Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století Analogové osciloskopy OB21-OP-EL-ELKM-M-3-002
Download ReportTranscript Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století Analogové osciloskopy OB21-OP-EL-ELKM-M-3-002
Slide 1
Tato prezentace byla vytvořena
v rámci projektu
Orbis pictus
21. století
Slide 2
Analogové osciloskopy
OB21-OP-EL-ELKM-M-3-002
Slide 3
Analogové osciloskopy
pracují výlučně s analogovými signály.
Základními částmi analogových osciloskopů jsou
Obrazovka
Vertikální zesilovač
Obvody časové základny a spouštění
Horizontální zesilovač
Napájecí zdroj
Slide 4
Analogové osciloskopy
zjednodušené blokové schéma analogového osciloskopu
Slide 5
Analogové osciloskopy
Obrazovka je speciální vakuová elektronka, která umožňuje
optické sledování měřeného signálu.
Zaostřený a urychlený elektronový paprsek je vychylován ve
vertikálním a horizontálním směru.
Běžné analogové osciloskopy mají elektrostatické vychylování
pomocí dvou párů elektrod
Za vychylovacími destičkami je umístěna další anoda s
potenciálem několika kV. Ta slouží k dodatečnému urychlení
elektronového paprsku.
Elektronový svazek je VN napětím urychlen tak, aby měl
dostatečnou rychlost a energii k vytvoření stopy na stínítku.
Slide 6
Analogové osciloskopy
Obrazovka s elektrostatickým vychylováním
Slide 7
Analogové osciloskopy
Osciloskop má dva základní vstupy
Vertikální vstup Y
Horizontální vstup X
Oba vstupy jsou opatřeny zesilovači upravujícími vstupní
signál v celém kmitočtovém rozsahu na jednotnou úroveň.
Vstupní impedance zesilovačů musí být velká, aby osciloskop
nezatěžoval měřený obvod.
Slide 8
Analogové osciloskopy
Blokové schéma analogového osciloskopu
Slide 9
Analogové osciloskopy
Blokové schéma osciloskopu lze rozdělit na dva velké celky
Kanál vertikálního vychylování
Kanál horizontálního vychylování
Slide 10
Analogové osciloskopy
Kanál vertikálního vychylování obsahuje:
Vstupní obvody (vstupní dělič a zesilovač)
Koncový vertikální zesilovač
Zpožďovací linku
Slide 11
Analogové osciloskopy
Stejnosměrnou složku vstupního proměnného signálu je
možno oddělit zařazením kondenzátoru C (omezíme dolní
mezní kmitočet).
Aby osciloskop zobrazil signály nezkresleně, je třeba měnit
jejich úroveň tak, aby je vertikální předzesilovač a koncový
zesilovač zesílil bez zkreslení.
Změna regulace se provádí skokově tak, aby výsledná citlivost
osciloskopu měla přesnou a celistvou hodnotu.
Slide 12
Analogové osciloskopy
Vertikální koncový zesilovač
Rozhodujícím způsobem určuje kmitočtový rozsah
osciloskopu.
musí pracovat se signály o amplitudě až 80 V, aniž by je
výrazně zkreslil.
musí mít malý vnitřní odpor
Pro zapojení vertikálního koncového zesilovače a
předzesilovače osciloskopu se dnes ve velké míře používají
integrované obvody a to až do kmitočtového rozsahu 1 GHz.
Slide 13
Analogové osciloskopy
Slide 14
Analogové osciloskopy
Kanál horizontálního vychylování
Může pracovat ve dvou režimech:
1. pohyb paprsku po stínítku v ose x zajišťuje časová základna
2. použije se horizontální vstup X a vypne se časová základna.
Osciloskop zobrazuje závislost napětí připojeného ke vstupu Y
na napětí přivedenému na vstup X.
Převodem veličin (i neelektrických) na napětí tak získáme
možnost použít osciloskop k zobrazení mnoha fyzikálních
závislostí jedné veličiny na jiné.
Slide 15
Analogové osciloskopy
Časová základna obsahuje generátor napětí pilového
průběhu, u kterého musí být zajištěna linearita a co nejkratší
zpětný chod.
Pilové napětí je zesilováno koncovým horizontálním
zesilovačem a je přivedeno na horizontální vychylovací
destičky obrazovky.
Rychlost změny pilového napětí – strmost – určuje časové
měřítko zobrazení. Obvykle lze měřítko měnit v rozmezí
1 s/dílek až 0,02 μs/dílek
Slide 16
Analogové osciloskopy
Synchronizaci časové základny se zobrazovaným signálem
zajišťují impulsy u5, generované v synchronizačním obvodu.
Spouštěcí impuls je generován v okamžiku, kdy vstupní napětí
dosáhne spouštěcí úrovně.
V případě, kdy má měřený signál příliš malou velikost pro
generování signálu nutného pro vnitřní spouštění, používá se
třetí vstup osciloskopu (Ext. trig.).
Zpětný chod paprsku zprava doleva je zatemňován napětím u8,
přivedeným na mřížku obrazovky.
Touto modulací jasu je propouštěn elektronový paprsek z
katody na stínítko pouze v době nárůstu pilovitého napětí
(přímý běh paprsku).
Slide 17
Děkuji
za pozornost
Ing. Ladislav Jančařík
Slide 18
Literatura
E. Vitejček a V. Hos: Elektrické měření, SNTL Praha 1979
V. Fajt a kol.: Elektrická měření, SNTL Praha 1987
L. Bejček a kol.: Měření v elektrotechnice, FEKT VUT Brno
2003
Tato prezentace byla vytvořena
v rámci projektu
Orbis pictus
21. století
Slide 2
Analogové osciloskopy
OB21-OP-EL-ELKM-M-3-002
Slide 3
Analogové osciloskopy
pracují výlučně s analogovými signály.
Základními částmi analogových osciloskopů jsou
Obrazovka
Vertikální zesilovač
Obvody časové základny a spouštění
Horizontální zesilovač
Napájecí zdroj
Slide 4
Analogové osciloskopy
zjednodušené blokové schéma analogového osciloskopu
Slide 5
Analogové osciloskopy
Obrazovka je speciální vakuová elektronka, která umožňuje
optické sledování měřeného signálu.
Zaostřený a urychlený elektronový paprsek je vychylován ve
vertikálním a horizontálním směru.
Běžné analogové osciloskopy mají elektrostatické vychylování
pomocí dvou párů elektrod
Za vychylovacími destičkami je umístěna další anoda s
potenciálem několika kV. Ta slouží k dodatečnému urychlení
elektronového paprsku.
Elektronový svazek je VN napětím urychlen tak, aby měl
dostatečnou rychlost a energii k vytvoření stopy na stínítku.
Slide 6
Analogové osciloskopy
Obrazovka s elektrostatickým vychylováním
Slide 7
Analogové osciloskopy
Osciloskop má dva základní vstupy
Vertikální vstup Y
Horizontální vstup X
Oba vstupy jsou opatřeny zesilovači upravujícími vstupní
signál v celém kmitočtovém rozsahu na jednotnou úroveň.
Vstupní impedance zesilovačů musí být velká, aby osciloskop
nezatěžoval měřený obvod.
Slide 8
Analogové osciloskopy
Blokové schéma analogového osciloskopu
Slide 9
Analogové osciloskopy
Blokové schéma osciloskopu lze rozdělit na dva velké celky
Kanál vertikálního vychylování
Kanál horizontálního vychylování
Slide 10
Analogové osciloskopy
Kanál vertikálního vychylování obsahuje:
Vstupní obvody (vstupní dělič a zesilovač)
Koncový vertikální zesilovač
Zpožďovací linku
Slide 11
Analogové osciloskopy
Stejnosměrnou složku vstupního proměnného signálu je
možno oddělit zařazením kondenzátoru C (omezíme dolní
mezní kmitočet).
Aby osciloskop zobrazil signály nezkresleně, je třeba měnit
jejich úroveň tak, aby je vertikální předzesilovač a koncový
zesilovač zesílil bez zkreslení.
Změna regulace se provádí skokově tak, aby výsledná citlivost
osciloskopu měla přesnou a celistvou hodnotu.
Slide 12
Analogové osciloskopy
Vertikální koncový zesilovač
Rozhodujícím způsobem určuje kmitočtový rozsah
osciloskopu.
musí pracovat se signály o amplitudě až 80 V, aniž by je
výrazně zkreslil.
musí mít malý vnitřní odpor
Pro zapojení vertikálního koncového zesilovače a
předzesilovače osciloskopu se dnes ve velké míře používají
integrované obvody a to až do kmitočtového rozsahu 1 GHz.
Slide 13
Analogové osciloskopy
Slide 14
Analogové osciloskopy
Kanál horizontálního vychylování
Může pracovat ve dvou režimech:
1. pohyb paprsku po stínítku v ose x zajišťuje časová základna
2. použije se horizontální vstup X a vypne se časová základna.
Osciloskop zobrazuje závislost napětí připojeného ke vstupu Y
na napětí přivedenému na vstup X.
Převodem veličin (i neelektrických) na napětí tak získáme
možnost použít osciloskop k zobrazení mnoha fyzikálních
závislostí jedné veličiny na jiné.
Slide 15
Analogové osciloskopy
Časová základna obsahuje generátor napětí pilového
průběhu, u kterého musí být zajištěna linearita a co nejkratší
zpětný chod.
Pilové napětí je zesilováno koncovým horizontálním
zesilovačem a je přivedeno na horizontální vychylovací
destičky obrazovky.
Rychlost změny pilového napětí – strmost – určuje časové
měřítko zobrazení. Obvykle lze měřítko měnit v rozmezí
1 s/dílek až 0,02 μs/dílek
Slide 16
Analogové osciloskopy
Synchronizaci časové základny se zobrazovaným signálem
zajišťují impulsy u5, generované v synchronizačním obvodu.
Spouštěcí impuls je generován v okamžiku, kdy vstupní napětí
dosáhne spouštěcí úrovně.
V případě, kdy má měřený signál příliš malou velikost pro
generování signálu nutného pro vnitřní spouštění, používá se
třetí vstup osciloskopu (Ext. trig.).
Zpětný chod paprsku zprava doleva je zatemňován napětím u8,
přivedeným na mřížku obrazovky.
Touto modulací jasu je propouštěn elektronový paprsek z
katody na stínítko pouze v době nárůstu pilovitého napětí
(přímý běh paprsku).
Slide 17
Děkuji
za pozornost
Ing. Ladislav Jančařík
Slide 18
Literatura
E. Vitejček a V. Hos: Elektrické měření, SNTL Praha 1979
V. Fajt a kol.: Elektrická měření, SNTL Praha 1987
L. Bejček a kol.: Měření v elektrotechnice, FEKT VUT Brno
2003