Осцилло граф лат oscillo качаюсь греч γραφω пишу прибор предназначенный для исследования наблюдения записи измерения амп
Осциллограф
Осцилло́граф (лат.oscillo — качаюсь + греч.γραφω — пишу) — прибор, предназначенный для исследования (наблюдения, записи, измерения) амплитудных и временны́х параметров электрического сигнала, подаваемого на его вход, и наглядно отображаемого (визуализации) непосредственно на экране либо регистрируемого на .
Аналоговый осциллограф
История
Ондограф Госпиталье
Электрический колебательный процесс изначально фиксировался вручную на бумаге. Первые попытки автоматизировать запись были предприняты Жюлем Франсуа Жубером в 1880 году, который предложил пошаговый полуавтоматический метод регистрации сигнала. Развитием метода Жубера стал полностью автоматический ондограф Госпиталье. В 1885 году русский физик Роберт Колли создал осциллометр, а в 1893 году французский физик Андре Блондель изобрел магнитоэлектрический осциллоскоп с бифилярным подвесом.
Подвижные регистрирующие части первых осциллографов обладали большой инерцией и не позволяли фиксировать быстротечные процессы. Этот недостаток был устранён в 1897 годуУильямом Дадделлом, который создал светолучевой осциллограф, использовав в качестве измерительного элемента небольшое лёгкое зеркальце. Запись производилась на светочувствительную пластину. Вершиной развития этого метода стали в середине XX века многоканальные ленточные осциллографы.
Практически одновременно с Дадделлом Карл Фердинанд Браун использовал для отображения сигнала изобретённый им кинескоп. В 1899 году устройство было доработано Йонатаном Зеннеком, добавившим горизонтальную развертку, что сделало его похожим на современные осциллографы. Кинескоп Брауна в 1930-е годы заменил кинескоп Зворыкина, что сделало устройства на его основе более надёжными.
В конце XX века на смену аналоговым устройствам пришли цифровые. Благодаря развитию электроники и появлению быстрых аналого-цифровых преобразователей к 1990-м годам они заняли доминирующую позицию среди осциллографов.
Устройство
Осциллограф с дисплеем на базе (ЭЛТ) состоит из следующих основных частей:
Блок горизонтальной развёртки. Генерирует периодический или однократный сигнал пилообразной формы (линейно нарастающий и быстро спадающий), который подаётся на пластины горизонтального отклонения ЭЛТ. Во время спадающей фазы (обратный ход луча) также формируется импульс гашения электронного луча, который подаётся на модулятор ЭЛТ;
Входной усилитель исследуемого сигнала, выход которого подключён к пластинам вертикального отклонения ЭЛТ.
Также содержатся вспомогательные блоки: блок управления яркости, калибратор длительности, калибратор амплитуды.
В цифровых осциллографах чаще всего используются ЖК-дисплеи.
Экран
Внешний вид осциллографической электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)
Осциллограф имеет экран A, на котором отображаются графики входных сигналов. У цифровых осциллографов изображение выводится на дисплей (монохромный или цветной) в виде готовой картинки, у аналоговых осциллографов в качестве экрана используется осциллографическая электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением. На экран с внутренней стороны колбы обычно нанесена координатная сетка.
Сигнальные входы
Осциллографы разделяются на одноканальные и многоканальные (2, 4, 6, и более каналов вертикального отклонения). Многоканальные осциллографы позволяют одновременно наблюдать на экране несколько сигналов, измерять их параметры и сравнивать их между собой.
Входной сигнал каждого канала подаётся на свой вход «Y» и усиливается своим усилителем вертикального отклонения до уровня, необходимого для работы отклоняющей системы ЭЛТ (десятки вольт) или аналого-цифрового преобразователя. Усилитель вертикального отклонения почти всегда строится по схеме усилителя постоянного тока ((УПТ)), то есть имеет нижнюю рабочую частоту 0 Гц. Это позволяет измерять постоянную составляющую сигнала, правильно отображать несимметричные сигналы относительно нулевой линии, измерять постоянное напряжение. Такой режим работы называется режимом с открытым входом.
Однако, если необходимо отсечь постоянную составляющую (например, она слишком велика и уводит луч за границы экрана и требуется изучение небольших изменений сигнала), усилитель можно переключить в режим с закрытым входом (входной сигнал подаётся на УПТ через разделительный конденсатор).
Управление развёрткой
В большинстве осциллографов используются два основных режима развёртки:
Устройство осциллогафической ЭЛТ с электростатическими фокусировкой и отклонениемавтоматический (автоколебательный);
ждущий.
В некоторых моделях предусмотрен ещё один режим:
однократный.
Автоматическая развёртка
При автоматической развёртке генератор развёртки работает в автоколебательном режиме, поэтому, даже в отсутствие сигнала, по окончании цикла развёртки — цикла генератора пилообразного напряжения развёртки происходит её очередной запуск, это позволяет наблюдать на экране изображение даже в отсутствие сигнала или при подаче на вход вертикального отклонения постоянного напряжения. В этом режиме у многих моделей осциллографов выполнен захват частоты генератора развёртки исследуемым сигналом, при этом частота генератора развёртки в целое число раз ниже частоты исследуемого сигнала.
Ждущий режим развёртки
В ждущем режиме развёртки напротив, при отсутствии сигнала или его недостаточном уровне (либо при неверно настроенном режиме синхронизации) развёртка отсутствует и экран гаснет. Развёртка запускается при достижении сигналом некоторого настроенного оператором уровня, причем можно настроить запуск развёртки как по нарастающему фронту сигнала, так и по падающему. При исследовании импульсных процессов, даже если они непериодические (например, непериодическое, достаточно редкое ударное возбуждение колебательного контура) ждущий режим обеспечивает зрительную неподвижность изображения на экране.
В ждущем режиме развёртку часто запускают не по самому исследуемому сигналу, а некоторым синхронным, обычно опережающим сам исследуемый процесс сигналом, например, сигналом (импульсного генератора), возбуждающего процесс в исследуемой схеме. В этом случае запускающий сигнал подаётся на вспомогательный вход осциллографа — вход запуска развёртки — вход синхронизации.
Однократный запуск
При однократном режиме генератор развёртки «взводится» внешним воздействием, например, нажатием кнопки и далее ожидает запуска точно так же, как и в ждущем режиме. После запуска развёртка производится только один раз, для повторного запуска генератор развёртки необходимо «взвести» снова. Этот режим удобен для исследования непериодических процессов, таких как логические сигналы в цифровых схемах, чтобы последующие запуски развёртки по фронтам сигнала не «замусоривали» экран.
Недостаток такого режима развёртки — светящееся пятно по экрану пробегает однократно. Это затрудняет наблюдение при быстрых развёртках, так как яркость изображения в этом случае мала. Обычно в этих случаях применяют фотографирование экрана. Необходимость фотографирования на фотоплёнку ранее устраняли применением осциллографических трубок с запоминанием изображения, в современных цифровых осциллографах запоминание процесса производится в цифровом виде в цифровой памяти (ОЗУ) осциллографа.
Синхронизация развёртки с исследуемым сигналом
Для получения неподвижного изображения на экране каждые последующие траектории движения луча по экрану в циклах развёртки должны пробегать по одной и той же кривой. Это обеспечивает схема синхронизации развёртки, запускающая развёртку на одном и том же уровне и фронте исследуемого сигнала.
Пример. Допустим, исследуется синусоидальный сигнал и схема синхронизации настроена так, чтобы запускать развёртку при нарастании синусоиды, когда её значение равно нулю. После запуска луч отрисовывает одну или несколько, в зависимости от настроенной скорости развёртки, волн синусоиды. После окончания развёртки схема синхронизации не запускает развёртку повторно, как в автоматическом режиме, а дожидается очередного прохождения синусоидой волны нулевого значения на нарастающем фронте. Очевидно, что последующее прохождение луча по экрану повторит траекторию предыдущего. При частотах повторения развёртки свыше 20 Гц из-за инерционности зрения и (послесвечения люминофора) экрана будет видна неподвижная картина.
Если запуск развёртки не синхронизирован с наблюдаемым сигналом, то изображение на экране будет выглядеть «бегущим» или даже совершенно размазанным. Это происходит потому, что в этом случае отображаются различные участки наблюдаемого сигнала на одном и том же экране.
Для получения стабильного изображения все осциллографы содержат систему, называемую схемой синхронизации, которую в зарубежной литературе не совсем корректно часто называют триггером.
Назначение схемы синхронизации — задерживать запуск развёртки до тех пор, пока не произойдёт некоторое событие. В примере событием было прохождение синусоиды через нуль на нарастающем фронте.
Поэтому схема синхронизации имеет как минимум две настройки, доступные оператору:
Уровень запуска: задаёт напряжение исследуемого сигнала, при достижении которого запускается развёртка.
Правильная настройка этих органов управления обеспечивает запуск развёртки всегда в одном и том же месте сигнала, поэтому изображение сигнала на осциллограмме выглядит стабильным и неподвижным.
Во многих моделях осциллографов имеется ещё один орган управления схемой синхронизации — ручка плавной регулировки «СТАБИЛЬНОСТЬ», изменением её положения изменяют время нечувствительности генератора развёртки к запускающему событию («мертвое время» генератора развёртки). В одном крайнем положении генератор развёртки переводится в автоколебательный режим, в другом крайнем положении — в ждущий режим, в промежуточных положениях изменяет частоту запуска развёртки. Обычно в осциллографах, снабжённых этой регулировкой, отсутствует переключатель режима развёртки «ЖДУЩИЙ/АВТОМАТИЧЕСКИЙ».
Как было сказано, почти всегда предусмотрен дополнительный вход синхронизации развёртки, при этом имеется переключатель запуска развёртки «ВНЕШНИЙ/ВНУТРЕННИЙ», при положении «ВНЕШНИЙ» на вход схемы синхронизации развёртки подаётся не сам исследуемый сигнал, а напряжение со входа синхронизации.
Часто имеется переключатель на синхронизацию от питающей сети (в европейских странах и России — 50 Гц, в некоторых других странах — 60 Гц), при синхронизации от сети на вход схемы синхронизации подаётся напряжение с частотой сети. Такая синхронизация удобна для наблюдения сигналов с частотой сети или сигналов, кратных этой частоте, например, сетевых помех при измерении параметров сетевых фильтров, выпрямителей и др.
В специализированных осциллографах имеются и особые режимы синхронизации, например, режим запуска развёртки в момент начала заданной оператором номером строки в кадре телевизионного сигнала, что удобно при измерении параметров телевизионного тракта и отдельных его каскадов в системах телевидения.
В других специализированных осциллографах, применяемых при исследовании цифровых (например, микропроцессорных) устройств, схема синхронизации дополняется (компаратором) кодов и запуск развёртки производится при совпадении заданного оператором двоичного кода (слова) с кодом на шине, например, на шине адреса. Это удобно для поиска причины сбоев при записи/чтении некоторой ячейки памяти и других диагностик.
Классификация
По логике работы и назначению осциллографы можно разделить на три группы:
реального времени (аналоговый)
запоминающий осциллограф (storage oscilloscope)
аналоговый (например, с запоминающим устройством на ЭЛТ)
цифровой (DSO — digital storage oscilloscope)
стробирующий осциллограф (sampling oscilloscope)
Осциллографы с непрерывной развёрткой для регистрации кривой на фотоленте (шлейфовый осциллограф).
По количеству лучей: однолучевые, двухлучевые и т. д. Количество лучей может достигать 16 и более (n-лучевой осциллограф имеет n сигнальных входов и может одновременно отображать на экране n графиков входных сигналов).
Осциллографы с периодической развёрткой делятся на: универсальные (обычные), скоростные, стробоскопические, запоминающие и специальные; цифровые осциллографы могут сочетать возможность использования разных функций.
Имеются осциллографы (в основном, портативные), совмещенные с другими измерительными приборами (напр. (мультиметром)). Такие приборы называются скопметрами. Во второй половине 2010-х годов на рынке появились планшетные осциллографы, то есть приборы с полностью сенсорным управлением на цветном дисплее.
Осциллограф также может существовать не только в качестве отдельного прибора, но и в качестве приставки к компьютеру — в виде (карты расширения) или подключаемой через какой-либо внешний компьютерный порт; чаще всего используется USB, ранее применялся также (LPT).
Настройка
В большинство осциллографов встроен прибор калибровки (калибратор), назначение которого — формировать контрольный сигнал с заведомо известными и стабильными параметрами. Обычно такой сигнал имеет форму прямоугольной волны с амплитудой 1 В с частотой 1 кГц и скважностью 2 (коэффициент заполнения 50 %), параметры сигнала калибратора обычно подписаны рядом с выходом сигнала калибратора. При необходимости пользователь может подключить измерительный щуп канала вертикального или горизонтального отклонений прибора к выходу калибратора и увидеть на экране осциллографа сигнал калибратора. В случае, если наблюдаемый сигнал отличается от указанного на калибраторе, что характерно для аналоговых осциллографов, то с помощью подстройки чувствительности каналов пользователь может скорректировать входные характеристики щупа и/или усилители осциллографа таким образом, чтобы сигнал соответствовал данным калибратора.
Цифровые осциллографы обычно не имеют подстроечных органов так как обработка сигнала ведётся в цифровом виде, но обычно имеют автоматическую настройку каналов по калибратору, при этом через меню осциллографа вызывается специальная утилита, запуск которой автоматически калибрует осциллограф по чувствительности каналов.
Сравнение аналоговых и цифровых осциллографов
Возможно, этот раздел содержит .
Проверьте соответствие информации приведённым источникам и удалите или исправьте информацию, являющуюся оригинальным исследованием. В случае необходимости подтвердите информацию авторитетными . В противном случае этот раздел может быть удалён.(16 октября 2020)
Как цифровые, так и аналоговые осциллографы имеют свои достоинства и недостатки:
Достоинства аналоговых осциллографов
возможность непрерывного наблюдения аналогового сигнала в реальном масштабе времени;
привычные и понятные органы управления для часто используемых настроек (чувствительность, скорость развертки, смещение сигнала, уровень запуска и т. д.);
невысокая стоимость.
Недостатки аналоговых осциллографов
низкая точность;
мерцание и/или малая яркость экрана в зависимости от частоты сигнала и скорости развертки;
невозможность отображения и изучения сигнала до момента запуска (это не позволяет, например, анализировать процессы, предшествовавшие выходу оборудования из строя);
ограниченные средства измерения параметров сигналов.
Достоинства цифровых осциллографов
высокая точность измерений;
яркий, хорошо сфокусированный экран на любой скорости развертки;
возможность отображения сигнала до момента запуска (в «отрицательном» времени);
возможность детектирования импульсных помех между выборками сигнала;
автоматические средства измерения параметров сигналов (что, в частности, позволяет автоматизировать настройку прибора в условиях неизвестного сигнала);
возможность подключения к внешним регистрирующим устройствам (например, к компьютеру или принтеру);
широкие возможности математической и статистической обработки сигнала;
средства автодиагностики и автокалибровки.
Недостатки цифровых осциллографов
более высокая стоимость;
Применение
Один из важнейших приборов в радиоэлектронике. Используются в прикладных, лабораторных и научно-исследовательских целях, для контроля/изучения и измерения параметров электрических сигналов — как непосредственно, так и получаемых при воздействии различных устройств/сред на датчики, преобразующие эти воздействия в электрический сигнал или радиоволны.
Наблюдение фигур Лиссажу
(Фигура Лиссажу) на экране двухканального осциллографа
В осциллографах есть режим, при котором на пластины горизонтального отклонения подаётся не пилообразное напряжение развёртки, а произвольный сигнал, подаваемый на специальный вход (вход «Х»). Если подать на входы «X» и «Y» осциллографа сигналы близких частот, то на экране можно увидеть фигуры Лиссажу. Этот метод широко используется для сравнения частот двух источников сигналов и для подстройки одного источника под частоту другого.
Курсорные измерения
Пример вывода на экран современного осциллографа трёх исследуемых процессов с двумя курсорными засечками. Временны́е засечки отображаются вертикальными пунктирными линиями, на экран белыми символами слева выведено время между засечками — 40 мс и частота, отвечающая этому временному интервалу, — 25 Гц.
В современных аналоговых и цифровых осциллографах часто имеется вспомогательная сервисная система, позволяющая удобно измерить некоторые параметры исследуемого осциллографом сигнала. В таких осциллографах на экран наблюдения исследуемого сигнала дополнительно выводятся изображения курсоров в виде горизонтальных или вертикальных прямых, либо в виде взаимоперпендикулярных прямых линий.
Координаты курсорных линий по амплитуде и времени отображаются в десятичном цифровом виде, обычно на экране осциллографа, либо на дополнительных цифровых индикаторах.
Оператор с помощью органов управления положением курсоров имеет возможность навести курсор на интересующую его точку изображения сигнала, при этом курсорная система непрерывно показывает в цифровом виде координаты этой точки, — уровня напряжения или момента времени по оси времени и оси амплитуды.
Во многих осциллографах имеется несколько видов курсоров, при этом на цифровые индикаторы можно выводить разность значений курсорных засечек между парой засечек по вертикали и промежутка времени между парой курсорных засечек по горизонтали. Практически во всех типах таких осциллографах автоматически в цифровом виде на индикаторы выводится величина, обратная промежутку времени между курсорными засечками, что сразу даёт частоту исследуемого периодического сигнала при наведении курсоров по оси времени на соседние фронты сигнала.
В некоторых осциллографах предусмотрен режим автоматического позиционирования курсоров на пики сигнала, что в большинстве случаев и является целью амплитудных измерений. Таким образом, курсорные измерения позволяют упростить измерения параметров сигналов человеком, избавляя его от необходимости зрительно считывать число клеток разметки шкалы осциллографического экрана и производить умножение полученных таким образом данных на значения цены деления по вертикали и горизонтали.
Математические функции
В некоторых многоканальных осциллографах присутствует возможность производить математические функции над измеряемыми разными каналами сигналами и выводить результирующий сигнал вместо или в дополнении к измеряемым исходным сигналам. Наиболее часто присутствуют функции сложения, вычитания, умножения, деления. Это позволяет, например, вычесть из исследуемого сигнала канала № 1 сигнал синхронизации, поступающий на канал № 2, освобождая, таким образом, исследуемый сигнал от сигналов синхронизации. Или, например, возможно проверить добротность блока аналогового усиления сигнала, вычитая из выходного сигнала входной сигнал.
Захват строки телевизионного сигнала
В современных цифровых осциллографах, а также в некоторых специализированных осциллографах на основе электронно-лучевой трубки, присутствует особый режим синхронизации — телевизионный. Этот режим позволяет отобразить одну или несколько заданных телевизионных строк из комплексного видеосигнала. В отличие от обычного осциллографа, блок синхронизации которого может стабильно показать только первую за синхроимпульсом строку, на специализированных осциллографах возможно наблюдать любую часть телевизионной картинки. Такие осциллографы обычно применяются на телевизионных и кабельных студиях и позволяют контролировать технические параметры передающей и записывающей аппаратуры.
Видеоигры
Экран осциллографа использовался как дисплей для одной из первых видеоигр (Tennis For Two), представляющей собой виртуальный вариант тенниса. Игра работала на аналоговой вычислительной машине и управлялась специальным игровым контроллером (paddle).
См. также
Медиафайлы на Викискладе
(Самописец)
(Анализатор спектра)
(Логический анализатор)
Примечания
Woodward, Gordon. Joubert, Jules François (англ.) // Biographical Dictionary of the History of Technology / General editors Lance Day and Ian McNeil. — Routledge, 2002. — P. 670. — .
Oscillo graf lat oscillo kachayus grech grafw pishu pribor prednaznachennyj dlya issledovaniya nablyudeniya zapisi izmereniya amplitudnyh i vremenny h parametrov elektricheskogo signala podavaemogo na ego vhod i naglyadno otobrazhaemogo vizualizacii neposredstvenno na ekrane libo registriruemogo na Analogovyj oscillografIstoriyaOndograf Gospitale Elektricheskij kolebatelnyj process iznachalno fiksirovalsya vruchnuyu na bumage Pervye popytki avtomatizirovat zapis byli predprinyaty Zhyulem Fransua Zhuberom v 1880 godu kotoryj predlozhil poshagovyj poluavtomaticheskij metod registracii signala Razvitiem metoda Zhubera stal polnostyu avtomaticheskij ondograf Gospitale V 1885 godu russkij fizik Robert Kolli sozdal oscillometr a v 1893 godu francuzskij fizik Andre Blondel izobrel magnitoelektricheskij oscilloskop s bifilyarnym podvesom Podvizhnye registriruyushie chasti pervyh oscillografov obladali bolshoj inerciej i ne pozvolyali fiksirovat bystrotechnye processy Etot nedostatok byl ustranyon v 1897 goduUilyamom Daddellom kotoryj sozdal svetoluchevoj oscillograf ispolzovav v kachestve izmeritelnogo elementa nebolshoe lyogkoe zerkalce Zapis proizvodilas na svetochuvstvitelnuyu plastinu Vershinoj razvitiya etogo metoda stali v seredine XX veka mnogokanalnye lentochnye oscillografy Prakticheski odnovremenno s Daddellom Karl Ferdinand Braun ispolzoval dlya otobrazheniya signala izobretyonnyj im kineskop V 1899 godu ustrojstvo bylo dorabotano Jonatanom Zennekom dobavivshim gorizontalnuyu razvertku chto sdelalo ego pohozhim na sovremennye oscillografy Kineskop Brauna v 1930 e gody zamenil kineskop Zvorykina chto sdelalo ustrojstva na ego osnove bolee nadyozhnymi V konce XX veka na smenu analogovym ustrojstvam prishli cifrovye Blagodarya razvitiyu elektroniki i poyavleniyu bystryh analogo cifrovyh preobrazovatelej k 1990 m godam oni zanyali dominiruyushuyu poziciyu sredi oscillografov UstrojstvoOscillograf s displeem na baze ELT sostoit iz sleduyushih osnovnyh chastej Oscillograficheskaya elektronno luchevaya trubka Blok gorizontalnoj razvyortki Generiruet periodicheskij ili odnokratnyj signal piloobraznoj formy linejno narastayushij i bystro spadayushij kotoryj podayotsya na plastiny gorizontalnogo otkloneniya ELT Vo vremya spadayushej fazy obratnyj hod lucha takzhe formiruetsya impuls gasheniya elektronnogo lucha kotoryj podayotsya na modulyator ELT Vhodnoj usilitel issleduemogo signala vyhod kotorogo podklyuchyon k plastinam vertikalnogo otkloneniya ELT Takzhe soderzhatsya vspomogatelnye bloki blok upravleniya yarkosti kalibrator dlitelnosti kalibrator amplitudy V cifrovyh oscillografah chashe vsego ispolzuyutsya ZhK displei Ekran Vneshnij vid oscillograficheskoj elektronno luchevoj trubki ELT Oscillograf imeet ekran A na kotorom otobrazhayutsya grafiki vhodnyh signalov U cifrovyh oscillografov izobrazhenie vyvoditsya na displej monohromnyj ili cvetnoj v vide gotovoj kartinki u analogovyh oscillografov v kachestve ekrana ispolzuetsya oscillograficheskaya elektronno luchevaya trubka s elektrostaticheskim otkloneniem Na ekran s vnutrennej storony kolby obychno nanesena koordinatnaya setka Signalnye vhody Oscillografy razdelyayutsya na odnokanalnye i mnogokanalnye 2 4 6 i bolee kanalov vertikalnogo otkloneniya Mnogokanalnye oscillografy pozvolyayut odnovremenno nablyudat na ekrane neskolko signalov izmeryat ih parametry i sravnivat ih mezhdu soboj Vhodnoj signal kazhdogo kanala podayotsya na svoj vhod Y i usilivaetsya svoim usilitelem vertikalnogo otkloneniya do urovnya neobhodimogo dlya raboty otklonyayushej sistemy ELT desyatki volt ili analogo cifrovogo preobrazovatelya Usilitel vertikalnogo otkloneniya pochti vsegda stroitsya po sheme usilitelya postoyannogo toka UPT to est imeet nizhnyuyu rabochuyu chastotu 0 Gc Eto pozvolyaet izmeryat postoyannuyu sostavlyayushuyu signala pravilno otobrazhat nesimmetrichnye signaly otnositelno nulevoj linii izmeryat postoyannoe napryazhenie Takoj rezhim raboty nazyvaetsya rezhimom s otkrytym vhodom Odnako esli neobhodimo otsech postoyannuyu sostavlyayushuyu naprimer ona slishkom velika i uvodit luch za granicy ekrana i trebuetsya izuchenie nebolshih izmenenij signala usilitel mozhno pereklyuchit v rezhim s zakrytym vhodom vhodnoj signal podayotsya na UPT cherez razdelitelnyj kondensator Upravlenie razvyortkoj V bolshinstve oscillografov ispolzuyutsya dva osnovnyh rezhima razvyortki Ustrojstvo oscillogaficheskoj ELT s elektrostaticheskimi fokusirovkoj i otkloneniemavtomaticheskij avtokolebatelnyj zhdushij V nekotoryh modelyah predusmotren eshyo odin rezhim odnokratnyj Avtomaticheskaya razvyortka Pri avtomaticheskoj razvyortke generator razvyortki rabotaet v avtokolebatelnom rezhime poetomu dazhe v otsutstvie signala po okonchanii cikla razvyortki cikla generatora piloobraznogo napryazheniya razvyortki proishodit eyo ocherednoj zapusk eto pozvolyaet nablyudat na ekrane izobrazhenie dazhe v otsutstvie signala ili pri podache na vhod vertikalnogo otkloneniya postoyannogo napryazheniya V etom rezhime u mnogih modelej oscillografov vypolnen zahvat chastoty generatora razvyortki issleduemym signalom pri etom chastota generatora razvyortki v celoe chislo raz nizhe chastoty issleduemogo signala Zhdushij rezhim razvyortki V zhdushem rezhime razvyortki naprotiv pri otsutstvii signala ili ego nedostatochnom urovne libo pri neverno nastroennom rezhime sinhronizacii razvyortka otsutstvuet i ekran gasnet Razvyortka zapuskaetsya pri dostizhenii signalom nekotorogo nastroennogo operatorom urovnya prichem mozhno nastroit zapusk razvyortki kak po narastayushemu frontu signala tak i po padayushemu Pri issledovanii impulsnyh processov dazhe esli oni neperiodicheskie naprimer neperiodicheskoe dostatochno redkoe udarnoe vozbuzhdenie kolebatelnogo kontura zhdushij rezhim obespechivaet zritelnuyu nepodvizhnost izobrazheniya na ekrane V zhdushem rezhime razvyortku chasto zapuskayut ne po samomu issleduemomu signalu a nekotorym sinhronnym obychno operezhayushim sam issleduemyj process signalom naprimer signalom impulsnogo generatora vozbuzhdayushego process v issleduemoj sheme V etom sluchae zapuskayushij signal podayotsya na vspomogatelnyj vhod oscillografa vhod zapuska razvyortki vhod sinhronizacii Odnokratnyj zapusk Pri odnokratnom rezhime generator razvyortki vzvoditsya vneshnim vozdejstviem naprimer nazhatiem knopki i dalee ozhidaet zapuska tochno tak zhe kak i v zhdushem rezhime Posle zapuska razvyortka proizvoditsya tolko odin raz dlya povtornogo zapuska generator razvyortki neobhodimo vzvesti snova Etot rezhim udoben dlya issledovaniya neperiodicheskih processov takih kak logicheskie signaly v cifrovyh shemah chtoby posleduyushie zapuski razvyortki po frontam signala ne zamusorivali ekran Nedostatok takogo rezhima razvyortki svetyasheesya pyatno po ekranu probegaet odnokratno Eto zatrudnyaet nablyudenie pri bystryh razvyortkah tak kak yarkost izobrazheniya v etom sluchae mala Obychno v etih sluchayah primenyayut fotografirovanie ekrana Neobhodimost fotografirovaniya na fotoplyonku ranee ustranyali primeneniem oscillograficheskih trubok s zapominaniem izobrazheniya v sovremennyh cifrovyh oscillografah zapominanie processa proizvoditsya v cifrovom vide v cifrovoj pamyati OZU oscillografa Sinhronizaciya razvyortki s issleduemym signalom Dlya polucheniya nepodvizhnogo izobrazheniya na ekrane kazhdye posleduyushie traektorii dvizheniya lucha po ekranu v ciklah razvyortki dolzhny probegat po odnoj i toj zhe krivoj Eto obespechivaet shema sinhronizacii razvyortki zapuskayushaya razvyortku na odnom i tom zhe urovne i fronte issleduemogo signala Primer Dopustim issleduetsya sinusoidalnyj signal i shema sinhronizacii nastroena tak chtoby zapuskat razvyortku pri narastanii sinusoidy kogda eyo znachenie ravno nulyu Posle zapuska luch otrisovyvaet odnu ili neskolko v zavisimosti ot nastroennoj skorosti razvyortki voln sinusoidy Posle okonchaniya razvyortki shema sinhronizacii ne zapuskaet razvyortku povtorno kak v avtomaticheskom rezhime a dozhidaetsya ocherednogo prohozhdeniya sinusoidoj volny nulevogo znacheniya na narastayushem fronte Ochevidno chto posleduyushee prohozhdenie lucha po ekranu povtorit traektoriyu predydushego Pri chastotah povtoreniya razvyortki svyshe 20 Gc iz za inercionnosti zreniya i poslesvecheniya lyuminofora ekrana budet vidna nepodvizhnaya kartina Esli zapusk razvyortki ne sinhronizirovan s nablyudaemym signalom to izobrazhenie na ekrane budet vyglyadet begushim ili dazhe sovershenno razmazannym Eto proishodit potomu chto v etom sluchae otobrazhayutsya razlichnye uchastki nablyudaemogo signala na odnom i tom zhe ekrane Dlya polucheniya stabilnogo izobrazheniya vse oscillografy soderzhat sistemu nazyvaemuyu shemoj sinhronizacii kotoruyu v zarubezhnoj literature ne sovsem korrektno chasto nazyvayut triggerom Naznachenie shemy sinhronizacii zaderzhivat zapusk razvyortki do teh por poka ne proizojdyot nekotoroe sobytie V primere sobytiem bylo prohozhdenie sinusoidy cherez nul na narastayushem fronte Poetomu shema sinhronizacii imeet kak minimum dve nastrojki dostupnye operatoru Uroven zapuska zadayot napryazhenie issleduemogo signala pri dostizhenii kotorogo zapuskaetsya razvyortka Tip zapuska po frontu ili po spadu Pravilnaya nastrojka etih organov upravleniya obespechivaet zapusk razvyortki vsegda v odnom i tom zhe meste signala poetomu izobrazhenie signala na oscillogramme vyglyadit stabilnym i nepodvizhnym Vo mnogih modelyah oscillografov imeetsya eshyo odin organ upravleniya shemoj sinhronizacii ruchka plavnoj regulirovki STABILNOST izmeneniem eyo polozheniya izmenyayut vremya nechuvstvitelnosti generatora razvyortki k zapuskayushemu sobytiyu mertvoe vremya generatora razvyortki V odnom krajnem polozhenii generator razvyortki perevoditsya v avtokolebatelnyj rezhim v drugom krajnem polozhenii v zhdushij rezhim v promezhutochnyh polozheniyah izmenyaet chastotu zapuska razvyortki Obychno v oscillografah snabzhyonnyh etoj regulirovkoj otsutstvuet pereklyuchatel rezhima razvyortki ZhDUShIJ AVTOMATIChESKIJ Kak bylo skazano pochti vsegda predusmotren dopolnitelnyj vhod sinhronizacii razvyortki pri etom imeetsya pereklyuchatel zapuska razvyortki VNEShNIJ VNUTRENNIJ pri polozhenii VNEShNIJ na vhod shemy sinhronizacii razvyortki podayotsya ne sam issleduemyj signal a napryazhenie so vhoda sinhronizacii Chasto imeetsya pereklyuchatel na sinhronizaciyu ot pitayushej seti v evropejskih stranah i Rossii 50 Gc v nekotoryh drugih stranah 60 Gc pri sinhronizacii ot seti na vhod shemy sinhronizacii podayotsya napryazhenie s chastotoj seti Takaya sinhronizaciya udobna dlya nablyudeniya signalov s chastotoj seti ili signalov kratnyh etoj chastote naprimer setevyh pomeh pri izmerenii parametrov setevyh filtrov vypryamitelej i dr V specializirovannyh oscillografah imeyutsya i osobye rezhimy sinhronizacii naprimer rezhim zapuska razvyortki v moment nachala zadannoj operatorom nomerom stroki v kadre televizionnogo signala chto udobno pri izmerenii parametrov televizionnogo trakta i otdelnyh ego kaskadov v sistemah televideniya V drugih specializirovannyh oscillografah primenyaemyh pri issledovanii cifrovyh naprimer mikroprocessornyh ustrojstv shema sinhronizacii dopolnyaetsya komparatorom kodov i zapusk razvyortki proizvoditsya pri sovpadenii zadannogo operatorom dvoichnogo koda slova s kodom na shine naprimer na shine adresa Eto udobno dlya poiska prichiny sboev pri zapisi chtenii nekotoroj yachejki pamyati i drugih diagnostik KlassifikaciyaPo logike raboty i naznacheniyu oscillografy mozhno razdelit na tri gruppy realnogo vremeni analogovyj zapominayushij oscillograf storage oscilloscope analogovyj naprimer s zapominayushim ustrojstvom na ELT cifrovoj DSO digital storage oscilloscope strobiruyushij oscillograf sampling oscilloscope Oscillografy s nepreryvnoj razvyortkoj dlya registracii krivoj na fotolente shlejfovyj oscillograf Po kolichestvu luchej odnoluchevye dvuhluchevye i t d Kolichestvo luchej mozhet dostigat 16 i bolee n luchevoj oscillograf imeet n signalnyh vhodov i mozhet odnovremenno otobrazhat na ekrane n grafikov vhodnyh signalov Oscillografy s periodicheskoj razvyortkoj delyatsya na universalnye obychnye skorostnye stroboskopicheskie zapominayushie i specialnye cifrovye oscillografy mogut sochetat vozmozhnost ispolzovaniya raznyh funkcij Imeyutsya oscillografy v osnovnom portativnye sovmeshennye s drugimi izmeritelnymi priborami napr multimetrom Takie pribory nazyvayutsya skopmetrami Vo vtoroj polovine 2010 h godov na rynke poyavilis planshetnye oscillografy to est pribory s polnostyu sensornym upravleniem na cvetnom displee Oscillograf takzhe mozhet sushestvovat ne tolko v kachestve otdelnogo pribora no i v kachestve pristavki k kompyuteru v vide karty rasshireniya ili podklyuchaemoj cherez kakoj libo vneshnij kompyuternyj port chashe vsego ispolzuetsya USB ranee primenyalsya takzhe LPT NastrojkaV bolshinstvo oscillografov vstroen pribor kalibrovki kalibrator naznachenie kotorogo formirovat kontrolnyj signal s zavedomo izvestnymi i stabilnymi parametrami Obychno takoj signal imeet formu pryamougolnoj volny s amplitudoj 1 V s chastotoj 1 kGc i skvazhnostyu 2 koefficient zapolneniya 50 parametry signala kalibratora obychno podpisany ryadom s vyhodom signala kalibratora Pri neobhodimosti polzovatel mozhet podklyuchit izmeritelnyj shup kanala vertikalnogo ili gorizontalnogo otklonenij pribora k vyhodu kalibratora i uvidet na ekrane oscillografa signal kalibratora V sluchae esli nablyudaemyj signal otlichaetsya ot ukazannogo na kalibratore chto harakterno dlya analogovyh oscillografov to s pomoshyu podstrojki chuvstvitelnosti kanalov polzovatel mozhet skorrektirovat vhodnye harakteristiki shupa i ili usiliteli oscillografa takim obrazom chtoby signal sootvetstvoval dannym kalibratora Cifrovye oscillografy obychno ne imeyut podstroechnyh organov tak kak obrabotka signala vedyotsya v cifrovom vide no obychno imeyut avtomaticheskuyu nastrojku kanalov po kalibratoru pri etom cherez menyu oscillografa vyzyvaetsya specialnaya utilita zapusk kotoroj avtomaticheski kalibruet oscillograf po chuvstvitelnosti kanalov Sravnenie analogovyh i cifrovyh oscillografovVozmozhno etot razdel soderzhit originalnoe issledovanie Proverte sootvetstvie informacii privedyonnym istochnikam i udalite ili ispravte informaciyu yavlyayushuyusya originalnym issledovaniem V sluchae neobhodimosti podtverdite informaciyu avtoritetnymi istochnikami V protivnom sluchae etot razdel mozhet byt udalyon 16 oktyabrya 2020 Kak cifrovye tak i analogovye oscillografy imeyut svoi dostoinstva i nedostatki Dostoinstva analogovyh oscillografov vozmozhnost nepreryvnogo nablyudeniya analogovogo signala v realnom masshtabe vremeni privychnye i ponyatnye organy upravleniya dlya chasto ispolzuemyh nastroek chuvstvitelnost skorost razvertki smeshenie signala uroven zapuska i t d nevysokaya stoimost Nedostatki analogovyh oscillografov nizkaya tochnost mercanie i ili malaya yarkost ekrana v zavisimosti ot chastoty signala i skorosti razvertki nevozmozhnost otobrazheniya i izucheniya signala do momenta zapuska eto ne pozvolyaet naprimer analizirovat processy predshestvovavshie vyhodu oborudovaniya iz stroya polosa propuskaniya ogranichena polosoj analogovogo trakta ogranichennye sredstva izmereniya parametrov signalov Dostoinstva cifrovyh oscillografov vysokaya tochnost izmerenij yarkij horosho sfokusirovannyj ekran na lyuboj skorosti razvertki vozmozhnost otobrazheniya signala do momenta zapuska v otricatelnom vremeni vozmozhnost detektirovaniya impulsnyh pomeh mezhdu vyborkami signala avtomaticheskie sredstva izmereniya parametrov signalov chto v chastnosti pozvolyaet avtomatizirovat nastrojku pribora v usloviyah neizvestnogo signala vozmozhnost podklyucheniya k vneshnim registriruyushim ustrojstvam naprimer k kompyuteru ili printeru shirokie vozmozhnosti matematicheskoj i statisticheskoj obrabotki signala sredstva avtodiagnostiki i avtokalibrovki Nedostatki cifrovyh oscillografov bolee vysokaya stoimost PrimenenieOdin iz vazhnejshih priborov v radioelektronike Ispolzuyutsya v prikladnyh laboratornyh i nauchno issledovatelskih celyah dlya kontrolya izucheniya i izmereniya parametrov elektricheskih signalov kak neposredstvenno tak i poluchaemyh pri vozdejstvii razlichnyh ustrojstv sred na datchiki preobrazuyushie eti vozdejstviya v elektricheskij signal ili radiovolny Nablyudenie figur Lissazhu Figura Lissazhu na ekrane dvuhkanalnogo oscillografa V oscillografah est rezhim pri kotorom na plastiny gorizontalnogo otkloneniya podayotsya ne piloobraznoe napryazhenie razvyortki a proizvolnyj signal podavaemyj na specialnyj vhod vhod H Esli podat na vhody X i Y oscillografa signaly blizkih chastot to na ekrane mozhno uvidet figury Lissazhu Etot metod shiroko ispolzuetsya dlya sravneniya chastot dvuh istochnikov signalov i dlya podstrojki odnogo istochnika pod chastotu drugogo Kursornye izmereniya Primer vyvoda na ekran sovremennogo oscillografa tryoh issleduemyh processov s dvumya kursornymi zasechkami Vremenny e zasechki otobrazhayutsya vertikalnymi punktirnymi liniyami na ekran belymi simvolami sleva vyvedeno vremya mezhdu zasechkami 40 ms i chastota otvechayushaya etomu vremennomu intervalu 25 Gc V sovremennyh analogovyh i cifrovyh oscillografah chasto imeetsya vspomogatelnaya servisnaya sistema pozvolyayushaya udobno izmerit nekotorye parametry issleduemogo oscillografom signala V takih oscillografah na ekran nablyudeniya issleduemogo signala dopolnitelno vyvodyatsya izobrazheniya kursorov v vide gorizontalnyh ili vertikalnyh pryamyh libo v vide vzaimoperpendikulyarnyh pryamyh linij Koordinaty kursornyh linij po amplitude i vremeni otobrazhayutsya v desyatichnom cifrovom vide obychno na ekrane oscillografa libo na dopolnitelnyh cifrovyh indikatorah Operator s pomoshyu organov upravleniya polozheniem kursorov imeet vozmozhnost navesti kursor na interesuyushuyu ego tochku izobrazheniya signala pri etom kursornaya sistema nepreryvno pokazyvaet v cifrovom vide koordinaty etoj tochki urovnya napryazheniya ili momenta vremeni po osi vremeni i osi amplitudy Vo mnogih oscillografah imeetsya neskolko vidov kursorov pri etom na cifrovye indikatory mozhno vyvodit raznost znachenij kursornyh zasechek mezhdu paroj zasechek po vertikali i promezhutka vremeni mezhdu paroj kursornyh zasechek po gorizontali Prakticheski vo vseh tipah takih oscillografah avtomaticheski v cifrovom vide na indikatory vyvoditsya velichina obratnaya promezhutku vremeni mezhdu kursornymi zasechkami chto srazu dayot chastotu issleduemogo periodicheskogo signala pri navedenii kursorov po osi vremeni na sosednie fronty signala V nekotoryh oscillografah predusmotren rezhim avtomaticheskogo pozicionirovaniya kursorov na piki signala chto v bolshinstve sluchaev i yavlyaetsya celyu amplitudnyh izmerenij Takim obrazom kursornye izmereniya pozvolyayut uprostit izmereniya parametrov signalov chelovekom izbavlyaya ego ot neobhodimosti zritelno schityvat chislo kletok razmetki shkaly oscillograficheskogo ekrana i proizvodit umnozhenie poluchennyh takim obrazom dannyh na znacheniya ceny deleniya po vertikali i gorizontali Matematicheskie funkcii V nekotoryh mnogokanalnyh oscillografah prisutstvuet vozmozhnost proizvodit matematicheskie funkcii nad izmeryaemymi raznymi kanalami signalami i vyvodit rezultiruyushij signal vmesto ili v dopolnenii k izmeryaemym ishodnym signalam Naibolee chasto prisutstvuyut funkcii slozheniya vychitaniya umnozheniya deleniya Eto pozvolyaet naprimer vychest iz issleduemogo signala kanala 1 signal sinhronizacii postupayushij na kanal 2 osvobozhdaya takim obrazom issleduemyj signal ot signalov sinhronizacii Ili naprimer vozmozhno proverit dobrotnost bloka analogovogo usileniya signala vychitaya iz vyhodnogo signala vhodnoj signal Zahvat stroki televizionnogo signala V sovremennyh cifrovyh oscillografah a takzhe v nekotoryh specializirovannyh oscillografah na osnove elektronno luchevoj trubki prisutstvuet osobyj rezhim sinhronizacii televizionnyj Etot rezhim pozvolyaet otobrazit odnu ili neskolko zadannyh televizionnyh strok iz kompleksnogo videosignala V otlichie ot obychnogo oscillografa blok sinhronizacii kotorogo mozhet stabilno pokazat tolko pervuyu za sinhroimpulsom stroku na specializirovannyh oscillografah vozmozhno nablyudat lyubuyu chast televizionnoj kartinki Takie oscillografy obychno primenyayutsya na televizionnyh i kabelnyh studiyah i pozvolyayut kontrolirovat tehnicheskie parametry peredayushej i zapisyvayushej apparatury Videoigry Ekran oscillografa ispolzovalsya kak displej dlya odnoj iz pervyh videoigr Tennis For Two predstavlyayushej soboj virtualnyj variant tennisa Igra rabotala na analogovoj vychislitelnoj mashine i upravlyalas specialnym igrovym kontrollerom paddle Sm takzheMediafajly na Vikisklade Samopisec Analizator spektra Logicheskij analizatorPrimechaniyaWoodward Gordon Joubert Jules Francois angl Biographical Dictionary of the History of Technology General editors Lance Day and Ian McNeil Routledge 2002 P 670 ISBN 9781134650200 Hawkins 1917 pp 1849 1851 Pervye oscillografy neopr Data obrasheniya 30 maya 2015 31 maya 2015 goda Illyustrirovannaya hronika otkrytij i izobretenij s 145 Hawkins 1917 pp 1857 1862 Hawkins 1917 pp 1852 1854 Kularatna Nihal Chapter 5 Fundamentals of Oscilloscopes Digital and analogue instrumentation testing and measurement angl Institution of Engineering and Technology 2003 P 165 208 ISBN 978 0 85296 999 1 Green 2007 15 3 The Oscilloscope Evgenij Zolotov Igra kotoraya izmenila mir Kompyuterra zhurnal 2004 13 aprelya 31 yanvarya 2012 goda LiteraturaP D Vojnarovskij Elektricheskie izmeritelnye apparaty Enciklopedicheskij slovar Brokgauza i Efrona v 86 t 82 t i 4 dop SPb 1890 1907 Nehemiah Hawkins Hawkins Electrical Guide angl 2nd edition Theo Audel and Co 1917 Vol 6 R G Karpov N R Karpov Elektroradioizmereniya M Vysshaya shkola 1978 Leslie O Green Analog Seekrets DC to Daylight angl Future Science Research Press 2007 ISBN 9780955506406 SsylkiGOST 9829 81 Oscillografy svetoluchevye GOST 8 311 78 Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmerenij GSI Oscillografy elektronno luchevye universalnye