Недостатки аналоговых осциллографов
Лабораторная работа № 4.Измерение параметров периодического напряжения с помощью осциллографа
4.1. Для чего предназначен осциллограф? Что измеряет осциллограф.
Прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временных параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, на экране.
4.2. Что такое электронно-лучевая трубка, ее предназначение?
Вакуумные электронные прибороы, в которых используется поток электронов, сконцентрированный в форме одиночного луча или пучка лучей, которые управляются как по интенсивности (току), так и по положению в пространстве, и взаимодействуют с неподвижной пространственной мишенью (экраном) прибора
Электронно-лучевая трубка осциллографа предназначенна для отображения на люминесцентном экране электрических сигналов. Изображение на экране служит для визуальной оценки формы сигнала и для измерения его параметров.
4.3. Расписать структуру электронно-лучевой трубки и принцип ее действия?
Осциллографическая ЭЛТ представляет собой вакуумированную стеклянную колбу, внутри которой находятся электронная пушка, отклоняющая система и люминесцентный экран. Электронная пушка предназначена для формирования узкого пучка электронов и его фокусировки на экран. Электроны испускаются катодом косвенного накала с подогревателем за счет явления термоэлектронной эмиссии. Интенсивность электронного пучка и следовательно яркость пятна на экране регулируется отрицательным относительно катода напряжением на управляющем электроде. Первый анод служит для фокусировки, второй для ускорения электронов. Управляющий электрод и система анодов образуют фокусирующую систему.
|
|
|
Отклоняющая система состоит из двух пар пластин, расположенных горизонтально и вертикально. К горизонтальным пластинам, которые называются пластинами вертикального отклонения, прикладывается исследуемое напряжение. К вертикальным пластинам, которые называются пластинами горизонтального отклонения, прикладывается пилообразное напряжение от генератора развёртки. Под влиянием образующегося электрического поля летящие электроны отклоняются от своей первоначальной траектории пропорционально приложенному напряжению. Светящееся пятно на экране ЭЛТ рисует форму исследуемого сигнала. Благодаря пилообразному напряжению пятно движется по экрану слева направо.
Если на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины подать два различных сигнала, то на экране можно наблюдать фигуры Лиссажу.
На экране ЭЛТ можно наблюдать различные функциональные зависимости, например вольт-амперную характеристику двухполюсника, если подать на пластины горизонтального отклонения сигнал, пропорциональный приложенному к нему изменяющемуся напряжению, а на пластины вертикального отклонения — сигнал, пропорциональный протекающему через него току.
|
|
|
В осциллографических ЭЛТ применяется электростатическое отклонение луча, потому что исследуемые сигналы могут иметь произвольную форму и широкий частотный спектр, и применение в этих условиях электромагнитного отклонения невозможно из-за зависимости импеданса отклоняющих катушек от частоты.
В осциллографических ЭЛТ нередко применяется магнитная фокусировка электронного луча, которая позволяет достичь меньшего размера точки на экране.
4.4. Что такое анод и катод?
Анод – положительный электрод, катод – отрицательный.
В трубке ЭЛТ анодов как правило три – первый/второй/третий ускоряющие аноды. И один термоэлектронный катод.
4.5. Генератор развертки, для чего он нужен и расписать временную диаграмму развертки?
Блок горизонтальной развёртки. Генерирует периодический или однократный сигнал пилообразной формы (линейно нарастающий и быстро спадающий), который подаётся на пластины горизонтального отклонения ЭЛТ. Во время спадающей фазы (обратный ход луча) также формируется импульс гашения электронного луча, который подаётся на модулятор ЭЛТ.
|
|
|
При автоматической развёртке генератор развёртки работает в автоколебательном режиме, поэтому, даже в отсутствие сигнала, по окончании цикла развёртки — цикла генератора пилообразного напряжения развёртки происходит её очередной запуск, это позволяет наблюдать на экране изображение даже в отсутствии сигнала или при подаче на вход вертикального отклонения постоянного напряжения. В этом режиме у многих моделей осциллографов выполнен захват частоты генератора развёртки исследуемым сигналом, при этом частота генератора развёртки в целое число раз ниже частоты исследуемого сигнала.
4.6. Для чего нужны отклоняющие пластины?
На пластины ВП и ГП подается управляющие напряжения. К горизонтальным пластинам, которые называются пластинами вертикального отклонения, прикладывается исследуемое напряжение. К вертикальным пластинам, которые называются пластинами горизонтального отклонения, прикладывается пилообразное напряжение от генератора развёртки. Под влиянием образующегося электрического поля летящие электроны отклоняются от своей первоначальной траектории пропорционально приложенному напряжению. Светящееся пятно на экране ЭЛТ рисует форму исследуемого сигнала. Благодаря пилообразному напряжению пятно движется по экрану слева направо.
|
|
|
4.7. Преимущества цифрового осциллографа над аналоговым?
· возможность "замораживания" изображения на произвольное время
· высокая точность измерений
· широкая полоса пропускания
· яркий, хорошо сфокусированный экран на любой скорости развертки
· возможность отображения сигнала до запускающего момента (в "отрицательном" времени)
· возможность обнаружения импульсных помех
· автоматические средства измерения параметров сигналов
· возможность подключения к компьютеру, принтеру или плоттеру
· возможности математической и статистической обработки сигнала
· средства самодиагностики и самокалибровки
4.8. Отличия цифрового осциллографа от аналогового?
Концепция цифрового осциллографа несколько отличается от его аналогового собрата. Вместо того, чтобы обрабатывать сигналы в аналоговом виде, этот тип осциллографа преобразует сигнал в цифровой формат с помощью аналого-цифрового преобразователя, а затем уже обрабатывает результат в цифровой форме. Аппаратное и программное обеспечение для цифровой обработки сигналов становится все более мощным, что позволяет обрабатывать сигналы более гибко и создает множество дополнительных возможностей, которые включаются в современные приборы. Обновления ПО и добавление функциональности могут быть произведены просто обновлением прошивки осциллографа.
4.9. Основные недостатки цифрового осциллографа и аналогового?
4.10.Основные достоинства аналоговых осциллографов и их классификация?
Недостатки аналоговых осциллографов
· низкая точность курсорного замеривания амплитуды и длительности импульсов.
· мерцаниие и/или тусклость экрана в зависимости от частоты сигнала и коэффициента развертки
· нет возможности отображения сигнала до запускающего момента
· ограниченная полоса пропускания
· высокая эксплуатационная стоимость
· ограниченные средства измерения параметров сигналов.
Дата добавления: 2018-05-30; просмотров: 527; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!