Подробное введение в использование осциллографа.
флуоресцентный экран
Флуоресцентный экран — это отображающая часть трубки осциллографа. На экране имеется несколько масштабных линий в горизонтальном и вертикальном направлениях, обозначающих взаимосвязь между напряжением и временем формы сигнала. Горизонтальное направление указывает время, а вертикальное направление указывает напряжение. Горизонтальное направление разделено на 10 сетки, вертикальное направление разделено на 8 сеток, а каждая сетка разделена на 5 частей. Вертикальное направление отмечено метками 0%, 10%, 90%, 100% и другими, а горизонтальное направление отмечено метками 10% и 90%, которые используются для измерения таких параметров, как уровень постоянного тока, амплитуда сигнала переменного тока, время задержки и т. д. В зависимости от количества ячеек, занимаемых измеряемым сигналом на экране, умноженного на соответствующую пропорциональную константу (В/ДЕЛ, ВРЕМЯ/ДЕЛ), можно получить значение напряжения и значение времени.
Осциллографические лампы и системы питания
1. Мощность
Главный выключатель питания осциллографа. При нажатии этого переключателя загорается индикатор питания, указывая на то, что питание включено.
2. Интенсивность
Поверните эту ручку, чтобы изменить яркость светового пятна и линии сканирования. Оно может быть меньше при наблюдении низкочастотных сигналов и больше при наблюдении высокочастотных сигналов. Обычно он не должен быть слишком ярким, чтобы защитить флуоресцентный экран.
3. Фокус
Ручка фокусировки регулирует размер поперечного сечения электронного луча и фокусирует линию сканирования до максимально четкого состояния.
4. Освещенность
Эта ручка регулирует яркость света за флуоресцентным экраном. При нормальном освещении в помещении лучше приглушить освещение. В условиях недостаточного освещения в помещении освещение можно сделать соответствующим образом ярче.
Коэффициент вертикального отклонения и коэффициент горизонтального отклонения
1. Выбор коэффициента вертикального отклонения (VOLTS/DIV) и точная настройка.
Под действием входного сигнала устройства расстояние, на которое световая точка отклоняется на экране, называется чувствительностью смещения. Это определение применимо как к оси X, так и к оси Y. Обратная величина чувствительности называется коэффициентом отклонения. Единицей вертикальной чувствительности является см/В, см/мВ или ДЕЛ/мВ, ДЕЛ/В. Единицей коэффициента вертикального отклонения является В/см, мВ/см или В/ДЕЛ, мВ/ДЕЛ. Фактически, из-за распространенности использования и удобства измерения показаний напряжения, коэффициент отклонения иногда рассматривают как чувствительность.
Каждый канал следящего осциллографа имеет переключатель диапазона выбора коэффициента вертикального отклонения. Обычно он делится на 10 уровней от 5 мВ/ДЕЛ до 5 В/ДЕЛ в соответствии с методами 1, 2 и 5. Значение, указанное переключателем диапазонов, представляет собой значение напряжения одной сетки в вертикальном направлении на флуоресцентном экране. Например, когда переключатель диапазонов находится в положении 1В/ДЕЛ, и точка сигнала на экране перемещается на одну сетку, это означает, что напряжение входного сигнала изменяется на 1В.
На каждом переключателе диапазонов часто имеется небольшая ручка для точной настройки коэффициента вертикального отклонения каждой передачи. Поверните его по часовой стрелке до упора в положение «калибровка», где значение коэффициента вертикального отклонения будет соответствовать значению, указанному переключателем диапазонов. Поверните эту ручку против часовой стрелки, чтобы точно настроить коэффициент вертикального отклонения. После точной настройки коэффициента вертикального отклонения это приведет к несоответствию указанному значению переключателя диапазонов, что следует учитывать. Многие осциллографы имеют функцию вертикального расширения. При вытягивании ручки триммера чувствительность по вертикали увеличивается в несколько раз (коэффициент отклонения уменьшается в несколько раз). Например, если коэффициент отклонения, указанный переключателем диапазонов, составляет 1 В/ДЕЛ, при использовании расширенного состояния ×5 коэффициент вертикального отклонения составляет 0,2 В/ДЕЛ.
При проведении экспериментов с цифровыми схемами для определения значения напряжения измеряемого сигнала часто используется отношение расстояния вертикального перемещения измеряемого сигнала на экране к расстоянию вертикального перемещения сигнала +5V.
Выбор временной развертки (TIME/DIV) и точная настройка
Использование выбора и точной настройки временной развертки аналогично выбору и точной настройке коэффициента вертикального отклонения. Выбор временной развертки также осуществляется посредством переключателя диапазонов, а временная развертка разделена на несколько уровней в соответствии с режимами 1, 2 и 5. Указанное значение переключателя диапазонов представляет собой значение времени, за которое световое пятно переместится на одну сетку в горизонтальном направлении. Например, при настройке 1 мкС/ДЕЛ световая точка, перемещающаяся на одну сетку экрана, представляет значение времени 1 мкс.
Ручка «Точная настройка» используется для калибровки временной развертки и точной настройки. Когда он полностью повернут по часовой стрелке и находится в положении калибровки, значение временной развертки, отображаемое на экране, соответствует номинальному значению, указанному на переключателе диапазонов. Поверните ручку против часовой стрелки, чтобы точно настроить временную развертку. После того, как ручка вытянута, она находится в состоянии расширения сканирования. Обычно это расширение ×10, то есть горизонтальная чувствительность увеличивается в 10 раз, а временная развертка уменьшается до 1/10. Например, в файле 2 мкС/DIV значение времени, представленное одной горизонтальной сеткой на флуоресцентном экране в состоянии расширения сканирования, равно 2 мкСм × (1/10)=0,2 мкС.
На экспериментальном стенде TDS имеются тактовые сигналы частотой 10 МГц, 1 МГц, 500 кГц и 100 кГц, которые генерируются кварцевыми генераторами и делителями частоты. Они обладают высокой точностью и могут использоваться для калибровки временной развертки осциллографа.
Стандартный источник сигнала CAL осциллографа специально используется для калибровки временной развертки и коэффициента вертикального отклонения осциллографа. Например, стандартный источник сигнала осциллографа COS5041 обеспечивает сигнал прямоугольной формы с напряжением VP-P=2В и f=1кГц.
Ручка «Положение» на передней панели осциллографа регулирует положение сигнала на флуоресцентном экране. Поверните ручку горизонтального смещения (отмечена горизонтальной двунаправленной стрелкой), чтобы переместить форму сигнала влево и вправо, и поверните ручку вертикального смещения (отмечена вертикальной двунаправленной стрелкой), чтобы переместить форму сигнала вверх и вниз.
