Основные узлы электронно-лучевого осциллографа

Канал вертикального отклонения

Состоит из входного устройства и усилителя (рис. 10.5). Основными характеристиками канала являются:

а) чувствительность – отношение видимого отклонения луча Н к поданному на вход канала напряжению U

(10.3)

Ее можно определить из формулы

(10.4)

где – чувствительность канала, мм/мВ; К – коэффициент передачи канала; – чувствительность ЭЛТ к вертикальному отклонению, мм/В.

Величину, обратную чувствительности, называют коэффициентом отклонения;

б) полоса пропускания. При оценке свойств канала вертикального отклонения осциллографа интересуются главным образом полосой пропускания канала, полагая, что фазочастотная характеристика в этой полосе линейна;

в) входное активное сопротивление и входная емкость .

Входное устройство. По схеме входной цепи канала Y различают осциллографы с открытым и закрытым входом. Открытым называют вход, при котором возможна передача постоянного тока через входную цепь прибора (рис. 10.5, а). Закрытый вход – вход, не пропускающий постоянной составляющей тока. Для его схемы характерно наличие разделительного конденсатора (рис. 10.5, б). Обозначают схему входа либо так, как показано на рис. 10.5, либо значками – (открытый вход) и ~ (закрытый вход).

Входное устройство канала вертикального отклонения состоит из аттенюатора, эмиттерного или катодного повторителя и линии задержки.

Аттенюатор или делитель напряжения (рис. 10.6, а) предназначается для регулировки чувствительности канала путем ослабления сигнала, имеет постоянный коэффициент передачи в широком диапазоне частот и обеспечивает высокое входное сопротивление канала Y. С помощью переключателя можно получать несколько значении коэффициента передачи напряжения, например, 1:1, 1:2, 1:5, 1:10, 1:20, 1:50, 1:100.

Рис. 10.5. Обозначения вида входа осциллографа на его передней панели	Рис. 10.6. Узлы входного устройства осциллографа

Схема, изображенная на рис. 10.6, а, отличается стабильностью коэффициента передачи аттенюатора в широкой полосе частот, что важно при исследовании коротких импульсных сигналов. Погрешность коэффициента передачи обычно меньше ±10 %.

Активное входное сопротивление у большинства осциллографов
0,5 – 1 МОм (за исключением низкоомного входа). Входная емкость составляет несколько десятков пикофарад.

Эмиттерный (катодный) повторитель обычно собирают таким образом, что нагрузкой служит линия задержки (рис. 10.6, б). На конце этой линии включены нагрузочный резистор, сопротивление которого согласовано с волновым сопротивлением линии, и потенциометр для плавной регулировки напряжения, подаваемого на вход усилителя вертикального отклонения.

Усилители вертикального отклонения. Для исследования слабых сигналов предусмотрены усилители, повышающие чувствительность канала. Необходимый коэффициент усиления определяется требуемой максимальной чувствительностью канала. Многие осциллографы применяются для исследования напряжения в широком диапазоне частот и импульсов малой длительности. Их усилители вертикального отклонения выполняют широкополосными. Схемные решения усилителей обусловлены требованиями к полосе пропускания. В случаях, когда полоса сигнала должна превышать
10 МГц, приемлема схема усилителя на резисторах с простой коррекцией по высокой и низкой частоте. Такие усилительные каскады имеют достаточно равномерную амплитудно-частотную характеристику в полосе от единиц герц до 10 МГц. Более широкая полоса пропускания (20 – 30 МГц) достигается введением в подобные схемы усилителей сложной коррекции.

В некоторых осциллографах предусматривают возможность изменять полосу пропускания усилителя, устанавливая два оптированных значения. Одно из них соответствует максимальной полосе пропускания (например, 20 МГц) и называется широкой полосой, второе – во много раз меньше максимального (например, 2 МГц) – называются узкой полосой. Так как переход от узкой полосы к широкой достигается шунтированием нагрузочного резистора усилителя, то в режиме, соответствующем узкой полосе, чувствительность усилителя выше.

В приборах, предназначенных для осциллографирования коротких импульсов, применяют усилители с распределенным усилением, решающие задачу широкополосного усиления в полосе до 300 – 400 МГц.

Очень широкие эффективные полосы пропускания усилителей (единицы гигагерц) при относительно узких реальных полосах характерны для стробоскопических осциллографов.

Особенностью каскадов усилителей вертикального отклонения является симметричный выход, с помощью которого на отклоняющие пластины подаются симметричные относительно фиксированного уровня переменные напряжения.

Между выходными зажимами усилителя и входными зажимами вертикально отклоняющих пластин, как правило, имеется переключатель. Это расширяет возможности осциллографа: с одной стороны, имеется возможность подачи исследуемого сигнала непосредственно на вертикально отклоняющие пластины (минуя канал вертикального отклонения), с другой, – канал вертикального отклонения может быть использован как самостоятельный усилитель (ослабитель) с регулируемым усилением (ослаблением), однако выход у такого усилителя высокоомный.