Осциллографы. Классификация. Принцип работы универсального осциллографа.

Осцилло́граф (лат. oscillo — качаюсь + греч.γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения,записи;измерения)амплитудных ивременны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, либо непосредственно на экране, либо записываемого на фотоленте.

Современные осциллографы позволяют исследовать сигнал гигагерцовыхчастот. Для исследования более высокочастотных сигналов можно использовать электронно-оптические камеры.

Классификация. По назначению и способу вывода измерительной информации:

Осциллографы с периодической развёрткой для непосредственного наблюдения формы сигнала на экране (электронно-лучевом, жидкокристаллическом и т. д.) — в зап.-европ. языках oscilloscop(e)

Осциллографы с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовый осциллограф) — в зап.-европ. языкахoscillograph

По способу обработки входного сигнала: Аналоговый, Цифровой.

По количеству лучей: однолучевые, двулучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16-ти и более (n-лучевой осциллограф имеет nное количество сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов).

Осциллографы с периодической развёрткой делятся на: универсальные (обычные), скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут сочетать возможность использования разных функций.

Принцип действия. Исследуемый сигнал как функция времени изображается в прямоугольной системе координат, абсциссой которой является время, а ординатой – мгновенное значение сигнала. Две пары пластин ЭЛТ отклоняют луч в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для получения равномерной шкалы оси времени необходимо, чтобы луч отклонялся в горизонтальном направлении с постоянной скоростью. Для этого к горизонтально отклоняющим пластинам подводится линейно изменяющееся (пилообразное) напряжение. Исследуемый сигнал подводится к вертикально отклоняющим пластинам. В результате траектория луча на экране образует осциллограмму, соответствующую форме исследуемого сигнала.

Измерение формы сигнала. Структурная схема и принцип работы универсального осциллографа.

Принцип действия. Исследуемый сигнал как функция времени изображается в прямоугольной системе координат, абсциссой которой является время, а ординатой – мгновенное значение сигнала. Две пары пластин ЭЛТ отклоняют луч в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для получения равномерной шкалы оси времени необходимо, чтобы луч отклонялся в горизонтальном направлении с постоянной скоростью. Для этого к горизонтально отклоняющим пластинам подводится линейно изменяющееся (пилообразное) напряжение. Исследуемый сигнал подводится к вертикально отклоняющим пластинам. В результате траектория луча на экране образует осциллограмму, соответствующую форме исследуемого сигнала.

Обзор методов измерения фазового сдвига

Фазовый сдвиг –модуль разности начальных фаз.

Знание фазового сдвига позволяет выявить причины искажения сигнала.

Методы:

-осциллографический;

-метод преобразования фазового сдвига во временной интервал и в напряжение;

-цифровые методы.

Осциллографические методы

Метод линейной развертки

Исследуемые сигналы U₁ и U₂ подают на входы каналов вертикального отклонения двухканального осциллографа Y₁ и Y₂ и получают осциллограмму этих сигналов

Метод синусоидальной развертки (фигур Лиссажу).

Если в ЭО установить режим внешней развертки и подать на входы X и Y сигнолы, между которыми необходимо измерить фазовый сдвиг, то на экране осциллографа можно получить фигуру Лиссажу (см. рисунок):

Измерение линейных размеров фигуры позволяет вычислить фазовый сдвиг:

Измерение фазового сдвига с преобразованием его во временной интервал и напряжение.

Метод реализуют с помощью следующей структурной схемы:

ФУ_1,2 – формирующие устройства, которые формируют из гармонического сигнала сигнал с крутыми фронтами.

ФУ₃ – формирующее устройство для формирования сигнала с калиброванным пиковым значением U_Р.

ФНЧ – фильтр нижних частот для выделения постоянной составляющей сигнала U_СР.

ЦВ – цифровой вольтметр постоянного напряжения.

БФ – блок формирования временного интервала D tj.

На рисунке показаны временные диаграммы сигналов в разных точках структурной схемы:

Среднее значение напряжения на выходе ФНЧ определяется выражением:

Цифровой фазометр с времяимпульсным преобразованием за 1 период.

Структурная схема такого фазометра имеет вид:

Г_П - генератор коротких импульсов с частотой следования f_Г;

Вр. Сел. – временной селектор (электронный ключ, электронный коммутатор);

Сч – счетчик импульсов;

Тг – триггер;

Ар.Ус. – арифметическое устройство;

БФ – блок формирования интервала D tj (см. предыдущую схему).

Выразим фазовый сдвиг через показания счетчика: здесь k – коэффициент пропорциональности.

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: