 |
Рисунок 4.7 – Схема генератора развертки
|
|
|
|
Рисунок 4. 7 – Схема генератора развертки
При изменениях длительности развертки изменяются скорость движения луча по горизонтали, а, следовательно, и масштаб времени. Принцип работы генератора развертки (рис. 4. 7) заключается в заряде и разряде конденсатора через сопротивление резистора или электронной лампы. Переключение конденсатора с заряда на разряд выполняется автоматически. Развертка получается периодической (непрерывной) при работе электронной коммутирующей схемы в автоколебательном режиме и ждущей - при работе в ждущем режиме. Если постоянная времени цепи заряда много больше постоянной времени цепи разряда , то напряжение , создаваемое в процессе заряда конденсатора, используют для прямого хода луча (рис. 4. 8, а). Если же , то прямой ход луча создается напряжением разряда, а обратный ход - напряжением заряда (рис. 4. 8, б).
Рисунок 4. 8 – Временные диаграммы развертывающего напряжения uP(t)
Параметры элементов коммутирующей схемы, емкости конденсаторов и сопротивление резисторов цепи (см. рис. 4. 7) определяют продолжительность замкнутого или разомкнутого состояния коммутатора, а следовательно, длительность или частоту развертывающего напряжения. Для изменения диапазона длительности или частоты развертки обычно предусматриваются набор конденсаторов и переменный резистор - для плавной регулировки внутри диапазона.
Генераторы развертки могут быть релаксационного и интегрирующего типов, выполняться на ионных приборах, электронных лампах, транзисторах и интегральных схемах. Генераторы развертки выполненные на транзисторных и интегральных схемах, используются в полупроводниковых осциллографах. Их достоинства - малые потребление энергии, габариты и масса. Генераторы развертки, выполненные на электронных лампах, используют в широкополосных, универсальных и скоростных осциллографах.
|
|
|
Генераторы развертки должны иметь высокую линейность пилообразного напряжения. Коэффициент нелинейности, выражающий относительное изменение скорости нарастания напряжения в начале и конце прямого хода, должен быть не более 1-3 %. Требование высокой линейности пилообразного напряжения вызвано тем, что в осциллографах применяется калиброванная развертка, при которой определенному горизонтальному отклонению луча соответствует строго определенная длительность развертки . Пределы изменения пилообразного напряжения могут точно фиксироваться (рис. 4. 9). Фиксированному соответствует определенное время развертки , что позволяет калибровать временной масштаб.
С длительностью развертки связано понятие скорости развертки (дел/время) - пути прямого хода луча в единицу времени, т. е. . На рис. 4. 9 можно наблюдать шкалу калиброванной развертки от до.
Рисунок 4. 9 – Напряжение линейной калиброванной развертки
Линейная непрерывная развертка используется при исследовании сигналов синусоидальных, импульсных малой скважности. Линейная ждущая развертка используется при исследовании сигналов импульсных большой скважности с крутыми фронтами, несинусоидальных, а также при тщательном исследовании отдельных участков сигнала.
При исследовании импульсов большой скважности импульс занимает малую долю развертки, поэтому плохо просматривается на экране осциллографа. Если период развертки выбрать равным периоду повторения импульсов , то изображение импульса на экране получится очень сжатым. Если же период развертки выбрать в несколько раз короче, чем период повторения исследуемого импульса , то импульс наблюдается на экране, но он будет бледным по сравнению с линией развертки, которая прочерчивается несколько раз за одно его появление. Импульс хорошо наблюдается на экране, если развертка ждущая.
|
|
|
Чтобы иметь возможность полностью наблюдать на экране импульс и его фронт, необходимо поступление импульса на пластины несколько задержать по отношению к началу нарастания развертывающего напряжения, что выполняет линия задержки (см. рис. 4. 1).
Схема синхронизации предназначена для принудительного генерирования напряжения генератором развертки с частотой, равной или кратной частоте исследуемого сигнала, т. е. . В схеме синхронизации сигнал любой формы и полярности преобразуется в прямоугольные или остроконечные импульсы положительной полярности с амплитудой, достаточной для запуска генератора развертки. Запускающие импульсы, формируются от исследуемого сигнала (внутренняя синхронизация) или от внешнего источника (внешняя синхронизация).
Синхронизация тем лучше, чем частота генератора развертки ближе к частоте напряжения синхронизации. Устойчивость синхронизации зависит от значения синхронизирующего напряжения.
Исследуемый сигнал и напряжение генератора развертки создаются разными источниками, их параметры поэтому независимы, но изменение частоты одного из этих сигналов приводит к нарушению условий неподвижности изображения исследуемого сигнала на экране. Частота напряжения генератора развертки обычно синхронизирована с частотой напряжения исследуемого сигнала с помощью схемы синхронизации и запуска генератора развертки. Уровень синхронизирующего сигнала, при котором срабатывает синхронизация, плавно регулируется и находится в пределах от десятых долей вольта до десятков вольт.
Схемы синхронизации и запуска преобразовывают сигнал любой формы и полярности, поступающий либо от усилителя ВО, либо от внешнего источника, в остроконечные импульсы положительной полярности, имеющие амплитуду, достаточную для запуска генератора развертки, и синхронизированные по частоте повторения с исследуемым сигналом. При запуске генератора развертки синхронизирующим импульсом обеспечивается ждущий режим без синхронизирующего импульса – автоколебательный.
|
|
|
