4.4 Органы управления осциллографом

На передней панели осциллографа (рис.11) расположены:

1. Экран ЭЛТ.

2.  - Ручка регулировки фокусировки луча ЭЛТ.

3. ☼ - Ручка регулировки яркости луча ЭЛТ.

4. Переключатель коэффициента отклонения канала Y.

5. Ручка плавной регулировки коэффициента отклонения канала Y, крайнее правое положение - калиброванное значение коэффициента отклонения.

6. ↕ - Ручка смещения луча ЭЛТ по вертикали.

7. Ручка плавной регулировки длительности развертки, крайнее правое положение - калиброванное значение развертки.

8. ↔ - Ручка смещения луча ЭЛТ по горизонтали.

9. Ручка регулировки уровня синхронизации запуска развертки.

10. Переключатель коэффициента развертки.

11. Вход внешней синхронизации развертки (вход X).

12. Переключатель выбора источника синхронизации.

13. Переключатель выбора полярности синхросигнала и включения режима XY.

14. Переключатель выбора режима работы развертки.

15. Переключатель вида входа канала Y.

16. Вход канала Y.

17. Выход калибратора.

18. Кнопка включения питания. выключатель питания 220 В,

19. Индикатор включения сети.

На задней панели осциллографа расположен разъем «СЕТЬ» (3), предназначенный для подключения сетевого кабеля, сетевые вставки плавкие, винты фиксации ЭЛТ (1), регулировочный винт для совмещения линии развертки ЭЛТ со шкалой (2).

ПРИМЕЧАНИЕ. Условное обозначение:

— кнопка нажата

— кнопка отжата.

4.5 Принцип работы цифрового осциллографа

Цифровой осциллограф использует абсолютно другой принцип работы (рисунок 12а). Входной сигнал, в размере выбранного кадра, пройдя все входные усилители и аттенюаторы поступает на АЦП, где преобразуется в цифровую форму и поступает во внутреннюю память для дальнейшей обработки (привязка к развертке, вывод на экран, измерение параметров и т. д.), время этой обработки достаточно велико по сравнению со временем кадра, задержка при выводе на экран получается достаточно большая, часть информации об изменении сигнала между кадрами теряется (рисунок 12б). Это один из главных недостатков всех цифровых осциллографов. Основной способ борьбы с этим недостатком – использование памяти большего объема, чтобы увеличить размер «кадра» (рисунок 12в).

а)

б)

в)

Рисунок 12 Принцип работы цифрового осциллографа

К достоинствам цифровых осциллографов относят легкость сопряжения с вычислительной техникой, возможность запоминания фрагментов сигнала, различные виды автоматических измерений (обработка сигнала, спектральный анализ, различные преобразования «на лету»).

Основным параметром любого осциллографа является полоса пропускания – диапазон частот сигналов, исследование которых возможно на данном типе осциллографа, на котором амплитуда входного сигнала, поддерживаемой стабильной по уровню, уменьшится на экране осциллографа на 3 dB (или до уровня 0,7 от начальной амплитуды). Другой немаловажный параметр – разрядность АЦП. Чаще всего в цифровых осциллографах используются восьмиразрядные АЦП (256 отсчетов по амплитуде), что вполне достаточно для исследования сигнала.

4.6 Физические процессы в электронно-лучевой трубке: электрический ток в вакууме; термоэлектронная эмиссия

Основной элемент электронного осциллографа является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), в которой создано высокое разрежение, т.о. протекание электрического тока в ЭЛТ ни что иное, как протекание тока в вакууме. Практически важным типом несамостоятельного разряда является ток в вакуумных приборах, где давление понижено до состояния технического вакуума, когда можно не считаться с остатками газа (хотя даже при наилучших современных разрежениях -10^-11 Па — еще остается громадное число молекул, порядка 10¹⁰ м^-3).

Для получения разряда необходимо ввести в вакуум заряженные частицы. Обычно это электроны, освобождаемые из катода либо при его нагревании (термоэлектронная эмиссия), либо при освещении подходящим по составу светом (фотоэмиссия).

Явление термоэлектронной эмиссии было открыто Т. А. Эдисоном (1847—1931) в 1887 г.