Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше
Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ОСЦИЛЛОГРАФ
Осциллограф представляет собой очень полезный и наиболее широко распространенный измерительный прибор. При обычном применении он позволяет «видеть» напряжения в схеме в виде функции времени. Запуск прибора производится всегда в определенной точке сигнала, поэтому мы имеем возможность наблюдать стационарное изображение. Для того чтобы объяснить, как работает прибор, мы изобразили его блок-схему (рис. ) и типовую переднюю панель (рис. ). Осциллограф, который мы здесь опишем, обычно называют двухлучевым осциллографом с входом по постоянному току и внешним запуском. Существуют специальные телевизионные осциллографы и им подобные, существуют также осциллографы старых выпусков, которые нельзя использовать для проверки современных электронных схем.
Вертикальное отклонение луча
Если говорить о входах для сигналов, то в большинстве осциллографов предусмотрены два канала; это очень удобно, так как часто интерес представляет соотношение между сигналами. В каждом канале имеется калиброванный переключатель усиления, с помощью которого устанавливается масштаб ВОЛЬТ/ДЕЛЕНИЕ на экране осциллографа. Предусмотрена также ручка ПЕРЕМЕННОГО усиления (концентричная с переключателем коэффициента усиления), которая позволяет установить сигнал в таком виде, чтобы он занимал определенное число делений. Предупреждение: при измерении напряжений ручка установки переменного усиления должна обязательно находиться в положении КАЛИБР! Об этом часто забывают.
Рис. А.1.
Рис. А.2.
В более совершенных моделях осциллографов предусмотрены индикаторные лампы, которые указывают, что ручка регулировки переменного усиления не находится в положении КАЛИБР.
Осциллограф имеет связи по постоянному току, и это очень важно: на экране отображается сигнал напряжения постоянного тока и только. Однако иногда интерес может представлять небольшой переменный сигнал, имеющий большое смещение в виде неизменного напряжения постоянного тока; в этом случае можно переключить вход на связь по переменному току, при этом последовательно со входом подключится конденсатор, постоянная времени которого равна примерно 0,1 с. В большинстве осциллографов имеется также заземленный вход, который позволяет определить, где находится на экране уровень 0 В. (В положении ЗЕМЛЯ сигнал не закорачивается на землю, а просто отключается от осциллографа, вход которого заземляется.) Входы осциллографа обычно обладают высоким импедансом (параллельное соединение сопротивления и емкости , как и должно быть в хорошем приборе для измерения напряжения. Универсальным и точным значением для входного сопротивления является , при этом можно использовать высокоомные щупы (об этом речь пойдет ниже); к сожалению, стандартизованного значения для параллельной емкости нет, и это вызывает некоторые неприятности при замене щупов.
В усилителях вертикального отклонения предусматривают возможность управления положением луча и возможность инвертирования сигнала по крайней мере на одном из каналов, а также переключатель ВХ. РЕЖИМ.
Последний позволяет наблюдать сигнал в любом из каналов, их сумму (разность при инвертировании сигналов) или оба канала сразу. Для наблюдения сигналов в обоих каналах предназначены два режима: ЧЕРЕДОВАНИЕ, когда при следующих друг за другом развертках отображаются сигналы с альтернативных входов; режим МЕТКИ, при котором луч быстро перемещается МГц) туда и обратно между двумя сигналами. Режим ЧЕРЕДОВАНИЕ, как правило, предпочтительнее, за исключением наблюдений слабых сигналов. Иногда, для того чтобы убедиться в правильности своих наблюдений, полезно пронаблюдать сигналы и в том, и в другом режиме.
Горизонтальное отклонение луча
Сигнал вертикальной резвертки подается на схему вертикального отклонения и перемещает луч вверх и вниз по экрану. Сигнал горизонтальной развертки создается внутренним генератором пилообразного напряжения, обеспечивающим отклонение, пропорциональное времени. Как и для усилителей вертикального отклонения, здесь предусмотрены калиброванный переключатель ВРЕМЯ/ДЕЛЕНИЕ и концентрическая с ним ручка ПЕРЕМЕННОГО усиления; сформулированное ранее предупреждение распространяется и на этот случай. Осциллографы в большинстве снабжены ручкой УСИЛЕНИЕ (по горизонтали), один из входных каналов может быть использован для внешнего задания горизонтального отклонения (при этом получаются, например, всем известные и, как правило, бесполезные фигуры Лиссажу, которые любят авторы элементарных учебников и создатели научно-фантастических фильмов).
Схема запуска
Мы подошли к самому интересному - к схеме запуска. Мы уже познакомились с сигналами вертикального отклонения и горизонтальной развертки; они необходимы для построения графика зависимости напряжения от времени. Но если сигнал горизонтальной развертки не будет перехватывать входной сигнал каждый раз в одной и той же точке (при условии, что входной сигнал является периодическим), то изображение будет представлять собой сплошную путаницу - входное колебание будет накладываться само на себя в различные моменты времени. Схема запуска позволяет выбрать УРОВЕНЬ и НАКЛОН или , определяющие момент начала развертки. Посмотрите на переднюю панель прибора, и вы увидите, что существует несколько вариантов выбора сигналов, поступающих на вход схемы запуска и несколько вариантов выбора режима ее работы. В НОРМАЛЬНОМ режиме развертка начинается только в том случае, когда выбранный сигнал проходит через установленную вами точку запуска и изменяется в выбранном направлении (имеется в виду заданный НАКЛОН). На практике, регулируя уровень, добиваются стабильного изображения. В режиме внутреннего запуска (АВТО) в отсутствие сигнала развертка начинает «бегать»; этот режим хорошо использовать в тех случаях, когда сигнал может уменьшаться до малых значений, так как изображение не будет пропадать и не будет возникать впечатление, что сигнал исчез. Этот режим является самым подходящим, если рассматривается совокупность различных сигналов и нет желания каждый раз производить установку схем запуска. ОДНОКРАТНАЯ РАЗВЕРТКА используется для непериодических сигналов. В режиме ЛИНИЯ развертка запускается от сети переменного тока; этот режим используется в тех случаях, когда интерес представляют фон или пульсации в схеме. ВНЕШНИЕ входы схемы запуска используют в тех случаях, когда наряду с некоторым интересующим вас «грязным» сигналом имеется чистый сигнал, имеющий такую же скорость изменения; к такому режиму часто прибегают в тех случаях, когда на схему подается некоторый испытательный входной сигнал или в цифровых схемах, работа которых синхронизируется тактовыми импульсами. Для наблюдения комбинированных сигналов полезны различные виды связи; например, предположим, что необходимо рассмотреть звуковой сигнал с частотой порядка нескольких килогерц, на который накладываются отдельные выбросы. В режиме ПОДАВЛЕНИЕ ВЧ ко входу схемы запуска подключается фильтр НЧ, предотвращающий запуск схемы по этим выбросам. Если именно выбросы представляют для вас интерес, то можно сделать так, чтобы схема запускалась как раз по ним - для этого служит режим ПОДАВЛЕНИЕ НЧ.
Во многих осциллографах предусмотрены ручки ПОИСК ЛУЧА и ПРОСМОТР СИГНАЛА ЗАПУСКА. Поиск луча полезен в тех случаях, когда вы не можете найти осциллограмму; этот режим особенно по душе начинающим. В режиме просмотра сигнала запуска на экране отображается сигнал запуска; этот режим особенно удобен при внешнем запуске.
Подсказки начинающим
Для того чтобы осциллограф был послушным инструментом в ваших руках, начиная работу, вспомните следующие практические советы. Прежде всего осциллограф нужно включить; для схемы запуска установите режим АВТО, СВЯЗЬ ПО ПОСТ. ТОКУ, КАН1. Для скорости развертки установите значение , а усиление выключите (получим -кратное усиление). Заземлите входы схемы вертикального отклонения, задайтесь яркостью и вращайте ручку управления отклонением по вертикали до тех пор, пока на экране не появится горизонтальная линия (если это вызовет затруднения, попробуйте воспользоваться режимом поиска луча). Предупреждение: в некоторых осциллографах, например типа Tectronix 400, режим автоматической внутренней развертки нельзя установить, если не отрегулирован должным образом уровень запуска. После этого можно подать сигнал, отключить вход от земли и начать манипулировать со схемой запуска. Чтобы ближе познакомиться с осциллографом, посмотрите, каким будет изображение на его экране, когда коэффициент усиления вертикального отклонения имеет очень большое значение, когда скорость развертки очень велика или очень мала и когда схема запуска плохо отрегулирована.
Щупы
Входная емкость осциллографа по отношению к испытываемой схеме может быть слишком велика, особенно если учесть экранированный соединительный кабель. Полное входное сопротивление (параллельное соединение сопротивления и емкости или около того) часто оказывается слишком низким для чувствительных схем и нагружает их, образуя делитель напряжения. Хуже того, иногда эта емкость вызывает неправильную работу схемы и даже приводит к возникновению автоколебаний! Очевидно, что в подобных случаях осциллограф ведет себя, «как слон в посудной лавке», по отношению к рассматриваемой схеме, оказывая существенное влияние на ее рабюту.
Для того чтобы решить эту проблему, обычно используют высокоимпедансные щупы. Работу широко распространенного -кратного щупа иллюстрирует рис. А. 3. Для сигналов постоянного тока (вместе с осциллографом) образует просто -кратный делитель напряжения. Если отрегулировать так, чтобы его емкость была равна 1/9 части емкости параллельного соединения , то схема станет работать как -кратный делитель на всех частотах, а входной импеданс будет определяться параллельным соединением сопротивления и емкости в несколько пикофарад. На практике регулируют с помощью прямоугольных импульсов с частотой примерно , генератор которых предусмотрен во всех осциллографах и снимается с гнезда КАЛИБР, или РЕГ. ЩУПА. Емкость щупа регулируют до тех пор, пока на экране не будет получено изображение точной прямоугольной формы. Иногда регулировка щупа бывает ловко спрятана изготовителями; в некоторых конструкциях тело щупа надо поворачивать и фиксировать относительно второй, сочлененной с ним части. Один недостаток: с помощью -кратного ( ) щупа трудно рассматривать сигналы порядка нескольких милливольт; для таких измерений лучше использовать , который представляет собой обычный экранированный кабель с небольшой емкостью и необходимыми для щупа элементами (зажим с захватом, зажим «земля», удобная ручка и т.п.). -кратный должен быть стандартным и должен быть подключен к осциллографу с левой стороны, а -кратный должен использоваться по мере необходимости. В некоторых щупах возможно переключение на -кратный или -кратный режим.
Земля
Как и в большинстве измерительных приборов, сигнал на входе осиллографа оценивается относительно земли прибора (внешняя часть входного коаксиального разъема типа BNC), которая обычно электрически связана с корпусом. Последний в свою очередь соединяется с «землей» сети переменного тока через -жильный кабель питания. Это значит, что вы не можете измерять напряжение между двумя точками в схеме, а вынуждены измерять сигналы относительно этой земли.
В связи со сказанным отметим один важный момент: если подключить «землю» щупа осциллографа к точке в схеме, которая обладает некоторым потенциалом относительно земли, то эта точка будет в результате закорочена на землю. Для испытуемой это может иметь самые плачевные последствия; кроме того, есть схемы, для которых заземление крайне опасно (для бестрансформаторных электронных приборов, как, например, некоторые телевизоры). Если вам непременно нужно рассмотреть сигнал между двумя точками в схеме, то вы можете либо сделать осциллограф «плавающим» и поднять земляной провод (просто так этого делать не следует), либо произвести дифференциальное измерение. Для этого нужно, инвертировав сигнал в одном из входных каналов, использовать режим СУММИРОВАНИЕ (для некоторых осциллографов предусмотрены специальные модули, подключив которые можно непосредственно выполнять дифференциальные измерения).
Рис. А.3.
И еще одно замечание по поводу земли при измерении слабых и высокочастотных сигналов: убедитесь, что земля осциллографа и земля схемы, в которой вы проводите измерения, одинаковы. Лучше всего для этого соединить «землю» щупа непосредственно с «землей» схемы, а затем измерить щупом напряжение «земли» и убедиться, что сигнал отсутствует. Вся беда в том, что очень часто короткий конец «земля» на щупе бывает утрачен, поэтому храните все принадлежности щупа где-нибудь в одном месте.
Другие возможности осциллографа
Во многих осциллографах предусмотрена ЗАДЕРЖАННАЯ РАЗВЕРТКА; с помощью задержанной развертки можно наблюдать фрагмент сигнала, спустя некоторое время после запуска.
Задержку можно точно отрегулировать с помощью специальной многооборотной ручки, а вторую скорость развертки можно установить с помощью переключателя. В режиме задержки при ПОВЫШЕННОЙ ЯРКОСТИ весь сигнал отображается с первой скоростью развертки, а задержанный элемент имеет «вторую скорость развертки» и повышенную яркость; такой режим удобен во время наладки. В осциллографах с задержанной разверткой иногда предусматривают «смешанную развертку», в этом режиме изображение формируется сначала с одной скоростью развертки, а затем переключается на другую (обычно более высокую) скорость по истечении выбранной задержки. Задержанная развертка может начинаться сразу по истечении задержки или в следующий после задержки момент запуска; для управления запуском предусмотрены две схемы управления, благодаря которым две точки запуска можно устанавливать независимо друг от друга. (Ну путайте задержанную развертку с задержкой сигнала. Во всех осциллографах происходит задержка сигнала в канале, благодаря чему можно наблюдать событие, которое произвело запуск; оказывается, осциллограф позволяет нам заглядывать в недавнее прошлое!) Во многих современных осциллографах предусмотрена возможность управления задержкой запуска (ЗАДЕРЖКА СРАБАТЫВАНИЯ); при этом запуск запрещается на интервал времени, величина которого регулируется после каждого периода развертки. Этот режим очень удобен для наблюдения сложных сигналов без простой периодичности, характерной, скажем, для синусоидального сигнала. Типичным примером является цифровой сигнал, представляющий собой сложную последовательность единиц и нулей, для которого никаким иным способом нельзя добиться стабильного изображения (разве только путем регулировки верньера скорости развертки, а это предполагает отсутствие калиброванной развертки). Существуют также осциллографы с памятью, которые позволяют наблюдать неповторяющиеся события, и осциллографы, к которым можно подключать дополнительные функциональные модули. Они позволяют делать почти все, что захочется: отображать одновременно до восьми осциллограмм, производить спектральный анализ, точно измерять время и напряжение (в цифровом виде) и т.д. Сейчас появились аналоговые осциллографы нового поколения с цифровой памятью; они позволяют улавливать кратковременные однократные сигналы и возвращаться к прошлым событиям (которые произошли до начала запуска) на расстояние до 3/4 целого экрана.
|
1 |
Оглавление
- ГЛАВА 11. МИКРОПРОЦЕССОРЫ
- ВНИМАТЕЛЬНЫЙ ВЗГЛЯД НА МП 68008
- 11.01. Регистры, память и ввод-вывод
- 11.02. Система команд и способы адресации
- 11.03. Представление команд на машинном языке
- 11.04. Сигналы магистрали
- ПРИМЕР ЗАКОНЧЕННОЙ РАЗРАБОТКИ: АНАЛОГОВЫЙ УСРЕДНИТЕЛЬ СИГНАЛОВ
- 11.05. Разработка схемы
- 11.06. Программирование: определение задачи
- 11.07. Программирование: детали
- 11.08. Характеристики
- 11.09. Некоторые дополнительные соображения
- МИКРОСХЕМЫ АППАРАТНОЙ ПОДДЕРЖКИ МИКРОПРОЦЕССОРА
- 11.10. Микросхемы средней степени интеграции
- 11.11. Периферийные БИС
- 11.12. Запоминающие устройства
- 11.13. Другие микропроцессоры
- 11.14. Эмуляторы, системы проектирования, логические анализаторы и макетные платы
- ГЛАВА 12. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
- МЕТОД ПРОТОТИПОВ
- 12.01. Макетные платы («самолеты»)
- 12.02. Прототипы платы печатной схемы (ПС)
- 12.03. Платы под монтаж накруткой
- ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ
- 12.04. Изготовление плат печатного монтажа
- 12.05. Проектирование плат с печатным монтажом
- 12.06. Монтаж плат ПС
- 12.07. Несколько дополнительных соображений по поводу плат ПС
- 12.08. Передовая техника
- КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ
- 12.09. Установка схемных плат в приборы
- 12.10. Оформление
- 12.11. Замечания по конструкции
- 12.12. Охлаждение
- 12.13. Полезные советы
- 12.14. Где доставать компоненты
- ГЛАВА 13. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ И БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ ПРИБОРЫ
- 13.01. Транзисторный усилитель на высоких частотах в первом приближении
- 13.02. Высокочастотные усилители: модели для переменного тока
- 13.03. Пример высокочастотных расчетов
- 13.04. Примеры высокочастотных усилителей
- 13.05. Пример проектирования широкополосной схемы
- 13.06. Уточненные модели схем по переменному току
- 13.07. Последовательнопараллельные пары
- 13.08. Модульные усилители
- ЭЛЕМЕНТЫ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СХЕМ
- 13.09. Соединительные линии
- 13.10. Отрезки линий, согласующие устройства и трансформаторы
- 13.11. Резонансные усилители
- 13.12. Элементы ВЧ-схем
- 13.13. Измерение амплитуды и мощности
- РАДИОСВЯЗЬ: АМ
- 13.14. Некоторые принципы связи
- 13.15. Амплитудная модуляция
- 13.16. Супергетеродинный приемник
- ПЕРЕДОВЫЕ МЕТОДЫ МОДУЛЯЦИИ
- 13.17. Метод одной боковой полосы (SSB)
- 13.18. Частотная модуляция
- 13.19. Частотная манипуляция
- 13.20. Схемы импульсной модуляции
- СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАДИОЧАСТОТНЫХ СХЕМ
- 13.21. Специальные методы конструирования
- 13.22. Экзотические ВЧ-усилители и устройства
- БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ КЛЮЧИ
- 13.23. Модель транзистора и ее уравнения
- 13.24. Устройства аналогового моделирования
- НЕСКОЛЬКО ПРИМЕРОВ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИХ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫХ СХЕМ
- 13.25. Высоковольтный усилитель
- 13.26. Усилитель с «открытым коллектором» при работе на шину
- 13.27. Пример схемы: предусилитель для фотоумножителя
- СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ
- ГЛАВА 14. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОМОЩНЫХ УСТРОЙСТВ
- 14.01. Прикладные задачи с малым потреблением мощности
- ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
- 14.02. Типы батарей
- 14.03. Включаемые в розетку блоки питания
- 14.04. Солнечные элементы
- 14.05. Сигнальные токи
- ВЫКЛЮЧЕНИЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ И МИКРОМОЩНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ
- 14.06. Выключение источника питания
- 14.07. Микромощные стабилизаторы
- 14.08. Опорное напряжение земли
- 14.09. Микромощные источники эталонного напряжения и датчики температуры
- 14.10. Проблемы проектирования микромощных линейных схем
- 14.11. Пример проектирования линейной схемы на дискретных элементах
- 14.12. Микромощные операционные усилители
- 14.13. Микромощные компараторы
- 14.14. Микромощные таймеры и генераторы
- ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ МИКРОМОЩНЫХ УСТРОЙСТВ
- 14.15. КМОП-семейства
- 14.16. Обеспечение работы КМОП-схем в маломощном режиме
- 14.17. Микромощные микропроцессоры и периферийные устройства
- 14.18. Пример проектирования на микропроцессоре: регистратор данных типа «градус-день»
- СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ
- ГЛАВА 15. ИЗМЕРЕНИЯ И ОБРАБОТКА СИГНАЛОВ
- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
- 15.01. Температура
- 15.02. Уровень излучения
- 15.03. Деформация и смещение
- 15.04. Ускорение, давление, сила, скорость
- 15.05. Магнитное поле
- 15.06. Вакуумные манометры
- 15.07. Детекторы элементарных частиц
- 15.08. Щупы, используемые в биологии и химии
- ЭТАЛОНЫ ТОЧНЫХ ВЕЛИЧИН И ПРЕЦИЗИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
- 15.09. Эталоны частоты
- 15.10. Измерения частоты, периода и временных интервалов
- 15.11. Эталоны напряжения и сопротивления и их измерение
- МЕТОДЫ СУЖЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ
- 15.12. Отношение сигнал/шум
- 15.13. Усреднение сигнала и многоканальное усреднение
- 15.14. Получение периодического сигнала
- 15.15. Обнаружение путем захвата
- 15.16. Амплитудный анализ импульсов
- 15.17. Преобразователи времени в амплитуду
- СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ
- 15.18. Анализаторы спектра
- 15.19. Автономный спектральный анализ
- СХЕМЫ, НЕ ТРЕБУЮЩИЕ ПОЯСНЕНИЙ
- ПРИЛОЖЕНИЕ А
- ОСЦИЛЛОГРАФ
- ПРИЛОЖЕНИЕ Б
- МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
- ПРИЛОЖЕНИЕ В. ЦВЕТНАЯ МАРКИРОВКА РЕЗИСТОРОВ С ДОПУСКОМ 5%
- ПРИЛОЖЕНИЕ Г. ПРЕЦИЗИОННЫЕ РЕЗИСТОРЫ С ДОПУСКОМ 1%
- ПРИЛОЖЕНИЕ Д. КАК РИСОВАТЬ ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ
- ПРИЛОЖЕНИЕ Е. НАГРУЗОЧНЫЕ ЛИНИИ
- ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. НАСЫЩЕНИЕ ТРАНЗИСТОРА
- ПРИЛОЖЕНИЕ З. LС-ФИЛЬТРЫ БАТТЕРВОРТА
- ПРИЛОЖЕНИЕ И. ЖУРНАЛЫ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗДАНИЯ ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ
- ПРИЛОЖЕНИЕ К. ПРЕФИКСЫ В СЕРИЙНЫХ НОМЕРАХ ИС
- ПРИЛОЖЕНИЕ Л. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАСПОРТА НА ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ
- БИБЛИОГРАФИЯ
|