3. Воспроизведение формы кривых переменных напряжений

Д ля получения осциллограммы исследуемое напряжение подводится непосредственно или через усилитель к вертикально отклоняющим пластинам ЭЛТ (рис.3).

О дновременно на горизонтально отклоняющие пластины от генератора развертки подается пилообразное напряжение, примерная форма которого показана в верхней части рис. 4. Период повторения этого напряжения Т_пл состоит из двух интервалов: времени прямого хода Т_пр, в течение которого напряжение изменяется линейно и заставляет электронный луч равномерно перемещаться по экрану в горизонтальном направлении, развертывая изображение исследуемой кривой, и времени обратного хода Т_о6р, в течение которого напряжение быстро возвращается к исходному значению. Периодичность пилообразного напряжения обычно характеризуют частотой повторения

На рис. 5 рассмотрен случай одновременной подачи на отклоняющие пластины исследуемого напряжения U_y и пилообразного напряжения U_пл, имеющих одинаковую частоту. Слева вверху схематически изображен экран трубки с проекциями на нем отклоняющих пластин Yl, Y2 и XI, Х2. Справа и внизу показаны графики напряжений U_y и U_пл, причем масштаб этих напряжений предполагается равным вызываемому ими отклонению светового пятна на экране. На осях времени обоих графиков и изображении экрана цифрами 0, 1, 2 и т. д. отмечены одни и те же моменты времени и соответствующие им положения светового пятна на экране.

В начальный момент времени 0, когда напряжение U_y = 0, под действием пилообразного напряжения электронный луч отклоняется максимально влево и световое пятно совпадает с точкой 0. Как видно из рисунка, дальнейшее перемещение пятна по вертикали в течение времени прямого хода Т_пр сопровождается равномерным смещением его вправо; во время обратного хода Т_обр пятно быстро движется в обратном направлении (влево) и к концу периода напряжения U_y возвращается в исходную - точку 0, после чего начинается новый период его движения по той же траектории. В результате на экране между точками 0 и 10 воспроизводится в определенном масштабе большая часть кривой напряжения U_y. Небольшая часть этой кривой, приходящаяся на время обратного хода луча, представлена в искаженном виде линией обратного хода между точками 10 и 12 (0). Хотя яркость этой линии и невелика (вследствие большой скорости обратного движения луча), все же она мешает наблюдению осциллограммы.

Рис. 5. Построение осциллограммы

Желательно, чтобы время Т_обр было возможно меньшим, поскольку в этом случае исследуемая кривая будет воспроизводиться более полно при одновременном уменьшении яркости линии обратного хода. Обычно Т_о6р=0,15Т_пл. В большинстве осциллографов линию обратного хода устраняют посредством автоматической подачи на модулятор ЭЛТ в течение интервала времени Т_о6р большого отрицательного напряжения, запирающего электронный луч.

Для получения на экране неподвижного изображения N периодов исследуемого напряжения частотой f_y необходимо иметь пилообразное напряжение с частотой повторения

,

т. е. отношение частот должно быть равно целому числу N. Обычно выбирают N = 2 – 5.

В нижней части рис. 4 показаны кривые синусоидального напряжения, наблюдаемые на экране при различных целочисленных отношениях частот . Например, при отношении одному периоду пилообразного напряжения соответствуют четыре периода напряжения частотой f_y, причем три из них будут воспроизведены на экране полностью.

Если отношение частот не равно точно целому числу, то в конце периода пилообразного напряжения электронный луч не возвращается в исходное положение и каждая новая траектория его движения отличается от предыдущей. Это приводит к непрерывному перемещению наблюдаемого изображения по экрану либо к возникновению на экране неподвижных изображений сложных фигур, состоящих из отрезков исследуемой кривой; последнее имеет место при отношении частот , равном отношению целых чисел, например 5:4.