4.Регистрирующие приборы и устройства

Для регистрации быстро протекающих процессов, а также для изме- рения частоты, динамических характеристик [например, петли гистере- зиса (см. рис. 8.10)], характеристик полупроводниковых приборов и электронных ламп служит электронно-лучевой осциллограф.

Электронно-лучевая трубка (рис. 12.28) - важнейшая часть элект- ронного осциллографа — состоит из электронного прожектора, от- клоняющей системы и экрана. Электронный прожектор создает узкий электронный луч. Посредством отклоняющего устройства измеряемая величина управляет движением луча, который играет роль практически безынерционной подвижной части осциллографа. Экран покрыт слоем люминофора, и на нем под действием электронного луча образуется светящееся пятно. При отклонениях луча это пятно движется по экра- ну и дает изображение кривой исследуемого процесса. Электронный прожектор ("электронная пушка") состоит из подогревного катода, управляющего электрода С - модулятора - и двух анодов - А_х иА₂.

Электрическое поле, необходимое для ускорения электронов, обес- печивается высокими положительными потенциалами двух анодов - А1 и Аъ — полых цилиндров с одной или более диафрагмами, поме- щенных на пути электронного луча. Последние служат для задержа- ния электронов, сильно уклонившихся от оси луча. Напряжение меж- ду первым анодом А_х и катодом составляет от одной десятой до одной трети напряжения между вторым анодом А₂ и катодом, равного 600- 5000 В.

Для отклонения электронного луча в горизонтальном и вертикальном направлениях в трубке есть две пары отклоняющих пластин. Исследуе- мое периодическое напряжение подается на вертикально отклоняющие пластины, вследствие чего происходит отклонение луча в вертикальном направлении (по оси ординат). Горизонтально отклоняющие пластины необходимы для развертки исследуемого напряжения во времени (по оси абсцисс). Для этого в большинстве случаев на эти пластины подает- ся периодическое пилообразное напряжение.

Структурная схема осциллографа (рис. 12.29) состоит иэ ряда бло- ков и ключей, при помощи которых можно получить различные режимы работы осциллографа.

Электронный осциллограф может работать в следующих основных рехюмах: в режиме внутренней синхронизации, в режиме внешней син- хронизации, в автоматическом режиме и режиме специальной развертки.

Входной блок электронного осциллографа - аттенюатор — представ- ляет собой калиброванный делитель напряжения, при помощи которого можно уменьшить напряжение входного сигнала U_вх, а также напряже- ние синхронизирующих импульсов _и в нужное число раз.

В режиме внутренней синхронизации замкнуты ключи К₁, К_А и на- пряжение входного сигнала через аттенюатор поступает на вход усили- теля и вход ГЛИН. Напряжение с выхода ГЛИН поступает на горизон- тально отклоняющие пластины х - х осциллографа, и изображение электронного луча на экране начинает двигаться в горизонтальном на- правлении. Для того чтобы входной сигнал, поступающий после усиле- ния на вертикально отклоняющие пластины у - у, был расположен в центре экрана, его необходимо, прежде чем подавать на эти пластины, задержать на некоторое время ∆t при помощи линии задержки (рис. 12.30, а).

Недостатком режиме внутренней синхронизации являемся возможное искажение исследуемого входного сигнала линией задержки.

В режиме внешней синхронизации замкнуты ключи К₂ –К₄ и запуск ГЛИН (см. рис. 10.105) осуществляется специальным импульсом син- хронизации U_{с и}, который предшествует входному сигналу U_bх на время ∆t (рис. 12.30, б). В этом случае линия задержки не нужна и можно получить более точное воспроизведение входного сигнала.

В автоматическом режиме замкнуты ключи К₂, К и на выходе ГЛИН получается пилообразное напряжение с частотой /_р. Если частота /_г совпадает с частотой / периодического напряжения на входе осцилло- графа или кратна ей, то на экране осциллографа наблюдается неподвиж- ное изображение (рис. 12.30, в).