1.2. Блок усилителей вертикального и горизонтального отклонения луча

^{Электронно-лучевая трубка характеризуется чувствительностью к отклоняющему напряжению, которая численно равна величине отклонения луча на экране при напряжении на соответствующих отклоняющих пластинах равном 1Вольт. Чувствительность электронно-лучевых трубок обычно невелика, порядка 1 мм/В. Поэтому при исследовании слабых сигналов их нужно предварительно усилить. Для этого служат усилители напряжений, подаваемых на отклоняющие пластины. Качество осциллографов во многом определяется характеристиками этих усилителей – их линейностью и диапазоном пропускаемых частот.}

1.3. Блок развертки

Исследуемый электрический сигнал (напряжение) после усиления поступает на вертикально отклоняющие пластины электронно-лучевой трубки. Допустим, что на вертикально отклоняющие пластины подается переменное напряжение синусоидальной формы

U = U₀ sin t (1.2)

Под влиянием этого напряжения пучок электронов будет периодически смещаться по вертикали с частотой этого напряжения. Если не развернуть это напряжение вдоль горизонтальной оси во времени, то на экране (вследствие длительности послесвечения) получится вертикальный отрезок прямой.

На горизонтально отклоняющие пластины подается так называемое напряжение развертки, которое вырабатывается в самом осциллографе специальным генератором развертки. Напряжение развертки имеет пилообразную форму, рис.2.

Т ак как пилообразное напряжение нарастает со временем линейно, то смещение электронного луча по горизонтали будет происходить пропорционально времени. За время t₁ луч перемещается по экрану слева направо, за время t₂ – быстро возвращается назад (t₂<<t₁). Поэтому под действием напряжения развертки пучок электронов периодически перемещается в горизонтальном направлении с частотой напряжения развертки. Вследствие длительности послесвечения экрана мы увидим горизонтальную линию.

При подаче исследуемого сигнала на вертикально отклоняющие пластины, а напряжения развертки – на горизонтально отклоняющие пластины, электронный луч начнет смещаться и по вертикали и по горизонтали одновременно. Совместное действие обеих пар отклоняющих пластин позволит наблюдать на экране изменение исследуемого сигнала во времени. Для удобства наблюдения во время обратного хода луча выполняется его гашение. Пилообразное напряжение делают симметричным относительно нуля, чтобы при выключенном генераторе развертки луч находился в центре экрана.

1.4. Блок синхронизации

При исследовании периодических процессов важно получить на экране неподвижное изображение исследуемого сигнала. Для этого нужно, чтобы период пилообразного напряжения развертки Т_разв был равен или кратен периоду Т_сигн исследуемого сигнала (рис.3):

Т_разв = m Т_сигн , (1.3)

где m = 1, 2, 3 . . .любое целое число.

Рис.4. Изображение исследуемого сигнала

на экране осциллографа :

а) Т_разв = Т_сигн , (при m = 1);

б) Т_разв = 2 Т_сигн , (при m = 2);

в) Т_разв = 3 Т_сигн , (при m = 3);

г) Т_разв  Т_сигн , (m - нецелое число).

а

б

в

г

На рис.4 показаны изображения исследуемого сигнала на экране осциллографа при выполнении условия кратности периода развертки и периода сигнала (рис. 4 - а, б, в) и при нарушении этого условия (рис. 4-г).

Поскольку с помощью осциллографа изучаются электрические сигналы с разными периодами, то в генераторе развертки предусмотрена возможность изменения периода Т_разв напряжения развертки. Но достаточно точное соотношение периодов соблюсти непросто из-за нестабильности генератора развертки или самого исследуемого процесса. Принудительное согласование периодов Т_разв и Т_сигн осуществляется блоком синхронизации, с помощью которого в генераторе развертки устанавливаются вынужденные колебания с частотой исследуемого сигнала.