СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ОСЦИЛЛОГРАФА.
На рисунке 1.3 изображена структурная схема осциллографа. На сегодняшний день существует большое число различных по конструкции и назначению осциллографов. По разному выглядят их лицевые панели (панели управления), несколько отличаются названия ручек управления и переключатели. Но в любом осциллографе существует минимально необходимый набор узлов, без которых он не может работать. Рассмотрим назначение этих основных узлов.
Блок питания.
Блок питания обеспечивает энергией работу всех узлов электронного осциллографа. На вход блока питания поступает переменное напряжение от городской электросети, как правило величиной 220 В. В нем оно преобразуется в напряжения разной величины: переменное 6,3 В для питания нити накала электронно-лучевой трубки, постоянное напряжение 12-24 В для питания усилителей и генератора, если они полупроводниковые (или 250 В если ламповые), около 150 В для питания оконечных усилителей горизонтального и вертикального отклонения луча, несколько сотен вольт для фокусировки электронного луча и несколько тысяч вольт для ускорения электронного пучка.
Из блока питания кроме выключателя питания (5), выведены на переднюю панель осциллографа регуляторы: “ФОКУСИРОВКА” (6) и “ЯРКОСТЬ” (7). При вращении этих ручек изменяются напряжения, подаваемые на первый анод и модулятор. При изменении напряжения на первом аноде, меняется конфигурация электростатического поля, что приводит к изменению ширины электронного луча. Модулятор в электронно-лучевой трубке выполняет роль управляющей сетки в ламповом триоде. При изменении напряжения на модуляторе изменяется ток электронного луча (изменяется кинетическая энергия электронов), что приводит к изменению яркости свечения люминофора экрана.
Генератор развертки.
Он выдает пилообразное напряжение, частоту которого можно изменять грубо (ступенями) переключателем (9) и плавно - регулятором (8). На лицевой панели осциллографа они называются “ЧАСТОТА ГРУБО” (или “ДЛИТЕЛЬНОСТЬ РАЗВЕРТКИ”) и “ЧАСТОТА ПЛАВНО”. Диапазон частот генератора весьма широк - от единиц герц до единиц мегагерц. Правда, около переключателя диапазонов проставлены значения длительности (продолжительности) пилообразных колебаний, а не их частоты (в некоторых осциллографах проставлены именно частоты).
Рисунок 1. A
Нужно уметь находить по длительности частоту, и наоборот. Делают это по формулам: f=1/T и T=1/f, где f - частота колебаний, а T - длительность (или период) одного колебания. Если частота выражена в герцах, то длительность получается в секундах, частота - в килогерца (1 кГц= =1000 Гц), длительность - в миллисекундах (1 мс=0,001 c);частота - в мегагерцах (1 МГц=106 Гц), длительность - в микросекундах (1 мкс=10-6с).
К примеру, длительности 50 мс соответствует частоте 1/0,05=20 Гц, а длительности 0,1 мкс - частота 1/10-7=107Гц=10 МГц. Эти значения приведены по отношению к одному делению масштабной сетки - она прикреплена к экрану осциллографа.
Подобный подсчет справедлив для синусоидальных колебаний или импульсных сигналов при равных длительностях импульса и паузы (рис. 1.4). Если же длительность импульсов и пауз между ними различна, формулу следует подставлять значение периода следования импульсов (период выражают теми же единицами, что и длительность).
Усилитель канала горизонтального отклонения.
С генератора развертки сигнал подается на усилитель канала горизонтального отклонения (канала X ). Этот усилитель необходим для получения такой амплитуды пилообразного напряжения, при которой электронный луч отклоняется на весь экран. В усилителе расположены регулятор длины линии развертки (иначе говоря, регулятор амплитуды выходного пилообразного напряжения) (12) (на передней панели осциллографа он называется “УСИЛЕНИЕ X“ или “ АМПЛИТУДА X”) и регулятор смещения лини развертки по горизонтали (13) (обозначен значком 
).
Канал вертикальной развертки состоит из входного аттенюатора (делителя входного сигнала) и двух усилителей - предварительного и оконечного.
Аттенюатор позволяет выбирать нужную высоту рассматриваемого изображения в зависимости от амплитуды исследуемых колебаний. С помощью переключателя входного аттенюатора (4), амплитуду сигнала можно уменьшить в 10 или 100 раз. (Около переключателя стоят надписи: 1:1 - в этом случае входной сигнал не ослабляется; 1:10 и 1:100 - в этих случаях ослабление соответственно в 10 и 100 раз). Более плавные изменения уровня сигнала, а значит и размера изображения на экране, получают с помощью регулятора чувствительности оконечного усилителя канала Y (10). В оконечном усилителе этого канала, как и канала горизонтального отклонения, есть регулировка смещения луча (11), а значит, и изображения, по вертикали.
Кроме того, на входе канала вертикального отклонения стоит переключатель 1, с помощью которого можно либо подавать на усилитель (конечно через аттенюатор) постоянную составляющую исследуемого сигнала, либо избавляться от нее включением разделительного конденсатора. Это в свою очередь, позволяет пользоваться осциллографом как вольтметром постоянного тока, способным измерять постоянные напряжения. Причем входное сопротивление “вольтметра” достаточно высокое - более 1 МОм
Режим работы осциллографа - длительный, круглосуточный. [1]
Для получения хорошего изображения на экране ЭЛТ необходимо правильно выбирать режим работы осциллографа в зависимости от характера и параметров исследуемого сигнала. [2]
В осциллографах, как и в цифровых измерительных приборах, микропроцессоры используются в двух основных областях: управления режимами работы осциллографа и вычисления характеристик исследуемого сигнала
Конструктивно светолучевой осциллограф состоит из корпуса, в котором располагаются следующие основные узлы: источник света с оптической системой для образования светового луча; блок гальванометров для преобразования измеряемой величины в перемещение светового луча; лентопротяжное устройство, которое перемещает светочувствительную ленту и создает развертку исследуемого процесса во времени; устройство для визуального наблюдения процесса ( зеркальный барабан с экраном); отметчик интервалов времени; устройства управления и контроля режима работы осциллографа. [4]
Три нижние кнопки реализуют различные режимы работы входа осциллографа по входу. Режим работы осциллографа с закрытым входом устанавливается нажатием на кнопку АС. В этом режиме на вход не пропускается постоянная составляющая сигнала. При нажатии на кнопку DC осциллограф переходит в режим с открытым входом. В этом режиме на вход осциллографа пропускается как постоянная, так и переменная составляющая сигнала. [5]
Осциллограф С1 - 107 представляет собой совмещенные в одном корпусе небольших размеров два прибора: осциллограф и цифровой мультиметр. Переключение из режима работы осциллографа в режим мультиметра производится нажатием кнопки на передней панели прибора. [6]
Канал У содержит следующие элементы: входное устройство, предварительный усилитель, линию задержки, оконечный усилитель и усилитель внутренней синхронизации. Предварительный усилитель усиливает и создает необходимую фазу входного сигнала, а также согласует входное устройство с линией задержки. Линия задержки используется при так называемом ждущем режиме работы осциллографа. Схема линии задержки состоит из ряда звеньев, каждое из которых представляет собой фильтр нижних. В осциллографах, не рассчитанных на наблюдение импульсных сигналов, линии задержки отсутствуют. Оконечный усилитель усиливает входной сигнал до уровня, позволяющего получить достаточную величину отклонения луча по вертикали. Синхронизация работы каналов У и X необходима для получения устойчивого изображения на экране. По свойствам человеческого глаза1 луч для получения непрерывного изображения должен пробежать, на экране по одной и той же кривой 15 - 20 раз. [7]
Триод наполнен парами ртути или каким-либо инертным газом. Наименование газа, его давление и режимы питания триода указаны на лабораторном стенде. На этом же стенде указаны сопротивления резисторов Rl - R6 ирежим работы осциллографа. [8]
При установке переключателя Род синхронизации в положение Внешн. Вход X осциллографа, через усилитель подводится к горизонтально отклоняющим пластинам ЭЛТ. В этом режиме работы осциллографа возможно наблюдение фигур Лис-сажу. [9]
После этого фиксируют механизм стопорным винтом. В режиме периодической развертки осциллографа, подбирают временные характеристики последнего. Переводят осциллограф в режим ждущей развертки. После этого нажимают на спусковой рычаг пружинного толкателя. На основании серии пробных опытов с визуальным контролем уточняют режим работы осциллографа. Затем снимают шприцы, заполняют их растворами и вновь устанавливают на блоке смесителя. Присоединяют тремостатирующие блоки, соединенные с водяным термостатом. После установления температуры ( контролируется с помощью микротермистора ММТ-54 и мостовой схемы) производят серию кинетических опытов, как описано выше, с фотографической регистрацией кинетических кривых. Обработку кривых ведут с помощью диапроектора. [10]
