ЭлТехн-МетУказV1_00

Рисунок Б.13 – Расположение органов управления и разъемов на передней панели осциллографа

151

рез разделительный конденсатор, исключающий прохождение постоянной составляющей сигнала и инфранизкочастотных составляющих, частота которых не превышает 10 Гц. В положении DC (direct current, постоянный ток) входной сигнал подается непосредственно на вход усилителя, что позволяет наблюдать на осциллографе постоянные по величине напряжения или медленно изменяющиеся сигналы. В положении GND (ground, земля) вход усилителя соединяется с общим проводом, что позволяет определить на экране положение луча, соответствующее нулевому уровню сигнала на входе.

(26, 23) VOLTS / DIV «Вольт / деление» – переключатели коэффициента вертикального отклонения луча для первого и второго каналов. Значения в левой части положений переключателей задаются в В/дел, в правой части – в мВ/дел. Значения соответствуют положению регулятора (27/20) до упора по часовой стрелке.

(27, 20) VARIABLE – регуляторы плавного изменения коэффициента вертикального отклонения луча первого и второго канала от 0 до фиксированного калиброванного значения, указанного на соответствующем переключателе (26, 23). Без надобности не выводите регулятор из крайнего положения (по часовой стрелке), чтобы избежать ошибок в измерениях, а перед проведением измерений убедитесь, что регулятор находится в крайнем по часовой стрелке (до упора) положении.

(3) переключатель х1/х5 – позволяет повысить чувствительность усилителя вертикального отклонения канала в 5 раз. При включении режима «х5» все значения переключателя коэффициента вертикального отклонения первого канала нужно поделить на 5. Включение режима «х5» сужает частотный диапазон регистрируемых сигналов и увеличивает погрешность измерения (см. раздел 0).

(6) INV переключатель – инвертирует сигнал, поступающий на вход усилителя вертикального отклонения канала 2. Может использоваться совместно с режимом ADD переключателя режимов

(5) для наблюдения разности сигналов, поступающих на вход обоих каналов.

(4, 5) POSITION – регулятор положения луча каналов 1, 2 по вертикали. Поворот ручки по часовой стрелке поднимает луч вверх, поворот против – опускает его вниз. Совместно с положением GND переключателей входа (25, 21) позволяет выбрать наиболее удобное положение для лучей при совместном наблюдении двух

152

сигналов любой полярности. Например, если оба сигнала имеют положительную полярность, луч 1 можно разместить в середине, а луч 2 – внизу экрана. Если же у обих сигналов полярность отрицательная, то луч 1 можно раместить вверху экрана, а луч 2 - посередине. В обоих случаях первый сигнал (луч 1) будет наблюдаться в верхней части экрана, а второй (луч 2) – в нижней.

(5) MODE – переключатель режимов работы каналов вертикального отклонения. Имеет 4 положения: CH1, CH2, DUAL, ADD, назначение которых было подробно описано в разделе 0, но нелишним будет еще раз напомнить, что режим ADD позволяет наблюдать разностный, либо суммарный сигнал с двух входов. При использовании режима DUAL надо учитывать, что данный осциллограф является не двухлучевым, а двухканальным. Это означает, что оба сигнала последовательно прорисовываются на экране одним лучом. При этом в обычном режиме развертки сначала прорисовывается один сигнал, а затем другой. Такой режим развертки реализован в осциллографе при установке переключателя выбора входов синхронизации в положение VERT(DUAL ALT). Однако на низких частотах развертки из-за небольшой величины времени послесвечения люминофора экрана сигналы на экране при таком режиме тоже буду появляться последовательно, что не очень удобно. Поэтому в осциллографе предусмотрен режим, когда луч прорисовывает на экране за время одного хода луча по горизонтали сразу оба сигнала, переключаясь между ними с очень высокой частотой. Однако, при использовании такого режима на быстрых развертках переключение луча между каналами становится заметным и проявляется в том, что оба сигнала становятся пунктирными, поскольку, пока луч прорисовыает один сигнал, тректория второго второго сигнала в это время не отображается. Поэтому в данном осциллографе на быстрых развертках всегда сигналы прорисовываются последовательно, а не параллельно.

(30) СН1 OUTPUT (на задней стенке) – выходной разъем, на который подается сигнал с выхода усилителя вертикального отклонения первого канала. Выход может быть использован, например, для подключения к нему частотомера для точного измерения частоты сигнала, подаваемого на вход канала 1, либо платы сбора данных персонального компьютера.

Блок горизонтальной развертки и синхронизации

(13) СAL/VAR переключатель – переключает режимы изменения масштаба развертки по времени. Положение CAL соответствует

153

режиму дискретного переключения маштаба развертки поворотным переключателем (15) в заданные калиброванные фиксированные значения. Положение VAR соответствует режиму плавного изменения масштаба горизонтальной развертки ручкой (12).

(15) TIME/DIV поворотный переключатель «время/деление» – задает калиброванные значения горизонтальной развертки луча по времени (при нахождении переключателя (13) в положении CAL) , а в крайнем (по часовой стрелке) положении переводит осциллограф в режим работы X-Y.

(12) VARIABLE регулятор – служит для плавной регулировки масштаба развертки по времени (при нахождении переключателя (13) в положении VAR).

(11) х1/х10 переключатель – обеспечивает дополнительную десятикратную растяжку осциллограммы по горизонтали в режиме «х10». В этом режиме значения маштабов развертки на поворотном переключателе развертки (15) следует делить на 10. Включение режима «х10» увеличивает погрешность измерения временных интервалов на максимальных по скорости развертках (см. раздел

0) .

(10) POZITION – регулировка горизонтального положения осциллограммы. Крайнее положение рукоятки вправо соответствует максимальному смещению осциллограммы вправо.

(14) MODE переключатель– позволяет задать необходимый для получения устойчивого изображения режим запуска (синхронизации) развертки из четырех возможных вариантов. Описание этих режимов (AUTO/NORM/TV-V/TV-H) приведено в разделе Б.7.1.

(18) TRIGGER SOURCE переключатель – позволяет выбирать в качестве источника синхронизирующего сигнала один из четырех вариантов (VERT(DUAL ALT)/CH1/EXT/LINE), рассмотренных в разделе 0.. При этом особенность выбора варианта VERT(DUAL ALT) дополнительно описана при рассмотрении переключателя MODE (5) режимов работы каналов вертикального отклонения.

(9) TRIG LEV регулятор – устанавливает уровень сигнала, при достижении сигналом которого происходит запуск горизонтальной развертки луча. Крайнее по часовой стрелке положение рукоятки соответствует максимальному положительному значению уровня, а против часовой – максимальному отрицательному.

(8) SLOPE переключатель – позволяет выбрать фронт запускающего импульса. Момент запуска может наступить при пересечении сигналом заданного регулятором (9) уровня снизу вверх (положе-

154

ние «+», передний фронт) или сверху вниз (положение «-», задний фронт).

(19) EXT TRIG IN – разъем для подключения на вход блока синхронизации внешнего синхронизирующего сигнала.

Дополнительные элементы

(17) PROBE ADJ 0.5Vp-p контакт – служит для подключения к нему пробника щупа делителя 1:10 для подстройки его компенсационной емкости. Процесс такой подстройки будет описан ниже.

(28) клемма заземления – обеспечивает возможность подключения к прибору отдельного общего провода, а также его заземление.

(31) EXT BLANKING INPUT разъем – для подключения к осциллографу сигнала управления яркостью луча.

Компоненты системы тестирования (имеются только в моди-

фикации OS 5030C)

(35) COMP TEST ON OFF переключатель – служит для включения (ON) и выключения (OFF) режима тестирования компонентов электронных схем.

(36) разъем - служит для подключения к прибору одного из выводов тестируемого компонента. Второй вывод подключается к клемме заземления (28).

Структурная схема осциллографа

Структурная схема осциллографа приведена на рисунке Б.14, где

использованы следующие обозначения:

ALT/CHOP PLS GEN (11) – генератор переключения смещения каналов.

СН1 АТТ (1) и СН2 АТТ (1)– аттенюаторы входных сигналов каналов СН1 и СН2.

CH1 INPUT AMP X5MAG (2) – входной усилитель канала СН1 с блоком дополнительного 5-кратного усиления сигнала.

CH1 PRE AMP (4) – предварительный усилитель канала СН1.

CH1 TRIG PICK OFF (4) и CH2 TRIG PICK OFF (5) – формирова-

тели синхроимпульсов каналов 1 и 2.

СН1 TRIG PRE AMP (4) и СН2 TRIG PRE AMP (5) – предвари-

тельные усилители синхроимпульсов.

CH2 INPUT AMP (3) – входной усилитель канала СН2.

CH2 PRE AMP (5) – предварительный усилитель канала СН2.

COMPONENT TEST, X-Y CONTROL – блок тестирования радио-

элементов и управления режимом X-Y.

155

Рисунок Б.14 – Структурная схема осциллографа OS -5030

156

DIOD GATE (6, 9) – диодные ограничители сигналов.

HORIZONTAL MAIN AMP (12) – оконечный усилитель горизонтального отклоняющего напряжения.

H.V.C.K.T. (13) – схема управления модуляцией ЭЛТ и формирования напряжения накала катода.

INVERT AMP (5) – инвертирующий усилитель второго канала.

VERTICAL MAIN AMP (7) – оконечный усилитель вертикального отклоняющего напряжения.

VERTICAL S/W (6) – усилитель напряжения смещения каналов.

SQUARE WAVE (15) – генератор прямоугольных импульсов частотой 1 кГц и амплитудой 0.5 В.

SWEEP GEN (9) – генератор импульсов горизонтальной развертки.

TRIG AMP (8) – усилитель запускающих импульсов.

TIMING C.K.T. (10) – генератор импульсов автоматической развертки.

Z-AXIS AMP (13) – усилитель Z – входа осциллографа для управ-

ления яркостью луча.

Входные сигналы канала 1 и 2 проходят через аттенюаторы СН1 АТТ (1) и СН2 АТТ (1), входные усилители CH1 INPUT AMP X5MAG

(2) и CH2 INPUT AMP (3) и предварительные усилители CH1 PRE AMP (4) и CH2 PRE AMP (5) на диодные ограничители DIOD GATE

(6) и (9), ограничивающие их максимальную амплитуду. При этом входной усилитель канала 1 CH1 INPUT AMP X5MAG (2) включает блок дополнительного 5-кратного усиления сигнала, а выход предварительного усилителя канала 2 CH2 PRE AMP (5) поступает на вход ограничителя DIOD GATE (6) через инвертирующий усилитель INVERT AMP (5). С диодного ограничителя DIOD GATE (6) сигналы первого канала поступают на оконечный усилитель VERTICAL MAIN AMP (7) и далее – на пластины вертикального отклонения электронно лучевой трубки (ЭЛТ) А5. На ограничитель DIOD GATE (6) поступает также сигнал с блока смещения луча VERTICAL S/W (6), который управляется генератором переключения каналов ALT/CHOP PLS GEN (11) и генератором горизонтальной развертки SWEEP GEN (9). Блок смещения VERTICAL S/W (6) меняет вертикальное отклоняющее напряжение на трубке в зависимости от того, какой канал (СН1 или СН2) должен выводиться на экран.

На пластины горизонтальной развертки ЭЛТ (узел А5) сигнал подается с оконечного усилителя горизонтального отклонения HORIZONTAL MAIN AMP (12), на который через диодный ограничитель DIOD GATE (9) поступает сигнал либо с генератора горизонталь-

157

ной развертки SWEEP GEN (9), либо модуля управления Х-Y режимом Х-Y CONTROL. Последний выполняет и функцию тестирования компонентов электронных схем, поскольку в нем находится соответст-

вующий блок COMPONENT TEST (только для OS 5030C).

Генератор развертки SWEEP GEN (9) в режиме автоматической развертки может запускаться от генератора TIMING C.K.T. (10), либо от усилителя запускающих импульсов TRIG AMP (9). Последний, в свою очередь, через переключатель входов может подключаться к сетевому напряжению (LINE), внешнему входу (EXT), либо к выходам предварительных усилителей запуска канала 1 СН1 TRIG PRE AMP (4)

иканала 2 СН2 TRIG PRE AMP (5). Эти усилители через схемы выделения и формирования синхроимпульсов CH1 TRIG PICK OFF (4) и CH2 TRIG PICK OFF (5) подключены к выходам входных усилителей соответствующих каналов CH1 INPUT AMP X5MAG (2) и CH2 INPUT AMP (3)

Для того чтобы на экране ЭЛТ не было видно обратного хода луча к левому краю экрана служит усилитель сигнала по Z – оси Z-AXIS AMP (13), управляемый либо обратным фронтом напряжения генератора развертки SWEEP GEN (9), либо внешним сигналом, поступающим на z-вход EXT BLANKING INPUT. Напряжение с выхода усилителя Z-AXIS AMP (13) подается на схему управления модуляцией ЭЛТ

иформирования напряжения накала катода H.V. C.K.T. (13).

Для тестирования щупов осциллографа служит генератор SQUARE WAVE (15, узел А3) прямоугольных импульсов частотой 1 кГц и амплитудой 0.5 В.

Питается усилитель от блока питания POWER SUPPLY, вырабатывающего из сетевого напряжения 115 В или 230 В частотой 50 Гц или 60 Гц необходимые для работы электронных блоков осциллографа напряжения.

Б.7.3 Работа с осциллографом

Проверка работоспособности прибора и тестирование щупов

1.Включите осциллограф и дайте ему прогреться 1-5 минут. Переключатель режима синхронизации (14) установите в положение AUTO, переключатель входа синхронизации (18) – в положение LINE, переключатель шкалы разверток (13) – в положение калиброванной развертки CAL. Масштаб времени установить 5 мс/дел поворотным переключателем (15). Ручка регулировки уровня запускающего сигнала (9) должна находиться в среднем положении. Переключатель режимов вертикальной развертки установить в положение DUAL (2 канала активны). Входы каналов установить в

158

положение GND. К каждому входу подключить щуп осциллографа. Коэффициент развертки на обоих каналах поворотными переключателями (26) и (23) задать равным 0.2 В/дел, ручки плавной регулировки усиления каналов (27) и (20) вывести до упора по часовой стрелке.

2.Если ни один из лучей на экране не появился, поворотом ручек регулировки вертикального положения (4), (7) нужно добиться их появления. Если сделать этого не удалось, прибор не исправен.

3.Если лучи появились, ручками регулировки вертикального положения (4), (7) установить один из лучей в середину верхней половины экрана, в второй – в середину нижней.

4.Переключить вход канала 1 в положение DC и коснуться острия щупа или центральной жилы кабеля рукой. При этом вторая рука должна быть свободна, а тело не должно быть заземлено. На экране осциллографа на соответствующем канале должен появиться сигнал в форме искаженной шумами синусоиды. Меняя масштаб времени и амплитуды, убедиться в соответствующем изменении формы наблюдаемой осциллограммы.

5.Повторить приведенные в предыдущем пункте манипуляции со входом второго канала, а вход первого установить в положение

GND.

6.Установить масштаб времени 0.5 мс/дел, а переключать входа синхронизации (18) установить в положение VERT (DUAL ALT). Делитель напряжения на щупах осциллографа поставить в положение 1:10 (см.рисунок Б.15). Коэффициент развертки на обоих каналах поворотными переключателями (26) и (23) задать равным 20 мВ/дел

7.Подключить щуп одного из каналов к выводу калибратора осциллографа (17), установив вход этого кнала в положение DC или АС. Если форма наблюдаемого сигнала отличается от прямоугольной, с помощью отвертки подстроить значение компенсационной емкости через отверстие в разъеме щупа. Правильность настройки иллюстрирует рисунок Б.16.

8.Повторить операцию для другого щупа другого канала.

Способы подключения сигнала

1.Подключение одиночными проводниками – самый простой способ подать сигнал на вход осциллографа. Однако он имеет массу недостатков. Во-первых, это неудобно из-за сложности подключения провода к входному коаксиальному разъему, а во-вторых – из-за большого влияния шумов и помех на наблюдаемый сигнал. Поступать так можно лишь в крайних случаях за неимением иных

159

Рисунок Б.15 – Внешний вид типового щупа к осциллографу со встроенным делителем 1:10. Надписи на рисунке: Hook Cover – корпус нако-

нечника; Main Body – корпус щупа; Retractable Hool Tip – выдвигаемый крючкообразный наконечник щупа; Ground Cover – ободок общего провода (заземления); Ground Clip – зажим заземления. Capacitance Correction Trimmer – подстроечный корректирующий конденсатор

а) б) в) Рисунок Б.16. Форма сигнала в зависимости от величины емкости корректирующего подстроечного конденсатора щупа: а – оптимальное значение; б - недокомпенсация (емкость мала), в – перекомпенсация (емкость велика)

вариантов. При этом для закрепления проводника в разъеме можно использовать ножку радиодетали подходящей толщины или канцелярскую скрепку.

2.Межблочное соединение коаксиальными кабелями – предполагает использование специальных коаксиальных кабелей, снабженных на обоих концах коаксиальными разъемами типа BNC (зарубежное обозначение) или СР50 (обозначение в РФ) для соединения между собой блоков электронной аппаратуры. Удобно при блочном построении экспериментальной установки.

3.Если на одном конце щупа вместо коаксиального кабеля использовать обычные провода с зажимами – получаем вариант, близкий к первому случаю. На высоких частотах к емкости входа осциллографа, равной около 30-50пФ, добавляется емкость кабеля, и использовать такой вариант на высоких частотах невозможно из-за

160