Elektronische Oszilloskope und ihre Verwendung

In elektronischen Oszilloskopen können Sie auf dem Bildschirm die Kurven verschiedener elektrischer und Impulsprozesse beobachten, deren Frequenz von einigen Hertz bis zu mehreren zehn Megahertz variiert.

Elektronische Oszilloskope können verschiedene elektrische Größen messen, eine Familie von Eigenschaften von Halbleiterbauelementen ermitteln, Hystereseschleifen aus magnetischen Materialien, bestimmen die Parameter elektronischer Geräte und führen viele andere Studien durch.

Elektronische Oszilloskope werden an eine Wechselspannung von 127 oder 220 V mit einer Frequenz von 50 Hz angeschlossen, und einige von ihnen können zusätzlich von einer Wechselspannungsquelle von 115 oder 220 V mit einer Frequenz von 400 Hz gespeist werden. oder von einer Konstantspannungsquelle von 24 V, eingeschaltet durch Drücken der Taste „NETWORK“ (Abb. 1).

Reis. 1. Vorderseite des elektronischen Oszilloskops C1-72

Durch Drehen der beiden entsprechenden Knöpfe im unteren linken Teil der Frontplatte des Geräts können Sie Helligkeit und Fokus anpassen, um einen kleinen leuchtenden Fleck mit einer scharfen Kontur auf dem Bildschirm zu erhalten, der nicht für längere Zeit stillstehen kann , um Schäden am Bildschirm der Kathodenstrahlröhre zu vermeiden.

Diese Position kann durch Drehen der Knöpfe, in deren Nähe sich doppelseitige Pfeile befinden, leicht an eine beliebige Stelle auf dem Bildschirm verschoben werden. Bevor Sie das Oszilloskop jedoch an eine Stromquelle anschließen, ist es besser, seine Bedienelemente so anzuordnen, dass Sie anstelle eines Punktes auf dem Bildschirm sofort eine leuchtende horizontale Linie zum Scannen erhalten, deren Helligkeit, Fokus und Position auf dem Bildschirm angezeigt werden kann durch Drehen der entsprechenden Knöpfe an die Anforderungen des Experiments angepasst werden.

Eine Prüfspannung (T) wird über ein Verbindungskabel an „INPUT Y“ geliefert, die ihre Energie an den von „AMP Y“ gesteuerten Eingangsspannungsteiler und dann an den vertikalen Strahlablenkverstärker weiterleitet. Wenn zuvor ein fester Punkt auf dem Bildschirm schien, erscheint jetzt ein vertikaler Streifen darauf, dessen Länge direkt proportional zur Amplitude der untersuchten Spannung ist.

Durch Einschalten des im Oszilloskop eingebauten Sägezahnspannungsgenerators, der über einen horizontalen Strahlablenkverstärker mit der Elektronenstrahlröhre verbunden ist und dessen Verstärkung durch Drehen des Schaltknopfs in der oberen rechten Ecke der Vorderseite des Geräts eingestellt wird, ändert sich die Wobbeldauer und sorgt dafür, dass auf Ihrem Bildschirm ein gekrümmtes Bild erscheint (T).

Für den Fall, dass vor dem Einschalten des Oszilloskops seine Bedienelemente auf Positionen eingestellt wurden, die das Erscheinen einer horizontalen Reinigungslinie gewährleisten, wird das Anlegen der untersuchten Spannung an „INPUT Y“ vom Erscheinen derselben Kurve auf dem Bildschirm begleitet du (T). Die Unbeweglichkeit der untersuchten Spannungskurve wird durch Drücken einer der Tasten der Synchronisierungseinheit und entsprechendes Drehen der STABILITY- und LEVEL-Knöpfe erreicht. Eine transparente Skala, die den CRT-Bildschirm bedeckt, erleichtert die erforderlichen vertikalen und horizontalen Messungen.

Funktionsdiagramm des Oszilloskops:

Bei den meisten elektronischen Oszilloskopen können Sie gleichzeitig zwei geprüfte Spannungen an den Y- bzw. X-Eingang anlegen, wenn Sie zuvor die Taste „INPUT X“ drücken.

Bei zwei um a phasenverschobenen Sinusspannungen gleicher Frequenz und Amplitude erscheinen auf dem Bildschirm Lissajous-Figuren (Abb. 2), deren Form von der Phasenverschiebung α = arcsin B / A abhängt,

wobei B die Ordinate des Schnittpunkts der Lissajous-Figur mit der vertikalen Achse ist; A ist die Ordinate des oberen Punktes der Lissajous-Figur.

Reis. 2. Lissague-Figuren mit zwei um α phasenverschobenen Sinusspannungen gleicher Frequenz und gleicher Amplitude.

Das Vorhandensein eines einzelnen Strahls in der Elektronenstrahlröhre ist ein wesentlicher Nachteil des Oszilloskops, der die gleichzeitige Beobachtung mehrerer Prozesse auf dem Bildschirm ausschließt, was durch den Einsatz eines elektronischen Schalters eliminiert wird.

Elektronische Zweikanalschalter verfügen über zwei Eingänge mit einem gemeinsamen Anschluss und einen Ausgang, der mit dem Eingang des elektronischen Oszilloskops verbunden ist. Wenn der Schalter betätigt wird, werden seine Eingänge automatisch einzeln verbunden Multivibrator an den Y-Eingang angelegt, wodurch beide den Schaltereingängen zugeführten Spannungsverläufe gleichzeitig auf dem Bildschirm des Oszilloskops beobachtet werden können. Abhängig von der Schaltfrequenz der Eingänge werden die Kurven als gestrichelte oder durchgezogene Linien auf dem Bildschirm dargestellt. Um den gewünschten Maßstab der Kurven zu erhalten, werden an den Eingängen der Schalter Spannungsteiler installiert.

Elektronische Vierkanalschalter verfügen über vier Bi-Clamp-Eingänge mit Spannungsteiler und einen Ausgang, der mit dem Y-Eingang eines elektronischen Oszilloskops verbunden wird, sodass Sie vier Kurven gleichzeitig auf dem Bildschirm sehen können. Elektronische Schalter verfügen normalerweise über Knöpfe, mit denen sich die Wellenformen auf dem Oszilloskopbildschirm nach oben und unten bewegen lassen, sodass sie entsprechend den Anforderungen des Experiments positioniert werden können.

Die gleichzeitige Beobachtung mehrerer Kurven ist auch mit Mehrstrahloszilloskopen möglich, bei denen die Kathodenstrahlröhre über mehrere Elektrodensysteme verfügt, die Strahlen erzeugen und steuern.

Elektronische Oszilloskope ermöglichen nicht nur die Beobachtung verschiedener stationärer periodischer Prozesse auf dem Bildschirm, sondern auch das Fotografieren von Oszillogrammen verschiedener schneller Prozesse.

Heutzutage werden analoge Oszilloskope durch digitale Speicheroszilloskope ersetzt, die über umfangreichere funktionale und messtechnische Fähigkeiten verfügen.

Digitale Speicheroszilloskope werden über einen parallelen LPT- oder USB-Anschluss an einen Personalcomputer oder Laptop angeschlossen und nutzen die Fähigkeiten eines Computers zur Darstellung elektrischer Signale. Die meisten Modelle benötigen keine zusätzliche Stromversorgung.

Alle Standardfunktionen des Oszilloskops werden mit speziellen Programmen ausgeführt, die auf einem Computer laufen, d.h.Der Computerbildschirm wird als Oszilloskopbildschirm verwendet. Diese Oszilloskope haben eine sehr hohe Empfindlichkeit und Bandbreite.

Reis. 3. Speicher-Digitaloszilloskop ZET 302

Reis. 4. Programm zum Arbeiten mit einem digitalen Oszilloskop

Das digitale Speicheroszilloskop ist eigentlich ein spezielles Zubehörteil für einen Computer. Es nimmt im Vergleich zu analogen Modellen viel weniger Arbeitsraum ein, da die Funktionen der Signalverarbeitung und -anzeige auf einen normalen Computer übertragen werden. Der Betrieb eines digitalen Speicheroszilloskops ist nur durch den Betrieb eines Computers begrenzt.

Die allgemeine Steuerung des Betriebsablaufs der Knoten des digitalen Oszilloskops erfolgt durch einen Mikroprozessor. Funktionsdiagramm Ein digitales Oszilloskop enthält eine Reihe computerspezifischer Komponenten. Es handelt sich in erster Linie um einen Mikroprozessor, digitale Steuerschaltungen und einen Speicher.

Digitale Oszilloskop-Software kann viele Funktionen ausführen, die für ein Lichtstrahl-Oszilloskop nicht typisch sind, z. B. die Mittelung eines Signals, um es von Rauschen zu befreien, eine schnelle Fourier-Transformation, um Spektrogramme des Signals zu erhalten, und mehr.