Лабораторная № 12 «Изучение устройства, работы и методики проведения исследований с помощью электронно-лучевого осциллографа» по Общей электротехнике и электронике (Авдеев Ю. В.)

Кирилл Николоев вс, 20.03.2016 21:33

Министерство образования Российской Федерации ГОУ ВПО ВГАСУ Кафедра автоматизации технологических процессов ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12 Изучение устройства, работы и методики проведения исследований с помощью электронно-лучевого осциллографа

Выполнила ст.621 гр. Савицкой Юлии Проверил преподаватель Авдеев Ю.В. Воронеж 2008г. Электронно-лучевой осциллограф – прибор для визуального наблюдения электрических процессов, представленных в форме напряжения, а также измерения различных параметров сигналов, определяющих их мгновенные значения и временные характеристики. Кроме того, осциллограф может быть использован для измерения фазового сдвига между двумя синусоидальными напряжениями, частоты и составляющих комплексного сопротивления.

Основным узлом осциллографа является электронно-лучевая трубка, представляющая собой стеклянную колбу, в которой создан вакуум (рис. 12.1). Группа электродов, включающая катод К с нитью накала НН, сетку С (модулятор) и аноды А1 и А2, образует так называемую «электронную пушку», предназначенную для получения узкого пучка электронов – электронного луча. Отклоняющая система трубки состоит из двух пар пластин: горизонтальные пластины используются для отклонения луча по вертикали (это вертикально отклоняющие пластины – ВП), вертикальные пластины – для отклонения луча по горизонтали (это горизонтально отклоняющие пластины – ГП). Экран Э трубки покрывается специальным веществом – люминофором, обладающим способностью светиться под действием ударяющихся в него электронов.

Поверхность катода покрывается оксидными веществами, легко отдающими электроны при подогреве с помощью НН. На сетку, имеющую форму цилиндра с отверстием в торце, подается отрицательное относительно катода и регулируемое напряжение, которое используется для изменения числа электронов в луче и регулирования за счет этого яркости пятна на экране. Указанная регулировка выносится на переднюю панель осциллографа и снабжается надписью «Яркость».

С помощью системы анодов, на которые поданы положительные относительно катода напряжения, осуществляется разгон электронов до необходимой скорости и фокусировка пучка электронов в точку на экране трубки. Регулировка напряжения, подаваемого на А1, выносится на переднюю панель осциллографа и снабжается надписью «Фокус».

Отклонение электронов, летящих между пластинами, происходит под действием электрического поля, создаваемого подводимым к пластинам напряжением. Возникающее в результате смещение светящегося пятна на экране определяется следующим приближенным соотношением:

h≈lLU/dφA2, где L – расстояние от середины пластины до экрана; d – расстояние между пластинами; l – длина пластин в направлении движения электронов; φA2 – потенциал А2 относительно катода. Величина Su=h/U= lL/dφA2 называется чувствительностью трубки. Чувствительность трубок, используемых в универсальных осциллографах, составляет 0,2 – 0,5 мм/В.

Изображение на экране исследуемого напряжения создается следующим образом. Исследуемый сигнал подводится к вертикально отклоняющим пластинам и вызывает смещение луча по вертикали. Для получения изображения необходимо, чтобы луч одновременно перемещался с постоянной скоростью по горизонтали, что достигается подачей линейно-изменяющегося напряжения на горизонтально отклоняющие пластины.

На рис. 12.2, а показан процесс перемещения пятна на экране осциллографа под действие исследуемого сигнала u(t) (рис. 12.2, б) и развертывающего напряжения (рис. 12.2, в). Световая инерция экрана и зрения способствует получению на нем немелькающего изображения. Условием неподвижного изображения является кратность отношения периода развертывающего напряжения к периоду исследуемого сигнала, т.е. Tp/T=N, где N – целое число. Если N=1, то на экране создается изображение одного периода исследуемого сигнала (рис. 12.2, а), если N=2, т наблюдатель видит на экране два периода и т. д.

Помимо электронно-лучевой трубки в струкурной схеме осциллографа (рис.12.3) можно выделить следующие части: 1) канал вертикального отклонения (канал Y), включающий делитель напряжения ДН, усилитель УY, линию задержки яркости ЛЗ;

2) канал горизонтального отклонения (канал X), включающий генератор развёртывающего напряжения (генератор развертки ГР) и усилитель УX. Необходимость введения усилителей УY и УX объясняется малой чувствительностью трубки, вследствие чего наблюдение малых сигналов требует их предварительного усиления.

В качестве усилителей УY универсальных осциллографов используется, как правило, усилители постоянного напряжения, обладающие широкой полосой пропускания (fb=1÷25 МГц), большим входным сопротивлением и необходимым коэффициентом усиления. Изменение общей чувствительности канала Y производится с помощью делителя ДН, позволяющего устанавливать определенные фиксированные её значения. Выходной каскад усилителя УY имеет симметричный дифференциальный выход, к которому подключены отклоняющие пластины.

Скачать файлы

Похожие документы