Рис. 4
1, 2 - переключатели делителей канала Y; 3-6 - переключатели диапазонов частот (длительностей) развертки; 7 - переключатель режима развертки; 8 - регулятор синхронизации; 9 - переключатель вида синхронизации; 10 - переключатель входа канала Х; 11 - регулятор длины развертки; 12 - гнезда входа канала X; 13 - переключатель вида входа канала Y; 14 - разъем входа канала Y; 15 - регулятор перемещения луча по оси X; 16 - регулятор фокусировки; 17 - регулятор перемещения луча по оси Y; 18 - регулятор яркости луча и выключатель питания
Во-первых, это генератор развертки, выдающий пилообразное напряжение, частоту которого можно изменять кнопочными переключателями (кнопки 3–6 на лицевой панели осциллографа). Диапазон частот генератора весьма широк - от единиц герц до единиц мегагерц. Правда, около кнопок переключателей диапазонов проставлены значения длительности (продолжительности) пилообразных колебаний, а не их частоты. Поэтому нужно уметь переводить эту единицу измерений в частоту, и наоборот. Делают это по формулам: F = 1/Т и T = 1/F, где F - частота колебаний, а Т - длительность (или период) одного колебания.
Если частота выражена в герцах, то длительность получается в секундах; частота - в килогерцах (1 кГц = 1000 Гц), длительность - в миллисекундах (1 мс = 0,001 с); частота - в мегагерцах (1 МГц = 10 Гц), длительность - в микросекундах (1 мкс = 10 с).
К примеру, длительности 50 мс соответствует частота 1/0,05 = 20 Гц, а длительности 0,1 мкс - частота 1/10 = 10 = 10 МГц. В обоих примерах даны крайние диапазоны длительностей, которые можно устанавливать кнопочными переключателями осциллографа. Эти значения приведены по отношению к одному делению масштабной сетки - она прикреплена к экрану и содержит 8 делений по горизонтали и по вертикали (цена деления равна 5 мм).
Иначе говоря, максимальной длине развертки (8 делений) соответствует длительность пилообразных колебаний генератора развертки - 50 мс х 8 = 400 мс для первого примера и 0.1 мкс х 8 = 0,8 мкс - для второго. В первом случае на экране осциллографа можно наблюдать один период колебаний сигнала частотой 1:0,4 с = 2,5 Гц, во втором - 1:0,8 мкс = 1,25 МГц.
Подобный подсчет справедлив для синусоидальных колебаний или импульсных сигналов при равных длительностях импульса и паузы (рис. 5).
Если же длительность импульсов и пауз между ними различны, в формулу следует подставлять значение периода следования импульсов (период выражают теми же единицами, что и длительность).
С генератора развертки сигнал подается на усилитель канала горизонтального отклонения (канала X), необходимый для получения такой амплитуды пилообразного напряжения, при которой электронный луч отклоняется на весь экран. В усилителе расположены регулятор (11) длины линии развертки (иначе говоря, регулятор амплитуды выходного пилообразного напряжения) и регулятор (15) смещения линии развертки по горизонтали.
Канал вертикальной развертки состоит из входного аттенюатора (делителя входного сигнала), позволяющего выбирать нужную высоту рассматриваемого изображения в зависимости от амплитуды исследуемых колебаний, и из двух усилителей - предварительного и оконечного.
С помощью кнопки 2 входного аттенюатора амплитуду сигнала можно уменьшить в 100 раз. Более плавные изменения уровня сигнала, поступающего на оконечный усилитель, а значит, размера изображения на экране, получают с помощью кнопок 1 калиброванного переключателя диапазона напряжений. В итоге при максимальной чувствительности осциллографа в одном делении масштабной сетки "уместится" входной сигнал амплитудой 0,01 В (10 мВ). А максимальная амплитуда сигнала, которую можно наблюдать на экране трубки, составляет 300 В.
В оконечном усилителе этою канала, как и канала горизонтального отклонения, есть регулировка смещения луча (17), а значит, и изображения по вертикали. Зачем это бывает нужно (помимо установки луча на среднюю линию), станет ясно позже.
Кроме того, на входе канала вертикального отклонения стоит переключатель 13, с помощью которого можно либо подавать на усилитель (конечно, через аттенюатор) постоянную составляющую исследуемого сигнала, либо избавляться от нее включением разделительного конденсатора. Это, в свою очередь, позволяет пользоваться осциллографом как вольтметром постоянного тока, способным измерять постоянные напряжения примерно от 10 мВ до 300 В. Причем входное сопротивление "вольтметра" достаточно высокое - 1 МОм.
Когда выводы разделительного конденсатора замкнуты контактами переключателя, говорит, что вход осциллографа открытый, а когда они разомкнуты - закрытый.
О других регулировках
Вот вы и познакомились с некоторыми ручками управления на лицевой панели осциллографа. А теперь о других регулировках. Под переключателем 6 длительностей развертки расположен переключатель 7 режима работы развертки. Если кнопка переключателя отжата (максимально выступает над панелью), генератор развертки работает в автоматическом режиме - генерирует пилообразное напряжение заданной длительности. Если же кнопка переключателя нажата (утоплена внутрь), генератор переходит в ждущий режим, т. е. "ожидает" прихода входного сигнала, и с его появлением запускается. Этот режим бывает необходим при исследовании сигналов, появляющихся случайно, либо при исследовании параметров импульса, когда его передний фронт должен быть в начале развертки.
В автоматическом режиме работы случайный сигнал может появиться в любом месте развертки, что усложняет его наблюдение. Удобства ждущего режима вы сможете оценить во время импульсных измерений описываемым осциллографом.
Ниже переключателя 7 находится ручка синхронизации 8 ("СИНХР."), которую можно поворачивать от крайнего левого положения (знак "-") до крайнего правого (знак "+"). Это регулировка синхронизации развертки от сигнала соответствующей полярности. Для чего она нужна? Если между генератором развертки и сигналом нет никакой связи, то начинаться развертка и появляться сигнал будут в разное время, и изображение сигнала на экране осциллографа будет перемещаться либо в одну, либо в другую сторону в зависимости от разности частот сигнала и развертки.
Чтобы остановить изображение, нужно засинхронизировать генератор, т. е. обеспечить такой режим работы, при котором начало развертки будет совпадать с началом появления периодического сигнала (скажем, синусоидального). Причем синхронизировать генератор можно как от внутреннего сигнала (он берется с усилителя вертикального отклонения), так и от внешнего, подаваемого на гнезда 12 "ВХОД х /СИНХР./". Выбирают тот или иной режим кнопкой 9 "ВНУТР.-ВНЕШН." (при отжатой кнопке действует внутренняя синхронизация, при нажатой - внешняя).
Когда ручка 8 находится в крайнем левом положении ("-"), генератор развертки синхронизируется отрицательным сигналом (или полупериодом синусоидального напряжения), а в крайнем правом ("+") - положительным. В среднем положении ("0") ручки синхронизация выключается. Кроме того, при перемещении этой ручки изменяется амплитуда синхронизирующего сигнала, что также способствует получению устойчивой синхронизации.
И последняя кнопка - 10 ("РАЗВ.-ВХ.Х."). Когда она отжата, на вход усилителя канала горизонтального отклонения поступает пилообразное напряжение и на экране видна линия развертки. Когда же кнопка нажата, вход усилителя подключается к гнездам "ВХОД х /СИНХР./". Теперь горизонтальная линия развертки будет получаться только при подаче сигнала на указанные гнезда. Причем чувствительность этого канала равна примерно 0,5 В/дел., т. е. для отклонения луча на 8 клеток масштабной сетки на гнезда нужно подать сигнал амплитудой не менее 4 В.
Такой режим работы осциллографа бывает нужен, например, при исследовании частотных и фазовых соотношений гармонических колебаний так называемым методом фигур Лиссажу, когда одни колебания подают на вход Y осциллографа, а другие - на вход X. С этим методом мы встретимся во время практических работ.
На задней стейке осциллографа можно увидеть гнездо, около которого стоит обозначение треугольного импульса. На это гнездо выведен сигнал генератора горизонтального отклонения - он бывает нужен при специальных видах измерений, например, при снятии амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) усилителей.