84. Скоростные осциллографы.

Скоростные осциллографы обеспечивают исследование формы колебаний СВЧ и кратковременных импульсных сигналов с помощью специальной ЭЛТ-трубки бегущей волны (ТБВ), которая имеет отклоняющую систему в виде линии бегущей волны (по аналогии с лампой бегущей волны). Благодаря синхронизации фазовой скорости распространения электромагнитной волны, создаваемой в линии бегущей волны исследуемым сигналом, и скорости электронного луча исключается влияние времени пролёта электронов и существенно повышается чувствительность трубки. Применение ТБВ позволяет исследовать форму сигналов в реальном масштабе времени (без временного или частотного преобразования). Кроме того, могут исследоваться однократные и редко повторяющиеся сигналы, что делает скоростные осциллографы незаменимыми приборами при решении целого ряда измерительных задач. Структурная схема скоростного осциллографа в целом аналогична структурной схеме универсального осциллографа. Она представлена на рисунке 6.6.Характерной особенностью скоростного осциллографа является отсутствие УВО. Исследуемый сигнал либо прямо, либо через ЛЗ подаётся на отклоняющую систему ТБВ. Таким образом, обеспечение требуемой широкополосности достигается за счёт свойств ТБВ, а чувствительность канала вертикального отклонения полностью определяется чувствительностью ТБВ.

Рисунок 6.6 – Структурная схема скоростного осциллографа

Отклонение луча по горизонтали осуществляется в ТБВ, как и в обычных ЭЛТ, с помощью пластин Х. Поэтому канал Х в целом аналогичен каналу Х универсального осциллографа, а получение требуемых характеристик развертывающего напряжения достигается схемными решениями. Характерной особенностью канала X является возможность осуществления синхронизации и запуска развертки световыми сигналами (например, от ОКГ) с помощью оптического преобразователя, который преобразует эти световые сигналы в электрические. В скоростных осциллографах отсутствует усилитель Z. Поэтому подсвет прямого хода луча осуществляется с помощью специальной импульсной схемы подсвета.Измерения в скоростных осциллографах проводятся с помощью калибратора длительности и формирователя растров.Если функции калибратора длительности нам уже известны, то назначение формирователя растров требует пояснений. Дело в том, что в связи с отсутствием УВО применение калибратора амплитуды становится невозможным. В то же время нелинейность отклонения канала Y вносит довольно существенную погрешность в результаты измерения . Уменьшение этой погрешности и достигается с помощью формирователя горизонтального растра, представляющего собой напряжение ступенчатой формы (например, 0,2,4,6 В и т.д.) с погрешностью установки каждой «ступеньки» не более . Для наблюдения линий горизонтального растра на экране ЭЛТ выход формирователя соединяется кабелем с разъемом «Вход Y», а развертка синхронизируется схемой формирования «ступенек». Таким образом, с помощью горизонтального растра может быть реализован метод сравнения при измерении . Поскольку напряжение растра и исследуемый сигнал подаются на отклоняющую систему ТБВ поочередно, применение этого метода наиболее эффективно при регистрации растра и осциллограммы на фотопленку с последующим визуальным сравнением изображений или измерением их параметров с помощью специальных оптических устройств. Кроме горизонтального растра, формирователь растров позволяет сформировать на экране ЭЛТ вертикальный растр, необходимый для проверки погрешности ортогональности ЭЛТ. В этом режиме ступенчатое напряжение подается на вход УГО (вместо напряжения развертки), а отклонение луча по вертикали осуществляется специальными импульсами, генерируемыми формирователем растров и также синхронизированными схемой формирования «ступенек». Оценку погрешности ортогональности удобно проводить регистрацией вертикального растра на фотопленку и последующим измерением параметров изображения.В связи с тем, что характерным режимом работы скоростных осциллографов является фоторегистрация однократных и редкоповторяющихся сигналов, эти осциллографы характеризуют таким специфическим дополнительным параметром, как скорость фотозаписи – максимальная линейная скорость движения луча по экрану ЭЛТ, измеряемая в км/с, которая может быть зарегистрирована фотографированием.Заканчивая краткую характеристику скоростных осциллографов отметим, что отечественной промышленностью выпускаются два типа таких приборов.Наиболее широкополосный из них С7-15 имеет полосу пропускания 5 ГГц, ( ) с/дел., скорость фотозаписи 40000 км/с.