Основы осциллографов

Осциллограф — это электронное оборудование, отображающее форму волны напряжения. Среди осциллографов катодно-лучевой осциллограф (CRO) является основным и отображает изменяющийся во времени сигнал или форму волны.

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

Блок-схема КРО

Катодно-лучевой осциллограф (CRO) состоит из набора блоков. Это вертикальный усилитель, линия задержки, схема запуска, генератор временной базы, горизонтальный усилитель, электронно-лучевая трубка (CRT) и источник питания. Блок-схема CRO показана на рисунке ниже.

Функция каждого блока CRO упоминается ниже.

• Вертикальный усилитель — усиливает входной сигнал, который должен отображаться на экране ЭЛТ.

• Линия задержки — обеспечивает некоторую задержку сигнала, получаемого на выходе вертикального усилителя. Этот задержанный сигнал затем подается на вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ.

• Цепь запуска — генерирует сигнал запуска для синхронизации отклонений электронного луча по горизонтали и вертикали.

• Генератор временной базы — Он генерирует пилообразный сигнал, который полезен для горизонтального отклонения электронного луча.

• Горизонтальный усилитель — усиливает пилообразный сигнал, а затем подключает его к горизонтальным отклоняющим пластинам ЭЛТ.

• Источник питания — вырабатывает как высокое, так и низкое напряжение. Отрицательное высокое напряжение и положительное низкое напряжение прикладываются к ЭЛТ и другим цепям соответственно.

• Катодно-лучевая трубка (CRT) — это важнейший блок CRO, состоящий в основном из четырех частей. Это электронная пушка, вертикальные отклоняющие пластины, горизонтальные отклоняющие пластины и флуоресцентный экран.

Вертикальный усилитель — усиливает входной сигнал, который должен отображаться на экране ЭЛТ.

Линия задержки — обеспечивает некоторую задержку сигнала, получаемого на выходе вертикального усилителя. Этот задержанный сигнал затем подается на вертикальные отклоняющие пластины ЭЛТ.

Цепь запуска — генерирует сигнал запуска для синхронизации отклонений электронного луча по горизонтали и вертикали.

Генератор временной базы — Он генерирует пилообразный сигнал, который полезен для горизонтального отклонения электронного луча.

Горизонтальный усилитель — усиливает пилообразный сигнал, а затем подключает его к горизонтальным отклоняющим пластинам ЭЛТ.

Источник питания — вырабатывает как высокое, так и низкое напряжение. Отрицательное высокое напряжение и положительное низкое напряжение прикладываются к ЭЛТ и другим цепям соответственно.

Катодно-лучевая трубка (CRT) — это важнейший блок CRO, состоящий в основном из четырех частей. Это электронная пушка, вертикальные отклоняющие пластины, горизонтальные отклоняющие пластины и флуоресцентный экран.

Электронный пучок, который создается электронной пушкой, отклоняется в вертикальном и горизонтальном направлениях с помощью пары вертикальных отклоняющих пластин и пары горизонтальных отклоняющих пластин соответственно. Наконец, отклоненный луч появится в виде пятна на флуоресцентном экране.

Таким образом, CRO будет отображать приложенный входной сигнал на экране CRT. Таким образом, мы можем анализировать сигналы во временной области с помощью CRO

Измерения с использованием CRO

Мы можем сделать следующие измерения с помощью CRO.

• Измерение амплитуды
• Измерение периода времени
• Измерение частоты

Теперь давайте поговорим об этих измерениях по одному.

Измерение амплитуды

CRO отображает сигнал напряжения как функцию времени на своем экране. Амплитуда этого сигнала напряжения постоянна, но мы можем варьировать количество делений, которые покрывают сигнал напряжения в вертикальном направлении, изменяя ручку вольт / деление на панели CRO. Поэтому мы получим амплитуду сигнала, который присутствует на экране CRO, по следующей формуле.

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

Куда,

$A$ — амплитуда

$j$ — значение вольт / деление

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

Измерение периода времени

CRO отображает сигнал напряжения как функцию времени на своем экране. Период времени этого периодического сигнала напряжения постоянен, но мы можем варьировать количество делений, охватывающих один полный цикл сигнала напряжения в горизонтальном направлении, изменяя ручку времени / деления на панели CRO.

Следовательно, мы получим период времени сигнала, который присутствует на экране CRO, по следующей формуле.

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

Куда,

$T$ — период времени

$j$ — значение времени / деления

$n_ {v}$ — это число делений, которые охватывают один полный цикл периодического сигнала в горизонтальном направлении.

Измерение частоты

Частота f периодического сигнала является обратной величиной периода времени Т. Математически она может быть представлена ​​в виде

$$F = \ гидроразрыва {1} {T},$$

Таким образом, мы можем найти частоту f периодического сигнала, выполнив следующие два шага.

• Шаг 1 — Найти период времени периодического сигнала

• Шаг 2 — Возьмите обратную величину периода времени периодического сигнала, который получается на шаге 1

Шаг 1 — Найти период времени периодического сигнала

Шаг 2 — Возьмите обратную величину периода времени периодического сигнала, который получается на шаге 1

Мы обсудим осциллографы специального назначения в следующей главе.