Elektronische oscilloscopen en hun gebruik

In elektronische oscilloscopen kun je op het scherm de krommen van verschillende elektrische en impulsprocessen waarnemen, variërend in frequentie van enkele hertz tot tientallen megahertz.

Elektronische oscilloscopen kunnen verschillende elektrische grootheden meten, een familie van kenmerken van halfgeleiderapparaten verkrijgen, hysteresislussen van magnetische materialen, bepaal de parameters van elektronische apparaten en voer vele andere onderzoeken uit.

Elektronische oscilloscopen zijn aangesloten op een wisselspanning van 127 of 220 V, met een frequentie van 50 Hz, en sommige kunnen bovendien worden gevoed door een wisselspanningsbron van 115 of 220 V, een frequentie van 400 Hz, of via een constante spanningsbron van 24 V, ingeschakeld door op de «NETWORK»-knop te drukken (fig. 1).

Rijst. 1. Voorpaneel van C1-72 elektronische oscilloscoop

Door aan de twee corresponderende knoppen linksonder op het voorpaneel van het apparaat te draaien, kunt u de helderheid en focus aanpassen om een ​​kleine gloeiende vlek met een scherpe contour op het scherm te krijgen, die niet lang stil kan blijven staan , om schade aan het kathodestraalbuisscherm te voorkomen.

Deze locatie kan eenvoudig overal op het scherm worden verplaatst door aan de knoppen te draaien waar zich dubbelzijdige pijlen bevinden. Het is echter beter om, voordat u de oscilloscoop op een stroombron aansluit, de bedieningselementen zo te rangschikken dat u in plaats van een punt op het scherm onmiddellijk een gloeiende horizontale lijn krijgt om te scannen, waarvan de helderheid, focus en locatie op het scherm kan worden aangepast aan de vereisten van het experiment door aan de overeenkomstige knoppen te draaien.

Een testspanning (T) wordt geleverd door een verbindingskabel naar "INPUT Y", die zijn stroom levert aan de ingangsspanningsdeler bestuurd door "AMP Y" en vervolgens aan de verticale straalafbuigversterker. Als eerder een vast punt op het scherm scheen, verschijnt er nu een verticale strook op, waarvan de lengte recht evenredig is met de amplitude van de bestudeerde spanning.

Het inschakelen van de zaagtandspanningsgenerator ingebouwd in de oscilloscoop, verbonden met de elektronenbundelbuis via een horizontale bundelafbuigversterker met versterking aangepast door te draaien aan de schakelknop in de rechterbovenhoek van het voorpaneel van het apparaat, verandert de sweepduur en zorgt ervoor dat er een gebogen beeld op je scherm verschijnt (T).

In het geval dat voordat de oscilloscoop werd ingeschakeld, de bedieningselementen waren ingesteld op posities die ervoor zorgen dat er een horizontale reinigingslijn verschijnt, gaat de toevoer van de onderzochte spanning naar "INPUT Y" gepaard met het verschijnen op het scherm van dezelfde curve en jij (T). De onbeweeglijkheid van de bestudeerde spanningscurve wordt bereikt door op een van de knoppen van de synchronisatie-eenheid te drukken en door overeenkomstig aan de STABILITY- en LEVEL-knoppen te draaien. Een transparante schaal die het CRT-scherm bedekt, vergemakkelijkt de nodige verticale en horizontale metingen.

Functioneel diagram van de oscilloscoop:

Met de meeste elektronische oscilloscopen kunt u gelijktijdig twee geteste spanningen toepassen op respectievelijk de Y- en X-ingangen, als u eerder op de «INPUT X»-knop drukt.

Met twee sinusvormige spanningen met dezelfde frequenties en amplitudes, in fase verschoven ten opzichte van elkaar met a, verschijnen Lissajous-figuren op het scherm (Fig. 2), waarvan de vorm afhangt van de faseverschuiving α = arcsin B / A,

waarbij B de ordinaat is van het snijpunt van de Lissajous-figuur met de verticale as; A is de ordinaat van het bovenste punt van de Lissajous-figuur.

Rijst. 2. Lisague-figuren met twee sinusvormige spanningen van dezelfde frequenties en gelijke amplitudes, in fase verschoven met α.

De aanwezigheid van een enkele bundel in de elektronenbundelbuis is een belangrijk nadeel van de oscilloscoop, die de gelijktijdige waarneming van meerdere processen op het scherm uitsluit, wat wordt geëlimineerd door een elektronische schakelaar te gebruiken.

Tweekanaals elektronische schakelaars hebben twee ingangen met één gemeenschappelijke aansluiting en één uitgang die is aangesloten op de ingang van de elektronische oscilloscoop. Wanneer de schakelaar werkt, worden de ingangen automatisch één voor één aangesloten multivibrator naar de Y-ingang, waardoor beide spanningscurven die aan de schakelingangen worden toegevoerd gelijktijdig op het oscilloscoopscherm worden waargenomen. Afhankelijk van de schakelfrequentie van de ingangen worden de curven op het scherm weergegeven als onderbroken of ononderbroken lijnen. Om de gewenste schaal van de curven te verkrijgen, worden spanningsdelers geïnstalleerd aan de ingangen van de schakelaars.

Vierkanaals elektronische schakelaars hebben vier bi-clamp-ingangen met spanningsdelers en één uitgang die wordt aangesloten op de Y-ingang van een elektronische oscilloscoop waarmee u tegelijkertijd vier curven op het scherm kunt zien. Elektronische schakelaars hebben meestal knoppen om de golfvormen op en neer te bewegen op het oscilloscoopscherm, waardoor ze kunnen worden gepositioneerd volgens de vereisten van het experiment.

Gelijktijdige waarneming van meerdere curven is ook mogelijk met multibeam-oscilloscopen, waarbij de kathodestraalbuis meerdere elektrodesystemen heeft die bundels creëren en sturen.

Elektronische oscilloscopen maken het niet alleen mogelijk om verschillende stationaire periodieke processen op het scherm te observeren, maar ook om oscillogrammen van verschillende snelle processen te fotograferen.

Tegenwoordig worden analoge oscilloscopen vervangen door oscilloscopen met digitale opslag, die serieuzere functionele en metrologische mogelijkheden hebben.

Digitale opslag-oscilloscopen zijn aangesloten op een personal computer of laptop via een parallelle LPT- of USB-poort en gebruiken de mogelijkheden van een computer om elektrische signalen weer te geven. De meeste modellen hebben geen extra stroom nodig.

Alle standaardfuncties van de oscilloscoop worden uitgevoerd met behulp van speciale programma's die op een computer draaien, d.w.z.het computerscherm wordt gebruikt als een oscilloscoopscherm. Deze oscilloscopen hebben een zeer hoge gevoeligheid en bandbreedte.

Rijst. 3. Opslag digitale oscilloscoop ZET 302

Rijst. 4. Programma voor het werken met een digitale oscilloscoop

De digitale opslag-oscilloscoop is eigenlijk een speciale bijlage bij een computer, hij neemt veel minder werkruimte in beslag in vergelijking met analoge modellen, omdat de functies van het verwerken en weergeven van het signaal worden overgebracht naar een gewone computer. De werking van een digitale opslag-oscilloscoop wordt alleen beperkt door de werking van een computer.

Algemene controle van de volgorde van werking van de knooppunten van de digitale oscilloscoop wordt uitgevoerd door een microprocessor. Functioneel diagram Een digitale oscilloscoop bevat een aantal computerspecifieke componenten. Het is in de eerste plaats een microprocessor, digitale besturingscircuits en geheugen.

Software voor digitale oscilloscopen kan veel functies uitvoeren die niet typerend zijn voor een lichtstraal-oscilloscoop, zoals het middelen van een signaal om het vrij te maken van ruis, snelle Fourier-transformatie om spectrogrammen van het signaal te verkrijgen, en meer.