2 и ЛЗ. Усилитель охвачен частотно-зависимой отрицательной обратной связью (с вы­хода лампы Л2 на вход транзистора Т2). Резисто­ром R31 при налаживании выбирают глубину отрицательной обратной связи.

К анодам ламп Л2 и ЛЗ подключены отклоняю­щие пластины электронно-лучевой трубки.

На рис. 3 изображена принципиальная схема диодного коммутатора. Он собран на диодах Д1Д24. Триггер, управляющий работой коммутатора, выполнен на транзисторах T1, Т2. Переключателем В1 его можно перевести в одно из двух устойчивых положений. При этом на вход усилителя вертикаль­ного отклонения луча будет подан сигнал либо с вы­хода канала А, либо Б. В среднем положение переключателя на вход усилителя сигналы будут пода­ваться попеременно из канала А и Б. Триггером управляет сигнал, поступающий с узла гашения об­ратного хода луча.

Рис. 4. Принципиальная схема канала горизонтального отклонения луча

На транзисторах ТЗ Т6 собраны электронные ключи. Принципиальная схема канала горизонталь­ного отклонения луча приведена на рис. 4.

Генератор развертки собран на транзисторах T1, ТЗ, Т4. Времязадающий конденсатор (С5 — СП) за­ряжается через транзистор ТЗ, а разряжается через Т4. Частота развертки грубо выбирается переключа­телем В2, плавно-переменным резистором R13. Подстроечным резистором R6 в процессе налаживания осциллографа добиваются линейности развертки. Стабилитрон Д1 играет роль переходного конден­сатора.

Транзистор Т2 формирует импульс гашения об­ратного хода луча и запуска триггера управления диодным коммутатором. На транзисторе Т5, вклю­ченном по схеме эмиттерного повторителя, выполнен буферный каскад. Выходной усилитель горизонталь­ного отклонения луча собран по схеме парафазного усилителя на транзисторах Т6, Т7.

При использовании внешнего генератора разверт­ки сигнал на выходной усилитель подается через эмиттернын повторитель на транзисторе Т12.

Синхронизатор собран на транзисторах T8 — Т11. С нагрузки транзистора Т11 сигнал синхронизации подается на транзистор 77, управляющий работой генератора развертки.

На рис. 5 приведена принципиальная схема ка­либратора амплитуды — генератора прямоугольных импульсов. Он собран на транзисторах Т4, Т5. Ча­стоту импульсов выбирают переключателем В2. На транзисторе ТЗ выполнен формирователь импульсов. Напряжение питания калибратора амплитуды ста­билизировано.

На рис. 6 приведена принципиальная схема блока питания и схема включения электронно-лучевой трубки.

Трансформатор блока питания выполнен на маг-нитопроводе ШЛ0.35 16X32. Обмотка I содержит 1320 витков провода ПЭВ-1 0,31, обмотка II — 40 витков провода ПЭЛ 0,12, обмотка III — 102+102 витка провода ПЭЛ 0,35, обмотка IV — 26 витков провода ПЭЛ 0,72, обмотка V — 1200+1200 витков провода ПЭВ-1 0,16, обмотка VI — 600 витков прово­да ПЭВ-1 0,16.

Рис. 5. Принципиальная схема калибратора амплитуды

Рис. 6. Принципиальная схема блока шпация и схема включения электронно-лучевой трубки

Дроссель Др1 намотан на сердечнике Ш12Х18 с зазором 2 мм проводом ПЭЛ 0,2. Число витков 3000.

Осциллограф собран в металлическом корпусе. Расположение органов управления показано на рис. 7. Достаточно полное представление о располо­жении деталей внутри прибора дают рис. 8 — 13.

Рис. 7. Расположение органов управления на передней панели осциллографа

Рис. 8. Внутренний вид осциллографа

Рис. 9. Вид на монтаж снизу Рис. 10. Вид на монтаж сверху

Рис. 11. Вид на монтаж сзади Рис. 12. Вид на монтаж с левой стороны

Рис. 13. Вид на монтаж с правой стороны

Налаживание осциллографа производится по об­щепринятым методикам.

nauchebe.net

Двухлучевой осциллограф | Авторская платформа Pandia.ru

Измерительная техника

В. ФИЛИПЬЕВ

Двухлучевой осциллограф

Вниманию радиолюбителей предлагается малогаба­ритный двухлучевой осциллограф на интегральных микросхемах (ИМС) и транзисторах, предназначенный для визуального исследования одновременно двух электрических сигналов, вольтамперных и фазовых характери­стик и т. п.

В осциллографе применена электроннолучевая труб­ка (ЭЛТ) 8Л039В с длительным послесвечением, что дает возможность наблюдать медленноменяющиеся про­цессы. В отличие от традиционных методов воспроизве­дения второго луча коммутацией сигналов на входе, в данном приборе переключение каналов производится после предварительного усиления, что позволило сохра­нить достаточно высокими входные параметры каналов.

Генератор развертки осциллографа кроме основных режимов (непрерывного и ждущего) может работать с автоматическим переходом из непрерывного режима в ждущий при появлении сигнала: тем самым, помимо удобства эксплуатации, исключена возможность прого­рания люминофора экрана ЭЛТ.

Прибор позволяет сравнивать исследуемые сигналы по амплитуде. Информация в этом случае воспроизво­дится на экране в виде двух светящихся вертикальных линий, положение которых можно произвольно менять.

Диапазон амплитуд исследуемых сигналов 1 мВ — 12 В. Максимальная чувствительность усилителей от­клонения 0,5 мм/мВ; регулировка чувствительности плавная и ступенчатая с коэффициентом пересчета 10 (1 : 1, 1 : 10, 1 : 100). Полоса пропускания осциллографа по уровню 3 дБ составляет 0 — 100 кГц. Входное сопро­тивление 1,6 МОм на всех пределах. Длительность раз­вертки на каждом из пяти диапазонов плавно регули­руется в пределах: 10 с — 1 с; 1 с — 0,1 с; 0,1 с — 10 мс; 10 мс — 1 мс; 1 мс — 0,1 мс. Коэффициент нелинейности развертки не хуже 3%.

Синхронизация развертки осциллографа внутренняя и внешняя. Амплитуда напряжения внешней синхрони­зации 0,15 — 10 В.

Осциллограф питается от сети переменного тока напряжением 220 В. Потребляемая им мощность не преышает 25 Вт. Габариты прибора 115 X 230 X 320 мм.

Осциллограф, функциональная схема которого при­ведена на рис. 1, содержит: ЭЛТ, идентичные каналы вертикального и горизонтального отклонения, коммута­тор каналов, управляемый триггером, мультивибратор, генератор развертки с узлом гашения обратного хода лУча ЭЛТ и блок питания. Каждый из каналов отклонения включает в себя аттенюатор, предварительный усилитель и усилитель отклонения. Схема коммутации обеспечивает включение осциллографа в любой из трех основных режимов работы: режим «1 луч». Включение в этот режим работы про­изводится нажатием клавиши S4.1 ячейки сброса блока переключателей S4. При этом выход генератора разверт­ки осциллографа подключается к входу усилителя го­ризонтального отклонения, выход предварительного уси­лителя X канала горизонтального отклонения отключа­ется, а триггер устанавливается в такое состояние, что управляемый им коммутатор каналов обеспечивает подключение выхода предварительного усилителя У к входу усилителя вертикального отклонения.

Рис. 1. Функциональная схема осциллографа

Таким образом, в режиме работы «1 луч» исследуе­мый сигнал подают на вход У канала вертикального от­клонения, а развертка луча ЭЛТ по горизонтали осу­ществляется от генератора развертки. В зависимости от положения переключателя S6 запуск генератора раз­вертки производится сигналом с выхода предваритель­ного усилителя У (внутренняя синхронизация), либо от внешнего генератора через разъем «Вход синхр»;

режим X — У. Нажатием клавиши S4.2 выход пред­варительного усилителя X подключается к входу усили-

теля горизонтального отклонения. В этом режиме ис­пользуются, таким образом, оба канала отклонения: один из исследуемых сигналов подают на вход У кана­ла вертикального отклонения осциллографа, а развертку луча ЭЛТ по горизонтали осуществляют вторым иссле­дуемым сигналом, подаваемым на вход X канала гори­зонтального отклонения. Как известно, такой режим ра­боты весьма удобен для исследования различного рода функциональных зависимостей — вольтамперных харак­теристик, фазовых сдвигов, для определения частоты сигнала методом фигур Лиссажу и т. п.;

режим «2 луча». При нажатой клавише S4.3 выход предварительного усилителя X канала горизонтального отклонения подключается к входу коммутатора каналов. При этом на вход усилителя вертикального отклонения осциллографа с помощью коммутатора поочередно по­даются исследуемые сигналы.

Развертка луча ЭЛТ по горизонтали производится в этом режиме от генератора развертки, выход которого через переключатели S4.2 и 55 подключен к входу уси­лителя горизонтального отклонения.

Управление коммутатором каналов осуществляется выходными сигналами триггера, который, в свою оче­редь, запускается от мультивибратора с частотой 10 кГц, либо — при нажатой клавише переключателя 57 — от генератора развертки. Этот режим используется при ис­следованиях сигналов частотой выше 20 Гц. При иссле­дованиях более низкочастотных процессов для запуска триггера целесообразно использовать мультивибратор; осциллограмма при этом будет представлять собой две непрерывные светящиеся линии;

при нажатии клавиши переключателя 55 вход усили­теля горизонтального отклонения осциллографа подклю­чается в одному из выходов триггера. При подаче на входы X и У осциллографа исследуемых сигналов часто­той выше 20 Гц на экране воспроизводятся две вер­тикальные светящиеся линии, высоты которых опреде­ляются амплитудами исследуемых сигналов. Этот до­полнительный режим удобен при сравнении амплитуд исследуемых сигналов и исследовании медленных про­цессов.

Принципиальная электрическая схема осциллографа приведена на рис. 2.

Каналы вертикального и горизонтального отклонения идентичны, поэтому рассмотрим построение и работу одного из них — канала вертикального отклонения.

Исследуемый сигнал через разъем «Вход (откры­тый вход осциллографа) или через разъем «Вход Y’» (закрытый вход) поступает на ступенчатый аттенюатор S1 с коэффициентами деления: 1 : 1, 1 : 10, 1 : 100. Выход аттенюатора через резистор R11 связан с неинверти-рующим входом предварительного усилителя У — диф­ференциального усилителя, выполненного на ИМС А1 (КШТ591Е) и А2 (К1УТ401Б). Транзисторы микросхе­мы работают в режиме дифференциального эмиттерного повторителя: их нагрузкой является входное сопротивле­ние ИМС А2. В целом предварительный усилитель охвачен отрицательной обратной связью с выхода на инвертирующий вход через резисторы R10, R15.

Переменным резистором R10 осуществляется плавная регулировка усиления от 10 до 100. Смещение луча ЭЛТ по вертикали регулируют резистором R7, а напря­жение смещения нуля на входе усилителя компенсируют подстроечным резистором R14. Диоды VI и V2 установ­лены для защиты входных цепей усилителя от перегру­зок по напряжению. Элементы С4, R16 устраняют само­возбуждение ИМС А2.

Рис. 2 (а и б). Принципиальная схема осциллографа

Такое построение предварительного усилителя обес­печивает входное сопротивление осциллографа не ме­нее 2 МОм на частоте 1000 Гц, малые шумы и дрейф выходного сигнала.

Усилитель вертикального отклонения выполнен на транзисторах V5 и V6 по балансной схеме с эмиттерным повторителем (транзистор V4) на входе. Балансировку усилителя производят переменным резистором R28.

В качестве коммутатора каналов использован ин – тегралькый прерыватель на полевых транзисторах К1КТ901 (A3).

Во входные цепи коммутатора включены диоды V3 и V13, предотвращающие одновременное включение обо­их каналов в случаях больших амплитуд сигналов с вы­ходов микросхем А2 и А5.

Для нормальной работы микросхемы A3 необходимо, чтобы потенциал, открывающий ключ, был больше сум­мы максимального переключаемого напряжения и на­пряжения срабатывания ключа. Поэтому триггер на транзисторах V7 и V10 питается повышенным напряже­нием.

pandia.ru