Registratie van elektrische processen met behulp van elektronenstraal-oscilloscopen

Toepassing van kathodestraaloscilloscopen

Een elektronenbundel-oscilloscoop is een multifunctioneel meetinstrument waarmee u willekeurige, enkelvoudige aperiodische en periodieke elektrische processen visueel kunt waarnemen en vastleggen in het frequentiebereik van nul (gelijkstroom) tot gigahertz-eenheden. Naast de kwalitatieve beoordeling van de bestudeerde processen, kunt u met de oscilloscoop het volgende meten:

• amplitude en momentane waarde van stroom en spanning;

• tijdparameters van het signaal (duty cycle, frequentie, stijgtijd, fase, enz.);

• faseverschuiving; frequentie van harmonische signalen (methode van Lissajous-figuren en circulaire zwaai),

• amplitude-frequentie en fasekarakteristieken, enz.

Een oscilloscoop kan worden gebruikt als onderdeel van complexere meetapparatuur, bijvoorbeeld in brugschakelingen als nulorgaan, in frequentieresponsmeters, etc.

De hoge gevoeligheid van de oscilloscoop bepaalt de mogelijkheid om zeer zwakke signalen te bestuderen, en de hoge ingangsimpedantie veroorzaakt een klein effect op de modi van de bestudeerde circuits. Volgens afspraak zijn kathode-oscilloscopen onderverdeeld in universeel en algemeen gebruik (type C1), hoge snelheid en stroboscopisch (type C7), geheugen (type C8), speciaal (type C9), opname met opname op fotopapier (type H). Ze kunnen allemaal single-, double- en multi-beam zijn.

Oscilloscopen voor algemeen gebruik

Universele oscilloscopen zijn veelzijdig door het gebruik van vervangbare apparaten (bijvoorbeeld voorversterkers in C1-15). De bandbreedte is van 0 tot honderden megahertz, de amplitude van het onderzochte signaal is van tientallen microvolts tot honderden volts. Oscilloscopen voor algemeen gebruik worden gebruikt om laagfrequente processen, pulssignalen, te bestuderen. Ze hebben een frequentieband van 0 tot tientallen megahertz, de amplitude van het bestudeerde signaal van eenheden van millivolt tot honderden volt.

Hoge snelheid oscilloscopen

High-speed oscilloscopen zijn ontworpen om enkele en repetitieve pulssignalen op te nemen in een frequentieband in de orde van enkele gigahertz.

Stroboscoop-oscilloscopen

Stroboscooposcilloscopen zijn ontworpen voor het onderzoeken van repetitieve signalen met hoge snelheid in het frequentiebereik van nul tot gigahertz, waarbij de amplitude van het signaal wordt onderzocht van millivolt tot volt.

Opslag van oscilloscopen

Opslag-oscilloscopen zijn ontworpen om enkele en zelden herhalende signalen op te nemen. De bandbreedte is tot 20 MHz met de bestudeerde signaalamplitude van tientallen millivolt tot honderden volt. Afspeeltijd van een opgenomen beeld van 1 tot 30 minuten.

Om snelle en voorbijgaande processen op fotopapier vast te leggen, worden elektronenbundeloscilloscopen gebruikt met een foto-optische methode om de bundel over te brengen naar een opnamemedium, bijvoorbeeld H023. Hoge opnamesnelheid (tot 2000 m / s) en een groot bereik van geregistreerde frequenties (tot honderden kilohertz) maken het gebruik van deze oscilloscopen mogelijk, als het onmogelijk is om die te gebruiken met lichtstralen die een relatief lage opnamesnelheid hebben en bereik van geregistreerde frequenties. De belangrijkste technische kenmerken van de oscilloscopen H023 en H063 staan ​​vermeld in de naslagwerken.

Toepassing van lichtbundel-oscilloscopen

Om snelle processen zichtbaar vast te leggen, zijn de meest voorkomende lichtstraal-oscilloscopen met opname op speciaal oscillografisch fotopapier dat gevoelig is voor ultraviolette stralen.

Het belangrijkste voordeel van lichtbundel-oscilloscopen is de mogelijkheid om een ​​zichtbare opname te verkrijgen in rechthoekige coördinaten in een groot dynamisch bereik (tot 50 dB). De werkfrequentieband van lichtstraaloscilloscopen is niet hoger dan 15.000 Hz, de maximale opnamesnelheid voor lichtstraaloscilloscopen is maximaal 2000 m / s, voor elektrografisch verlichte lichtstralen 6-50 m / s. Voor de gelijktijdige observatie en registratie van verschillende elektrische processen hebben oscilloscopen verschillende oscillografische galvanometers (meestal een magneto-elektrisch systeem), waarvan het aantal kan oplopen tot 24 (in een oscilloscoop H043.2) en meer.

Oscillografie kan worden uitgevoerd op UV-fotopapier of fotografische film met chemische fotografische ontwikkeling.Oscillografie op UV-papier wordt uitgevoerd door een kwiklamp met directe lichtontwikkeling, wat het oscillografieproces aanzienlijk versnelt, en wordt gebruikt in gevallen waarin u bijvoorbeeld een test-oscillogram moet verkrijgen. Het nadeel van UV-fotopapier is dat de daarop verkregen oscillogrammen na verloop van tijd aan contrast verliezen door het donker worden van de achtergrond. De gevoeligheid van het fotopapier en de helderheid van de verlichting moeten even hoog worden gekozen als de snelheid van de oscillografie en worden ingesteld door testoscillogrammen te nemen.

Oscilloscopen zijn meestal uitgerust met galvanometers met verschillende werkfrequentiebanden. Bij gebruik van een galvanometer waarvan de werkfrequentie onbekend is, kan de bovengrens van de frequentie gelijk worden gesteld aan de helft van de natuurlijke frequentie van de galvanometer. De eigenfrequentie van de galvanometer wordt daarop aangegeven door een streepje achter de typeaanduiding. Standaard shuntboxen en extra weerstanden worden gebruikt om de bedrijfsstroom van de galvanometer te beperken. Voor oscillografische gevallen van hoge stromen (meer dan 6 A) of hoge spanningen (meer dan 600 V) worden meestal instrumenttransformatoren gebruikt.

Om de grootste zwaai van de straal op het oscillogram te krijgen (70-80% van de breedte van het gebruikte papier), moet u een galvanometer kiezen waarvan de bedrijfsstroom dicht bij het maximum ligt.

De meest gebruikte soorten lichtstraal-oscilloscopen en hun technische basisgegevens worden gegeven in naslagwerken.