Введение в электронику

Электронно-лучевая трубка состоит из трех частей: экрана, покрытого люминофором, отклоняющих пластин и электронной пушки, (рис. 13-8).

Рис. 13-8. Основные части электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Люминофор, находящийся на экране, испускает свет, когда в него ударяются электроны. Электронная пушка создает пучок электронов, который ударяется об экран. Отклоняющие пластины изменяют направление электронного пучка на пути к экрану.

Горизонтальные отклоняющие пластины соединены с генератором развертки и перемещают электронный пучок вправо и влево, по экрану. Усилитель вертикального отклонения связан с входным сигналом и управляет его амплитудой.

С помощью градуировки в сантиметрах по вертикальной и горизонтальной осям (рис. 13-9), осциллограф можно откалибровать с помощью известного напряжения, перед тем как измерять неизвестный сигнал. После этого при подаче на вход осциллографа неизвестного сигнала его амплитуда может быть измерена. Вместо того, чтобы градуировать лицевую поверхность ЭЛТ, осциллографы снабжают накладными координатными сетками, которые размещаются перед экраном ЭЛТ.

Рис. 13-9. Координатная сетка на экране осциллографа.

Выключатель питания осциллографа обычно расположен на передней панели (рис. 13–10). Это может быть тумблер, кнопка или вращающийся выключатель. Он может быть отдельным или совмещенным с другим переключателем. Его назначение — включать сетевое напряжение для работы осциллографа.

Рис. 13–10. На передней панели осциллографа находятся органы управления.

Регулятор интенсивности (яркости) используется для управления электронным пучком в ЭЛТ. Вращение этого регулятора позволяет отрегулировать электронный пучок для получения желаемой яркости. Предупреждение: устанавливайте яркость как можно более низкой. Слишком большая яркость в течение достаточно долгого времени может нанести повреждения люминофорному покрытию экрана и сделать ЭЛТ непригодной для эксплуатации.

Регуляторы фокусировки и астигматизма связаны с электронной пушкой и используются для настройки размеров и формы электронного пучка до того, как он достигнет отклоняющих пластин. Оба эти регулятора — вращательные. При их вращении электронный пучок постепенно размывается на экране ЭЛТ, и оба регулятора поочередно используются до тех пор, пока на экране не получится идеально круглая четкая точка. На некоторых новых моделях осциллографов ручка управления астигматизмом может быть расположена в углублении ниже передней панели.

Регуляторы управления горизонтальным и вертикальным положением луча также являются вращательными. Они позволяют расположить электронный пучок в любом месте экрана ЭЛТ. Первоначально они устанавливаются так, чтобы электронный пучок развертывался вдоль центра ЭЛТ. После этого с помощью регуляторов можно поместить электронный пучок в удобное для измерения амплитуды и времени положение в соответствии с координатной сеткой.

Блок вертикального отклонения состоит из входного разъема, переключателя постоянного/переменного напряжения и вращательного переключателя пределов вольт/см. Пробник осциллографа соединяется с входным разъемом. Переключатель постоянного/переменного напряжения позволяет посылать сигнал либо прямо на усилитель вертикального отклонения в положении «постоянное» либо на конденсатор в положении «переменное». Конденсатор в положении «переменное» используется для удаления постоянной составляющей из измеряемого сигнала. Переключатель вольт/см используется для установки амплитуды входного сигнала. Если сигнал слишком велик, то вертикальный усилитель искажает его. Если сигнал слишком мал, то он усиливается. Этот регулятор откалиброван в соответствии с координатной сеткой на ЭЛТ. От установки этого регулятора зависит амплитуда сигнала, подаваемого на ЭЛТ.

Блок горизонтального отклонения, управляющий изменением масштаба по оси времени, состоит из вращательного переключателя пределов время/см, переключателя управления запуском и управления уровнем запуска. Переключатель пределов, время/см устанавливает частоту горизонтальной развертки, соответствующей горизонтальной градуировке. На нижнем пределе частота развертки на экране составляет несколько циклов в секунду. С помощью переключателя управления запуском выбирается источник и полярность синхронизирующего сигнала. Источником синхронизации может быть сеть, внутренний или внешний источник. Полярность может быть положительной или отрицательной. Когда в качестве источника синхронизации выбрана сеть, то именно частота тока сети 60 (50) герц оказывается синхронизирующей частотой. Когда источник синхронизации внутренний, то в качестве синхронизирующей частоты используется частота внутреннего генератора. Положение переключателя «внешний» позволяет использовать синхронизирующую частоту внешнего генератора.

Регулятор уровня устанавливает амплитуду синхронизирующего сигнала, которая необходима для запуска генератора развертки. Если регулятор уровня находится в положении «авто» осциллограф работает в свободном режиме. Поворот регулятора уровня приводит к пустому экрану, на котором нет сигнала. Регулятор уровня надо повернуть до положения, когда сигнал на экране осциллографа исчезает, и немного повернуть обратно, чтобы сигнал появился вновь. В этом положении регулятор сигнала устойчивый. Использование управления уровнем синхронизирующего сигнала позволяет синхронизировать генератор развертки с входным сигналом и получить устойчивое изображение на экране ЭЛТ.

Перед использованием осциллограф необходимо проверить, чтобы убедиться в его исправности. Непроверенный прибор может давать неправильные показания. Большинство осциллографов имеют встроенный генератор тестирующего сигнала. Сначала органы управления должны быть установлены в следующие положения:

Пробник осциллографа должен быть подсоединен к разъему источника калиброванного напряжения. На экране осциллографа должны появиться прямоугольные импульсы. Изображение должно быть устойчивым и содержать несколько периодов с амплитудой равной напряжению калибратора. Теперь осциллограф готов к работе.

Для того чтобы использовать осциллограф, установите переключатель вольт/см на высший предел. Подключите на вход осциллографа исследуемый сигнал и поворачивайте переключатель вольт/см до тех пор, пока изображение не займет примерно две трети экрана по высоте. Настройте развертку так, чтобы получилось устойчивое изображение и желаемое количество периодов.

13-2. Вопросы

Частотомер (рис. 13–11) измеряет частоту сигнала путем сравнения ее с известной заданной частотой. Все частотомеры состоят из одних и тех же составных частей: генератора меток времени, формирователя входного сигнала, цепи генерации стробирующих импульсов, электронного коммутатора, десятичного счетчика и дисплея (рис. 13–12).