5. Электронные осциллографы

Осциллограф является основным радиоизмерительным прибором. Он содержит следующие основные блоки: электронно-лучевую трубку, усилитель вертикального отклонения, генератор развертки и блок питания (рис. 11).

Основной частью осциллографа является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), представляющая собой стеклянную колбу, из которой выкачан воздух. В трубке создается поток электронов, который последовательно проходит между двумя вертикально и двумя горизонтально расположенными пластинами и попадает на экран, покрытый специальным составом. Условное обозначение ЭЛТ показано на рисунке 12. Экран светится при попадании на него пучка электронов. Управление потоком электронов осуществляется напряжением, которое подается на вертикально и горизонтально отклоняющие пластины. При этом для отклонения в горизонтальном направлении служат вертикально расположенные пластины и, соответственно, для отклонения в

Рис. 11. Структурная схема простейшего осциллографа

Рис. 12. Условное обозначение электронно-лучевой трубки

вертикальном направлении — горизонтальные пластины. Заметим, что электронно-лучевая трубка специальной конструкции используется в телевизоре.

Исследуемый сигнал, прежде чем попасть на вертикально отклоняющие пластины, усиливается. Для того чтобы изучить изменение сигнала с течением времени, необходимо подать напряжение на горизонтально отклоняющие пластины. Это напряжение создает специальный генератор развертки, его частоту можно менять ступенчато и плавно. Если на «вход У» осциллографа подается только исследуемое напряжение, то на его экране будет видна вертикальная линия, длина которой равна удвоенной амплитуде колебания. Если на «входе У» напряжение равно нулю, но есть развертка, то на экране будет видна только горизонтальная линия. При наличии двух напряжений одновременно на экране будет виден график исследуемого напряжения или осциллограмма, например синусоида сетевого напряжения.

Перейдем к рассмотрению школьных осциллографов. Простейшим школьным малогабаритным осциллографом является осциллограф (рис. 13). На передней панели расположены три группы органов управления: управление лучом, регулировка усиления исследуемого сигнала и регулировка частоты развертки.

Четыре ручки управления лучом предназначены для изменения его яркости (маркировка фокусировки а также перемещения в вертикальном Ц) и горизонтальном направлениях.

Усиление исследуемого напряжения, подаваемого на «вход У», регулируется ступенчато с помощью шести вертикально расположенных кнопок с маркировкой которая показывает значение напряжения в вольтах, необходимое для отклонения луча на одно деление масштабной сетки экрана. Размер деления

равен Рядом с кнопками стоят надписи и «30», соответствующие разным коэффициентам отклонения луча. Наиболее чувствительный предел устанавливается при нажатии кнопки в этом случае для отклонения луча на одно деление достаточно напряжения 0,1 В. Наибольшее исследуемое напряжение на первых четырех пределах равно 40 В. Если его превысить, то луч «выйдет за экран». При нажатии следующей кнопки (0,3 В/дел) усиление уменьшится в 3 раза по сравнению с первоначальным, а при нажатии третьей кнопки (1,0 В/дел) — в 10 раз и т. д.

Частоту генератора развертки можно регулировать ступенчато (с помощью четырех вертикально расположенных кнопок с обозначениями «частота развертки» и «грубо») и плавно (ручкой с надписью «плавно»). При нажатии кнопки с обозначением Гц» частота генератора развертки меняется ручкой плавной регулировки в пределах от 1 до 10 Гц, последующие кнопки используются для включения более высокочастотных диапазонов: 10—100 Гц; Верхняя частота каждого диапазона совпадает с нижней частотой следующего, более высокочастотного диапазона. Таким образом происходит плавное перекрытие диапазона частот генератора развертки от 1 Гц до

Рис. 13. Школьный осциллограф

Рис. 14, Школьный осциллограф

На передней панели имеются также две кнопки с обозначениями «вход X» и «синхр» (их назначение рассмотрим ниже).

Исследуемое напряжение (или сигнал) подключается к гнездам с маркировкой «вход У» и Гнездо используется в электрических схемах для подключения общего или нулевого провода цепи, от которого отсчитывается напряжение.

В некоторых случаях исследуемое напряжение подается на «вход X».

Для учебных целей предназначен также лабораторный осциллограф типа (рис. 14). Он имеет более простую конструкцию и меньшее число органов управления, назначение которых аналогично ранее рассмотренным.

Для ремонта электронной радиоаппаратуры на предприятиях и в быту, а также в учебных целях используется осциллограф-мультиметр типа Он может работать как в режиме осциллографа, так и в режиме мультиметра, т. е. измерительного прибора широкого применения. С его помощью можно измерять напряжение обеих полярностей от до 1000 В и сопротивление от 1 Ом до Результаты измерений появляются на экране осциллографа в виде светящихся цифр. Подобный цифровой измерительный прибор отличается от обычных стрелочных вольтметров и омметров значительно большим удобством

снятия показаний и большей точностью измерения. Напряжение, например, батареи карманного фонаря с его помощью можно измерить с точностью до одной тысячной вольта.

Цифровые измерительные приборы, к ним, в частности, относятся электронные часы, находят все большее применение в промышленности, в быту и в учебной деятельности.

(см. скан)