22. Назначение осцилографа. Электронно-лучевая трубка (элт). Принципы получения изображения сигнала.

ЭЛЕКТРОННЫЙ ОСЦИЛЛОГРАФ Электронным осциллографом называется устройство для визуального наблюдения и измерения параметров электрических сигналов с помощью электронно-лучевой трубки.

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). В основу положен принцип свечения люминофора под действием электронного пучка. Трубка представляет колбу, в которой обеспечен вакуум. Внутри трубки помещены элементы электронной оптики, которые генерируют свободные электроны и формируют из них тонкий электронный луч. В трубку помещены аноды, которые разгоняют луч, и он с большой скоростью достигает дна трубки, на которое нанесен люминофор – вещество, которое излучает световую энергию в месте, куда попали электроны луча. Яркость свечения тем выше, чем большую энергию «приносит» электронный луч. Между анодами и электронной оптикой находится модулятор яркости, напряжение на котором может ускорять или замедлять электронный луч. Разогнанный луч попадает в поле двух пар пластин, которые позволяют осуществлять электростатическое отклонение луча. Пластины «Х», расположенные в плоскости рисунка, и отклоняют луч горизонтально под действием поданного на них напряжения, а пластины «Y», расположенные перпендикулярно плоскости рисунка, отклоняют луч вертикально. Таким образом, под действием напряжений, поданных на пластины Х и Y можно перемещать луч по всей площади экрана, который образован дном трубки.

Принцип формирования осциллограммы. Так как ось Х отображает время, необходимо подать такое напряжение на пластины Х, которое заставит луч двигаться слева направо с постоянной скоростью – как обычно изображают время на графиках. При этом траектория, которую описывает луч принято называть развёрткой. Напряжение развёртки имеет вид, представленный на рис. 63.

Рис. 63. Напряжение развёртки и отображение его на ЭЛТ

Если подавать сигнал на пластины Y и не подавать развёртку, то сигнал не разворачивается и на экране будет, независимо от формы подаваемого сигнала, вертикальная линия по центру экрана, высота которой определяется размахом сигнала. Если подаётся только напряжение развёртки – то горизонтальная линия. Важным для работы с осциллографом является режим развёртки – т.е. когда она «появляется» во времени. Именно это определяет будет ли изображение на экране неподвижным. Пусть изображение на экране получилось за время первой развёртки. В силу послесвечения, это изображение будет видно на экране некоторое время после окончания первой развёртки. Если вторая развёртка появится во время, когда за 3 счёт послесвечения на экране присутствует изображение от первой развёртки, то на экране появятся два изображения – от первой и второй. То же будет повторяться и для последующих развёрток и, если получающиеся изображения сдвинуты, будет казаться, что изображение движется (это справедливо, если наблюдаются сигналы одинаковой формы). Таким образом, неподвижным будет казаться такое изображение, которое «нарисовалось» «след в след», т.е. изображение от последующей развёртки точно «укладывается» в след изображения от предыдущей, которое будет оставаться на экране из-за послесвечения люминофора. Ясно, что «след в след» могут попадать только одинаковые сигналы, следовательно, не может быть единого условия неподвижного изображения. Следовательно, для того чтобы получить неподвижное изображение, необходимо соблюдение условия Тр = Тс или Тр = nТс (рис. 65). И для обеспечения данного равенства необходима синхронизация напряжения сигнала и напряжения развёртки.