5-7. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Параметры электрического сигнала, поданного на вход осциллографа, определяются по его осциллограмме путем измерения ее геометрических размеров и сопоставления их с коэффициентом отклонения и коэффициентом развертки данного осциллографа. Следовательно, достоверность результатов измерения зависит от точности воспроизведения осциллограммы и погрешности измерения ее геометрических размеров. Точность воспроизведения определяется в основном используемой площадью экрана электронно-лучевой трубки и линейными искажениями сигнала в тракте осциллографа.

Осциллограмма должна размещаться на рабочей площади экрана, ограниченной измерительной шкалой — сеткой. С помощью последней, используя значения коэффициентов отклонения и развертки, можно непосредственно измерять напряжение сигнала и его временные параметры. Коэффициенты имеют фиксированные значения, точность которых определяется классом точности осциллографа. Следует иметь в виду, что если осциллограмма занимает рабочей площади экрана, то погрешность измерения уменьшается вдвое.

Большое влияние на погрешность измерения оказывает тщательность отсчета геометрических размеров участков

осциллограммы и совмещения следа электронного луча с линиями измерительной шкалы.

Линейные искажения определяются параметрами амплитудно-частотной АЧХ и переходной ПХ характеристик канала и нормируются в виде погрешности измерения данным осциллографом в пределах

Рис. 5-23. К определению параметров переходной характеристики: а — времени нарастания; времени установления

Чтобы погрешность результата измерения не превышала погрешности осциллографа, полезно соблюдать следующие правила. При исследовании синусоидального сигнала его частота должна быть значительно ниже верхней частоты полосы пропускания осциллографа по его паспортным данным или определенной по АЧХ усилителя в точке с уровнем напряжения относительно уровня на средней частоте. При исследовании импульсных сигналов определяющим является время нарастания т. е. интервал времени, в течение которого луч проходит от 0,1 до 0,9 установившегося значения. Время нарастания и полоса пропускания взаимно связаны следующим соотношением:

Важным параметром является также время установления ПХ канала ту, которое определяется как интервал времени между моментом достижения уровня 0,1 установившегося значения и моментом уменьшения паразитного колебания в канале после выброса на ПХ до значения, равного погрешности т. е. 5 или (рис. 5-23). Выброс обычно не превышает

Теория и практика показывают, что при исследовании импульсных сигналов нужно соблюдать следующие соотношения между длительностью фронта импульса и временем нарастания треугольный импульс — 10; колокольный — 5; трапецеидальный, синусоидальный и синусквадратичный — 3. Минимальная длительность прямоугольного сигнала, параметры которого можно измерять с указанной в паспорте осциллографа

погрешностью, определяется временем установления ПХ ту. Длительности фронта и среза прямоугольных и трапецеидальных импульсов могут быть соизмеримы с временем нарастания ПХ; тогда измеренная длительность фронта включает в себя и время нарастания которое следует исключить:

Воспроизведение плоской части импульса в осциллографах с открытым входом и полосой пропускания, начинающейся от 0, не искажается. При закрытом входе полоса пропускания ограничивается снизу частотой и спад приблизительно можно определить по формуле где длительность импульса в секундах; формула справедлива для

Входное сопротивление и входная емкость осциллографа вносят дополнительную погрешность измерения. Выходное сопротивление источника сигнала и входное сопротивление осциллографа образуют делитель напряжения; чтобы погрешность была пренебрежимо мала, необходимо соблюдение следующего неравенства:

Входная емкость осциллографа и выходное сопротивление источника сигнала образуют постоянную времени которая удлиняет фронт сигнала до :

Входная емкость осциллографа достигает а с соединительным кабелем превышает Для ее уменьшения применяют выносные делители, особенно полезные при исследовании коротких прямоугольных импульсов. Нелинейные искажения в канале не оказывают большого влияния на погрешность измерения.

Погрешность временных измерений определяется в основном погрешностью установки коэффициента развертки и ее нелинейностью. Погрешность может быть значительно уменьшена с помощью калибратора длительности, сигналы которого образуют на осциллограмме яркостные метки. Цена меток в единицах времени известна и высокостабильна.