ออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์ - อุปกรณ์หลักการทำงาน

วิทยุสมัครเล่นเป็นงานอดิเรกเป็นกิจกรรมที่น่าตื่นเต้นมากและใคร ๆ ก็พูดได้ว่าเสพติด หลายคนเข้ามาในปีการศึกษาที่ยอดเยี่ยมและเมื่อเวลาผ่านไปงานอดิเรกนี้สามารถกลายเป็นอาชีพสำหรับชีวิต แม้ว่าคุณจะไม่ได้รับการศึกษาด้านวิศวกรรมวิทยุที่สูงขึ้นการศึกษาด้านอิเล็กทรอนิคส์ที่เป็นอิสระช่วยให้คุณบรรลุผลลัพธ์ที่สูงมาก ครั้งหนึ่งนิตยสารวิทยุเรียกวิศวกรผู้เชี่ยวชาญเช่นนั้นโดยไม่มีประกาศนียบัตร

การทดลองครั้งแรกกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เริ่มขึ้นตามกฎโดยการประกอบวงจรที่ง่ายที่สุดซึ่งเริ่มทำงานได้ทันทีโดยไม่ต้องปรับและตั้งค่า บ่อยครั้งที่สิ่งเหล่านี้เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่หลากหลายการโทรการจ่ายพลังงานที่ไม่โอ้อวด ทั้งหมดนี้สามารถรวบรวมได้โดยการอ่านวรรณกรรมน้อยที่สุดเพียงแค่คำอธิบายของรูปแบบที่ทำซ้ำได้ ในขั้นตอนนี้ตามกฎแล้วมันเป็นไปได้ที่จะได้รับด้วยชุดเครื่องมือที่น้อยที่สุด: หัวแร้งหัวตัดด้านข้างมีดและไขควงหลายอัน

การออกแบบค่อยๆมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ ไม่ช้าก็เร็วปรากฎว่าไม่มีการปรับแต่งและปรับแต่งมันจะไม่ทำงาน ดังนั้นคุณจะต้องได้รับเครื่องมือวัดที่บางและยิ่งเร็วยิ่งดี วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์รุ่นเก่ามีตัวชี้ทดสอบพร้อมกับอุปกรณ์ดังกล่าว

ในปัจจุบันเครื่องทดสอบสวิตช์ซึ่งมักเรียกว่าเครื่องตรวจวัดกระแสไฟฟ้าได้ถูกแทนที่ มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล. พบได้ในบทความ "วิธีใช้มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอล" แม้ว่าตัวทดสอบตัวชี้แบบเก่าที่ดีจะไม่ยอมแพ้ตำแหน่งและในบางกรณีการใช้งานจะดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ดิจิตอล

อุปกรณ์ทั้งสองนี้ช่วยให้คุณสามารถวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับโดยตรงและสลับกันได้ หากแรงดันไฟฟ้าคงที่นั้นง่ายต่อการวัดมันก็เพียงพอที่จะค้นหาเฉพาะค่าแล้วด้วยแรงดันไฟฟ้าสลับที่มีความแตกต่างบางอย่าง

ความจริงก็คือทั้งตัวชี้และอุปกรณ์ดิจิตอลที่ทันสมัยได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดแรงดันไฟฟ้าสลับไซน์และในช่วงความถี่ที่ค่อนข้าง จำกัด ผลลัพธ์ของการวัดจะเป็นค่าจริงของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ

หากอุปกรณ์ดังกล่าววัดแรงดันไฟฟ้าของรูปทรงสี่เหลี่ยมรูปสามเหลี่ยมหรือรูปฟันเลื่อยแล้วแน่นอนว่าค่าที่อ่านได้บนสเกลของอุปกรณ์นั้นจะเป็น แต่คุณไม่จำเป็นต้องรับรองความถูกต้องของการวัด มีความตึงเครียดและไม่มีใครรู้แน่ชัด และจะเป็นอย่างไรในกรณีเช่นนี้จะดำเนินการซ่อมแซมและพัฒนาวงจรอิเล็กทรอนิกส์ใหม่ที่ซับซ้อนมากขึ้นได้อย่างไร วิทยุสมัครเล่นมาที่นี่เมื่อคุณต้องซื้อออสซิลโลสโคป

ประวัติเล็กน้อย

ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์นี้คุณสามารถเห็นด้วยตาของคุณเองว่าเกิดอะไรขึ้นในวงจรอิเล็กทรอนิกส์: รูปแบบของสัญญาณคืออะไรที่มันปรากฏหรือหายไปเวลาและความสัมพันธ์ของสัญญาณ ในการสังเกตสัญญาณหลายสัญญาณต้องใช้ออสซิลโลสโคปแบบสองลำอย่างน้อย

ที่นี่เราสามารถจำเรื่องราวที่ห่างไกลได้ในปี 1969 สร้างออสซิลโลสโคปแบบคานห้าลำที่ห้าซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยโรงงานวิลนีอุส อุปกรณ์ใช้ CRT 22LO1A ซึ่งใช้ในการพัฒนานี้เท่านั้น ลูกค้าของอุปกรณ์นี้แน่นอนว่าเป็นกลุ่มอุตสาหกรรมทางทหาร

โครงสร้างอุปกรณ์นี้ทำขึ้นจากสองช่วงตึกวางอยู่บนชั้นวางที่มีล้อ: ออสซิลโลสโคปและแหล่งจ่ายไฟ น้ำหนักรวมของโครงสร้างคือ 160 กิโลกรัม! ขอบเขตรวมถึงกล้องบันทึก RFK-5 ที่ติดกับหน้าจอซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าการบันทึกรูปคลื่นบนแผ่นฟิล์ม ลักษณะที่ปรากฏของออสซิลโลสโคปแบบห้าลำแสง C1-33 พร้อมติดตั้งกล้องแสดงในรูปที่ 1

รูปที่ 1 ออสซิลโลสโคปแบบห้าลำแสง C1-33, 1969

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยทำให้สามารถสร้างออสซิลโลสโคปแบบใช้มือถือในขนาดของโทรศัพท์มือถือ หนึ่งในอุปกรณ์ดังกล่าวแสดงในรูปที่ 2 แต่จะมีการหารือในภายหลัง

รูปที่ 2 DS203 Pocket Digital Oscilloscope

ออสซิลโลสโคปประเภทต่างๆ

จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ออสซิลโลสโคปลำแสงอิเล็กตรอนหลายชนิดถูกสร้างขึ้น ประการแรกสิ่งเหล่านี้คือออสซิลโลสโคปสากลซึ่งส่วนใหญ่มักจะใช้เพื่อการปฏิบัติงาน นอกจากนั้นยังมีออสซิลโลสโคปที่จัดเก็บตาม CRT ที่เก็บข้อมูลความเร็วสูงสโตรโบสโคปและสเปคพิเศษ ประเภทหลังมีไว้สำหรับงานทางวิทยาศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจงซึ่งออสซิลโลสโคปดิจิตอลที่ทันสมัยกำลังเผชิญกับความสำเร็จ ดังนั้นต่อไปเราจะมุ่งเน้นไปที่ออสซิลโลสโคปอิเล็กทรอนิกส์อเนกประสงค์ทั่วไป

อุปกรณ์ CRT

ส่วนหลักของออสซิลโลสโคปไฟฟ้าแน่นอนคือหลอดรังสีแคโทด - CRT อุปกรณ์แสดงในรูปที่ 3

รูปที่ 3 อุปกรณ์ CRT

โครงสร้าง CRT เป็นแก้วทรงกระบอกยาว 10 รูปทรงกระบอกพร้อมส่วนต่อขยายทรงกรวย ด้านล่างของส่วนขยายนี้ซึ่งเป็นหน้าจอ CRT ถูกปกคลุมด้วยฟอสเฟอร์ที่เปล่งแสงที่มองเห็นได้เมื่อลำแสงอิเล็กตรอนกระทบกับมัน 11. CRTs ส่วนใหญ่มีหน้าจอเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า นี่คือหน้าจอที่เป็นตัวบ่งชี้ของออสซิลโลสโคป

ลำแสงอิเล็กตรอนถูกสร้างโดยปืนอิเล็กตรอน

เครื่องทำความร้อน 1 ทำความร้อนแคโทด 2 ซึ่งเริ่มปล่อยอิเล็กตรอน ในฟิสิกส์ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการปล่อยความร้อน แต่อิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากแคโทดจะไม่บินไปไกลพวกเขาจะนั่งลงบนแคโทด ในการรับลำแสงจากอิเล็กตรอนเหล่านี้จำเป็นต้องมีขั้วไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอีกหลายตัว

นี่คืออิเล็กโทรดโฟกัส 4 และขั้วบวก 5 ที่เชื่อมต่อกับ aquadag 8 ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าของอิเล็กโทรดเหล่านี้อิเล็กตรอนจะแยกตัวออกจากแคโทดเร่งเร่งโฟกัสเป็นลำแสงบางและพุ่งไปที่หน้าจอที่เคลือบด้วยสารเรืองแสง อิเล็กโทรดเหล่านี้เรียกว่าปืนอิเล็กตรอน

การเข้าถึงพื้นผิวของหน้าจอลำแสงอิเล็กตรอนไม่เพียง แต่จะทำให้เกิดการเรืองแสง แต่ยังกระทบอิเล็กตรอนทุติยภูมิจากฟอสเฟอร์ซึ่งทำให้ลำแสงเบลอ aquadag ที่กล่าวถึงข้างต้นซึ่งเป็นการเคลือบกราไฟต์ของพื้นผิวด้านในของหลอดทำหน้าที่กำจัดอิเล็กตรอนทุติยภูมิเหล่านี้ นอกจากนี้ aquadag ที่มีขอบเขตป้องกันลำแสงจากสนามไฟฟ้าสถิตภายนอก แต่การป้องกันดังกล่าวไม่เพียงพอดังนั้นส่วนทรงกระบอกของ CRT ซึ่งเป็นที่ตั้งของอิเล็กโทรดถูกวางไว้ในหน้าจอโลหะที่ทำจากเหล็กไฟฟ้าหรือ permalloy

โมดูเลเตอร์ 3 ตั้งอยู่ระหว่างแคโทดและอิเล็กโทรดโฟกัสโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อควบคุมกระแสของลำแสงซึ่งทำให้ลำแสงถูกดับในระหว่างการกวาดแบบย้อนกลับ ในหลอดขยายสัญญาณอิเล็กโทรดนี้เรียกว่ากริดควบคุม โมดูเลเตอร์, อิเล็กโทรดโฟกัสและขั้วบวกมีรูกลางที่ลำอิเล็กตรอนลอย

แผ่นเบี่ยงเบน CRT มีแผ่นสะท้อนแสงสองคู่ เหล่านี้คือแผ่นของการโก่งตัวในแนวตั้งของคาน 6 - แผ่น Y ที่สัญญาณภายใต้การตรวจสอบถูกจัดจำหน่ายและแผ่นของการเบี่ยงเบนแนวนอน 7 - แผ่น X และพวกเขาจะได้รับแรงดันไฟฟ้าแนวนอน หากไม่ได้เชื่อมต่อแผ่นโก่งตัวใด ๆ จุดส่องสว่างควรปรากฏขึ้นที่กึ่งกลางของหน้าจอ CRT ในรูปนี่คือจุด O2 โดยธรรมชาติแล้วแรงดันไฟฟ้าจะต้องถูกนำไปใช้กับหลอด

นี่คือจุดสำคัญที่ควรทำ เมื่อจุดยังคงอยู่โดยไม่ย้ายไปไหนก็สามารถเผาฟอสเฟอร์ได้และจุดสีดำจะยังคงอยู่บนหน้าจอ CRT สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ในระหว่างกระบวนการซ่อมแซมของออสซิลโลสโคปหรือการผลิตอุปกรณ์มือสมัครเล่นง่ายๆดังนั้นในโหมดนี้คุณควรลดความสว่างให้น้อยที่สุดและปรับโฟกัสลำแสง - คุณยังสามารถดูได้ว่ามีลำแสงหรือไม่อยู่

เมื่อแรงดันไฟฟ้าบางอย่างถูกนำไปใช้กับแผ่นเบี่ยงเบนคานจะเบี่ยงเบนจากจุดกึ่งกลางของหน้าจอ ในรูปที่ 3 ลำแสงเบี่ยงเบนไปที่จุด O3 หากแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงลำแสงจะวาดเส้นตรงบนหน้าจอ เป็นปรากฏการณ์ที่ใช้ในการสร้างภาพของสัญญาณที่ศึกษาบนหน้าจอ ในการรับภาพสองมิติบนหน้าจอจะต้องใช้สัญญาณสองสัญญาณ: สัญญาณทดสอบ - ใช้กับเพลต Y และแรงดันการสแกน - ใช้กับเพลต X เราสามารถพูดได้ว่ากราฟที่มีแกนพิกัด X และ Y นั้นได้รับบนหน้าจอ

สแกนแนวนอน

เป็นการสแกนแนวนอนที่สร้างแกน X ของกราฟบนหน้าจอ

รูปที่ 4 แรงดันไฟฟ้ากวาด

ดังที่เห็นในรูปภาพการสแกนแนวนอนนั้นดำเนินการโดยแรงดันไฟฟ้าของฟันเลื่อยซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน: ไปข้างหน้าและย้อนกลับ (รูปที่ 4a) ในระหว่างจังหวะการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าลำแสงจะเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอผ่านหน้าจอจากซ้ายไปขวาและเมื่อถึงขอบด้านขวาจะกลับมาอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้เรียกว่า ในระหว่างการลากไปข้างหน้าพัลส์แบ็คไลท์จะถูกสร้างขึ้นซึ่งจะถูกป้อนเข้าสู่โมดูเลเตอร์ของหลอดและมีจุดเรืองแสงปรากฏบนหน้าจอเพื่อวาดเส้นแนวนอน (รูปที่ 4b)

แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าดังแสดงในรูปที่ 4 เริ่มต้นจากศูนย์ (ลำแสงที่อยู่ตรงกลางของหน้าจอ) และเปลี่ยนเป็นแรงดันไฟฟ้าของ Umax ดังนั้นลำแสงจะเลื่อนจากจุดกึ่งกลางของหน้าจอไปที่ขอบด้านขวานั่นคือ เพียงครึ่งหน้าจอ ในการเริ่มการสแกนจากขอบซ้ายของหน้าจอลำแสงจะเลื่อนไปทางซ้ายโดยใช้แรงดันไบอัสกับมัน ลำแสงชดเชยถูกควบคุมโดยมือจับที่แผงด้านหน้า

ในช่วงจังหวะย้อนกลับพัลส์แบ็คไลท์จะสิ้นสุดลงและลำแสงจะดับ ตำแหน่งสัมพัทธ์ของพัลส์แบ็คไลท์และแรงดันการกวาดฟันเลื่อยสามารถดูได้จากแผนภาพการทำงานของออสซิลโลสโคปที่แสดงในรูปที่ 5 แม้จะมีไดอะแกรมวงจรออสซิลโลสโคปที่หลากหลาย

รูปที่ 5 แผนภาพการทำงานของออสซิลโลสโคป

ความไวของ CRT

มันถูกกำหนดโดยค่าสัมประสิทธิ์การเบี่ยงเบนแสดงให้เห็นว่ากี่มิลลิเมตรลำแสงเบี่ยงเบนเมื่อแรงดันคงที่ 1 V ถูกนำไปใช้กับแผ่น สำหรับ CRT ต่างๆค่านี้อยู่ในช่วง 0.15 ... 2 mm / V ปรากฎว่าการใช้แรงดันไฟฟ้า 1 V กับแผ่นเบี่ยงเบนทำให้ลำแสงสามารถเลื่อนลำแสงได้เพียง 2 มม. และนี่เป็นกรณีที่ดีที่สุด ในการเบี่ยงเบนลำแสงหนึ่งเซนติเมตร (10 มม.) ต้องใช้แรงดันไฟฟ้า 10/2 = 5V ด้วยความไวของ 0.15 mm / V สำหรับการเคลื่อนไหวเดียวกัน 10 / 0.15 = 66.666V จะต้อง

ดังนั้นเพื่อให้ได้ความคลาดเคลื่อนที่สังเกตได้ของลำแสงจากจุดกึ่งกลางของหน้าจอสัญญาณภายใต้การตรวจสอบจะถูกขยายโดยเครื่องขยายช่องสัญญาณแนวตั้งไปจนถึงโวลต์หลายสิบ แชนเนลของการขยายในแนวนอนซึ่งมีการสแกนจะมีแรงดันเอาต์พุตเหมือนกัน

ออสซิลโลสโคปสากลส่วนใหญ่มีความไวสูงสุด 5mV / cm เมื่อใช้ CRT ประเภท 8LO6I กับแรงดันไฟฟ้าอินพุต 5 mV แผ่นเบี่ยงเบนจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้า 8.5 V เพื่อเลื่อนลำแสง 1 ซม. มันง่ายที่จะคำนวณว่าจะต้องใช้แอมพลิฟายเออร์มากกว่า 1,500 ครั้ง

การรับเช่นนี้จะต้องได้รับในทั้ง passband และความถี่ที่สูงกว่าการได้รับที่น้อยลงซึ่งมีอยู่ในแอมป์ทุกตัว Passband นั้นมีความถี่สูงขึ้นไป ที่ความถี่นี้อัตราขยายของแชนเนลโก่งแนวตั้งจะลดลง 1.4 เท่าหรือ 3 เดซิเบล สำหรับออสซิลโลสโคปที่เป็นสากลส่วนใหญ่วงนี้คือ 5 MHz

และจะเกิดอะไรขึ้นหากความถี่ของสัญญาณอินพุตเกินความถี่สูงเช่น 8 ... 10 MHz เธอจะสามารถเห็นมันบนหน้าจอได้หรือไม่ ใช่มันจะมองเห็นได้ แต่ไม่สามารถวัดความกว้างของสัญญาณได้ คุณสามารถตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีสัญญาณหรือไม่ บางครั้งข้อมูลดังกล่าวค่อนข้างเพียงพอ

ช่องทางเบี่ยงเบนแนวตั้ง ตัวแบ่งอินพุท

สัญญาณที่ศึกษาจะถูกป้อนเข้ากับช่องสัญญาณของส่วนเบี่ยงเบนแนวตั้งผ่านตัวแบ่งอินพุตที่แสดงในรูปที่ 6 บ่อยครั้งที่ตัวแบ่งอินพุตเรียกว่าตัวลดทอนสัญญาณ

รูปที่ 6 ตัวแบ่งอินพุตของส่วนเบี่ยงเบนแนวตั้งของช่อง

การใช้ตัวแบ่งอินพุทมันเป็นไปได้ที่จะศึกษาสัญญาณอินพุตจากมิลลิโวลต์ไม่กี่โวลต์ถึงหลายสิบโวลต์ ในกรณีที่สัญญาณอินพุทเกินขีดความสามารถของตัวแบ่งอินพุตอินพุทโพรบที่มีอัตราส่วนการแบ่งเป็น 1:10 หรือ 1:20 จะถูกใช้ จากนั้นขีด จำกัด ของ 5V / div จะกลายเป็น 50V / div หรือ 100V / div ซึ่งทำให้สามารถศึกษาสัญญาณที่มีแรงดันไฟฟ้าที่สำคัญได้

เปิดและปิดทางเข้า

ที่นี่ (รูปที่ 6) คุณสามารถเห็นสวิตช์ B1 ซึ่งทำให้สามารถใช้สัญญาณผ่านตัวเก็บประจุ (อินพุตปิด) หรือโดยตรงกับอินพุตของตัวแบ่ง (อินพุตแบบเปิด) เมื่อใช้โหมด "ปิดอินพุต" เป็นไปได้ที่จะศึกษาส่วนประกอบตัวแปรของสัญญาณโดยไม่สนใจองค์ประกอบคงที่ แผนภาพง่าย ๆ ที่แสดงในรูปที่ 7 จะช่วยอธิบายสิ่งที่พูดไปแล้วแผนภาพถูกสร้างขึ้นในโปรแกรม Multisim เพื่อให้ทุกอย่างในตัวเลขเหล่านี้

รูปที่ 7 แอมป์สเตจบนทรานซิสเตอร์ตัวเดียว

สัญญาณอินพุตที่มีแอมพลิจูด 10 mV ผ่านตัวเก็บประจุ C1 จะถูกป้อนไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ Q1 ด้วยการเลือกตัวต้านทาน R2 แรงดันไฟฟ้าที่สะสมของทรานซิสเตอร์จะเท่ากับครึ่งหนึ่งของแรงดันไฟฟ้า (ในกรณีนี้ 6V) ซึ่งช่วยให้ทรานซิสเตอร์ทำงานในโหมดเชิงเส้น (แอมพลิฟายเออร์) เอาต์พุตถูกมอนิเตอร์โดย XSC1 รูปที่ 8 แสดงผลการวัดในโหมดอินพุตแบบเปิดที่ออสซิลโลสโคปกดปุ่ม DC (กระแสตรง)

รูปที่ 8 การวัดในโหมดอินพุตเปิด (แชนเนล A)

ที่นี่คุณสามารถดู (ช่องสัญญาณ A) เฉพาะแรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ซึ่งเป็น 6V เดียวกับที่กล่าวถึง ลำแสงในแชนเนล A“ ถอดออก” ที่ 6V แต่ไซนัสที่ขยายเพิ่มบนตัวสะสมไม่ได้เกิดขึ้น ไม่สามารถแยกแยะได้ด้วยความไวของช่อง 5V / Div ช่องสัญญาณลำแสงในรูปจะแสดงเป็นสีแดง

สัญญาณจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับอินพุต B ตัวเลขจะแสดงเป็นสีฟ้า นี่เป็นคลื่นไซน์ที่มีขนาด 10 mV

รูปที่ 9 การวัดในโหมดอินพุตปิด

ตอนนี้กดปุ่ม AC ในช่อง A - กระแสสลับนี่เป็นอินพุตปิดจริง ที่นี่คุณสามารถเห็นสัญญาณที่ถูกขยาย - sinusoid ที่มีความกว้าง 87 มิลลิโวลต์ ปรากฎว่าการเรียงซ้อนของทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวขยายสัญญาณด้วยขนาด 10 mV คูณ 8.7 เท่า ตัวเลขในหน้าต่างสี่เหลี่ยมด้านล่างหน้าจอจะแสดงแรงดันไฟฟ้าและเวลาที่ตำแหน่งของเครื่องหมาย T1, T2 เครื่องหมายที่คล้ายกันมีอยู่ในออสซิลโลสโคปดิจิตอลที่ทันสมัย นั่นคือทั้งหมดที่สามารถพูดได้เกี่ยวกับทางเข้าแบบเปิดและปิด และตอนนี้เรามาเล่าเรื่องราวของแอมพลิฟายเออร์แอพพลิเคชั่นแนวดิ่งต่อไป

เครื่องขยายเสียงก่อน

หลังจากตัวแบ่งอินพุตสัญญาณภายใต้การตรวจสอบไปที่เครื่องขยายเสียงก่อนและผ่านเส้นหน่วงเวลาเข้าสู่เครื่องขยายเสียงเทอร์มินัลของช่อง Y (รูปที่ 5) หลังจากการขยายที่จำเป็นสัญญาณจะเข้าสู่แผ่นโก่งตัวในแนวตั้ง

preamplifier แยกสัญญาณอินพุตเป็นส่วนประกอบ paraphase เพื่อส่งไปยังเครื่องขยายเสียงเทอร์มินัล Y นอกจากนี้สัญญาณอินพุตจาก preamplifier จะถูกป้อนเข้าสู่ทริกเกอร์การกวาดซึ่งจะให้ภาพซิงโครนัสบนหน้าจอระหว่างการกวาดไปข้างหน้า

เส้นหน่วงเวลาจะหน่วงสัญญาณอินพุตที่สัมพันธ์กับจุดเริ่มต้นของแรงดันการกวาดซึ่งทำให้สามารถสังเกตขอบนำของพัลส์ดังที่แสดงในรูปที่ 5 ข) ออสซิลโลสโคปบางตัวไม่มีเส้นหน่วงเวลาซึ่งในสาระสำคัญไม่รบกวนการศึกษาสัญญาณเป็นระยะ

ช่องทางกวาด

สัญญาณอินพุตจากแอมพลิฟายเออร์พรีแอมป์จะถูกป้อนเข้ากับอินพุตของเครื่องทริกเกอร์แบบพัลส์ทริกด้วยแรงกระตุ้นที่สร้างขึ้นจะเริ่มต้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากวาดซึ่งจะสร้างแรงดันไฟฟ้าของฟันเลื่อยที่เพิ่มขึ้นอย่างราบรื่น อัตราการสลูว์และช่วงเวลาการกวาดแรงดันถูกเลือกโดยสวิตช์ Time / Div ซึ่งทำให้สามารถศึกษาสัญญาณอินพุตในช่วงความถี่กว้าง

การสแกนดังกล่าวเรียกว่าภายในเช่น วิกฤติมาจากสัญญาณภายใต้การสอบสวน โดยทั่วไปแล้วออสซิลโลสโคปจะมีทริกเกอร์“ ภายใน / ภายนอก” ด้วยเหตุผลบางอย่างที่ไม่ปรากฏในแผนภาพการทำงานในรูปที่ 5 ในโหมดทริกเกอร์ภายนอกทริกเกอร์สามารถทริกเกอร์ไม่ได้โดยสัญญาณภายใต้การสอบสวน แต่สัญญาณอื่น ๆ

ตัวอย่างเช่นนี่อาจเป็นพัลส์ทริกเกอร์ไลน์ล่าช้า จากนั้นถึงแม้จะใช้ออสซิลโลสโคปแบบลำแสงเดียวคุณก็สามารถวัดอัตราส่วนเวลาของสัญญาณทั้งสองได้ แต่มันจะเป็นการดีกว่าถ้าทำด้วยออสซิลโลสโคปแบบสองลำแสงถ้าอยู่ใกล้มือ

ระยะเวลาของการกวาดควรเลือกตามความถี่ (จุด) ของสัญญาณที่ตรวจสอบ สมมติว่าความถี่สัญญาณคือ 1KHz เช่น สัญญาณระยะเวลา 1ms รูปภาพของไซนัสที่มีเวลาสแกน 1ms / div แสดงในรูปที่ 10

รูปที่ 10

ด้วยเวลาสแกน 1ms / div ระยะเวลา 1KHz ของคลื่นไซน์หนึ่งตรงกับการแบ่งมาตราส่วนตามแกน Y การสแกนจะถูกซิงโครไนซ์จากลำแสง A พร้อมกับขอบที่เพิ่มขึ้นในแง่ของระดับสัญญาณอินพุตที่ 0V ดังนั้นคลื่นไซน์บนหน้าจอเริ่มต้นด้วยครึ่งรอบบวก

หากระยะเวลาสแกนเปลี่ยนเป็น 500 μs / div (0.5 ms / div) ดังนั้นไซนัสหนึ่งช่วงเวลาหนึ่งจะครอบครองสองส่วนบนหน้าจอดังที่แสดงในรูปที่ 11 ซึ่งแน่นอนว่าสะดวกกว่าสำหรับการสังเกตสัญญาณ

รูปที่ 11

นอกเหนือจากแรงดันไฟฟ้าของฟันเลื่อยแล้วตัวกำเนิดการกวาดยังสร้างพัลส์แบ็คไลท์ซึ่งป้อนไปยังโมดูเลเตอร์และ“ จุดประกาย” ลำแสงอิเล็กตรอน (รูปที่ 5 กรัม) ระยะเวลาของแสงไฟพัลส์เท่ากับระยะเวลาของลำแสงไปข้างหน้า ในช่วงจังหวะย้อนกลับไม่มีพัลส์แบ็คไลท์และลำแสงจะดับ หากลำแสงไม่ได้ถูกทำให้ว่างเปล่าสิ่งที่เข้าใจยากจะปรากฏบนหน้าจอ: จังหวะย้อนกลับและแม้แต่มอดูเลตด้วยสัญญาณอินพุตเพียงแค่ตัดเนื้อหาที่เป็นประโยชน์ทั้งหมดของรูปคลื่นออกมา

แรงดันการกวาดของฟันเลื่อยถูกนำไปใช้กับเครื่องขยายเสียงเทอร์มินัลของแชนเนล X แยกเป็นสัญญาณพาราฟาสและป้อนเข้าสู่แผ่นโก่งแนวนอนดังแสดงในรูปที่ 5 (e)

เครื่องขยายเสียง X อินพุตภายนอก

ไม่เพียง แต่แรงดันไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากวาดเท่านั้น แต่ยังสามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าภายนอกให้กับแอมป์เทอร์มินัล X ซึ่งทำให้สามารถวัดความถี่และเฟสของสัญญาณโดยใช้ตัวเลข Lissajous

รูปที่ 12 ตัวเลข Lissajous

แต่อินพุตสวิทช์ X จะไม่แสดงบนแผนภาพการทำงานในรูปที่ 5 รวมถึงสวิทช์ของการดำเนินการกวาดแบบซึ่งกล่าวถึงข้างต้นเล็กน้อย

นอกจากช่อง X และ Y แล้วออสซิลโลสโคปก็เหมือนแหล่งจ่ายไฟ เช่นออสซิลโลสโคปขนาดเล็กเช่น C1-73, C1-101 สามารถทำงานได้จากแบตเตอรี่รถยนต์ อย่างไรก็ตามในช่วงเวลาของพวกเขาออสซิลโลสโคปเหล่านี้ดีมากและยังคงใช้งานได้สำเร็จ

รูปที่ 13 Oscilloscope C1-73

รูปที่ 14 Oscilloscope C1-101

การปรากฏตัวของออสซิลโลสโคปแสดงในรูปที่ 13 และ 14 สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดคือพวกเขายังเสนอที่จะซื้อพวกเขาในร้านค้าออนไลน์ แต่ราคาก็ถูกกว่าการซื้อออสซิลโลสโคปดิจิตอลขนาดเล็กใน Aliexpress

อุปกรณ์ออสซิลโลสโคปเพิ่มเติมคือแอมพลิจูดและแอมพลิจูดแบบกวาดในตัว โดยทั่วไปแล้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เสถียรของพัลส์สี่เหลี่ยมเหล่านี้เชื่อมต่อกับอินพุตของออสซิลโลสโคปโดยใช้องค์ประกอบการปรับแต่งที่คุณสามารถกำหนดค่าแอมพลิฟายเออร์ X และ Y ได้อย่างไรก็ตามเครื่องสอบเทียบที่ทันสมัย

วิธีการใช้ออสซิลโลสโคปวิธีการและวิธีการวัดจะกล่าวถึงในบทความถัดไป

ความต่อเนื่องของบทความ: วิธีใช้ออสซิลโลสโคป

Boris Aladyshkin