Для изучения изменения сигнала с течением времени необходимо подать напряжение на горизонтально отклоняющие пластины. Напряжение для отклонения луча в горизонтальном направлении подается с выхода канала "Х", содержащего генератор развертки, устройство синхронизации, предварительный (на структурной схеме не показан) и оконечный усилители Х.
Генератор развертки вырабатывает пилообразное (линейно изменяющееся напряжение), которое предназначено для равномерного перемещения луча вдоль оси Х от левого до правого края экрана, а затем быстрого возвращения его в крайнее левое положение.
За время Т пр. луч перемещается по горизонтали слева – направо.
За время Т обр. луч возвращается к началу строки и за это время обратный ход луча гасит, таким образом, на экране получают горизонтальную прямую линию.
Обратный ход луча на экране соответствует участкам быстрого изменения пилообразного напряжения.
Частоту напряжения, вырабатываемого генератором развертки, можно ступенчато и плавно менять в достаточно больших пределах (как правило, от 10 Гц до 1 МГц и более).
Если напряжение на входе “У” равно нулю, но включен генератор развертки, на экране будет видна горизонтальная линия. При наличии двух напряжений одновременно (входного и с генератора развертки) на экране будет видна осциллограмма исследуемого сигнала.
Оконечный усилитель канала Х предназначен для усиления напряжения развертки или внешнего сигнала до значения, достаточного для отклонения луча в пределах экрана по горизонтали.
Канал Z в основном предназначен для подсветки прямого хода развертки и гашения луча во время обратного хода. Канал Z позволяет модулировать яркость изображения внешним модулирующим сигналом.
Встроенные в осциллограф калибраторы повышают точность измерения частоты и амплитуды сигнала. Калибратор представляет собой генератор напряжения с известной амплитудой и частотой. Чаще всего используются постоянные напряжения и напряжения в виде меандра (прямоугольные импульсы напряжения со скважностью равной двум, т.е. длительность импульса равна длительности паузы).
Согласование частоты генератора развертки с частотой исследуемого сигнала обеспечивает блок синхронизации. Существует три варианта синхронизации: внешняя, внутренняя и от сети.
Синхронизация – это совпадения с начальных фаз напряжения развёртки и исследуемого сигнала. Синхронизации добиваются с помощью специальной ручки «синхронизация», расположенной на панели осциллографа.
Синхронизацию от сети применяют для исследования сигналов, частота которых равна или кратна частоте питающей сети (50 Гц). Наиболее часто используют внутреннюю синхронизацию. В этом случае часть исследуемого напряжения подается в блок синхронизации, в котором вырабатываются импульсы, управляющие работой генератора развертки. Исследуемое напряжение как бы “навязывает” свой период генератору развертки.
Для наблюдения одновременно двух сигналовприменяют двухканальные и двухлучевые осциллографы:
- двухканальный осциллограф содержит два канала вертикального отклонения и электронный переключатель, который попеременно подает выходные сигналы каналов I и II на одни и те же вертикально отклоняющие пластины обычной электронно-лучевой трубки.
- двухлучевой осциллограф имеет специальную э лектронно-лучевую трубку с двумя лучами. Ее конструкция состоит из стеклянной колбы, внутри которой помещены две раздельные электронно-оптические системы и соответственно две независимые системы отклоняющих пластин. Совокупность этих систем образует два электронных луча, действующих на один общий экран, что позволяет наблюдать одновременно две осциллограммы.
В осциллографе два полностью независимых канала вертикального отклонения: каждый содержит все узлы канала У однолучевого осциллографа —от входных зажимов до «своей» пары вертикально отклоняющих пластин.
В результате на экране получают 1 период исследуемого сигнала. Чтобы получить несколько периодов необходимо, чтобы Т р = n Т с. n = 1,2,3… - количество периодов
| t=t1 UРАЗВ=Umax (точка 1;1) t=t2 UРАЗВ=0,25Umax (точка 2;2) t=t3 UРАЗВ=0 (точка 3;3) t=t4 UРАЗВ=0,75max (точка 4;4) t=t5 UРАЗВ=Umax (точка 5;5) t=t6 UРАЗВ=0 (точка 3;6) |
Рис. 18. Получение изображения на экране осциллографа при работе генератора развертки